压力容器制造过程中变形问题的控制对策探究

徐亚周

江苏中圣压力容器装备制造有限公司江宁分公司 江苏南京 211112

1 内应力引起的变形及控制措施

由于压力容器在制造过程中，要经过多重热处理加工操作，并且在组装过程中，要受到起重机吊装力、压力容器自身重力以及强制力的影响，因此，完成制造后，势必会存在较大内应力。压力容器在投入应用后，受内压力作用的影响，会出现变形或裂纹，从而对其性能造成较为严重的影响。因此，在压力容器制造过程中，要采取合理的措施消除压力容器中的内力，避免变形的出现。通过热处理方式消除压力容器本体制造过程中形成的内应力。在利用热应力处理方式对应力进行处理时，应当采取规范操作规则和手段。热处理炉内的设计温度应当同设计的具体要求相符，同时，在处理期间，要确保压力容器受热均匀。许多热处理炉采用喷嘴式对热容器进行热处理。通过合理的方式消除内应力时，为了确保作业的顺利进行，应设置挡火装置。该方式可以避免喷嘴火焰对热容器本体直接加热，从而避免了直接加热导致的局部受热过高及新的变形[1]。除此之外，在利用热处理方式对压力容器中的内应力进行处理期间，由于压力容器的部件或壳体处于较高温度状态，会导致金属的稳定性发生改变，因此，要利用一定的支架或加固措施进行处理，确保压力容器的稳定性能够达到相应的要求标准，实现对变形的合理控制。

2 压力容器成型误差问题的控制对策

在压力容器制造过程中，操作人员的操作不当或加工误差，都会导致压力容器出现成型误差。制造产品和设计标准之间的差距，不仅会影响压力容器的实际使用性能，也会造成严重的安全隐患。另外，容器部件的成型误差会造成压力容器的整体尺寸与实际需求不匹配，为后续的安装工作增加难度。基于此，技术人员要重点对其内应力进行分析，对可能存在的变形问题给予一定的控制。第一，在压力容器成型前，技术人员要对其模具设计标准进行全面检查和分析，从根本上提高设计过程的合理性，改善形变误差问题。第二，在压力容器制造过程中，要整合模具的基本设计尺寸，有效控制规格，结合压力容器母材本身的高温性能对其进行加工步骤的改进处理，要对热成型零部件的变量、体积收缩量、回弹量等参数予以关注，从而减少不良操作或操作误差对压力容器成型过程产生的影响，有效减少变形问题。

3 压力容器焊接变形问题的控制对策

在压力容器焊接过程中，由于温度较高，常会伴有形变问题。也正是由于焊缝及周边母材的形变，最终导致整个压力容器出现形变。不仅会影响压力容器的受力性能和耐腐蚀水平，也会使得设备不能满足产品标准和安全技术规范的要求，减少设备使用寿命。基于此，建构完整的焊接工艺操作流程，整合焊接要求，关注焊接变形情况，在工艺操作前就对其可能出现的变形问题予以有效的预估，确保能针对不同类型的变形情况进行全面处理和控制。一方面，压力容器的体积增大，就要对压力容器进行有效的焊接组装管理，从根本上调整压力容器整体以及各个部件之间的受力情况，按照焊接项目的基本规则，有效完成焊接操作。另一方面，对于压力容器多组施焊的情况，要对焊接过程中母材的基本参数予以分析，有效预留合适的收缩量，并且从根本上避免焊接过程出现的逐渐收缩问题，减少主体由此产生的变形。对简节变形和钢板坯料变形予以关注，其一，对简节变形进行分析，在钢材制作过程中，直径较大的壳体短筒节精加工体系要利用火焰切割，在切口冷却到室温后，结合热胀冷缩对弧边变形问题予以判定，制作辊圆后，完善焊接和组对。只有完成对称切割，才能有效提升产品质量。其二，钢板坯料变形，要对压力容器内的密封圈、大型法兰等结构进行分析，处理钢板坯料制作结构，由于火焰切割会出现数量变少，影响加工效率，因此，要对其进行矫正处理。

4 火焰切割引起的变形及控制措施

4.1 控制筒节

大直径壳体中的短筒节下料期间，通过火焰切割对端口位置进行加工处理，容易引起变形。切割高温冷却后，加工将会出现“热胀冷缩”现象，从而出现“弧度”变。并且，筒节辊圆后，端口无法处于同一水平面，从而形成误差，导致无法顺利焊接[2]。针对上面出现的各项问题，可以通过对称切割，或机械加工方法，避免变形情况的出现。

4.2 控制钢板坯料

钢板坯料被普遍应用在压力容器密封圈或大型法兰中。在具体应用期间，受膨胀作用影响，在通过火焰方式完成相应的切割后，会造成钢板包面不平整情况，同时也会导致坯料加工减少。在压力容器生产过程中，为了解决这种变形问题，在对坯料板进行切割后，应当通过矫形措施进行处理。在该过程中，可以适当增加拱余量，从而使坯料板的平整度达到相应的要求标准，使压力容器的质量得到提高。

4.3 控制封头

对已经成型的封头周边利用火焰切割后，会出现收缩变形，从而导致封头口径发生收缩。因此，在对瓣片式封头端口处进行加工时，应当直接通过机械加工法进行加工，或适当放大封头组装时的口径，这都会对避免变形情况的出现起到关键性的控制作用。而对于加工整体成型的封头端来说，在进行成型模具设计时，要充分考虑火焰切割后的具体收缩量[3]。

5 结语

对压力容器进行实际制造的时候，为了防止变形问题的出现，相关生产人员以及技术人员等都要高度重视材料的选择，严格检查材料的各项指标，在加工工艺方面严格管控，并且，操作要规范化，实现安全生产，在根本上，保证压力容器的制造质量。