压力容器制造中的变形控制探讨

杨昆

摘要：压力容器是指能够在密闭空间内承受压力的容器，压力容器的应用范围较广，主要用在工业、民用、军工、科研等领域，由于压力容器所处的环境较为复杂，基本上都处在高温环境内，因此则很容易发生变形等现象，进而造成较为严重的后果。对此，本文主要对压力容器在制造过程中发生的变形控制问题提供具体解决措施。

关键词：压力容器;变形;控制策略

受人工测量的误差因素，在进行压力容器的制造时，其主体部分与设计的图纸存在一定误差，这也是导致压力容器在高温环境下容易发生变形的主要因素，严重影响了压力容器的使用，若不及时采取有效策略，则会对产品的质量和安全造成很大影响，严重情况下会给财产造成很大损失，同时也会影响经济的发展。因此，若要提升生产效率和质量安全，必须严格要求工艺技术的规范性和专业性，严格把控生产流程[1]。

一、压力容器焊接变形问题和控制对策

金属焊接的过程会受高温影响而出现母材变形等现象，进而造成压力容器在高温焊接期间发生变形，变形后，母材的耐受性及耐腐蚀性与变形前相比其各受力情况变得较低，焊接工艺会对压力容器的质量造成很大影响，在焊接时，会对压力容器的质量及安全性均产生较多的不利条件，进而对生产制造的效率及利益均造成一定影响。

因此在选择相关焊接工艺应尤其注重焊接的前后顺序和方式，在制造期间，对可能发生的焊接问题进行分析和探讨，并采取相关解决或防护策略。若压力容器的需求较大时，或是制造球形容器时，必须将整体组装完整之后再进行焊接，因此为了使焊接时所有力度都均匀应采取对称的方式进行焊接。在压力容器中，常发生多组焊接情况，因此需预留出收缩量，并根据母材的类型预留出合理的收缩量，只有这样才在焊接结束后，其壳体才不会发生收缩变形现象。在压力容器的焊接中，需采取防护或抑制变形的方式，并要求技术工的操作水平较为娴熟，才可对发生变形问题合理控制，进而改善焊接后高温变形的情况。

二、压力容器的内应力变形和控制对策

压力容器因为是通过重热处理的，在实际操作过程中会出现多种重力的影响，使压力容器产生内应力，在组装的过程中，还会产生不可控制的强制压力，制造完成压力容器之后，因为存在内应力，就会产生各种不同程度的变形现象，裂纹也会随之出现，产生对应的变形问题[2]。压力容器因为内应力而产生的变形问题，可以利用热处理，将这个问题消除掉。在热处理的过程中，需要严格遵守相应的操作规范，结合操作的流程来消除内应力。在这个过程中，需要严格控制热处理炉温度，热处理炉的相关设计需要符合其规范，处理炉要得到均匀的受热。通常压力容器主要是利用热处理方法——喷嘴式加热法，其需要设置挡火装置，这样火焰就不会对容器造成伤害，从而发生新的形变。在热处理的过程中，需要利用支架进行有效的加固，使容器不能因为高温的原因，使其金属性能发生变化，影响到压力容器的稳定性，导致出现安全事故。

三、压力容器成型误差变形和控制对策

若在焊接或制造压力容器时，常会发生因操作失误而出现误差，因此在制造完成后与设计图纸相比会存在些许偏差。容器部件出现偏差后，其整个压力容器的尺寸会整体发生变化，在之后的安装过程也会产生不利因素。若容器在高温加热后，极易发生脱模现象，进而发生封头发生收缩变形的现象，若改变尺寸后和原来的标准又不相符，进而还会造成容器整体尺寸发生变化的情况发生。

为了能有效控制压力容器成型误差问题，可采取相关措施来预防，进而达到控制变形的效果。所以压力容器制造的工艺技术要求高，严格按照标准操作，模具和设计标准对比后，才能有效地保证设计出的模具的质量，从而提高因工艺调整引起的误差现象[5]。在制造容器时，需对模具的尺寸进行有效控制，以容器母体的高温性能为控制基础，进而改进模具设计及施工标准。模具的设计需综合全面考虑热成型零件及体積的收缩量，进而有效控制因压力容器误差问题而产生的变形。

四、容器原料切割技术导致变形和控制措施

在生产压力容器时其钢板材质需结合设计标准进行严格切割，在实际操作时还要充分利用天然气或丙烷燃气进行高温操作，对原材料进行热胀冷缩，让其发生变形现象，由于筒节端口会发生变形，进而配件无法安装，筒节则会报废。所以在切割钢板材料时，切口要靠近板材受热膨胀冷缩变形的地方。只有在高温环境下才能进行切割操作，因此极易给钢板材料造成变形，若想避免此现象，则在切割时可离筒节端口稍远一点，并采取机器操作，进而才能有效降低切割误差。可采用数控切割机，不仅能精确地切割钢板材料，还能有效避免因热胀冷缩的温度落差而产生的影响。

五、火焰切割的变形问题和控制对策

大直径壳体在进行短筒下料时，则可对端口位置进行火焰切割操作，进而造成壳体变形问题。若切割的温度在逐渐降低时，在钢板材料的位置会因热胀冷缩而出现轻微的弧度。在完成筒节焊接后，端口与筒节不处于一个平面上，进而发生误差现象，导致焊接操作失败。对此，可采用对称的方式进行机械加工，进而可有效改善热胀冷缩而带来的误差情况[4]。压力容器的密封圈和大型法兰中应采用钢板坯料，受高低温因素的影响，在火焰下完成切割会后，导致钢板表面与筒节口无法处于同一个水平面，同时还会使坯料的加工量减少。为改善以上问题，可在完成坯料板的切割后进行纠正操作，加大余量，保持坯料板平整。另外，对严格控制封头，并已经成型的封头可在火焰切割后发生收缩变形现象，进而封头的口径会缩小许多。在对瓣片式的端口进行封头时，可采取机械加工或将封头组装口径放大的方式，这样可有效改善封头变形问题，对整体端口进行封头时，需综合考虑火焰切割的收缩量。

六、备料误差的变形问题和控制对策

压力容器的制造离不开钢材，但在运输或吊装期间很容易因挤压或其他原因而造成弯曲变形情况，加上火焰切割发生的变形、误差问题，对零部件的精度成型问题造成一定影响。若压力容器出现高低不平现象时，其卷筒后期的误差则会越来越大[5]。对此，需及时纠正变形或误差问题，在真正下料前可有效纠正钢材变形问题，使零部件在最大程度上得到有效提升，进而完成压力容器的操作。

结语：

综上而言，在压力容器的制造下，其导致变形的原因较多且较复杂。因此，经过多次制造的经验，对压力容器的变形问题可采取相关防控措施，进而才能在制造压力容器时避免发生高低温变形情况，使每一个制造压力容器的环节中都能进行有效控制，使制造出来的不同形状的压力容器均得到合格检测，让用户更加满意，质量过关，进而才能使制造商及公司企业收获更大的利润，同时也为我国经济的发展带来更大效益。

参考文献：

[1]冯艇.关于压力容器制造中的变形控制分析[J].石化技术，2020，27（10）：10-11.

[2]孙建军.谈压力容器制造过程中的变形问题及控制措施[J].科学技术创新，2020（21）：183-184.

[3]王宁振.压力容器制造过程中变形问题的控制对策分析[J].科技创新导报，2020，17（06）：39-40.

[4]韩燕良.压力容器制造过程中的变形控制措施研究[J].化工管理，2020（05）：145-146.

[5]柳溪，华柏生，朱章全.压力容器制造中的变形控制探析[J].化学工程与装备，2019（11）：152-153.