压力容器制造中的常见质量问题与处理策略

刘立峰

摘 要：我国的航天、化工和军事等领域都应用了压力容器，其中化工领域是应用压力容器最为广泛的行业。压力容器在安全性和封闭性方面有着很大优势，在化工生产中起着重要作用。随着科学技术的发展，市场上出现了越来越多的压力容器，但是这些压力容器在质量方面有着很大差别，之所以出现这种情况主要原因就在于没有严格控制制造质量。压力容器制造中经常会出现一些质量问题，只有有效解决了这些质量问题，才能确保压力容器质量能够满足实际需要。

关键词：压力容器;质量问题;处理策略

引言

压力容器在封闭性和安全性等方面具备显著优势，广泛应用于化工和航天等领域。结合实际调研可以发现，近年来压力容器的种类日渐丰富，但压力容器制造问题仍较为常见，由此引发的质量问题很可能威胁生产安全。为解决相关问题，本文围绕压力容器制造开展了具体的研究。

1压力容器制造特征

1）压力容器结构多样，随着压力容器在不同领域的使用越来越广泛，压力容器的结构也越来越多样化。在不同领域中压力容器的结构各不相同，同一领域，因使用环境、功能需要在结构设计和工艺要求等因素，压力容器的结构也不一样。一般的压力容器均有筒体、封头、支座、法兰和安全附件等部件，有些容器设计有人孔、夹层、内部冷却管和搅拌器等。2）压力容器安全性要求高压力容器是在高温、高压、腐蚀的环境中工作，盛装的介质是易燃、易爆、有毒的有害气体或液体。因此对其安全性的要求极为严格，稍不注意，就会产生安全隐患，后果将不堪设想。在压力容器的设计、制造、安装、使用过程中，每一个环节都与安全息息相关，压力容器设计、制造、安装、使用单位应从管理上采取有效的措施，事前预防，将安全放在第一位，避免灾难性事故的发生。

2压力容器制造中的常见质量问题

2.1材料选择方面存在问题

和普通容器相比，压力容器应尽量采用高质量、高安全性材料，这样才能确保压力容器质量和安全性。但是，有些制造企业进行压力容器制造时，为了获得更高的经济效益，就会使用质量比较差的材料，或是使用比较薄的材料，还有的制造企业还会对材料品种进行改变，使用这些材料制造的容器自然不会有很高的安全性。

2.2制造变形问题

压力容器制造过程很容易出现变形问题，影响压力容器的使用性能，造成安全隐患。结合相关研究可以发现，压力容器制作变形与其复杂的结构、较多的部件焊缝存在直接关联。在较为集中的应力作用下，焊接后的压力容器出现变形的几率较大。此外，受压元件的强力对接也可能引发制造变形问题。

2.3无损检测存在缺陷

无损检测的主要目的就是为了对焊缝内部质量进行检测，制造企业通常会在符合标准要求和产品材质的基础上对检测方法进行合理选择。压力容器制造过程中比较常用的一种检测方法就是射线检测，但是这种检测方法存在很多突出问题，如，很多企业没有和曝光曲线相符的制作工艺，还有的企业没有和曝光曲线相符的射线底片，或是射线底片数量和曝光曲线条数不一致，也没有配置相应的阶梯试块。有些检测人员进行小径管双臂双影椭圆成像操作时，没有对射线机水平偏移距离进行计算，这样就会导致焊缝影像出现内圆缺少间距、影像没有分开、缺陷位置不能准确判断等问题。还有一些检测人员检测射线时，为了提高检测效率，就会在暗袋上固定搭接标记，从而导致局部检测过程出现遗漏未检必须检测焊缝的问题。如，焊接接头处于补强圈内件时就需要进行100%检测。

3压力容器制造中的常见质量问题的处理策略

3.1成形温度影响变形量

封头成形是体积变形过程，遵循冷成形回弹、热成形冷缩的原理。在相同材料、相同厚度、相同直径元件的条件下，热成形的封头直径冷缩量大于冷成形的回弹量;热成形的冷缩量大于温成形的冷缩量。因此，依据材质、板厚、直径和成形设备的能力，选择成形的温度。例如较大厚度、大直径的封头，因板宽的限制，常采用瓜瓣结构，因此可采用温成形，可以显著降低其冷缩量，且每块瓜瓣的变形量相近，有利于组焊时进行错边量、直径和圆度的有效控制。封头或筒体热成形时，钢板温度较高，屈服强度降低，在拉应力的作用下，板厚方向的减薄量较大，长度方向的延伸量较大。显而易见，封头或筒体的钢板工艺厚度应增加，下料尺寸应该适当减少。封头整体热压成形的胎模具尺寸与整体冷成形的胎模具尺寸有显著区别;相同的钢板厚度，不同曲率的筒体，热卷的减薄量也不相同。

3.2压力试验质量控制

压力试验是压力容器制造过程中的一个重大里程碑，是验证产品质量是否合格的重要手段，GB150.4—2011和TSG21—2016都对压力容器压力试验的介质、压力、保压时间、过程控制、壓力试验合格要求进行了规定。目前，压力容器检验运用最为广泛的是以水为介质的压力试验，称为水压试验。水压试验要严格控制各个环节，做好试压前的准备工作，注意升压和保压的各个步骤、压力试验顺序等事项，它的准确性直接影响了压力容器的安全性和可靠性，关系到压力容器后期使用的安全隐患。

3.3强化焊接工序控制

焊接工序属于压力容器制造的关键环节。作为最常见的制造工序，焊接工序对质量的影响极为深远。焊接操作需要得到合格焊接工艺和高资质焊工的支持。相应焊接工艺设备和材料也直接影响焊接质量。焊接前预热对压力容器焊接质量有决定性作用。焊接预热能够降低焊接后的冷却速度，且能够有效减缓淬硬倾向，预防焊接裂纹。在焊接件预热温度较低时进行焊接，能够提高焊接工作效率，但会增加焊接裂纹出现的几率。这种情况下焊接人员需刨除焊缝重新焊接，不仅浪费时间和材料，还影响了整体的生产进度。因此，必须保证焊工认识到焊接预热的重要性，辅以适当的培训和技术交底，积极引进新型焊接工艺和设备，同时严格检查焊接质量，从而为提高压力容器制造质量提供支持。压力容器焊接质量检查中，需及时发现和消除安全隐患。此外，要做好不良焊缝返修工作，以压缩制造成本，同时保证制造质量。

结语

越来越多的新科技以及新技术在人们的生活中出现，所以在一些大型机器使用的时候，一定要注意它的日常检修与维护，以防止它中间所需的零部件出现纰漏从而影响工作的继续运行。根据上文所述，可以更加地了解压力容器所应用的领域范围，它繁琐的生产步骤，它的每一道工序都需要耗费巨大的精力与人力，它要求生产所需的材料达标，要求每一个零部件的完美结合焊接，所以不论是它消耗的大量的人力、精力，还是它的繁琐生产步骤，都要确保每一道工序高质量的顺利进行，安排好每一个步骤负责检验的人员，认真细心的发现所有会出现的各种状况，从而可以更好地做到改善，为我国的装备发展奠定基础，创造更加优秀的条件。

参考文献：

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