新形势下压力容器制造企业的生产运营优化策略

徐海洋

山东理工大学 山东 淄博 255000

引言

近年来，国家加大对压力容器制造产业支持力度，出台多项相关政策文件以推动其进一步发展。在此背景下，我国压力容器制造业呈现出一派繁荣景象，并逐渐成为国民经济的重要支柱产业之一。目前我国压力容器制造企业普遍存在着产能过剩，产品质量良莠不齐等诸多问题。为提高我国压力容器制造产业核心竞争力，应积极转变传统生产理念和模式，将创新思维融入企业日常工作之中，通过引入先进科学技术手段，加强企业技术创新，从而达到改善产品结构，降低企业生产成本，增加经济效益的目的。同时，也能使企业适应当前市场环境变化需求，获得更为广阔的发展前景。

1 新形势下压力容器制造企业的现状

1.1 设备落后

设备陈旧是影响压力容器产品质量的关键因素之一。目前，大多数压力容器制造企业都面临着设备老化问题。由于我国幅员辽阔，地形复杂多样，所以在实际使用中，需要对各种不同类型的容器进行分类加工处理才能保证其正常运行[1]。

1.2 工艺单一

现阶段压力容器制造企业普遍采用手工焊接技术制作压力容器，这种方式不仅费时费力而且劳动强度大，严重制约了我国压力容器制造企业生产规模扩大与生产能力增强。此外，传统的焊接方法还容易导致焊缝出现裂纹以及气孔缺陷。

1.3 管理粗放，安全风险高

随着经济全球化发展速度不断加快，我国越来越多的压力容器出口至海外。与此同时，压力容器作为一种特种设备，具有极高的危险性和危害性，一旦泄露将会带来巨大的经济损失及社会危害。例如：焊接操作人员技术水平不高，安全意识薄弱等都是导致压力容器安全事故频发的主要原因。另外，由于焊接环境差、焊工缺乏专业技能也使得压力容器制造安全性较低。这些问题的发生不仅会影响到压力容器整体质量水平的提升，还会造成人员伤亡甚至财产损失。因此必须要重视对其进行有效控制。

1.4 传统工艺无法满足当下市场

随着经济发展速度的加快，人们对于产品质量要求越来越高，这就需要企业能够及时调整生产方案。而在现代工业生产过程中，焊接工艺占据了十分重要的地位，它决定着整个生产流程是否可以安全稳定地运行。传统的焊接加工方法已经不能适应当前市场需求。传统工艺存在着诸多弊端[2]：①在材料选择上不合理，不利于节约成本；②操作流程烦琐且耗时较长，容易造成人为错误。③焊接质量控制难度大，存在诸多问题有待解决。例如：材料选择不当；焊缝缺陷多；未按标准要求进行坡口加工等；焊前准备不足，影响后续焊接质量；焊接顺序不合理等。

1.5 工作人员技术水平较低

当前社会经济发展速度不断加快，对于压力容器产品的需求量也在持续增加。但是，我国现阶段的压力容器焊接生产技术水平还存在一定差距。一方面是因为压力容器本身具有较强危险性，另一方面是由于压力容器焊接生产过程涉及众多专业领域，必须要有相应的技术人才来承担起这一重要任务。所以，为了进一步促进压力容器焊接产业的健康发展，就应该加大对从业人员的专业培训力度，从而使其更好地满足现代工业发展需求。

1.6 压力容器的设计有待完善

目前我国的压力容器设计水平较低，很多时候还存在一些缺陷，导致其无法达到安全标准要求。其中最常见的问题包括：应力分布不均匀、壁厚不均以及焊缝疲劳破坏等。这说明了我国的压力容器设计还处于初级阶段，还需要进一步提高设计水平。主要体现为结构设计不合理、材料选择不当以及结构强度不足等方面，从而导致容器出现开裂甚至破裂现象，这些都严重影响着压力容器的安全性，不利于提高压力容器的使用效果。

2 新常态下压力容器制造企业的生产运营优化

2.1 压力容器制造过程中的设备优化

设备与工艺是实现容器质量提升的关键因素。因此，在当前压力容器制造行业不断发展壮大的同时，也需要做好相关工作以保障设备和工艺技术的有效运用。在压力容器制造过程中引进先进的设备需要从多方面入手[3]：首先，要保证设备选型科学合理。设备选型应充分考虑到自身实际情况及所需功能，进而根据具体要求科学制定出最佳方案。此外，还应注重设备运行维护方式，避免因设备故障而影响正常使用。选择合适类型设备进行应用，不仅可以减少成本投入，还能够为后续工作提供良好支撑条件。除此之外，还必须严格按照标准对设备质量实施监督检测，及时发现问题并及时解决问题，这样才会使设备发挥其真正作用。其次，要积极更新设备，以实现生产效率最大化，同时也能满足市场发展需求。还要重视安全防护措施，做好日常检修与保养工作。只有如此才能最大限度降低安全隐患，延长使用寿命。最后，还要不断优化焊接工艺，完善配套设施，从而更好地适应市场需求。

2.2 强化压力容器制造过程中各环节工艺管理

2.2.1 加强无损检测力度。在保证产品质量前提下，尽可能地降低因缺陷而引发事故的发生率，提高产品合格率。如，在检验过程中需定期开展超声波探伤检查，及时发现潜在危险隐患，并及时采取措施予以消除，避免产生严重后果。

2.2.2 严格落实“三检”制度。压力容器制造企业在制定检验方案时首先需要对原材料进行全面质量控制，确保原材料符合相关标准要求；其次是做好焊接工序前准备工作，包括焊缝坡口加工与焊接方法选择等。此外，还必须严格执行射线照相监督检验制度。

2.2.3 加强安全管理，提高工作人员素质。通过强化员工培训教育，提升人员综合能力水平，从而保障压力容器制造企业各项工作有序展开。

2.2.4 建立完善的管理制度，保证产品质量。从设计源头到制作安装各个环节都应该严格遵守国家法律法规和技术标准。同时，还应结合压力容器使用情况制定相应的检修计划，以减少因使用不当而导致的事故。建立健全规章制度和健全相关法律体系。一是要健全质量检验管理体系，二是要严格按照质量标准组织生产作业，三是要定期开展产品缺陷检测。目前，我国已经初步形成了比较完善的法规体系，为保证压力容器焊接质量提供了坚实的法律依据。

2.2.5 积极采用先进的工艺装备，确保产品质量稳定可靠。通过引进先进设备，优化生产工艺过程等手段来改善产品质量，加强新材料、新工艺的开发与应用。目前，国内外对于激光焊接技术已经有较成熟的研究成果。随着科技的不断发展，激光焊接技术必将得到更加广泛的推广应用。

在众多激光熔覆应用案例当中，以激光熔覆Ni基合金涂层为主线，主要集中研究了3种类型的激光器：CO2激光器、YAG激光器和Nd∶YVO4激光器，分别对应两种不同的激光功率范围。这类激光功率范围广，适用于各种基材。其中，YAG激光器由于其独特的光学性能而被广泛使用于激光熔覆领域。根据现有激光熔覆装备的特点，提出一种基于DSP的激光电源控制系统方案，通过合理选择硬件电路结构及软件算法，提高整机运行可靠性，降低制造成本。然后，为满足激光功率控制精度要求高，实时性强的要求，采用双闭环PID控制算法对电源进行闭环控制。最后，结合实验测试结果分析，验证所开发样机各项技术指标达到预期目标。

2.3 完善传统工艺，引进先进工艺

在传统制造模式基础上创新发展新工艺，实现制造流程的全面升级与改造。通过引入现代机械制造工艺手段，进一步增强压力容器制造工艺水平及可靠性。另外，应结合具体工程实际情况，制定切实可行的实施方案。如针对大型复杂压力容器，可采用焊接技术或真空钎焊法；对于小型压力容器，则可以利用焊条电弧焊方式来实施加工制作[4]。除此之外，还应重视对原材料质量控制，确保产品质量满足相关标准要求。要加强压力容器检验管理，并定期开展定期检验活动。同时还需注重压力容器结构完整性以及材料选用等方面。此外，还应加大对无损检测方法的运用力度，从而保证产品性能的稳定性。通过先进制造工艺技术应用，将传统制造工艺流程进行彻底改善和完善，进而降低压力容器制造安全风险发生率。

2.4 提高生产工艺工作人员的综合素养

首先，应加强企业管理人员以及技术人员的综合素质培养工作，提高他们的专业技能与职业道德素养。其次，还要做好员工的技术培训工作，只有这样才能从根本上确保整个焊接工艺过程处于良好状态。严格规定工作人员按照标准操作，这也要求工作人员不但需要具备扎实的理论知识基础，同时还应熟练掌握各项操作技能，并能够将其灵活应用到实际工作中去，以满足现代工业发展对人才的需求。

建立完善的培训机制，通过开展多种形式的培训班可以有效提升从业人员的技能水平和专业能力。加强监管与监督检查。压力容器焊接过程中涉及较多环节，而且每个工序都有可能发生安全隐患，因此必须要严格按照操作规程进行操作才能确保产品质量合格，及时发现问题，及时解决。在具体生产过程中还应当注重无损检验技术的使用，从而避免安全事故的发生。

2.5 完善压力容器设计管理，提高生产效率

首先，加强压力容器设计环节的管理，确保结构设计合理；其次，通过改进生产工艺提高制造效率，降低能耗；最后，积极研发先进高效的检测仪器与工艺，提升焊缝质量[5]。一些新型自动化焊接设备应运而生并广泛应用于工业生产中，其中激光熔覆技术便是典型代表之一。该技术利用特殊材料作为热源，借助高能激光束产生大量高温熔化金属或非金属粉末，形成具有一定厚度和硬度的熔覆层，进而快速填充焊道间隙，完成工件表面或内部连接。与常规焊接相比，激光熔覆具有以下优点：

2.5.1 成形速度快。由于采用了高能量密度的激光器，因此其成形时间短，效率高，并且能够满足不同尺寸工件对焊缝质量要求高的特点；同时也能减少能耗。此外，还具有良好的经济性。

2.5.2 表面光洁平整且无飞溅现象发生。由于激光作用于被焊构件表面后迅速气化冷却，因而不会出现气孔及夹渣等铸造缺陷，从而大大提高了零件的使用寿命。另外，由于不需要预热处理，故可省去昂贵的保温设备。

2.5.3 操作简单，易于掌握，无须专用夹具即可实施自动加工。与传统焊接方法相比，不仅焊工劳动强度大大降低，而且生产效率和经济效益明显提高。尤其适合大批量，多品种、小批量生产的情况。特别是适用于长周期生产，便于批量化生产。

2.5.4 可实现连续作业。焊缝质量稳定可靠，且具有良好的可维修性能。同时也有利于改善劳动条件，减少环境污染，降低生产成本。因此，该系统完全满足现代制造业发展对焊接机具提出的新要求。

2.5.5 可以有效避免因局部加热造成的热变形等缺陷。通过优化焊接参数及焊后热处理技术来解决此类问题：采用合理的坡口形式和正确的施焊顺序，从而减小或防止焊接残余应力对工件性能的不利影响。例如：增加熔深。适当加大电流以增大焊缝金属与母材之间的热膨胀差异等方法均可使焊缝获得较好的力学性能，为进一步改进焊接工艺提供了可靠依据。

3 结束语

随着我国经济建设水平不断提高，在这种大背景之下，压力容器制造企业的竞争压力越来越大，为了适应市场需求并赢得市场，压力容器制造企业必须进行改革创新，提高生产效率以及产品质量。本文介绍了国内外压力容器制造行业的现状，分析研究了新常态下压力容器制造企业的生产运营优化策略，希望对其他同类企业的生产运营有一定借鉴。