压力容器制造中常见问题及分析张传虎

压力容器制造中常见问题及分析张传虎

张传虎

（内蒙古航天金岗重工有限公司内蒙古呼和浩特市010076）

摘要：压力容器由于长期处于腐蚀、真空、高压、高温等恶劣环境条件下，所盛装的介质也通常为有害、剧毒、易爆、易燃物质，因此，其必须遵循强制性的规范和标准，以此来保证压力容器的安全性。现有压力容器制造主要包括检验、计量理化、设计、焊接、机加工、材料、铆接等部分，文章首先阐述了压力容器的构成和特点，其次，就压力容器制造中常见问题进行了深入的探讨，具有一定的参考价值。

关键词：压力容器；制造；问题

21世纪以来，随着我国经济的迅速发展和科技水平的提高，我国的压力容器从设计到制造和维护的能力都有了长足的提高，跻身世界前列。十几年间，我国建立、健全了压力容器的相关法律、法规和标准体系，使压力容器从设计、制造和维护全过程标准化。提出并完善了基于风险的压力容器的设计、制造方法。为了实现国家可持续发展战略，开始倡导和实施压力容器的绿色设计，逐步形成现代压力容器制造模式。尽管在材料、设计、制造等方面，我国实现了压力容器的自主设计与制造，但是，压力容器在制造方面仍存在一些问题和挑战。

一、压力容器的构成和特点

(1)产品参数和结构多样性。压力容器产品适用于饮食、冶炼、石油、化工、制药等行业，使用范围广，这样一来就造成产品参数和结构多样性。

(2)设计具有较强的专业性。压力容器产品不同于通用机械产品，在运用软件技术进行产品设计时，不仅要求人员掌握先进的计算机技术，更要具备化工设备的整体设计思想。

(3)压力容器涉及多学科、多行业。压力容器制造技术涉及到众多行业，如安全防护、无损检测、冶金、腐蚀与防腐、机械加工等，这就需要多方面、多学科、多行业来协作完成制造过程。

(4)安全性要求较高。压力容器由于长期处于腐蚀、真空、高压、高温等恶劣环境条件下，所盛装的介质也通常为有害、剧毒、易爆、易燃物质，因此，其必须遵循强制性的规范和标准，以此来保证压力容器的安全性。

(5)压力容器制造过程存在着许多相似的信息。在压力容器制造过程中，存在着同事物处理过程相似性、产品结构相似性、零部件几何形状相似性、工艺流程相似性等多种相似信息，合理利用这些相似信息，能够大幅度提高制造企业的核心竞争力。

二、压力容器制造过程中的常见问题及分析

随着压力容器制造工艺的不断发展，其制造过程中的一些问题也渐渐暴露，需要我们及时的发现问题，规避风险，提高压力容器的安全性。这些问题包括材料问题、变形问题、焊缝问题、应力腐蚀问题和氢脆问题等。

2.1容器加工过程中的材料问题

压力容器制造过程中的问题主要包括材料代用问题，以优代劣和以厚代薄，这种情况在实际生产过程中屡见不鲜。材料质量的控制是保证压力容器安全使用的前提。从设计、采购、验收、保管、发放和使用全过程严格控制材料的质量。在材料的选择上必须严格执行国家标准和各项规范。在选购材料时，必须保证该材料生产企业生产的材料符合相关标准和规范。材料进场前，需要对材料进行验收。①要检验材料供应商的资质，压力容器的主要承压元件如果出现代用情况，需要向原单位备案；材料标记的移植是防止材料的混用和错记的有效手段，建立完善的材料标记移植管理程序，保证承压元件从保管、发放、下料及生产流转过程中的可追踪性；②要检验原材料的各项参数，严格按照相关标准和规范进行验收。材料进场后，由材料负责人对材料进行验收编号。对于焊接材料的管理，必须按照专门的规范进行，以免造成安全隐患，无法保证压力容器的质量生产过程中焊接材料的保管必须设置二级库，存放的时候应按区分类，根据牌号、规格、材检号要标注清楚，对于特殊的焊材，应专门保管。

2.2制作环节施工的顺序问题

在制作压力容器的过程中最容易出现施工顺序问题的地方，就是管板和管子的结合处。一般情况下，该位置采用的结合连接方式主要有焊接、胀接、密度焊加强度胀、强度焊加贴胀等焊接方式。但无论使用哪一种方式，在结合的过程中都极容易出现泄漏问题。与此同时，无论制作人员使用的先胀后焊，还是先焊后胀，其在实际制作过程中都需要遵循一定的制作规律。在使用先焊后胀这一制作工序时，制作人员需要先处理管板坡口，确保其情节性；而后将管子和管板接缝处位置的空气排净，以此来提升二者结合处缝隙的严密性。在使用先胀后焊的制作工序时，制作人员需要将胀接管段位置存在铁锈、污渍和油渍等清理干净，防止在焊接过程中由于存在残留物而产生较为剧烈的化学反应，避免压力容器本身存在安全隐患问题。

2.3容器加工过程中的焊缝问题

压力容器制造过程中，很多部件是靠焊接连接的，焊缝的布置及焊接质量直接影响压力容器的质量，特别要注意焊缝缺陷进而产生应力集中现象。在焊接过程中，注意焊缝的布置，焊缝的交叉和重叠不可避免，因此，在操作之前需要对压力容器进行应力分析，可以用计算机软件进行辅助计算。影响焊接质量的关键是操作人员的专业水平，因此，要注重焊接工作人员的管理，对其从业资格和相关资质进行审查，保证持证上岗。

2.4容器加工过程中的变形问题

一般来讲，无论是何种类型的压力容器，其本身的外观形状和内部构造都带有一定的相似性，特别是在容器罐体这一主体部分。因此，容器在加工过程中出现变形是十分普遍的一个问题，其主要是由使用模具不标准、在组装过程中受外力影响出现变形、尺寸不精准等原因引起的。如果在制作压力容器的过程中相关人员不重视下料这一问题，其生产出的成品就会出现超出标准尺寸要求等其他缺陷，从而对压力容器整体的受压均衡度产生影响[2]。如果在制作过程中没有把握使用模具本身的规范性，就会导致容器出现局部变形。由此可以看出，在容器加工的过程中，大部分的变形问题都是由人为因素影响所造成的，所以，采用有效的控制措施来解决这一问题十分必要。

2.5容器加工过程中的应力腐蚀问题

应力腐蚀裂纹的产生是由于应力和腐蚀环境共同作用产生的。在实际操作过程中是无法避免应力产生的，腐蚀环境也是没有办法摆脱的。因此，需要从材料本身出发来解决这个问题。在设计压力容器时，就需要充分考虑到应力腐蚀问题，选择适合的材料。另外，可以对结构进行处理、热处理、防腐处理等，尽量减少应力腐蚀；裂纹产生的可能。

2.6容器加工过程中的氢脆问题

氢脆是溶于钢中的氢，聚合为氢分子，造成应力集中，超过钢的强度极限，在钢内部形成细小的裂纹，又称白点。氢脆只可防，不可治。氢脆一经产生，就消除不了。温度越高，氢脆程度就越深，钢的含碳量越高，氢脆的现象就越严重。防止氢脆现象的产生可以在钢中添加铬、钛、钒等金属元素，还可以添加缓蚀剂，电镀、吹沙除锈等方式都可以在一定程度上减少氢脆现象的发生。

三、无损检测

压力容器制造完成后，必须在成品出厂前进行质量检测，目前，我国主要采用的检测方法为射线检测（RT）技术和焊缝的UT检测。随着无损检测技术的创新和发展，无损检测的结果更为客观、准确和真实。

结束语

综上所述，压力容器制造的过程是一种较为复杂的生产过程，在日常生产过程中非常容易出现技术方面或者规范方面的问题，相关专业人员必须重视这些问题，在实际应用基础上严格按照压力容器所要求的规格标准进行生产，不断提高压力容器制造的质量和水平。

参考文献

[1]郝永臣.压力容器制造过程中常见问题分析[J].现代商贸工业，2012（21）：155-158.

[2]缪春生，崔建国，马歆.压力容器制造过程调研及若干问题的探讨[J].压力容器，2008（11）：100-103.

[3]钱晓军，沈春龙，王克鸿，等.压力容器工艺评定规则组织与推导流程设计[J].焊接，2007（11）：109-113.

[4]马希彬.压力容器制造中常见问题及分析[J].科技创新与应用，2015（15）.

[5]张清石.压力容器制造中常见问题及分析[J].科技致富向导，2015（6）.