浅谈压力容器制造

浅谈压力容器制造

栾智

中国石油天然气第一建设有限公司

摘要：目前工业生产中常见的设备就是压力容器，它们被广泛的使用在生产中的各个环节，其中主要的使用环境为高压环境、高温环境、低温环境中。而压力容器中盛放的介质都是易燃、易爆、有毒等特性。所以在制造过程中质量的控制就显的特别重要。

关键词：压力容器；材料选择；焊接工艺；质量控制；

随着工业的发展，压力容器的用途十分广泛，它在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用。虽然成熟的制造标准和生产流程已经在质量控制方面做的越来越好，但制造过程中的变形与焊接后进行热处理等工艺还是有所不足，这些不足我们应从材料的选择到整体热处理中进行控制。

压力容器主要具备的基本特点：一是必须要承受一定数值的内压或者外压，并在相应的压力下保持正常的工作。二是必须要具备基本相应的密闭性，这是压力容器的主要特征之一，密闭性可以有效的保障压力容器的正常工作。三是压力容器的制造必须能够尽量的保持方便制造安装检查及维修等，尤其是其中的制造质量，这一环节对压力容器的质量起着直接影响，必须着重加强对质量过程的控制。

压力容器作为一种特殊的设备，为了能够保证其质量达到要求，在设计阶段，设计质量的优劣会决定着压力容器的质量，这是整个过程的前提。在设计压力容器时必须要充分对压力容器的主要特性进行了解，相关技术人员必须具备充分的专业知识，对所选的材料以及零部件等进行全面的检查，查看是否符合制造的需要，然后再进行制造。

当前压力容器最主要的钢板材质为Q245R，Q345R, Q245R(R-HIC)，Q345R(R-HIC)等，根据不同的使用环境与盛放介质来进行选择合适的钢板材质，根据目前我国炼钢行业的技术能力钢板的性能远远超过标准要求，完全可以满足压力容器对材料上的性能要求，只是需要根据压力容器制造过程中的不同环境，在钢板的生产过程中进行细微的工艺调整，避免在制造过程中出现性能改变。制造前要对每一种材料都进行全面的抽样检测，查看其是否达标。如果需要的话可在生产前进行材料复验，确定材料的性能是否满足。

压力容器的生产根据容器的大小，都是筒节和封头拼接完成，在连接处非常容易产生错边现象，原因主要有三个方面：一是需要拼接的两者直径有偏差导致错边；二是筒节在加工过程中界面不圆形；三是组装工具比较落后导致。焊缝错边会增加连接处的应力，如果超过标准值后，筒节的应变将会超过屈服应变，当容器开始卸压时，拉应力下降，此时还存在残余应力，导致连接处产生压缩屈服变形。在拼接后进行检查，需要检查项有筒体的直线度、筒体的圆度等外观要求。

压力容器制造厂容易出现的问题就是压力容器变形，因压力容器部件很多，任何部件都有可能出现变形的问题。但大致分类两个方面，应力变形和制造过程中产生的误差变形。制造过程中的操作不当、焊接工艺、焊接后热处理工艺如果出现问题，都会产生压力容器变形，出现变形时需要分析具体原因再进行针对性处理。应力变形的两个常见情况：一是对于直径大、高度小的筒节来说，下料时采用自动切割机会导致加工失稳产生收缩，经过卷板机处理后其端口凹凸不平；二是容器上一般都会有开孔，这种开孔也会导致加工失稳引起变形。在压力容器的制造过程中，关键在于桩孔下料的尺寸一级后续的组装。

压力容器制造过程中焊接是质量控制的关键。根据焊接工作的特点与流程我们应从几个方面进行控制。一是焊接人员必须严格按照有关安全技术规定考试合格，取得响应项目的《特种设备作业人员证》后，才能在有效期内担任合格项目范围内的焊接工作，避免焊接人员的专业技术达不到而产生的质量问题。二是焊材的选择要根据母材的性能进行匹配，要根据焊接工艺评定而制定出相应的焊接工艺，确保焊材的质量和焊接工艺没有任何问题再进行焊接施工，焊条、焊剂及其他焊接材料的贮存库应保持干燥，相对湿度不得大于60%。焊接后，如焊缝质量不合格的情况下进行焊缝返修，分析缺陷产生的原因提出相应的工艺进行返修工作，同一部位尽量不要返修超过两次，要求焊后热处理的，一般在热处理前进行返修。

整体焊接完成后进行外观和几何尺寸的检查，如果出现表面裂纹、未熔合、表面气孔咬边、未焊透等情况会引起应力集中，需要及时处理。从两个方面进行控制外面和几何尺寸。一是要做好焊接接头的表面质量控制，要及时对焊缝、角焊缝、焊脚高进行抽检，都应符合相关标准要求。二是对母材尺寸和表面进行检查，做到无机械损伤，焊接尺寸偏差应符合相关规定要求。

在焊接工作全部结束并经检验合格后，方可进行焊后热处理。在压力容器制造过程中焊后热处理是最重要的一个制造过程。在施工焊接中使用的材料或多或少都存在不均匀性，由于构件在化学成分上不均匀，所以焊接接头处的偏析和机械性能会有所不同，这些性能可以影响焊接接头的抗裂性；焊接后接头存在的淬硬，应力集中，过热组织等问题。这些问题对焊接质量影响都很大，焊后热处理能够较好的解决这些问题。焊后热处理主要是为了改善焊接接头的性能以及消除残余应力，目前我们在进行焊后热处理时主要针对焊接接头和整体结构这两个部分。要严格按照焊后热处理工艺与相关规范进行焊后热处理，避免产生遗漏。热处理结束后，需要对焊接接头进行质量检测，判别其经过热处理后质量是否满足设计要求。

压力容器制成后，应当进行耐压试验。耐压试验分为液压试验、气压试验、及汽液组合试验三种。在耐压试验过程中要检查焊接接头质量，压力容器表面无渗漏、无可见的变形、试验过程中无异常的响声。耐压试验能保证压力容器在之后的工作状态下能保持平稳运行。

压力容器目前是工业生产中主要的容器，由于它的特殊性，所以质量问题是十分重要的，只有对整个制造过程的各个环节进行有效的控制，才能保证压力容器的制造质量，从而保证其正常使用，减少发生事故的风险。对于生产过程中存在的问题要根据实际情况合理的采取相应的措施将这些问题的影响降低到最小，最终要提高压力容器的整体质量，保证在工业生产过程中的安全。

参考文献

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