李少峰

（江西制氧機有限公司）

壓力容器制造過程中變形問題的控制對策探究

李少峰

（江西制氧機有限公司）

隨著我國社會的快速發(fā)展，我國的核電、石化行業(yè)也在不斷地進(jìn)步，而且，在科技日益發(fā)展的今天，我國的核電行業(yè)與石化行業(yè)的生產(chǎn)水平與技術(shù)條件也不斷的提高。其中，壓力容器的生產(chǎn)占據(jù)著主體地位，對技術(shù)條件的要求比較高。由于壓力容器的使用環(huán)境為高溫高壓強腐蝕的影響，使得壓力容器的變形問題較為常見。而導(dǎo)致壓力容器產(chǎn)生變形的因素有很多，可能發(fā)生在制造過程中的任一工序中。因此，壓力容器極易發(fā)生變形，影響質(zhì)量和安全性能，會導(dǎo)致極其嚴(yán)重的后果。本文主要介紹了壓力容器的制造現(xiàn)狀，詳細(xì)地分析了壓力容器在生產(chǎn)制造中容易發(fā)生變形的工序及影響因素，針對各類變形問題提出了相應(yīng)的控制對策，為壓力容器今后的生產(chǎn)制造提供了理論依據(jù)。

壓力容器；生產(chǎn)制造；變形問題；控制對策

前言

壓力容器在生產(chǎn)和制造的過程中，由于工藝設(shè)計、制造技術(shù)、人工操作等一系列因素的影響，極易出現(xiàn)變形問題。壓力容器變形不但會影響到成型尺寸與設(shè)計尺寸不同，而且嚴(yán)重的話會導(dǎo)致壓力容器無法正常使用。若是不對壓力容器的生產(chǎn)和制造過程中的變形問題加以控制，就會對壓力容器的質(zhì)量和安全性能造成極其嚴(yán)重的影響。不僅會影響企業(yè)的財產(chǎn)安全，還會危及到人員的人身安全，后果不堪設(shè)想。

因此，我國在近年來對壓力容器的生產(chǎn)與制造越來越重視，尤其是針對壓力容器的變形問題，我國不斷地進(jìn)行研究與探索。從工藝、制造、操作等多個方面入手，詳細(xì)地分析了壓力容器在生產(chǎn)制造中容易發(fā)生變形的工序及影響因素，從根本上減輕甚至杜絕變形問題對壓力容器的影響，確保工業(yè)生產(chǎn)的安全與可靠。以下是壓力容器制造中幾個不同類型的變形問題，并進(jìn)行了控制對策探究。

1 鋼板下料與吊運過程中發(fā)生變形問題及其控制對策

在壓力容器的制造過程中，鋼板是最主要的材料。我國核電行業(yè)壓力容器組件多為鍛件，整體鍛造而成，而石化產(chǎn)品中大多數(shù)還是鋼板軋制而成。所以，在備料時會涉及到鋼板下料火焰切割，在切割時，由于高溫的影響，鋼板“熱脹冷縮”，使得鋼板表面不平，呈波浪狀。這會影響鋼板尺寸，而且還會影響鋼板對接焊的正常進(jìn)行。除此之外，在鋼板下料后進(jìn)行下序時要進(jìn)行吊運，使得鋼板受自身重力和吊裝力等多重影響，發(fā)生彎曲變形或扭轉(zhuǎn)變形等問題，較厚的鋼板變形程度較小，而薄板則會嚴(yán)重變形。這不利于切線、機加，嚴(yán)重影響了成型精度，進(jìn)而影響生產(chǎn)制造進(jìn)度。

控制對策：在鋼板下料進(jìn)行火焰切割時，盡量多留一些余量，而且盡量不用人工來進(jìn)行切割，使用機械切割，切割面平整且變形量較小。同時，在鋼板吊運和鋼板下料后，要及時進(jìn)行矯形，減輕鋼板的變形程度，提高其精度，確保下一工序的正常進(jìn)行。

2 焊接過程中發(fā)生的變形問題及其控制對策

由于焊接過程中的溫度較高，會使鋼板母材在焊接時受高溫影響發(fā)生變形，從而導(dǎo)致壓力容器整體產(chǎn)生形變，對其物化性能（耐蝕性、受力情況等）產(chǎn)生極大的影響。這些變化都會影響到壓力容器的使用情況，無法滿足工藝設(shè)計及國際標(biāo)準(zhǔn)，壓力容器的質(zhì)量和安全性能得不到保證，所以應(yīng)處理好焊接變形問題。

控制對策：在進(jìn)行壓力容器的設(shè)計時，要充分考慮到要求標(biāo)準(zhǔn)與焊接、裝配等工作，將幾方面結(jié)合起來，設(shè)計好每個細(xì)節(jié)，盡量避免出現(xiàn)問題。工藝方面，要根據(jù)母材性質(zhì)、焊材性質(zhì)及技術(shù)條件，選擇適當(dāng)?shù)暮附臃椒ㄅc焊接參數(shù)，科學(xué)、合理的安排焊接順序，焊接操作一切按技術(shù)規(guī)程執(zhí)行。實際焊接操作時，要根據(jù)焊接情況適當(dāng)改變焊接參數(shù)，并采取相應(yīng)措施減輕壓力容器的變形情況，從而降低焊接變形的影響。

3 壓力容器內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的變形問題及其控制對策

眾所周知，壓力容器在生產(chǎn)和制造中都會產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力。主要是因為鋼板或組件或壓力容器在吊運及裝配時，受吊裝力及重力影響，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。而且壓力容器在組裝時所需的強制力也較大，極易導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。壓力容器在整個制造過程中要多次進(jìn)行熱處理加工操作，致使內(nèi)應(yīng)力不斷產(chǎn)生于增加。而內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生對壓力容器的影響巨大，不容小覷。因為隨著時間的延長，壓力容器的運行環(huán)境也在不斷發(fā)生變化，內(nèi)應(yīng)力的存在極有可能導(dǎo)致壓力容器變形甚至于產(chǎn)生裂紋，發(fā)生爆炸，后果不堪設(shè)想。因此，我們要采取一系列控制措施來減輕這種變形問題帶來的影響。

控制對策：①熱處理。熱處理是壓力容器生產(chǎn)與制造過程中消除內(nèi)應(yīng)力最直接也是最有效的手段，沒有之一。熱處理不僅可以消除工件中的內(nèi)應(yīng)力，還能提高工件整體的性能。無論是中間熱處理、消氫處理，還是最終熱處理，都可以起到很大的作用；②平衡內(nèi)應(yīng)力。工藝設(shè)計上或者在實際操作中采取措施，使工件中的內(nèi)應(yīng)力均勻，比如利用“反變形”原理焊接工件等方法，減輕工件的變形量；③加固零部件。零部件變形大多數(shù)是由于其尺寸小、強度低，通過適當(dāng)?shù)募庸?，阻礙工件的變形，減輕零部件變形造成的影響。

4 成型誤差引起的變形問題及其控制對策

在壓力容器的生產(chǎn)制造過程中，涉及到許多工序，大部分工序由于操作不當(dāng)都會產(chǎn)生誤差，若在誤差范圍之內(nèi)，則能減輕變形問題；若超出誤差范圍，則會造成嚴(yán)重的成型誤差，使工件或零部件與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不相符。壓力容器所產(chǎn)生的成型誤差會直接影響到它的整體尺寸，妨礙后續(xù)的裝配工作正常進(jìn)行。還有一種原因也會導(dǎo)致成型誤差，那就是模型道具存在著尺寸問題。雖然容器組件是鍛造或軋制的，但其中很多零部件還是澆鑄成的。這些零部件的模型道具尺寸設(shè)計有問題，與標(biāo)準(zhǔn)尺寸不相符，導(dǎo)致零部件達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。同時，這些誤差也有可能是工作人員操作不當(dāng)引起的，都直接影響了壓力容器的合格標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致其成型不達(dá)標(biāo)。

控制對策：①首先，模型道具的尺寸要與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相一致，所以在澆鑄之前要仔細(xì)檢查模型道具的尺寸結(jié)構(gòu)，避免尺寸問題的發(fā)生；②然后將人工測量改為用儀器測量，提高測量精度，避免人為因素造成誤差過大或者未及時發(fā)現(xiàn)問題；③將模具及零部件的設(shè)計與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提高，要考慮到技術(shù)要求與外部技術(shù)條件的雙重影響，減小成型誤差。

5 結(jié)語

綜上所述，壓力容器制造過程中的變形問題主要存在于切割吊運、焊接、內(nèi)應(yīng)力、成型誤差等幾個方面，要針對這幾方面操作研究出相應(yīng)的控制對策。從而提高壓力容器的質(zhì)量和安全性能，制造出高質(zhì)量的壓力容器產(chǎn)品。

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