徐桂全 薛海龍（上海市嘉定區(qū)特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所，上海201800）

0 引言

變形時(shí)壓力容器在生產(chǎn)過程中十分常見的一項(xiàng)問題，在生產(chǎn)壓力容器期間，如果沒有及時(shí)采取合理措施對(duì)變形問題進(jìn)行控制，這將會(huì)導(dǎo)致壓力容器出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問題，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)使壓力容器成為廢品，這會(huì)造成較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，必須提高對(duì)壓力容器變形問題研究的重視。

1 壓力容器

壓力容器是一種密閉容器，其能夠承受一定的壓力。壓力容器的用途十分廣泛，其在軍工、民用許多部門，及科學(xué)研究中都發(fā)揮著重要作用。壓力容器在石油化學(xué)與化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用的最為廣泛[1]。壓力容器在石油化與化工領(lǐng)域應(yīng)用的主要作用就是傳質(zhì)、傳熱、反應(yīng)等各項(xiàng)工藝過程，但是，從壓力容器的生產(chǎn)情況來看，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)變形問題，這會(huì)影響壓力容器性能，因此，要采取合理措施對(duì)壓力容器殘余變形量進(jìn)行檢測(cè)，并且做好相應(yīng)分析工作。

2 檢測(cè)壓力容器殘余變形量的方法

2.1 外測(cè)法

該方法在具體應(yīng)用期間就是在鋼瓶外部對(duì)其耐壓試驗(yàn)的容積變形情況進(jìn)行測(cè)量，在具體試驗(yàn)期間，要將鋼瓶放在密閉水套內(nèi)，完成相應(yīng)的測(cè)試，這種測(cè)試方法在實(shí)際應(yīng)用期間的優(yōu)點(diǎn)就是能夠從量管中完成對(duì)鋼變形值的讀取，計(jì)算起來也十分容易[2]。該方法在具體應(yīng)用期間也存在缺點(diǎn)，具體內(nèi)容如下：

（1）采用外測(cè)法時(shí)，因?yàn)槊芊庵苓呴L(zhǎng)，因此，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。在具體試驗(yàn)期間，如果水套密封圈處存在滲漏現(xiàn)象，難以被發(fā)現(xiàn)，這會(huì)導(dǎo)致測(cè)量期間出現(xiàn)較大誤差。

（2）將鋼瓶放在水套內(nèi)，在鋼瓶表面上會(huì)存在大量的氣泡，這些氣泡難以被排盡，因此，在測(cè)量剛平時(shí)容易存在誤差。

（3）外測(cè)法在具體應(yīng)用期間會(huì)受到溫度變化影響，如果溫度升高過大，這會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果存在較大誤差，無法確保最終測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.2 內(nèi)測(cè)法

內(nèi)測(cè)法就是通過對(duì)液化石油氣鋼瓶在試驗(yàn)壓力下進(jìn)入的具體水量進(jìn)行測(cè)定，以及卸壓后瓶?jī)?nèi)排除的水量進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而計(jì)算鋼瓶的容器變形，以及殘容積變形情況。內(nèi)測(cè)法在具體應(yīng)用期間優(yōu)點(diǎn)就是各項(xiàng)裝置安置都簡(jiǎn)單、效率高、操作簡(jiǎn)單，容易發(fā)現(xiàn)鋼瓶在應(yīng)用期間出現(xiàn)的漏水現(xiàn)象，但是，受鋼瓶?jī)?nèi)和管路中存在的各種的窩藏氣影響，如果不及時(shí)采取合理方式進(jìn)行修正，從而會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果存在較大誤差[3]。

通過對(duì)外側(cè)法和內(nèi)測(cè)法的實(shí)際應(yīng)用情況來看，外側(cè)法在具體應(yīng)用過程中會(huì)受許多外界因素影響，并且這些因素都難以推測(cè)，這會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。因此，為了更好的對(duì)鋼瓶容積殘余變形率進(jìn)行檢測(cè)，在測(cè)定殘余變形率時(shí)最好采用內(nèi)測(cè)法。

3 壓力容器出現(xiàn)的變形問題及相應(yīng)的解決措施

3.1 控制備料誤差引起的變形問題

制造壓力容器會(huì)應(yīng)用到大量的鋼材，鋼材在運(yùn)輸、吊裝期間會(huì)內(nèi)力影響，會(huì)導(dǎo)致鋼材在應(yīng)用期間出現(xiàn)扭曲、彎曲變形等各項(xiàng)問題，這會(huì)對(duì)劃線切割造成不良影響，同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致各項(xiàng)零件的成型精度受到影響[4]?？梢姡谏a(chǎn)壓力容器時(shí)，進(jìn)行鋼材下料時(shí)，要采取合理措施對(duì)鋼材變形進(jìn)行糾正，若存在波浪、凹凸情況，這可能會(huì)導(dǎo)致大卷筒后筒直徑存在誤差，同時(shí)，也會(huì)影響環(huán)縫接口位置。針對(duì)這一現(xiàn)象，要通過對(duì)合理措施進(jìn)行矯形，進(jìn)而使各項(xiàng)設(shè)備零件精度能夠得到進(jìn)一步增強(qiáng)，從而為后續(xù)各項(xiàng)生產(chǎn)作業(yè)的順利開展提供支持，提升壓力容器質(zhì)量。

3.2 控制火焰切割引起的變形問題

在生產(chǎn)壓力容器時(shí)，如果下料尺寸大小存在問題，部件成形后難以符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。導(dǎo)致下料尺寸不合理的原因有放大樣失誤、計(jì)算失誤等，這一問題不僅受操作人員的綜合能力影響，此外，沒有及時(shí)對(duì)施工中的下料尺寸進(jìn)行校對(duì)，也會(huì)引起火焰切割變形[5]。具體控制措施可以從以下幾個(gè)方面入手：

（1）控制筒節(jié)

進(jìn)行大直徑殼體短筒節(jié)下料時(shí)，通過火焰切割對(duì)端口位置進(jìn)行加工，容易發(fā)生變形；在采取火焰切割方式進(jìn)行施工時(shí)，高溫冷卻后，加工邊會(huì)發(fā)生“熱脹

冷縮”情況，這都將會(huì)形成“弧度”邊；筒節(jié)輥圓后，端口無法處于同一平面，這將會(huì)引起誤差，在實(shí)際施工期間，無法順利完成相應(yīng)的焊接或?qū)M作業(yè)。針對(duì)這一現(xiàn)象，可以采取對(duì)稱切割或機(jī)械加工方法進(jìn)行施工，能夠有效避免各種變形情況的發(fā)生。

（2）控制鋼板坯料

在壓力容器生產(chǎn)期間，大型法蘭或密封圈生產(chǎn)期間采用鋼板坯料，通過火焰方法切割后，受脹縮作用影響，這會(huì)導(dǎo)致鋼板表面出現(xiàn)凹凸不平現(xiàn)象，情況嚴(yán)重時(shí)，會(huì)減少坯料面加工量。針對(duì)這一情況，進(jìn)行坯料板切割后，要采取合理措施進(jìn)行矯正，若通過相應(yīng)的處理方式，坯料板仍不平整，在施工期間，要適當(dāng)加大加工作業(yè)的余量。

（3）控制封頭

采用火焰對(duì)成型的封頭進(jìn)行切割，在進(jìn)行切割時(shí)，周邊位置可能會(huì)發(fā)生收縮變形，這會(huì)導(dǎo)致封頭口徑縮??；針對(duì)整體已經(jīng)成型的封頭端口來說，在機(jī)型成型摸具設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)采用火焰切割法進(jìn)行切割后的收縮量情況進(jìn)行全面考慮，在加工瓣片式封頭端口時(shí)，要適當(dāng)加大封頭組裝時(shí)的具體口徑，也可直接對(duì)利用機(jī)械，完成相應(yīng)的加工作業(yè)，這種加工方式能夠有效減少變形現(xiàn)象的發(fā)生。

3.3 控制成型誤差引起的變形問題

完成壓力容器部件加工，當(dāng)部件成型后，在實(shí)際施工期間，由于施工人員操作不合理或者摸具不標(biāo)準(zhǔn)，這都會(huì)導(dǎo)致部件發(fā)生嚴(yán)重變形，導(dǎo)致該項(xiàng)發(fā)生的主要原因就是由于熱成型的封頭出現(xiàn)脫模問題；若在溫度較高下脫模，這將會(huì)導(dǎo)致封頭發(fā)生嚴(yán)重收縮變形，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重超標(biāo)現(xiàn)象[6]。對(duì)于壓力容器成型后出現(xiàn)的變形，在具體處理上可以采取下列措施：

（1）具體施工作操作必須嚴(yán)格依據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，在施工期間，對(duì)樣本板進(jìn)行詳細(xì)檢查，對(duì)加工件的具體形狀進(jìn)行合理控制，保證加工件的質(zhì)量能夠滿足應(yīng)用要求。

（2）進(jìn)行各項(xiàng)摸具設(shè)計(jì)時(shí)，要在遵循工件加工理論基礎(chǔ)上，對(duì)壓力容器部件加工成型過程，以及加工成型后的具體變化情況進(jìn)行全面考慮，針對(duì)冷成型摸具要對(duì)成型件的回彈量問題進(jìn)行全面分析，針對(duì)熱成型摸具要對(duì)成型件在應(yīng)用期間出現(xiàn)的收縮問題進(jìn)行充分考慮，從而保證成型件的質(zhì)量能夠滿足應(yīng)用需求。

3.4 控制內(nèi)應(yīng)力引起的變形問題

制造壓力容器要進(jìn)行反復(fù)性熱加工，在實(shí)際施工期間，會(huì)存在或變形風(fēng)險(xiǎn)，針對(duì)這一現(xiàn)象，要通過熱處理措施，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)應(yīng)力的消除。具體出處理期間，要做好以下幾項(xiàng)內(nèi)容：

（1）熱處理時(shí)，內(nèi)部溫度要均勻。

（2）針對(duì)殼體厚度較薄、直徑偏大問題，要采用內(nèi)部加強(qiáng)措施。

（3）高溫可能會(huì)導(dǎo)致部分壓力容器部件失穩(wěn)，因此，要采取合理加固措施進(jìn)行處理。

4 結(jié)語(yǔ)

生存壓力容器時(shí)會(huì)面臨許多問題，而壓力容器變形是其中最重要的一項(xiàng)內(nèi)容。壓力容器殘余變形量會(huì)對(duì)壓力容器質(zhì)量造成直接影響，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致壓力容器失去應(yīng)用價(jià)值，因此，必須采取合理措施，對(duì)壓力容器在生產(chǎn)中的變形問題進(jìn)行控制，從而提高壓力容器質(zhì)量，使其能夠滿足應(yīng)用需求。