戴超(南京寶色股份公司，江蘇 南京 211178)

0 引言

我國的航天、化工和軍事等領(lǐng)域都應(yīng)用了壓力容器，其中化工領(lǐng)域是應(yīng)用壓力容器最為廣泛的行業(yè)。壓力容器在安全性和封閉性方面有著很大優(yōu)勢(shì)，在化工生產(chǎn)中起著重要作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)上出現(xiàn)了越來越多的壓力容器，但是這些壓力容器在質(zhì)量方面有著很大差別，之所以出現(xiàn)這種情況主要原因就在于沒有嚴(yán)格控制制造質(zhì)量。壓力容器制造中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，只有有效解決了這些質(zhì)量問題，才能確保壓力容器質(zhì)量能夠滿足實(shí)際需要。

1 壓力容器概念及制造特性

壓力容器是一種密閉性容器，能夠承載因?yàn)槭⒀b氣體或液體而產(chǎn)生的巨大壓力。根據(jù)承受壓力的不同可以將壓力容器分為中、高、低三種，壓力容器比普通容器的種類更多，承受的內(nèi)外部壓力也更大，密封性和安全性都比較高，而且能夠使用很長時(shí)間，后期維護(hù)檢查也不需要復(fù)雜的操作[1]。從檢驗(yàn)角度對(duì)壓力容器進(jìn)行分類，可以分為外部、內(nèi)外部和全面檢測(cè)三類。

1.1 品種結(jié)構(gòu)存在復(fù)雜性

壓力容器的應(yīng)用范圍十分廣泛，化工、軍事和航天領(lǐng)域都需要應(yīng)用壓力容器，而且不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)毫θ萜鞯囊笠彩遣煌模槍?duì)這種情況，制造企業(yè)就要對(duì)壓力容器品種進(jìn)行豐富，從而可以滿足不同領(lǐng)域的使用需求。為了更好的滿足不同領(lǐng)域用戶的實(shí)際需求，制造企業(yè)還需要對(duì)壓力容器參數(shù)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)雜化，這樣即使壓力容器的類型相同，在參數(shù)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面也會(huì)存在一定差異。

1.2 有著很高的安全要求

壓力容器一般都會(huì)應(yīng)用在具有強(qiáng)烈腐蝕性的工作環(huán)境，或是高溫、高壓環(huán)境，而且壓力容器盛裝介質(zhì)的毒性和腐蝕性也比較強(qiáng)烈，基于此，制造企業(yè)進(jìn)行壓力容器制作時(shí)就需要重點(diǎn)關(guān)注使用材料質(zhì)量和制作質(zhì)量，并嚴(yán)格檢測(cè)容器安全性，確保容器在惡劣工作環(huán)境中保持安全[2]。為此，從設(shè)計(jì)壓力容器開始一直到制造完成都需要嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求。另外，還要積極更新制造工藝、不斷引進(jìn)先進(jìn)的制造技術(shù)和工藝，以此來增強(qiáng)壓力容器安全性。同時(shí)還需要根據(jù)壓力容器安全標(biāo)準(zhǔn)要求科學(xué)合理的選擇制造材料和技術(shù)，避免因?yàn)槊つ康膽?yīng)用新技術(shù)和材料而導(dǎo)致壓力容器出現(xiàn)質(zhì)量問題。

2 壓力容器制造中存在的質(zhì)量問題

2.1 材料選擇方面存在問題

和普通容器相比，壓力容器應(yīng)盡量采用高質(zhì)量、高安全性材料，這樣才能確保壓力容器質(zhì)量和安全性。但是，有些制造企業(yè)進(jìn)行壓力容器制造時(shí)，為了獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，就會(huì)使用質(zhì)量比較差的材料，或是使用比較薄的材料，還有的制造企業(yè)還會(huì)對(duì)材料品種進(jìn)行改變，使用這些材料制造的容器自然不會(huì)有很高的安全性。

2.2 制造過程出現(xiàn)變形現(xiàn)象

很多壓力容器制造過程中都會(huì)發(fā)生變形問題，變形現(xiàn)象的出現(xiàn)會(huì)大大降低壓力容器質(zhì)量，而且還可能導(dǎo)致制造過程出現(xiàn)安全隱患。通過對(duì)制造中發(fā)生變形現(xiàn)象的原因進(jìn)行探索和總結(jié)發(fā)現(xiàn)，很多因素都可能導(dǎo)致發(fā)生變形問題，如，如果壓力容器有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而且部件有著很多焊縫，當(dāng)應(yīng)力比較集中時(shí)，容器經(jīng)過焊接后就會(huì)出現(xiàn)變形，另外，強(qiáng)力對(duì)接受壓元件時(shí)，也會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)變形問題。

2.3 焊接過程不夠規(guī)范

焊接是制造壓力容器的必須工序，也是不可缺少的重要環(huán)節(jié)。焊接工作工藝技術(shù)水平能夠嚴(yán)重影響壓力容器質(zhì)量，如果焊接人員沒有嚴(yán)格按照規(guī)范的焊接操作工序進(jìn)行焊接，或是焊接時(shí)沒有準(zhǔn)確控制電流大小，都會(huì)導(dǎo)致焊接部位的安全隱患升高，承受強(qiáng)度的能力降低，這樣就會(huì)在腐蝕性工作環(huán)境中受到腐蝕，在高壓工作環(huán)境中發(fā)生質(zhì)量問題，甚至?xí)l(fā)生嚴(yán)重的安全事故。

2.4 無損檢測(cè)存在缺陷

無損檢測(cè)的主要目的就是為了對(duì)焊縫內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，制造企業(yè)通常會(huì)在符合標(biāo)準(zhǔn)要求和產(chǎn)品材質(zhì)的基礎(chǔ)上對(duì)檢測(cè)方法進(jìn)行合理選擇。壓力容器制造過程中比較常用的一種檢測(cè)方法就是射線檢測(cè)，但是這種檢測(cè)方法存在很多突出問題，如，很多企業(yè)沒有和曝光曲線相符的制作工藝，還有的企業(yè)沒有和曝光曲線相符的射線底片，或是射線底片數(shù)量和曝光曲線條數(shù)不一致，也沒有配置相應(yīng)的階梯試塊。有些檢測(cè)人員進(jìn)行小徑管雙臂雙影橢圓成像操作時(shí)，沒有對(duì)射線機(jī)水平偏移距離進(jìn)行計(jì)算，這樣就會(huì)導(dǎo)致焊縫影像出現(xiàn)內(nèi)圓缺少間距、影像沒有分開、缺陷位置不能準(zhǔn)確判斷等問題。還有一些檢測(cè)人員檢測(cè)射線時(shí)，為了提高檢測(cè)效率，就會(huì)在暗袋上固定搭接標(biāo)記，從而導(dǎo)致局部檢測(cè)過程出現(xiàn)遺漏未檢必須檢測(cè)焊縫的問題。如，焊接接頭處于補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)件時(shí)就需要進(jìn)行100%檢測(cè)。

3 壓力容器制造過程質(zhì)量優(yōu)化策略

3.1 對(duì)原材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)

制造和使用壓力容器都對(duì)安全性有著很高要求，因此制造企業(yè)必須對(duì)原材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。進(jìn)行原材料選型時(shí)主要存在以下幾個(gè)問題：第一、沒有對(duì)原材料化學(xué)成分進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，例如，有些企業(yè)在沒有獲得生產(chǎn)許可的情況下，就將低合金鋼私下替換為了碳鋼，使用碳鋼雖然能夠降低成本，而且在機(jī)械性能方面和低合金鋼沒有太大差距，但是焊接性和抗腐蝕性都比較低。大部分壓力容器都需要承受很大的壓力，因此選用材料的化學(xué)成分一定要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，選擇這樣的材料制造壓力容器才能在高溫、高壓和高腐蝕環(huán)境中不受損壞，能夠保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。第二、沒有合理設(shè)計(jì)壓力容器壁厚，有些企業(yè)為了提高壓力容器安全性，就會(huì)對(duì)壓力容器壁厚進(jìn)行私自增加，這樣不僅會(huì)浪費(fèi)材料，還會(huì)增加制造成本，而且還會(huì)給焊接加工工作人員增加工作負(fù)擔(dān)，例如，有些企業(yè)采用比較厚的材料制作膨脹節(jié)和波紋管，致使壓力容器剛性和設(shè)計(jì)要求不相符，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)要求，從而導(dǎo)致壓力容器使用中出現(xiàn)安全問題。基于此，進(jìn)行原材料進(jìn)貨時(shí)，就要從化學(xué)成分、力學(xué)性能和供應(yīng)商等方面做好質(zhì)量檢測(cè)工作，并按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行原材料選用，防止由于原材料質(zhì)量不合格而導(dǎo)致壓力容器出現(xiàn)質(zhì)量問題。另外，還要對(duì)壓力容器進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和精準(zhǔn)計(jì)算，不僅要確保壓力容器強(qiáng)度，還要對(duì)產(chǎn)品壁厚進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從而可以對(duì)產(chǎn)品重量進(jìn)行減輕，能夠在確保質(zhì)量的同時(shí)還能對(duì)制造、焊接和安裝成本進(jìn)行降低，使得企業(yè)能夠獲得更高的經(jīng)濟(jì)收益。

3.2 對(duì)技術(shù)流程進(jìn)行規(guī)范，對(duì)變形程度進(jìn)行減小

對(duì)于壓力容器經(jīng)常出現(xiàn)的變形問題應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制：首先，工作人員應(yīng)嚴(yán)格按照程序進(jìn)行操作，并實(shí)時(shí)監(jiān)督作業(yè)中的各種情況，而且設(shè)計(jì)壓力容器時(shí)，需要將生產(chǎn)中可能會(huì)發(fā)生的各種誤差情況都考慮進(jìn)去，如，熱磨具需要對(duì)冷縮情況進(jìn)行考慮，冷磨具則需要對(duì)熱脹情況進(jìn)行考慮，這樣才能避免由于變形所導(dǎo)致的計(jì)算誤差[3]。很多時(shí)候加工壓力容器都會(huì)遇到熱加工程序，而熱加工程序會(huì)造成巨大強(qiáng)制力的出現(xiàn)，當(dāng)強(qiáng)制力和限度持平時(shí)就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力，從而導(dǎo)致壓力容器出現(xiàn)變形和裂縫的概率增加。進(jìn)行實(shí)際制造時(shí)一定要對(duì)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力采取有效方法進(jìn)行消除，同時(shí)還要嚴(yán)格控制處理階段的溫度情況，為了對(duì)火焰溫度進(jìn)行隔絕，也為了更好的進(jìn)行熱處理，可以將擋火墻設(shè)置到爐壁火焰的噴嘴位置。如果壓力容器沒有足夠的外殼厚度，為了穩(wěn)定內(nèi)部環(huán)境，就需要在符合實(shí)際加工情況的基礎(chǔ)上采取相應(yīng)措施加強(qiáng)內(nèi)部厚度。

3.3 重視焊接工序

制造壓力容器過程最為常見的工序就是焊接，焊接在壓力容器制造過程起著重要作用，能夠?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。高資質(zhì)焊工和合格的焊接工藝是焊接操作中不可缺少的重要內(nèi)容，同時(shí)還需要焊接材料和工藝設(shè)備的支持。焊接前預(yù)熱工作能夠?qū)附淤|(zhì)量產(chǎn)生決定性影響，但是人們通常對(duì)預(yù)熱工作都比較忽視。焊接預(yù)熱能夠?qū)附雍蟮睦鋮s速度進(jìn)行降低，還能對(duì)淬硬傾向進(jìn)行減緩，從而可以對(duì)焊接裂紋的發(fā)生頻率進(jìn)行降低。進(jìn)行壓力容器制造時(shí)，有時(shí)焊接工人為了提高生產(chǎn)效率，在焊接件還沒有達(dá)到預(yù)熱溫度時(shí)就會(huì)進(jìn)行焊接，這樣就很容易出現(xiàn)焊接裂紋，為了對(duì)焊接裂紋進(jìn)行處理需要對(duì)焊縫進(jìn)行刨除重新焊接，從而對(duì)材料和時(shí)間造成了浪費(fèi)，同時(shí)還需要對(duì)整體生產(chǎn)進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整。之所以出現(xiàn)這個(gè)問題主要就是由于焊工沒有認(rèn)識(shí)到焊接預(yù)熱的重要性，在僥幸心理和急于完工心理的驅(qū)動(dòng)下沒有按照規(guī)范進(jìn)行焊接。

另外，制造企業(yè)還要對(duì)焊工的焊接技術(shù)水平進(jìn)行積極提升，同時(shí)還要對(duì)先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和制造工藝進(jìn)行積極引進(jìn)，并定期檢查焊接人員的焊接質(zhì)量，為焊接工作的順利進(jìn)行提供保障。相關(guān)人員進(jìn)行檢查時(shí)一定要對(duì)安全隱患進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除。除此之外，制造企業(yè)還要對(duì)焊接人員的職業(yè)操守和職業(yè)責(zé)任感進(jìn)行提升，確保焊接人員開展的焊接工作和制造工藝要求相符。另外，還要提高對(duì)不良焊縫返修工作的重視。對(duì)壓力容器進(jìn)行焊接時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不良焊縫，出現(xiàn)不良焊縫并不是什么大問題，但是需要對(duì)不良焊縫進(jìn)行有效返修，這樣不僅不會(huì)影響壓力容器質(zhì)量，還能對(duì)制造成本進(jìn)行降低。

3.4 控制無損檢驗(yàn)

導(dǎo)致無損檢測(cè)問題的發(fā)生原因有的是因?yàn)闄z測(cè)人員沒有深入理解現(xiàn)行法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，而且相關(guān)知識(shí)掌握不扎實(shí)，還有是因?yàn)闄z測(cè)人員沒有強(qiáng)烈的責(zé)任心，不知道出具檢測(cè)報(bào)告的人員還需要承擔(dān)責(zé)任，為了提高檢測(cè)效率就會(huì)進(jìn)行違規(guī)操作。針對(duì)這些情況，制造企業(yè)一方面需要通過培訓(xùn)的方式幫助檢測(cè)人員了解相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還可以利用激勵(lì)措施來促使檢測(cè)人員對(duì)自身檢測(cè)和管理水平進(jìn)行積極提升；另一方面，制造企業(yè)還要對(duì)管理工作進(jìn)行強(qiáng)化，通過批評(píng)教育的方式對(duì)檢測(cè)人員的不良行為進(jìn)行約束，并借助懲戒措施來為檢測(cè)質(zhì)量提供保障。

4 結(jié)語

壓力容器制造過程存在很多質(zhì)量問題，這些質(zhì)量問題的存在嚴(yán)重影響了壓力容器質(zhì)量和工業(yè)安全生產(chǎn)，基于此，就需要對(duì)制造過程中的質(zhì)量問題進(jìn)行深入挖掘和總結(jié)分析，并制定處理質(zhì)量問題的對(duì)策，通過對(duì)原材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)、對(duì)技術(shù)流程進(jìn)行規(guī)范，對(duì)變形程度進(jìn)行減小、重視焊接工序以及控制無損檢測(cè)等來實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提高壓力容器制造質(zhì)量的目的。