通訊作者：嚴(yán)為箭，1970年3月，男，漢族，江西萍鄉(xiāng)人?，F(xiàn)就職于伊泰新疆能源有限公司，中級工程師，本科。研究方向：設(shè)備制造，維修及管理。

摘要：壓力容器是很多工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的必要設(shè)施。壓力容器制造涉及很多環(huán)節(jié)，如，材料、機械加工和焊接等。壓力容器工作環(huán)境復(fù)雜惡劣，因此就需要做好質(zhì)量控制工作，從而可以降低由于質(zhì)量問題導(dǎo)致發(fā)生安全事故的頻率。文章對制造壓力容器中比較常見的質(zhì)量問題進行了詳細(xì)介紹，并提出了處理這些質(zhì)量問題的策略，希望可以為提升壓力容器制造品質(zhì)提供幫助。

關(guān)鍵詞：壓力容器;質(zhì)量問題;處理策略

一、前言

壓力容器中的介質(zhì)屬性常為腐蝕性、有毒、易燃成易爆。若壓力容器發(fā)生事故，可能危及人民生命和財產(chǎn)安全，且對環(huán)境造成污染。因此，必須控制壓力容器的制造質(zhì)量，使其符合設(shè)計要求，確保使用安全。壓力容器性能包括原材料的性能和焊接接頭的性能。合格的材料是壓力容器制造質(zhì)量的基礎(chǔ)。因而，在招投標(biāo)階段，要明確主要材料的性能，尤其是特殊用途的材料，例如高強度、耐高溫、耐低溫或耐腐蝕等用鋼，必須充分了解鋼廠提供的材料技術(shù)文件[1]。材料的化學(xué)成分、金相組織、晶粒度，材料性能以及采取的熱處理措施等均為編制投標(biāo)書的基礎(chǔ)資料。在生產(chǎn)過程中應(yīng)嚴(yán)格按國家頒布的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定、規(guī)程等、執(zhí)行焊接工藝、制造工藝、熱處理工藝等技術(shù)性工藝文件;貫徹落實企業(yè)制度、質(zhì)量保證體系等管理性文件，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合設(shè)計要求。

二、壓力容器的制造要求

壓力容器在我國的生產(chǎn)和生活過程中起著至關(guān)重要的作用，因此，對于壓力容器的制造過程，我國也有著較為嚴(yán)格的制造要求，以此來保證壓力容器制造和使用的安全性，降低安全事故的發(fā)生率。具體要求如下：第一，壓力容器在實際的制造過程中，制造人員需要保證壓力容器的內(nèi)部承受性，保證其承受強度，從而在實際的生產(chǎn)過程中，可以保持安全穩(wěn)定的使用狀態(tài);第二，制造人員需要保證壓力容器的密閉性能，防止容器內(nèi)的毒氣或物質(zhì)外溢;第三，制造人員還需要合理控制壓力容器的外力作用，避免其受到外力作用的影響，出現(xiàn)外形的改變，影響其使用壽命?？偠灾?，在進行壓力容器制造時，制造人員需要綜合考慮各個環(huán)節(jié)，加強對壓力容器的制造、安裝和維護，最終實現(xiàn)對壓力容器制造質(zhì)量的有效控制。

三、壓力容器概念及制造特性

（一）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?，針對這種情況，制造企業(yè)就要對壓力容器品種進行豐富，從而可以滿足不同領(lǐng)域的使用需求。為了更好地滿足不同領(lǐng)域用戶的實際需求，制造企業(yè)還需要對壓力容器參數(shù)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行復(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)方面也會存在一定差異[2]。

（二）設(shè)計的專業(yè)性較強

壓力容器和其他的工業(yè)設(shè)備相比較，專業(yè)性更強，且從本質(zhì)上來講也被歸類為特種設(shè)備。這就導(dǎo)致壓力容器設(shè)備在實際的制造過程中，設(shè)計的專業(yè)性更強，且難度系數(shù)也更高，需要工作人員綜合考慮壓力容器的各項性能以及實際的使用效果等內(nèi)容進行設(shè)計和制造。

（三）有著很高的安全要求

壓力容器一般都會應(yīng)用在具有強烈腐蝕性的工作環(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烈，基于此，制造企業(yè)進行壓力容器制作時就需要重點關(guān)注使用材料質(zhì)量和制作質(zhì)量，并嚴(yán)格檢測容器安全性，確保容器在惡劣工作環(huán)境中保持安全。為此，從設(shè)計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[3]。另外，還要積極更新制造工藝、不斷引進先進的制造技術(shù)和工藝，以此來增強壓力容器安全性。同時還需要根據(jù)壓力容器安全標(biāo)準(zhǔn)要求科學(xué)合理地選擇制造材料和技術(shù)，避免因為盲目的應(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。

四、壓力容器制造中存在的質(zhì)量問題

（一）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發(fā)生變形問題，變形現(xiàn)象的出現(xiàn)會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。通過對制造中發(fā)生變形現(xiàn)象的原因進行探索和總結(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，容器經(jīng)過焊接后就會出現(xiàn)變形，另外，強力對接受壓元件時，也會經(jīng)常出現(xiàn)變形問題。

（二）無損檢測存在缺陷

無損檢測的主要目的就是為了對焊縫內(nèi)部質(zhì)量進行檢測，制造企業(yè)通常會在符合標(biāo)準(zhǔn)要求和產(chǎn)品材質(zhì)的基礎(chǔ)上對檢測方法進行合理選擇。壓力容器制造過程中比較常用的一種檢測方法就是射線檢測，但是這種檢測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。有些檢測人員進行小徑管雙臂雙影橢圓成像操作時，沒有對射線機水平偏移距離進行計算，這樣就會導(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。還有一些檢測人員檢測射線時，為了提高檢測效率，就會在暗袋上固定搭接標(biāo)記，從而導(dǎo)致局部檢測過程出現(xiàn)遺漏未檢必須檢測焊縫的問題。如，焊接接頭處于補強圈內(nèi)件時就需要進行100%檢測[4]。

（三）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行焊接，或是焊接時沒有準(zhǔn)確控制電流大小，都會導(dǎo)致焊接部位的安全隱患升高，承受強度的能力降低，這樣就會在腐蝕性工作環(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。

五、壓力容器制造過程質(zhì)量優(yōu)化策略

（一）焊接質(zhì)量控制

元件、零部件主要通過焊接連接成容器，因此焊接的工作量較大。焊接時產(chǎn)生的過熱區(qū)會影響焊接接頭的性能，從而影響壓力容器性能，焊接質(zhì)量直接關(guān)系到壓力容器的運行周期。因此，焊接是壓力容器制造質(zhì)量控制的關(guān)鍵工序。

技術(shù)人員應(yīng)遵照國家頒布實施的焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)，選擇與母材相匹配的焊材，并進行焊接工藝評定，控制焊接線能量，降低過熱區(qū)對焊接接頭性能的影響，確保其滿足設(shè)計要求。

材料應(yīng)力應(yīng)變常發(fā)生在焊接全過程中，優(yōu)秀的焊接技術(shù)人員還必須具有預(yù)防產(chǎn)品焊接變形的能力和經(jīng)驗。必要時，按照不同材質(zhì)、厚度、曲率的元件，不同焊接結(jié)構(gòu)等進行焊接試驗，或者進行有限元分析等。預(yù)防產(chǎn)品焊接變形的措施包括確定每個元件、零部件和整個容器中焊接接頭的焊接順序，預(yù)防措施均應(yīng)寫入焊接作業(yè)指導(dǎo)書中。

焊接人員需通過培訓(xùn)，并嚴(yán)格按照焊接作業(yè)指導(dǎo)書施焊。既要降低焊接應(yīng)力、減少元件變形，又要降低焊接熱影響區(qū)對材料性的影響。焊接人員也要有預(yù)防焊接變形的意識，加強學(xué)習(xí)，積累經(jīng)驗，既要確保焊接接頭性能的合格，又要降低焊接變形量。

為了減少元件焊接變形，在確保材料焊接性能合格的前提下，盡可能采用較小的線能量施焊之外，常用減小焊接變形的方法包括對稱施焊法、分段退焊法、間隔接頭施焊法、預(yù)留余量法，反變形法、剛性固定法、預(yù)熱焊接法、焊后熱處理法及其組合方法。

（二）對原材料質(zhì)量進行嚴(yán)格把關(guān)

制造和使用壓力容器都對安全性有著很高要求，因此制造企業(yè)必須對原材料質(zhì)量進行嚴(yán)格把關(guān)。進行原材料選型時主要存在以下幾個問題：第一，沒有對原材料化學(xué)成分進行嚴(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，而且在機械性能方面和低合金鋼沒有太大差距，但是焊接性能，耐溫性和抗腐蝕性都與設(shè)計原材料存在較大差異，存在較大的安全隱患，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低溫，高溫、高壓和高腐蝕環(huán)境中保證在設(shè)計工況下材料強度不受影響，保持壓力容器的正常運轉(zhuǎn)[5]。第二，沒有對進廠待加工的原材料進行無損檢測抽檢，而原材料本身存在制造缺陷，造成設(shè)備本身存在缺陷。第三，沒有合理設(shè)計壓力容器壁厚，有些企業(yè)為了提高壓力容器安全性，就會對壓力容器壁厚進行私自增加，這樣不僅會浪費材料，還會增加制造成本，而且還會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)計要求不相符，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)計要求，從而導(dǎo)致壓力容器使用中出現(xiàn)安全問題。基于此，當(dāng)原材料進貨時，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)量檢測工作，并按照設(shè)計要求進行原材料選用，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[6]。另外，還要對壓力容器進行合理設(shè)計和精準(zhǔn)計算，不僅要確保壓力容器強度，還要對產(chǎn)品壁厚進行合理設(shè)計，從而可以對產(chǎn)品重量進行減輕，能夠在確保質(zhì)量的同時還能對制造、焊接和安裝成本進行降低，使得企業(yè)能夠獲得更高的經(jīng)濟收益。

（三）下料質(zhì)量控制

常用的下料方法有機械剪切、機械加工、火焰切割、等離子切割等。各種方法的下料溫度差別很大，對下料尺寸的影響程度也不同。因此，應(yīng)當(dāng)按照材料性能，采用相應(yīng)的下料方法，保持材料性能、減少變形量。

制造工藝應(yīng)當(dāng)考慮元件在下料、成形、組裝、焊接、熱處理等過程中產(chǎn)生的尺寸變化，還要考慮到相互匹配元件的偏差要求，再進行劃線、下料、加工。有的拼焊元件需要進行兩次下料，有的元件應(yīng)適當(dāng)增加設(shè)計厚度，有的元件應(yīng)縮小或加大展開尺寸，有的元件需按正偏差控制，有的元件應(yīng)按負(fù)偏差加工。鉻鉬鋼材料的焊接坡口宜采用機械加工。倘若裝備能力不足，采用火焰方法切割坡口，那么過熱層必須打磨清除，并進行著色檢查。

六、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，就需要對制造過程中的質(zhì)量問題進行深入挖掘和總結(jié)分析，并制定處理質(zhì)量問題的對策，通過對原材料質(zhì)量進行嚴(yán)格把關(guān)、對下料質(zhì)量控制，對焊接質(zhì)量控制等來實現(xiàn)進一步提高壓力容器制造質(zhì)量的目的。

參考文獻：

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[5]王忠民，呂君，張連明. 壓力容器制造質(zhì)量控制的策略探討[J]. 中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量， 2020， 37（16）： 27-28

[6]任曉紅.壓力容器制造過程中焊接質(zhì)量的控制途徑 [J]. 石化技術(shù)， 2020，27（04）：250-251.

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