論壓力容器制造中常見問題及分析

劉曉薇 王延國

摘要：隨著科學技術的迅速發展和社會經濟的不斷進步，壓力容器設計、制造、維護等方面都邁入了新的發展階段，作為一種特殊的精密儀器，在農業、工業等生產領域得到廣泛的應用，但是由于其技術、工藝比較復雜，種類比較多，在制造過程中經常會出現各種各樣的問題，嚴重影響了壓力容器的制造質量和使用安全性。本文主要針對壓力容器制造特點進行深入的分析，探討壓力容器制造過程中常見的一些問題。

關鍵詞：壓力容器；制造；常見問題；分析；變形

近數十年，我國已經不斷完善了壓力容器相關的法律政策、標準體系等，實現了壓力容器設計、制造以及維護整個過程的標準化，為了響應國家的可持續發展戰略，壓力容器也開始嘗試綠色設計，形成現代壓力容器制造模式。

1. 壓力容器的制造特點

壓力容器屬于一種特殊的設備，主要應用于國防、農業、工業等多個領域，種類繁多，主要分為分離、換熱、反應、存儲等四大類。由于壓力容器通常都是在高壓、高溫等惡劣環境中使用，所以壓力容器的設計、制造必須確保使用的安全性。壓力容器使用的材料具有非常嚴格的要求，在制造過程中，難度非常大，不僅技術非常復雜，而且還需要不同專業的人才共同配合協調。壓力容器設計、制造人員不僅要具備壓力容器有關的專業知識，還要具備壓力容器所用行業有關的專業知識，根據相關規范和標準嚴格設計、制造壓力容器，確保壓力容器的質量符合要求，不斷提高壓力容器的使用安全性[1]。

2.壓力容器制造中常見問題及分析

壓力容器制造工藝在不斷的發展，逐漸暴露了制造過程中的一些問題，需要壓力容器的設計、制造人員及時發現問題，解決問題，規避風險，不斷提高壓力容器的使用安全性。壓力容器制造過程中常見問題主要包括氫脆問題、應力腐蝕問題、焊縫問題、變形問題、材料問題等。

2.1氫脆問題

氫脆又稱為白點，是在鋼鐵中融化的氫，經過聚合稱為氫分子，導致應力集中，強度甚至超過了鋼鐵的強度極限，在鋼鐵內部會形成細小的裂紋。壓力容器制造過程中的氫脆問題只能通過預防來解決，因為壓力容器一旦發生了氫脆問題，就已經解決不了了，所以必須加強氫脆問題的預防。壓力容器制造過程中的溫度越高、鋼鐵的含碳量越高，氫脆的程度就越嚴重。預防氫脆問題，可以在鋼鐵中加入釩、鈦、鉻等金屬元素以及緩蝕劑，或者經過吹沙、電鍍除銹后，都可以在不同程度上減少氫脆問題的發生。如圖1所示。

圖1 氫脆

2.2應力腐蝕問題

壓力容器在制造過程中產生應力腐蝕等問題是因為壓力容器受到腐蝕和應力環境共同的作用，在實際制造過程中，腐蝕和應力環境無法避免，所以必須從材料的角度來解決這個問題。壓力容器在設計階段，設計人員就要充分考慮到應力腐蝕問題的發生，所以要根據具體的情況選擇最適合的材料。此外，還可以對壓力容器的結構進行適當的處理，或者采取防腐處理、熱處理等措施，盡量減少壓力容器發生裂紋和應力腐蝕的發生[2]。

2.3焊縫問題

壓力容器在制造過程中，很多的部件都是通過焊接方式連接的，所以焊接的質量以及焊縫的布置都會直接影響到壓力容器的質量，在制造過程中要特別注意由于焊縫的缺陷而發生應力集中的現象。壓力容器在焊接的過程中，要注意合理的布置焊縫，但是又不能避免焊縫的重疊和交叉，所以壓力容器在制造前，就要先對壓力容器進行應力方面的分析，同時使用計算機軟件進行輔助計算。壓力容器焊接操作人員的技術水平也會直接影響到壓力容器的焊接質量，所以壓力容器制造之前，要先對所有工作人員進行系統的培訓，尤其是焊接操作人員，對其工作資質和從業資格進行審查，必須持證上崗，確保每個工作人員都具有制造壓力容器的資格。

2.4變形問題

壓力容器的變形將會嚴重影響壓力容器使用的可靠度和嚴密性，從而導致壓力容器在使用過程中的安全性不受保障，有關部門必須制定完善壓力容器制造工藝和標準，并且將其嚴格落實，確保壓力容器的質量可以符合要求。壓力容器在制造過程中發生變形主要是因為組裝、磨具形狀、下料尺寸等出現誤差而引起，要解決這個問題，首先要提高下料的水平，對需要的材料進行嚴格的計算，其次，制造人員要對模具的形狀進行嚴格的控制，充分考慮到壓力容器成型過程中和成型后可能存在的差異，再次，壓力容器在組裝過程中，制造人員要使用定位卡具進行定位，盡量避免壓力容器發生變形[3]。如圖2所示。

圖2 變形

3.結束語

綜上所述，必須加強對壓力容器在制造過程中可能發生問題的預防工作，及時發現問題，盡快解決，同時壓力容器在制造完成之后，還要在出廠之前進行質量檢測，目前我國壓力容器質量檢驗方法主要是焊縫UT檢測和射線檢測技術，通過各種手段確保壓力容器的質量符合要求，提高壓力容器使用的安全性。

參考文獻：

[1]高建明. 試論不銹鋼壓力容器制造和安裝過程中常見的問題及解決途徑[J]. 化學工程與裝備，2013，06：132-134.

[2]劉亞明. 壓力容器制造過程中變形問題的控制對策探究[J]. 科技創業家，2013，13：217.

[3]王雅麗. 關于壓力容器設計中常見問題及設計優化的探討[J]. 科技與企業，2013，22：369.