壓力容器制造過程中出現變形的控制方法研究

葛寧(沈陽陸威機械設備有限公司,遼寧 沈陽 110141)

壓力容器制造過程中出現變形的控制方法研究

葛寧(沈陽陸威機械設備有限公司,遼寧 沈陽 110141)

壓力容器制造過程中很容易出現變形，如果容器的結構中存在變形，將會導致嚴重的后果。本文針對制造壓力容器的每一步工序，切入主題，找出變形問題的關鍵所在，并給出相關解決對策以提高壓力容器的安全系數，使其正常運行。

壓力容器;變形問題;控制方法

在制造壓力容器的過程中，常常會出現許多操作失誤，導致容器變形。比如設計圖紙存在缺陷，導致生產出來的壓力容器不能滿足實際工作需求；或者技術人員沒有嚴格按照圖紙設計和工藝流程規范執行操作，使壓力容器的主體部件制造出現失誤。這些變形問題雖然在生產實際中比較常見，但是一旦出現嚴重超出誤差范圍的變形，就會大大地影響容器的正常使用，有時甚至會出現人的生命財產的損失。因此，必須對這些變形問題做好控制措施，保障產品品質和使用的安全性。以下將討論在工藝操作規范中，該如何防控這些變形問題。

1 壓力容器制造常出現的變形問題

(1)焊接變形 焊接是生產壓力容器的一個十分重要的步驟。在焊接時會產生大量的熱量，會導致溫度快速上升。壓力容器在焊接過程中，很容易因為高溫導致材料出現不同程度的變形，而材料變形之后，母材的力學性能和耐腐蝕性都會受到很大的影響，致使容器的承壓性能、耐腐蝕性能都受到限制，降低了容器的使用質量。同時，也對整個制造過程的成本和生產效率造成了一定的影響。

(2)內應力變形 壓力容器的生產過程是一個十分復雜的，包含許多操作流程，比如安裝容器、熱處理等。壓力容器在組裝時會被自身質量所影響，還會受到起重機械的吊裝力的影響，多種作用力共同作用容易導致壓力容器制造完成之后存在一定的內應力，而內應力會在壓力容器的實際運用中隨環境變化產生裂紋或者發生容器變形，因此必須采取相應措施提前預防并及時解決壓力容器的內應力變形問題。

(3)成型誤差變形 在制造壓力容器時,如果沒有嚴格遵照設計操作規范，即使部件依然生產出來，但是加工成型后,一些操作問題也會導致成型誤差出現。如加工誤差、操作不規范、模具尺寸偏差導致部件的成型誤差等。成型誤差會有一系列嚴重的后果，零件尺寸不合格根本無法正常使用，整體裝配時變形也是必然的。比如在加熱成型的高溫情況下出現了封頭脫模,就會使封頭嚴重收縮變形,其幾何尺寸嚴重不達標。同時，如果設計在模具時工程師們考慮不周,也容易出現壓力容器的部件成型變形問題[1]。

2 控制壓力容器變形問題的解決方法

(1)焊接變形的控制方法 在進行壓力容器的焊接時，最容易造成變形的是焊接時的高溫環境。技術人員要在焊接進行之前，確定好本次焊接的容器的類型，適應什么樣的焊接技術、焊接程序，焊接時的操作參數應當選擇什么，并制定好操作方案以及應急防范措施。工程師們一定要依照相關技術標準和生產規范，選擇最合適的焊接方法。在焊接一些大型壓力容器如圓球形壓力容器時，應先組裝完整體后再進行焊接工作,并采用對稱焊接的順序以使容器受力均勻,對于要進行多組焊接的部位，應當根據選用的母材預留相應合適的收縮量，避免在組焊后出現殼體收縮最終導致容器變形。根據焊接經驗,技術操作人員可以采取反方向抑制變形的處理方法，人為抵消變形部位的焊接變形。

(2)內應力變形的控制方法 控制壓力容器出現內應力變形的主要手段是對壓力容器本體進行熱處理加工。熱處理的爐內溫度應當滿足相應壓力容器的母材結構設計要求,并采取符合生產規范的操作工藝，使壓力容器內部可以均勻受熱，以消除內應力。現今的熱處理加工基本上都采用噴嘴式加熱法,如果噴嘴處火焰靠近或接觸到了容器，會直接加熱容器，而容器的局部受熱過高容易產生新的熱力形變，因此必須設置擋火裝置避免更多問題的出現。另外，壓力容器各部件制作的母材不同，其在高溫熱處理環境中的金屬穩定性也不一樣，殼體或部件的金屬穩定性易發生變化，因此工程師們在使用熱處理方式消除壓力容器內應力的時候,最好設置固定支架以保證金屬部件的穩定性[2]。

(3)成型誤差變形的控制方法 壓力容器成型誤差的變形問題的出現主要有兩方面的原因，一是容器各部件的設計工藝是否合乎規范；二是生產制造過程中的生產工藝和操作流程的要求是否合乎生產技術標準。在生產制造過程中，最好指派相關人員嚴格監控每一道工序流程，杜絕因為操作不當出現的容器質量問題。模具的設計標準決定了容器部件的成型控制步驟的好壞，因此在成型制造前，要嚴格仔細檢查所有的樣板、模具,只有達到標準的模具才能在工件的合理形位誤差范圍內，。設計模具時，要嚴格依照設計標準，控制好尺寸,并詳細考慮容器部件在加工成型時受到熱脹冷縮影響而導致的變化，如零部件熱成型冷卻之后的體積收縮量及對于冷成型之后的體積回彈量，以最大限度地減少這些因素帶來的成型誤差的變形問題[3]。

3 結語

在制造壓力容器的過程中,要提高壓力容器的功能質量,必須充分考慮各種可能會導致壓力容器變形的因素,并及時采取合理有效的方法先行控制。需要保證產品在標準工藝操作的規定范圍內，實時監控生產過程，將每個環節的生產工藝要求落實到位,嚴加防范可能會引發容器變形的關鍵因素,使制造出的壓力容器有質量保證，能夠安全使用。

[1]葉林軍.關于壓力容器制造過程中變形控制的探討[J].現代工業經濟和信息化,2016,23(11):230

[2]陳雪琴.壓力容器制造過程中變形問題的控制對策分析[J].科技展望,2015,03(06):159.

[3]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(18):217.

葛寧，女，碩士，研究方向:特種設備、壓力容器、管道、補償器。