化工項目設備制造常見問題分析與防治

姚擴軍

【摘 要】壓力容器是石油、化工、生物制藥等化工項目不可或缺的重要設備，在制造過程中存在著各種各樣的缺陷，這給化工裝置安全運行埋下了隱患，因此，在制造、安裝環節中，要嚴格把控好細節，做好全過程質量管控。壓力容器制造涉及設計、采購、材料復驗、標記移植、加工、組裝、焊接、熱處理、無損檢測、耐壓試驗等諸多環節，對設備監造人員的技術及經驗提出了很高的要求。

【Abstract】Pressure vessel is an indispensable and important equipment for petroleum， chemical， biological pharmaceutical and other chemical projects. There are various defects in the manufacturing process， which have hidden dangers for the safe operation of chemical devices. Therefore， in the manufacturing and installation links， the details should be strictly controlled and the whole process quality control should be done well.Pressure vessel manufacturing involves many links such as design， purchase， material reinspection， mark transplantation， processing， assembly， welding， heat treatment， nondestructive testing， pressure endurance test， etc， and it puts forward high requirements for the technology and experience of equipment supervisors.

【關鍵詞】壓力容器;監造;缺陷防治

【Keywords】 pressure vessel; manufacturing supervision; defect prevention and control

【中圖分類號】S536? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）05-0048-02

1 壓力容器常見制造缺陷

壓力容器在制造過程、材料、焊接、產品尺寸/外觀、安裝、無損、熱處理、耐壓/氣密試驗等階段都會出現相應的問題，本文列舉了制造過程中的常見問題，如表1所示。

2 制造常見問題分析與防治

本文從設備制造的工藝流程與質控體系、材料不合格、焊接成型質量、變形、焊接缺陷與無損檢測、裂紋與熱處理等幾個方面常見質量問題的原因進行探討，提出針對性的缺陷防治措施。

2.1 工藝流程與體系

壓力容器制造過程中應嚴格遵循工藝流程，按照國家標準和圖紙和合同技術要求進行選材、加工、制造。在實際制造過程中，往往會出現工人對流程不熟悉、按經驗操作、操作不規范、工序間交接未經檢驗、缺少監督和培訓機制、人員責任不明確等現象。

防范措施：操作人員在壓力容器制造中，要嚴格執行工藝紀律，將安全責任意識深植心中，樹立質量意識。制造單位要加強對人員相關知識和技能的培訓，嚴格執行質量管理體系。在制造過程中要嚴格執行工藝要求，嚴格遵照生產流程，明確質量責任，保存完整的生產過程的原始數據，嚴禁弄虛作假。

2.2 材料不合格

一方面，制造廠在原材料入場前未按要求進行材料復驗，另一方面，因標志未移植、材料亂用、原材料到貨不及時等原因，會出現不按技術要求、圖紙規定隨意更改材料的情況，這些都給壓力容器埋下了重大隱患。因此，監造人員在設備監造過程中一定要對使用的材料及性能進行嚴格把關。

防范措施：要嚴格依據國家標準和合同規定選擇材料品牌、規格型號和正確的交貨狀態，進廠驗收時按要求進行理化復驗，保證材料化學成分及力學性能符合標準規定，對用于強腐蝕介質的材料應按要求核查晶間腐蝕試驗結果。一旦出現材料代用現象，要立即向設計單位和業主咨詢并書面申請，得到批準后實施代用。

2.3 焊接成型質量差

焊接是壓力容器制造過程中最重要的環節，不同的焊接方法對焊工的依賴程度不同，由于焊工質量意識差、操作粗心大意，不遵守焊接工藝規程和焊接工藝卡，操作技能不過關等都可能影響焊接質量[1]。

防范措施：提高焊接人員責任心，建立質量責任制，定期進行崗位培訓和考試，加強焊接工序的自檢與專檢;執行焊工考試制度、持證上崗，建立焊工技術檔案;選擇正確的焊接工藝評定，通過焊接工藝評定驗證其工藝正確性和合理性。

2.4 變形

變形包含焊接變形、內應力變形以及成型誤差導致的變形。焊接時溫度的不均勻、火焰切割、加工失穩、熱處理變形、組裝誤差、下料誤差、成型誤差等都會導致設備變形。有些變形可以矯正，有些則無法矯正。

防范措施：防治壓力容器變形，需要使制造過程各工序隨時處于可控狀態，符合國家標準、設計圖和合同技術要求，通過各環節的質量改善提升產品質量。完成焊接后要及時進行熱處理，最大程度控制壓力容器的變形。熱處理應根據產品的結構特點和材料特性擬定合理的升溫降溫曲線，嚴格控制加熱時間和溫度，避免產品在釋放內應力時變形。

2.5 焊接缺陷與無損檢測

由于焊接工藝、焊工水平、施焊環境等因素的影響，導致焊縫出現腳變形、錯邊、咬邊、夾渣、氣孔、未焊透、未熔合、裂紋等缺陷[2]。這些缺陷將導致焊縫截面積減少，降低承載能力，產生應力集中，引起裂紋;降低疲勞強度，易引起焊件破裂導致脆斷。其中危害最大的是裂紋和氣孔。

防范措施：為了減少焊接缺陷，首先應從人、機、料、方、環五個方面綜合施策解決，確保焊工技能、焊機性能、原材料及焊材、焊接工藝方法、施焊環境溫濕度及風力等均符合要求。其次利用無損檢測對焊縫焊接質量進行檢測，及時發現缺陷，并予以修復。非標設備因其不使用通用工藝和規格，必須制作工藝卡后進行無損檢測。無損檢測的方法主要有超聲波、射線、滲透、磁粉等，能很好地檢測壓力容器的內在缺陷及表面缺陷，檢測人員應經培訓考試合格取得相應的無損檢測資格證書方可上崗。

2.6 裂紋與熱處理

金屬材料在特定的溫度、腐蝕環境或者拉伸應力的影響下會出現裂紋，包括由于腐蝕和拉伸應力產生的應力腐蝕裂紋，焊接冷卻到較低溫度時產生的冷裂紋，焊縫最后冷卻的區域產生的低熔點結晶形成的熱裂紋，還有焊接結束后沒有裂紋，但再次加熱到550～600℃時出現的再熱裂紋等。裂紋對壓力容器有較大的危害性，成因復雜，形態多樣，極易擴展。

防范措施：防治壓力容器出現裂紋，需要合理選擇設備板材和焊材，改善焊接工藝和操作質量。焊縫部位的材質要與容器材質一致，從卷板成型到加工焊接都要盡力避免殘余應力，選用雜質含量少的大型鋼廠的容器板、嚴格執行焊材烘烤和保溫程序、管控組裝質量、合理布置下料尺寸、杜絕強力組裝、按照焊接工藝施焊、避免焊接熱影響區硬化、延長焊縫冷卻時間等，從而有效減少裂紋產生的可能性。

3 結語

本文介紹了壓力容器在制造過程中各環節可能出現的問題，分析了制造過程中幾個重要環節出現問題的原因并給出了防范措施，旨在幫助監造人員認識壓力容器制造過程質量控制的重點，確保壓力容器高質量交付，為設備安全運行奠定良好基礎。

【參考文獻】

【1】邱希光.對壓力容器制造監檢中常見問題的探討[J].工程建設與設計，2019（01）：170-171+174.

【2】林偵.壓力容器制造的特征、常見問題及對策分析[J].中國金屬通報，2018（04）：221-222.