壓力容器制造過程中常見質量問題與處理策略分析

蔡見生 單漢榮

摘 要 隨著經濟和科技水平的快速發展，壓力容器是化工、食品、制藥等過程工業的主要裝備，大多數情況下在高溫、高壓、腐蝕性及疲勞等苛刻狀況下運行，如果壓力容器品質控制不好的話，極易造成重大的安全事故。輕則引起泄露引發環境污染，重則產生爆炸火災，造成人員傷亡和財產損失。因此，必須加強壓力容器的質量控制，保證壓力容器的使用安全。總體來講，壓力容器的質量主要包括設計質量、制造質量和安裝測試質量三個部分組成，其中制造質量是重中之重，對于保證產品安全起到了關鍵性作用。本文主要針對壓力容器生產制造過程中容易出現質量問題的環節進行分析，并提出相應解決策略，以提高壓力容器的生產質量。

關鍵詞 壓力容器;質量問題;解決對策

引言

近年來，隨著科學技術的不斷發展，各行業領域生產工藝也在不斷優化改進，壓力容器作為可承載一定壓力的密封設備，在工業領域中得到廣泛普及應用，發揮出顯著應用效用。但受到多方面因素影響，部分所制造壓力容器設備的質量性能缺乏必要保障，并在后續使用、運行過程中引發各類生產問題的出現。針對于此，本文則對壓力容器設備在制造特點開展深入研究，并針對性提出各項壓力容器制造質量的有效控制策略。

1壓力容器的基本概念及分類

壓力容器指容器同時滿足以下三個條件[1]。①工作壓力大于等于0.1MPa（不含液體靜壓力）;②內直徑（非圓形截面積指最大尺寸）≥0.15m且容積V≥0.03m3;③盛裝介質為氣體、液化氣體或最高工作溫度大于等于標準沸點的液體。有許多方法可以對壓力容器進行分類。例如，根據制造方法、承壓方式、設計壓力、設計溫度、制造材料、容器形狀、生產過程中的工作原理、容器的使用等等。為了方便安全技術的監督管理，根據容器的壓力等級、容積大小、使用特點、材料、介質的危害程度及其在生產過程中的重要性，我國《固定式壓力容器安全技術監察規程》則將容器分為一、二、三類。

2壓力容器質量管理

2.1 原材料質量解決策略

壓力容器制造和使用安全性要求較高，因此企業在選材的時候必須要將原材料作為質量把控的切入點。目前在原材料選型方面，主要暴露出以下幾個方面的問題，首先，原材料化學成分不過關，例如在生產過程中未經許可，采用成本較低的碳鋼代替低合金鋼，雖然碳鋼價格較低，機械性能與低合金鋼接近，但是在焊接性，抗腐蝕性等方面均遠低于合金鋼。由于壓力容器大部分都是承壓件，因此在選型的時候要選擇化學成分達標的材料進行制造。尤其在承壓、高溫和高腐蝕狀態下，極易發生壓力容器損壞，這些都對原材料的選擇提出了挑戰;其次，壓力容器壁厚設計不合理，在設計過程中為了保證安全，片面的增加壓力容器壁厚，造成了成本浪費和制造成本的增減，同時也為焊接加工增加了很大的工作量，例如在膨脹節和波紋管材料選擇時采用以厚代薄，導致壓力容器所需承擔的剛性變形遠超設計能力，威脅到壓力容器的使用安全。首先，做好原材料進貨檢驗關，在化學分析，力學性能，供應商資料報告幾個方面進行檢測。保證原材料符合設計要求，避免由于原材料質量不過關造成產品質量問題。其次，做好壓力容器的設計和計算，在滿足強度要求的基礎上，盡量減少產品壁厚，從而降低產品重量，在滿足質量的基礎上降低制造成本，同時也減少焊接制造和現場安裝成本。

2.2 質量體系的運轉

為了保證生產出合格的壓力容器產品，不但要嚴格貫徹壓力容器制造許可證制度、實施和遵守各項法規和標準，建立完善的壓力容器質量保證體系是重要的條件之一。完善的質量體系，首先要編制出與自身運營一致的《質量保證手冊》，其次還要制定配套的公司標準。公司應下達紅頭文件任命并授權質保師及各責任人員，其次重點要根據《手冊》落實工作，按照質量管理鏈：質量保證體系→質量控制系統→控制環節→控制點（R、W、H）層層展開系統管理方法，貫徹實施，有章可循，對企業的質量行為進行控制和規范。

2.3 做好壓力容器焊接質量控制

在壓力容器設備制造過程中，焊接作業是其中一項重要生產工藝，但受到人為因素的影響干擾，時常出現各類焊接問題，大幅降低了所制造壓力容器的密封性、結構穩定性、耐壓性等各項性能。針對于此，需要注重開展壓力容器焊接質量控制工作，實現對壓力容器焊接作業質量的全過程實時監控，并降低人為因素對壓力容器焊接質量的影響系數。例如做好人員培訓工作（定期組織開展焊接人員專業培訓工作，并構建配套專業考核機制）、構建規范化焊接材料質量檢測體系（確保所使用焊接材料質量完全符合生產要求）、優化焊接工藝（開展技術交底作業、構建工藝評判標準）、開展規范化焊接設備管理工作（嚴格遵循相關規范條例開展焊接設備的維修保養、日常檢查工作）、開展焊接返修作業（在檢測到壓力容器設備存在焊接質量問題時，及時將質量設備進行返修）、做好焊接工作記錄。

2.4 容器幾何尺寸和外觀質量控制要點

在壓力容器制造過程中，或者容器制造完成后，相關工作人員需要對容器進行全面、嚴格的檢查，主要是檢查表面有無凹陷、劃痕等問題，一旦出現這些問題，需要及時進行補救，可以對其進行打磨或者補焊，同時還要保證母材的厚度滿足設計的厚度，滿足在允許范圍內[2]。另外，對于壓力容器的直線度、棱角度、橢圓度、法蘭等級等外觀尺寸進行嚴格的檢查，保證這些尺寸符合設計圖紙中的尺寸，在檢查之后，將檢查的數據記錄下來，錄入到該容器的檔案中。

3結束語

壓力容器是石油煉化、煤化工等各種過程工業生產的必備設備，近幾年隨著中國化工行業的發展以及國家對于安全、節能、環保等方面提出更高的要求，壓力容器的生產制造和質量控制成為業內關注的焦點之一。壓力容器的制造過程相對比較復雜，涉及材料、焊接、機械加工等各個環節，并且壓力容器一般使用環境惡劣，因此在制造過程中做好質量控制，避免由于質量問題給后續使用造成事故損失顯得尤為重要。

參考文獻

[1]《壓力容器實用技術叢書》編寫委員會.壓力容器制造和修理[M].北京：化學工業出版社，2004：33-35.

[2] 鐘海燕.淺談壓力容器制造中質量控制[J].科技展望，2015 （27）：148.