低溫壓力容器制造工藝研究

周果

摘要：隨著我國科技力量的不斷提升，在各行各業(yè)的發(fā)展過程中逐漸融入全新的制作工藝。比如在機(jī)械制造領(lǐng)域，壓力容器工程的出現(xiàn)。壓力容器工程是一項(xiàng)內(nèi)容較為復(fù)雜的制作工藝，雖然對制作流程以及制作環(huán)節(jié)的要求較嚴(yán)格，但是可以明顯提升我國工業(yè)產(chǎn)品的整體質(zhì)量，促進(jìn)我國工業(yè)水平的提升。本文將主要結(jié)合當(dāng)前應(yīng)用壓力容器工程進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)所遇到的問題進(jìn)行詳細(xì)介紹，并提出應(yīng)對問題的具體方法，以期有效改善低溫壓力容器制造工藝。

關(guān)鍵詞：低溫;壓力容器;制造工藝;改進(jìn)措施

一、低溫壓力容器的概念

通過查閱相關(guān)資料可以知道，低溫壓力容器實(shí)際上是一種，容器的設(shè)計(jì)溫度要小于零下20℃，或者由于環(huán)境因素的影響，容器的外部殼體金屬溫度低于零下20℃，并且在制作生產(chǎn)過程中，容器的壁溫一直處于低溫狀態(tài)的容器。

通常在工業(yè)生產(chǎn)中，進(jìn)行低溫壓力容器設(shè)計(jì)與制造會(huì)使用到鐵素體鋼材料。因?yàn)椋@種材料的自身特性可以與低溫壓力容器的要求相吻合。當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到具體的要求時(shí)，這種鋼材料的特性會(huì)發(fā)生明顯的變化，韌性急劇下降，非常易碎。在工業(yè)生產(chǎn)中，將鋼材料任性發(fā)生變化時(shí)所處的環(huán)境溫度稱之為脆性轉(zhuǎn)變溫度。如果壓力容器長期處于這種脆性轉(zhuǎn)變溫度的環(huán)境中，容器內(nèi)部一旦發(fā)生缺陷，便會(huì)引起局部應(yīng)力的產(chǎn)生，繼而導(dǎo)致壓力容器發(fā)生韌性的急劇下降，繼而發(fā)生容器破裂，很可能造成嚴(yán)重的安全事故。

二、影響壓力容器工程加工制造質(zhì)量的因素

2.1操作人員的因素

壓力容器工程加工制造主要是有人力進(jìn)行操作，因此在操作過程中受到操作人員專業(yè)素質(zhì)的影響。如果操作人員專業(yè)素質(zhì)較低，并且操作不規(guī)范，沒有按照操作流程進(jìn)行，容易造成壓力容器工程加工制造出現(xiàn)偏差，加工制造缺乏精準(zhǔn)度，造成成本投入增加，直接影響到壓力容器工程加工制造質(zhì)量。因此壓力容器加工制造操作人員的技術(shù)水平與加工制造質(zhì)量呈正比關(guān)系，需要提高對操作人員專業(yè)素養(yǎng)的提升。

2.2加工制造設(shè)備的因素

壓力容器工程加工制造過程中需要各種輔助設(shè)備的應(yīng)用，因此必須要保證設(shè)備的質(zhì)量，并且設(shè)備要進(jìn)行有效的使用，在加工制造過程中可以實(shí)現(xiàn)良好的運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)備的應(yīng)用對于不同的加工制造環(huán)境具有不同的要求，因此根據(jù)壓力容器設(shè)備加工制造的形式以及要求對加工制造設(shè)備進(jìn)行合理選擇，在對設(shè)備的調(diào)查研究中可以了解到設(shè)備的性能不同對于加工制造的質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此要提高加工制造設(shè)備的質(zhì)量。

2.3檢測方式的因素

對于壓力容器工程加工制造需要進(jìn)行檢測，檢測主要是通過高精準(zhǔn)度的設(shè)備對加工制造質(zhì)量進(jìn)行電子讀書，根據(jù)數(shù)據(jù)對質(zhì)量合格率進(jìn)行確定。在對檢測方式的研究中，對統(tǒng)一加工制造容器通過不同的檢測人員以及檢測方式所得出的結(jié)果精準(zhǔn)度出現(xiàn)明顯差異，因此要對檢測方式進(jìn)行合理選擇。

三、壓力容器設(shè)計(jì)加工的主要流程

3.1低溫壓力容器設(shè)計(jì)溫度。

結(jié)合對我國工業(yè)領(lǐng)域低溫壓力容器設(shè)計(jì)的相關(guān)資料進(jìn)行調(diào)查，目前。針對于低溫壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)溫度的確定通常應(yīng)用到以下幾種方法。一、計(jì)算法。如果在當(dāng)前環(huán)境下，低溫壓力器件兩側(cè)都會(huì)發(fā)生熱量傳遞。那么應(yīng)該使用熱量傳遞計(jì)算公式，將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入到公式中，計(jì)算出低溫壓力容器金屬平均溫度。二、經(jīng)驗(yàn)法。如果低溫壓力容器與工作介質(zhì)發(fā)生直接接觸，在具有相應(yīng)保冷、保溫設(shè)施條件的基礎(chǔ)上，可以檢測出介質(zhì)的工作溫度。然后，在此基礎(chǔ)上減掉5-10℃，將其作為低溫壓力容器的設(shè)計(jì)溫度參考范圍。三、特殊情況法。如果當(dāng)前低溫壓力容器所處空間并沒有配備相應(yīng)的保冷保暖設(shè)施，那么在進(jìn)行低溫壓力容器設(shè)計(jì)過程中，就需要對其設(shè)計(jì)溫度進(jìn)行重新計(jì)算，依據(jù)所處環(huán)境的實(shí)際情況合理制定設(shè)計(jì)溫度。

3.2低溫壓力容器設(shè)計(jì)材料的選擇

由于低溫壓力容器在不同的溫度環(huán)境下，會(huì)發(fā)生性質(zhì)的改變。當(dāng)溫度降到一定區(qū)間范圍內(nèi)，低溫壓力容器的韌性會(huì)急劇下降，非常易碎。所以，在選擇設(shè)計(jì)材料時(shí)，應(yīng)該保證該材料在整個(gè)工作溫度區(qū)間內(nèi)有足夠的韌性。在設(shè)計(jì)過程中，工作人員需注意以下幾個(gè)問題。一、低溫壓力容器所選材料，必須采用韌性度極佳的鋼材料;二、用于低溫壓力容器制作的剛材料，必須要經(jīng)過v型缺口低溫沖擊試驗(yàn)，在符合實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上才可以正式應(yīng)用于低溫壓力容器的制作;三、當(dāng)制作工藝中鋼板厚度超過標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間，必須要使用超聲波檢測法進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。

3.3低溫壓力容器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

為保證低溫壓力容器有足夠的柔性。在設(shè)計(jì)過程中，工作人員一定要保證將應(yīng)力消除視為整個(gè)低溫壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心。所以，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面需要注意一下幾點(diǎn)。一、低溫壓力容器結(jié)構(gòu)盡量簡單化，可以有效避免內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜所引起的應(yīng)力變化;二、保證工作溫度平穩(wěn);三、各部件焊接要使用連續(xù)焊接的方式;四、避免低溫壓力容器內(nèi)部發(fā)生應(yīng)力集中;五、對低溫壓力容器進(jìn)行整體補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，在使用補(bǔ)墻板的過程中，需要為整個(gè)操作流程設(shè)計(jì)全焊透結(jié)構(gòu)，焊縫部分要進(jìn)行圓滑過渡。

3.4低溫壓力容器焊接

在焊接過程中，工作人員要嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行焊接任務(wù)，每臺(tái)低溫容器都要具備產(chǎn)品焊接試板。在進(jìn)行實(shí)際焊接過程中，優(yōu)先采用全焊透結(jié)構(gòu)的焊接方式，并且需要對低溫壓力容器進(jìn)行連續(xù)的焊接，保證焊接縫的圓滑過渡，在低溫壓力容器的表面不能夠留有裂縫、咬邊以及氣孔等結(jié)構(gòu)缺陷。

3.5低溫壓力容器設(shè)計(jì)檢驗(yàn)

對于低溫容器的檢驗(yàn)需要注意以下問題：①對于焊接縫應(yīng)當(dāng)要進(jìn)行100%的射線探傷，對于所有角悍縫需要進(jìn)行100%的表面探傷;②殼體鋼板的厚度要大于20mm時(shí)，需要按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超聲波檢測，其合格標(biāo)準(zhǔn)為Ⅲ級;③當(dāng)壓力容器焊接完成之后，則要進(jìn)行整體熱處理，這樣可以有效的消除焊接當(dāng)中所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。

四、壓力容器工程加工制造質(zhì)量控制的方法

4.1提高操作人員的綜合素養(yǎng)

操作人員在進(jìn)行壓力容器工程加工制造的過程中起到了重要的作用，操作人員的專業(yè)素養(yǎng)對于加工制造的規(guī)范性以及質(zhì)量等有很大影響。操作人員具有專業(yè)的操作技能，可以在設(shè)備和原材料相同的情況下，加工制造的容器具有差異，如果專業(yè)技能不足，壓力容器工程加工制造容器質(zhì)量難以得到保證。因此對于操作人員的實(shí)踐能力以及專業(yè)知識(shí)等要進(jìn)行培訓(xùn)，開展崗前培訓(xùn)，將規(guī)范化的操作方式對人員進(jìn)行講解，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化操作。壓力容器工程加工制造的知識(shí)會(huì)出現(xiàn)改進(jìn)和變化，因此操作人員要吸收最新的知識(shí)，更新知識(shí)體系和技能。另外通過開展相應(yīng)講座，可以讓操作人員與專家等進(jìn)行交流，通過溝通可以了解到先進(jìn)的技能，并且組織操作人員到同類型企業(yè)進(jìn)行參觀，對于其他企業(yè)的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行借鑒和學(xué)習(xí)，可以開拓思維，對自身需要完善的地方進(jìn)行改進(jìn)，從而提升操作人員的綜合素養(yǎng)。

4.2制定科學(xué)的工程加工制造工藝

壓力容器工程加工制造需要提高精準(zhǔn)度，符合容器的加工制造標(biāo)準(zhǔn)。因此在進(jìn)行壓力容器工程加工制造之前需要對加工制造的工藝進(jìn)行編制。加工制造工藝直接影響到壓力容器工程加工制造的質(zhì)量，因此要科學(xué)制定加工制造工藝，加工制造設(shè)備的質(zhì)量以及精準(zhǔn)度影響加工制造工藝，要對加工制造設(shè)備的使用性能以及特帶進(jìn)行分析，根據(jù)實(shí)際加工制造需求選擇最合適的加工制造設(shè)備。壓力容器工程加工制造的工藝隨著時(shí)代的發(fā)展也在產(chǎn)生革新和變化，因此加工制造工藝要與時(shí)俱進(jìn)。當(dāng)前壓力容器工程加工制造設(shè)備不斷更新?lián)Q代，已經(jīng)有更高精準(zhǔn)度的傳感器控制應(yīng)用到加工制造工藝之中，因此要引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，在進(jìn)行加工制造時(shí)對加工制造方式的選擇、流程的制定以及工藝的劃分等進(jìn)行明確，根據(jù)以往的加工制造經(jīng)驗(yàn)應(yīng)該對容器先進(jìn)行粗加工制造，之后在進(jìn)行精細(xì)化加工制造，按照加工制造順序進(jìn)行有序加工制造，提高加工制造質(zhì)量。

4.3強(qiáng)化對加工制造質(zhì)量的檢測

在壓力容器工程加工制造過程中會(huì)受到外界因素的影響，因此在加工制造時(shí)要關(guān)注外界影響因素，提前進(jìn)行預(yù)測和防范。并且對加工制造流程進(jìn)行合理安排。壓力容器工程在加工制造過程中有非常多的環(huán)節(jié)，需要對各環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，通過對環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)調(diào)，保證各環(huán)節(jié)加工制造的有序性，加強(qiáng)各環(huán)節(jié)的配合。對于零部件需要進(jìn)行質(zhì)量檢測，采用抽查以及復(fù)檢的方式，通過抽查可以對加工制造的零部件質(zhì)量進(jìn)行了解，保證樣品具有代表性。并且對零部件進(jìn)行復(fù)檢，在質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)之后才可以進(jìn)行后續(xù)的加工制造和操作。檢測方式應(yīng)該根據(jù)檢測對象的不同進(jìn)行有針對性的選擇，并且應(yīng)用不同的檢測儀器，確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確。

4.4建立質(zhì)量控制體系

壓力容器工程加工制造質(zhì)量控制需要質(zhì)量控制體系作為參考，在控制加工制造質(zhì)量的過程中需要提高對質(zhì)量的重視，同時(shí)操作人員具備質(zhì)量意識(shí)，明確自身的加工制造責(zé)任。建立質(zhì)量控制體系可以明確工作人員的責(zé)任，做到權(quán)責(zé)一致，在出現(xiàn)質(zhì)量問題之后可以第一時(shí)間找到責(zé)任人，制定獎(jiǎng)懲機(jī)制，可以有效提高工作人員的責(zé)任感，減少質(zhì)量問題。

結(jié)語：綜上所述，壓力容器工程加工制造質(zhì)量控制是非常重要的，影響壓力容器工程加工制造質(zhì)量的因素主要有操作人員、操作設(shè)備以及操作工藝等，因此要對影響因素進(jìn)行分析，并且對人員的專業(yè)技能進(jìn)行提升。在壓力容器工程加工制造中不斷完善加工制造技能，制定加工制造質(zhì)量控制體系，通過具有針對性的質(zhì)量控制措施，可以確保質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。

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