壓力容器制作常見問題及質量控制策略

續宇航

(中國核工業二三建設有限公司秦山分公司，浙江 嘉興 314300)

0 前 言

經濟與社會的不斷發展以及科學技術的進步促進了化工行業領域的蓬勃發展，壓力容器作為化工行業領域中一種重要的儲存介質得到了廣泛的應用。但是，由于壓力容器長時間處于環境惡劣的工作狀態下，導致其在使用過程中存在較大的安全隱患，容易出現爆炸、中毒等事故[1]。可以說，壓力容器的質量直接關系著容器使用的安全性。因此，探討與分析壓力容器制作中的常見問題及質量控制具有極其重要的現實意義。

1 壓力容器相關概述

眾所周知，壓力容器是化工行業領域中一種十分常見的承壓設備，該設備的應用不僅可以盛裝各類氣體與液體，而且可以進行換熱與分離。當下，壓力容器也在其他的一些行業內得到了廣泛應用，比如醫藥、電力以及煉油等領域。現階段，一般的壓力容器工作壓力都在0.1 MPa及以上，而如果從壓力容器的設計及使用標準角度來分析，該容器的壓力與容積之間的乘積必須要在與標準液點與沸點完全相同的情況下，才能保證容器的安全使用。除此之外，壓力容器的使用環境一般較為復雜，如果在制作過程中出現質量問題，勢必引發嚴重的安全事故。一般的壓力容器如圖1所示。

圖1 壓力容器示意圖

2 壓力容器的制作特點

1)結構復雜、類型分散。由于壓力容器的應用范圍十分廣泛，類型也較為分散，因而造成了壓力容器制作結構復雜的特點。但是，由于壓力容器各部件之間有著較強的獨立性，因而壓力容器也更加容易形成系列化的產品。

2)設計專業性較強。壓力容器作為特種承壓設備，在設計過程中就要綜合考慮整個工藝流程，并使機械部件與壓力容器實現緊密結合，這樣才能保證壓力容器的使用性能。這就對壓力容器設計人員提出了更高的要求，不僅要求其具備專業的理論知識，而且必須要具備扎實的操作水平，這樣壓力容器的質量才能得到根本的保證。

3)整體安全性要求較高。由于壓力容器所處的工作環境十分復雜，一般都是在高溫、高壓、真空或者易腐蝕的環境下工作，這就使得壓力容器的失效概率大幅增加。同時，在壓力容器內部由于承裝的液體或者氣體多為有毒有害的物質，如果一旦發生爆炸或者破裂的現象，必將給使用者帶來無法估量的經濟損失。因此，壓力容器制作過程中必須嚴格遵照國家的相關標準執行。

3 壓力容器制作常見問題

1)原材料的錯領錯用。壓力容器在制作過程中，可能會因為工作人員的標記錯誤或者沒有及時核對原材料等原因造成材料錯領錯用現象，如果不能及時發現，不僅嚴重浪費了材料，而且會產生不必要的加工費用。

2)下料尺寸錯誤。壓力容器制作過程還會由于設計人員看錯圖紙、劃線錯誤、切割誤差等原因導致下料錯誤。

3)坡口加工質量差。壓力容器在借助半自動坡口機成型時，經常會出現溝槽及走線不直等情況，給板料尺寸造成一定的誤差，進而給后續的工作帶來不利影響。

4)卷筒尺寸與棱角度偏差大。如果工作人員對筒體的卷制方法不合理，也會導致筒體出現喇叭口比理論尺寸偏差大的情況。同時，口角度或者校圓不到位是導致棱角度超差的主要因素。

5)焊接缺陷。受焊材質量、狀態、方式等因素的影響，焊縱縫會經常出現裂紋、氣孔、焊縫低于母材等方面的缺陷。

6)開孔方位錯誤。沒有嚴格按照管孔方位圖施工，會導致開孔方位出現錯誤。

7)不銹鋼設備防護不當。在制作壓力容器過程中，對使用到的不銹鋼設備內外表面進行防護十分重要，如果防護不當，很有可能會給壓力容器的外觀及使用性能帶來一定的影響。

8)薄壁設備表面存在嚴重質量缺陷。如果薄壁設備防護不當也很容易形成其表面塌陷的現象。

9)熱處理方式不當。熱處理方式不當容易導致容器的明顯變形。

10)油漆易脫落。在壓力容器制作過程中，由于打砂與涂抹的不徹底及不全面，或者是底漆與面漆未完全干透就直接發運，會導致容器的油漆十分容易脫落。

4 壓力容器制作質量控制策略

4.1 原材料質量控制

1)為控制壓力容器的制作質量，必須從源頭上控制原材料質量[2]。因此，落實原材料的檢查與驗收工作就顯得十分重要。嚴格檢查原材料是否存在錯領錯用的現象。應加強對材料的標記與標識工作，確保材料標識的正確性及可靠性；發料前、領料后以及下料前核對已經標識的材料是否與原廠標識一致；嚴把質量關，對即將下料的材料要通過檢驗人員的驗證，再次確保材料標識的正確性。

2)嚴格檢查壓力容器制作材料的質量證明書，在材料使用前務必確認其符合國家規定的相關標準，內容主要包括：質量證明書中所列示質量技術數據是否與壓力容器制作所規定的質量技術數據標準、指標等一致；產品標準號、規格以及編號、力學性能、化學成分以及無損檢測方法是否滿足壓力容器制作的標準。

3)認真核對材料質量文件是否與實際物體符合，檢查膨脹節、封頭等零部件是否可以滿足當地安全監察機構監檢條件。

4)在壓力容器制作證明書中保證內容完整、字體清晰以及相關經辦人員的簽章齊全。

5)嚴格檢查壓力容器制作材料的外觀及尺寸。保證所有材料的外觀及尺寸不存在裂紋、孔洞、凹陷、砂眼、殘損、銹蝕等方面的質量缺陷，保證尺寸的誤差在允許的范圍之內。

6)堅決抵制和杜絕不合格的材料被應用于壓力容器的制作過程中。

7)加強對壓力容器材料的復驗工作。要結合相關規定與標準以及壓力容器的設計文件及時復驗。比如制作第三類壓力容器中使用到的鍛件與鋼板等材料時，應當嚴格根據《固定式壓力容器安全技術監察規程》(TSG 21—2016)中的相關規定對材料的使用性能進行復驗，復驗合格后的材料還要依據材料的編號及標識委派專門人員將其存放于規定的區域內，方便后續使用，而對于復驗不合格的材料要及時處理，嚴禁被應用于壓力容器制作中。

4.2 工藝流程的控制

在壓力容器的制作質量控制過程中，工藝流程同樣發揮著不容忽視的重要作用，與簡單的產品制作相比較而言，壓力容器的制作有著結構復雜、專業性高及安全性較高的特點，這就需要壓力容器制作企業針對不同類型的壓力容器來編制文件，在確定正確的工藝流程基礎上嚴格執行工藝流程，待每個工序完工之后，設計人員及操作人員都要簽字確認。

4.3 焊接質量控制

壓力容器的成型尺寸標準的控制也是十分重要的[3]。壓力容器制作與普通容器制作有著明顯的區別，如果尺寸不符合相關要求，將會給容器內部的可用空間的壓強大小帶來影響，也有可能導致其在實際使用過程中的內部壓強與設計要求壓強出現偏差。一旦偏差超標，勢必會導致容器強度失效。由于不能合理把握壓力容器的尺寸而造成的質量問題有很多，因此，尺寸問題應當引起企業及相關人員的高度重視。

4.4 無損檢測質量控制

壓力容器的無損檢測也可以被稱之為探傷。通常情況下，壓力容器制作過程中都會使用到探傷，主要包括滲透、磁粉、超聲等方法。在具體檢測過程中，要結合實際情況明確該方法是否具備可行性，要結合壓力容器的制作要求合理選擇探傷方法。除此之外，在對壓力容器進行無損檢驗過程中，檢測人員的實踐經驗也是同等重要的，不同的人在利用同一個機器檢測時所得到的檢測結果也不盡相同，而那些實踐經驗較為豐富的工作人員所檢測出來的結果正確率往往會更高。因此，無損檢測對壓力容器的質量控制也會產生重大影響，如果使用不合理的探傷方法，很容易對檢測結果造成誤判。

4.5 熱處理控制

在壓力容器制作質量控制過程中，還要按照圖紙和相關規定標準來編制熱處理工藝流程。熱處理控制應根據操作工的能力來確定，這就需要熱處理操作工確保該輔助設備始終處于良好的狀態中[4]。通過溫度測量機紀錄該熱處理控制設備的精確度，并按壓力容器制作的要求適當校準，檢驗員應當實時監測熱處理的操作情況。待熱處理工作完成后，操作者應提供熱處理所使用的時間及溫度表并簽字確認。同時，檢驗員要再對熱處理所使用的時間及溫度表進行復核。

4.6 外觀質量與幾何尺寸的控制

壓力容器的外觀缺陷主要包括裂紋、孔洞、凹陷、砂眼、殘損、銹蝕等方面。同時，如果幾何尺寸不符合壓力容器的制作標準，也會給其帶來較大的安全隱患。因此，必須加強對壓力容器外觀質量及幾何尺寸的控制，并保證尺寸的誤差在允許的范圍之內。要檢查焊縫是否存在裂紋、氣孔、焊縫低于母材等缺陷，要重點檢查母材表面的質量，確保母材表面不存在機械性的損傷。

5 結束語

綜上所述，隨著化工行業的不斷發展，壓力容器得到了迅速的普及與推廣。同時，各行業領域中對壓力容器的需求不斷上升。因此，在壓力容器的制作過程中，生產企業要給予高度的重視，應充分考慮壓力容器的制作特點，嚴格按照相關標準與要求制作，嚴格控制材料的質量，正確面對壓力容器制作過程中的常見問題，將壓力容器的成型誤差控制在合理的范圍之內，促使壓力容器的質量上升到一個新的水平。

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