壓力容器制作常見問題及質(zhì)量控制策略

續(xù)宇航

(中國核工業(yè)二三建設(shè)有限公司秦山分公司，浙江 嘉興 314300)

0 前 言

經(jīng)濟(jì)與社會的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了化工行業(yè)領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，壓力容器作為化工行業(yè)領(lǐng)域中一種重要的儲存介質(zhì)得到了廣泛的應(yīng)用。但是，由于壓力容器長時間處于環(huán)境惡劣的工作狀態(tài)下，導(dǎo)致其在使用過程中存在較大的安全隱患，容易出現(xiàn)爆炸、中毒等事故[1]。可以說，壓力容器的質(zhì)量直接關(guān)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(zhì)量控制具有極其重要的現(xiàn)實意義。

1 壓力容器相關(guān)概述

眾所周知，壓力容器是化工行業(yè)領(lǐng)域中一種十分常見的承壓設(shè)備，該設(shè)備的應(yīng)用不僅可以盛裝各類氣體與液體，而且可以進(jìn)行換熱與分離。當(dāng)下，壓力容器也在其他的一些行業(yè)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，比如醫(yī)藥、電力以及煉油等領(lǐng)域?，F(xiàn)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(shè)計及使用標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(huán)境一般較為復(fù)雜，如果在制作過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題，勢必引發(fā)嚴(yán)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(jié)構(gòu)復(fù)雜、類型分散。由于壓力容器的應(yīng)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(jié)構(gòu)復(fù)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(chǎn)品。

2)設(shè)計專業(yè)性較強。壓力容器作為特種承壓設(shè)備，在設(shè)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(xiàn)緊密結(jié)合，這樣才能保證壓力容器的使用性能。這就對壓力容器設(shè)計人員提出了更高的要求，不僅要求其具備專業(yè)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(zhì)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(huán)境十分復(fù)雜，一般都是在高溫、高壓、真空或者易腐蝕的環(huán)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(nèi)部由于承裝的液體或者氣體多為有毒有害的物質(zhì)，如果一旦發(fā)生爆炸或者破裂的現(xiàn)象，必將給使用者帶來無法估量的經(jīng)濟(jì)損失。因此，壓力容器制作過程中必須嚴(yán)格遵照國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

3 壓力容器制作常見問題

1)原材料的錯領(lǐng)錯用。壓力容器在制作過程中，可能會因為工作人員的標(biāo)記錯誤或者沒有及時核對原材料等原因造成材料錯領(lǐng)錯用現(xiàn)象，如果不能及時發(fā)現(xiàn)，不僅嚴(yán)重浪費了材料，而且會產(chǎn)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(shè)計人員看錯圖紙、劃線錯誤、切割誤差等原因?qū)е孪铝襄e誤。

3)坡口加工質(zhì)量差。壓力容器在借助半自動坡口機成型時，經(jīng)常會出現(xiàn)溝槽及走線不直等情況，給板料尺寸造成一定的誤差，進(jìn)而給后續(xù)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(dǎo)致筒體出現(xiàn)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(dǎo)致棱角度超差的主要因素。

5)焊接缺陷。受焊材質(zhì)量、狀態(tài)、方式等因素的影響，焊縱縫會經(jīng)常出現(xiàn)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(yán)格按照管孔方位圖施工，會導(dǎo)致開孔方位出現(xiàn)錯誤。

7)不銹鋼設(shè)備防護(hù)不當(dāng)。在制作壓力容器過程中，對使用到的不銹鋼設(shè)備內(nèi)外表面進(jìn)行防護(hù)十分重要，如果防護(hù)不當(dāng)，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(shè)備表面存在嚴(yán)重質(zhì)量缺陷。如果薄壁設(shè)備防護(hù)不當(dāng)也很容易形成其表面塌陷的現(xiàn)象。

9)熱處理方式不當(dāng)。熱處理方式不當(dāng)容易導(dǎo)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(fā)運，會導(dǎo)致容器的油漆十分容易脫落。

4 壓力容器制作質(zhì)量控制策略

4.1 原材料質(zhì)量控制

1)為控制壓力容器的制作質(zhì)量，必須從源頭上控制原材料質(zhì)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(yán)格檢查原材料是否存在錯領(lǐng)錯用的現(xiàn)象。應(yīng)加強對材料的標(biāo)記與標(biāo)識工作，確保材料標(biāo)識的正確性及可靠性；發(fā)料前、領(lǐng)料后以及下料前核對已經(jīng)標(biāo)識的材料是否與原廠標(biāo)識一致；嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，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(biāo)識的正確性。

2)嚴(yán)格檢查壓力容器制作材料的質(zhì)量證明書，在材料使用前務(wù)必確認(rèn)其符合國家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容主要包括：質(zhì)量證明書中所列示質(zhì)量技術(shù)數(shù)據(jù)是否與壓力容器制作所規(guī)定的質(zhì)量技術(shù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)等一致；產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)號、規(guī)格以及編號、力學(xué)性能、化學(xué)成分以及無損檢測方法是否滿足壓力容器制作的標(biāo)準(zhǔn)。

3)認(rèn)真核對材料質(zhì)量文件是否與實際物體符合，檢查膨脹節(jié)、封頭等零部件是否可以滿足當(dāng)?shù)匕踩O(jiān)察機構(gòu)監(jiān)檢條件。

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

5)嚴(yán)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(zhì)量缺陷，保證尺寸的誤差在允許的范圍之內(nèi)。

6)堅決抵制和杜絕不合格的材料被應(yīng)用于壓力容器的制作過程中。

7)加強對壓力容器材料的復(fù)驗工作。要結(jié)合相關(guān)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)以及壓力容器的設(shè)計文件及時復(fù)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(yīng)當(dāng)嚴(yán)格根據(jù)《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(TSG 21—2016)中的相關(guān)規(guī)定對材料的使用性能進(jìn)行復(fù)驗，復(fù)驗合格后的材料還要依據(jù)材料的編號及標(biāo)識委派專門人員將其存放于規(guī)定的區(qū)域內(nèi)，方便后續(xù)使用，而對于復(fù)驗不合格的材料要及時處理，嚴(yán)禁被應(yīng)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(zhì)量控制過程中，工藝流程同樣發(fā)揮著不容忽視的重要作用，與簡單的產(chǎn)品制作相比較而言，壓力容器的制作有著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、專業(yè)性高及安全性較高的特點，這就需要壓力容器制作企業(yè)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(chǔ)上嚴(yán)格執(zhí)行工藝流程，待每個工序完工之后，設(shè)計人員及操作人員都要簽字確認(rèn)。

4.3 焊接質(zhì)量控制

壓力容器的成型尺寸標(biāo)準(zhǔn)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(qū)別，如果尺寸不符合相關(guān)要求，將會給容器內(nèi)部的可用空間的壓強大小帶來影響，也有可能導(dǎo)致其在實際使用過程中的內(nèi)部壓強與設(shè)計要求壓強出現(xiàn)偏差。一旦偏差超標(biāo)，勢必會導(dǎo)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(zhì)量問題有很多，因此，尺寸問題應(yīng)當(dāng)引起企業(yè)及相關(guān)人員的高度重視。

4.4 無損檢測質(zhì)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(jié)合實際情況明確該方法是否具備可行性，要結(jié)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(jìn)行無損檢驗過程中，檢測人員的實踐經(jīng)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(jié)果也不盡相同，而那些實踐經(jīng)驗較為豐富的工作人員所檢測出來的結(jié)果正確率往往會更高。因此，無損檢測對壓力容器的質(zhì)量控制也會產(chǎn)生重大影響，如果使用不合理的探傷方法，很容易對檢測結(jié)果造成誤判。

4.5 熱處理控制

在壓力容器制作質(zhì)量控制過程中，還要按照圖紙和相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)來編制熱處理工藝流程。熱處理控制應(yīng)根據(jù)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(shè)備始終處于良好的狀態(tài)中[4]。通過溫度測量機紀(jì)錄該熱處理控制設(shè)備的精確度，并按壓力容器制作的要求適當(dāng)校準(zhǔn)，檢驗員應(yīng)當(dāng)實時監(jiān)測熱處理的操作情況。待熱處理工作完成后，操作者應(yīng)提供熱處理所使用的時間及溫度表并簽字確認(rèn)。同時，檢驗員要再對熱處理所使用的時間及溫度表進(jìn)行復(fù)核。

4.6 外觀質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)，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(zhì)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(nèi)。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(zhì)量，確保母材表面不存在機械性的損傷。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著化工行業(yè)的不斷發(fā)展，壓力容器得到了迅速的普及與推廣。同時，各行業(yè)領(lǐng)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(chǎn)企業(yè)要給予高度的重視，應(yīng)充分考慮壓力容器的制作特點，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求制作，嚴(yán)格控制材料的質(zhì)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(nèi)，促使壓力容器的質(zhì)量上升到一個新的水平。

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