低中壓壓力容器制造過程中的質量控制

張文儒，袁 媛，汪 鑫，袁建斌

(邁安德集團有限公司，江蘇 揚州 225000)

低中壓壓力容器是油脂工程中的重要裝備之一，也是工程質量提高、工程成本降低的重要環節之一，因此提高油脂工程裝備中的低中壓壓力容器產品的質量不容小覷。強化、加大壓力容器制造質量保證體系是對壓力容器產品制造過程實行科學管理的重要手段，壓力容器制造質量保證體系是用來指導低中壓壓力容器制造全過程中各項活動的技術、經濟和組織的綜合性文件，是制造工藝技術與質量管理有機結合的產物，是壓力容器產品制造質量過程管理活動能有序、高效、科學合理進行的有效保證。壓力容器等級劃分，TSG 21—2016中根據設計壓力(P)劃分為低壓、中壓、高壓和超高壓4個壓力等級：

(1)低壓(代號L)，0.1 MPa≤P<1.6 MPa。

(2)中壓(代號M)，1.6 MPa≤P<10.0 MPa。

(3)高壓(代號H)，10.0 MPa≤P<100.0 MPa。

(4)超高壓(代號U)，P≥100.0 MPa[1]。

低中壓壓力容器制造過程中的質量控制，包括：設計質量、制造質量、安裝質量等方面。其中制造質量的控制，對低中壓壓力容器的產品質量起著關鍵的作用，我們按壓力容器制造過程中質量保證體系所列的各個控制環節進行研究與分析。

1 材料的控制

壓力容器的制造者必須在確保熟悉圖樣的前提下才能夠進行相關生產與制造，并確保制造出來的壓力容器符合相關的標準。要想確保壓力容器的制造質量，需要從壓力容器的用材特點、原材料的采購途徑、到貨檢驗、材料復驗、入庫、下料、加工、組裝成型、測試到產品合格出廠的各個環節，自始至終堅持做到主要受壓元件材料的可靠性、可追溯性。

材料到貨后，按訂貨合同，首先核對材料經銷商或生產廠提供的具有二維碼的產品質量證明書(或有效復印件)；其次，依據質量證明書核對材料本體上的噴碼(如：生產商LOGO、執行標準、牌號、規格、批號等信息)；第三，根據材料的各項指標，與相對應的材料標準所規定的要求逐一核實是否符合，合格方可入庫。當對材料有疑問時，還需進行必要的材料復驗，復驗包括物理性能、化學元素的分析；檢測規則為：同批次復驗不合格，擴大復驗比例(一般為原檢測比例的2倍)，若仍然檢測不合格，則本批次材料不得入庫，嚴禁用于受壓元件的制造。

2 工藝的控制

壓力容器的生產與制造，與其它機械設備的生產與制造有著明顯的區別。其中，最突出的特點之一就是壓力容器的品種多、批量少。所以，需要針對每一個不同的壓力容器編制不同的工藝文件。

首先，根據圖紙和對應的標準要求制定科學、嚴謹、正確、合理的制造工藝和工藝流程卡；其次，需經質保體系各級責任人員審批后方可實施；第三，在制造過程中，必須嚴格執行已定的工藝。當每道工序完成后，對于工藝流程卡規定的自檢點(E)、審核點(R)應由生產操作者簽字確認，對于停止點(H)、見證點(W)必須要經過生產操作者和質量檢查人員共同簽字。所有在工藝流程卡上規定的檢驗點，也必須有相關的負責人進行簽字確認，并且要做到該流程卡隨著所生產的產品進入到下一個環節中。低中壓壓力容器在制造的過程中，需要注意以下幾個方面。

2.1 鉚裝

在壓力容器生產的過程中，不按照主焊縫布置圖進行焊接與生產，造成焊接后的壓力容器出現開焊的情況，使強度降低，有些不得不做補強處理。

2.2 鞍座墊板

在焊接的過程中，沒有開一個小于10 mm 的排氣孔墊板，壓力容器的角焊縫兩側存在不間斷焊的情況，并且采用了全封閉式焊接結構；與A、B縫重合時，未將焊縫打磨與母材齊平或采用隔離間斷焊。

2.3 耐壓試驗

其一，環境溫度不符合壓力容器設備材質所列標準要求，在針對不同的壓力容器進行液壓試驗的過程中，有著不同的要求，例如，在針對Q345R、Q370R、07MnMoVR制容器進行液壓試驗的時候，其一般需要將液體的試驗溫度控制在5℃左右。其次，在針對相關容器進行液壓試驗的過程中，沒有對水質進行嚴格的把控，比如，在試驗中所用的水一般需要控制其氯離子不超過25 mg/L，并且在試驗后需要將水漬清除干凈。最后，安全意識較為薄弱。在進行試壓過程中發現滲漏的情況，相關的工作人員沒有按照規定流程進行卸壓再進行補焊或者是螺栓的固定。

2.4 試驗壓力值的確定

針對壓力容器進行壓力值確定的過程中，需要考慮到其設計溫度是大于等于200℃，或者是大于等于150℃。如果是在此條件下，應該重視對Pr= 1.25[σ]/[σ]t公式的應用。如果在進行相關試驗的過程中，不按照上述要求進行試驗，其壓力值可能會達不到GB/T 150—2011的規定要求[2]；在進行直立容器臥置試驗的過程中，試驗壓力應計入立置試驗時的液柱靜壓力；在進行夾套容器壓力試驗測試的過程中，需要注意的是核較內筒的壓力值，確保整個試驗過程中能夠有一個合理的穩定需求。但是需要注意的是，一旦內筒壓力值沒有達到穩定要求，則需要嚴格控制夾套和內筒的壓力差，確保不超過所設計的壓力差值。

3 焊接的控制

焊接的控制之關鍵，在于焊接工藝評定。需要注意的是，在進行相關焊接操作的過程中，均需要按照NB/T 47014—2011《承壓設備焊接工藝評定標準》、NB/T 47015—2011《壓力容器焊接規程標準》、NB/T 47016—2011《承壓設備產品焊接試件的力學性能檢驗》標準進行評定[3-5]。

(1)首先，需要對焊接工藝進行評定。在進行焊接操作的過程中，需要嚴格按照焊接工藝評定標準進行相關評定，并根據評定結果制作焊接工藝卡。在對焊接工藝進行評定的過程中，還需要針對焊接環境進行相關的評定，例如溫度、風速、濕度等。在針對返修工藝的評定中，需要對超過返修次數的焊縫制定專門的焊接工藝措施，并派專門的技術人員對焊接質量進行審核。另外，在進行壓力容器生產的過程中，廠家的技術人員與檢驗人員還需要根據相關評定標準對壓力容器進行驗收，確保壓力容器的可靠性。

(2)焊接控制的另一個重點，是需要對壓力容器產品焊接試板以及相關的設備進行把控與驗收。在針對焊接試板的質量把控中需要對焊接現場的焊接記錄進行有效的把控，現場的焊接記錄能夠在一定程度上反映出焊接現場的實際狀況。例如，焊接現場焊接記錄中能夠傳遞出焊接過程中的溫度、風速、濕度、焊材等諸多內容。并且，在當下相關技術不斷發展的趨勢下，焊接現場的焊接記錄在一定程度上還能夠反映出焊接工藝的相關參數，例如電流、電壓和焊接速度等。在對壓力容器產品焊接試板的驗收過程中，首先需要確保其符合設計要求，同時還需要滿足與之相對應的標準要求。在進行相關工作落實的過程中，還需對焊接現場的工藝紀律進行嚴格的控制，需要由專業性較強的人員來實施焊接，并且在焊接后還需要留下證明自己身份的印記，以確保達到后期的質量溯源目的。

(3)焊縫的返修。焊縫的返修與正常的實施焊接有一定的區別，在返修的過程中會呈現出明顯的反復加熱及冷卻的過程。因此，在相關的規定中明確指出，焊縫的同一個位置其返修的次數不能超過2次，如果需要進行2次以上的返修焊接，則需要通知相關的技術負責人員，上報返修次數并獲得批準后才能夠進行返修焊接。返修方案的設計，其一定要根據相關的規定進行，確保其在實際操作過程中的可靠性。返修是對已經焊接好的設備進行重新焊接，不僅會增加生產成本，在一定程度上還會提高壓力容器的使用風險，是每個企業都不希望發生的。

4 外觀質量和幾何尺寸的控制

壓力容器在實際生產的過程中，其外觀質量與幾何尺寸往往被設計者及相關生產企業忽視掉，在這樣的情況下，也會增加質量事故的發生概率。在外觀質量的監控中，咬邊和根部沒有焊接透徹或者是引起嚴重的應力集中缺陷等，都會提高壓力容器的潛在使用風險，因此在進行相關生產的過程中要及時發現，及時消除缺陷。

在外觀質量問題中，電弧打傷、機械劃傷等也是其主要的構成要素之一，如果在生產的過程中出現此類情況，一定要及時進行消除處理，確保壓力容器在使用的過程中不會因外觀質量問題出現安全事故。

5 無損檢測的控制

無損檢測在壓力容器生產的過程中也是十分重要的組成部分，其能夠占到整個生產過程的16%左右。壓力容器在進行無損檢查的過程中 ，需要從原材料進場開始，零件加工、產品組裝完成等，都在無損檢查的范疇內。

(1)無損檢測中，其工作開展的好壞，在一定程度上會直接影響到壓力容器的出廠質量。無損檢測的過程中，其涉及到的方法、標準等都是其工作中的重要組成部分。要求不宜過高，過高的話會大幅度增加返修的頻率；但要求也不宜過低，如果要求過低的話，會造成壓力容器生產的過程中存在一定的瑕疵，增加安全事故的發生率。

(2)在無損檢測中應該注意的問題，用具體舉例的方式進行研究。

①在實際生產中，如果檢測質量符合GB/T 150.3—2011中的相關要求，則不需要進行補強接管。

②如果進行過補強圈、支座、墊板的焊接，需要進行全面的無損檢測。

③管板、法蘭拼接焊縫，在進行無損檢測的過程中應該進行全面檢測。

④做氣壓測試的壓力容器，其A和B兩個對接頭均需要進行全面無損檢測。

⑤公稱直徑大于250 mm接管，其A和B 兩個對接頭均需要進行全面無損檢測。

進行無損檢測的工作人員必須具備一定的資格，并能夠承擔檢測后的相關結果。在檢測后，需要將檢測的相關記錄整理到檔案中。

6 焊后熱處理的控制

焊接后的熱處理控制中，需要嚴格按照相關的工藝進行，確保在處理的過程中能夠根據不同的變量展開有效的把控。壓力容器的焊接后熱處理控制一般包括兩個部分：一是焊接后的熱處理，二是改善力學性能熱處理。焊接后熱處理的目的。

①對焊接應力進行消除和降低。

②減少焊接結構裂紋產生的概率。

③對焊接接頭的塑性和韌性進行改善。

④對冷作和時效造成的機械能損失進行恢復。

因此，以下情況也需要進行焊接后熱處理。

①法蘭環的對接接頭是用板材或型材制造的情況下，需要進行焊接后熱處理。

②當法蘭斷面的厚度超過76 mm的時候，并且是以碳素鋼或低金鋼制作的情況下，其應該進行焊接后熱處理。

③除了不銹鋼材料以外，拼接焊的管板應通過熱處理消除應力。

7 耐壓試驗的控制

耐壓試驗主要是針對制造完成的壓力容器的強度及密封性進行測試，確保壓力容器在后期的使用中不會出現嚴重的質量問題。

8 出廠文件的控制

出廠文件的主要作用是為了證明壓力容器的合格性，并針對壓力容器在使用中的注意事項進行備注與說明。為了確保出廠文件的控制嚴謹性，其必須要通過具備相應資格的人員對各個環節進行科學的審核。

9 結語

在壓力容器設計與生產的過程中，需要對相關的環節進行嚴格的把控，確保壓力容器的生產環節有著較高的科學性與嚴謹性，實現壓力容器的高質量生產，進而促進我國油脂加工業的穩定發展。