壓力容器制造變形問題及控制措施探討

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摘要：壓力容器是指盛裝氣體或液體并承載一定壓力的密閉設備，其工作條件惡劣，所以，我們必須重視壓力容器制造的質量，在壓力容器制造過程中需要能夠保證不會因變形而影響設備整體質量的情況出現。筆者通過對壓力容器制造過程中產生的變形問題進行分析，提出相應的控制措施，從而提高工作效率，促進產品制造進度，使壓力容器的質量得到提升，增強企業在市場的競爭力。

關鍵詞：壓力容器；變形問題；控制措施

壓力容器是指盛裝氣體或液體并承載一定壓力的密閉設備，壓力容器作為工業制造中重要的特種設備，需要承擔高溫、高壓荷載，且內部介質特殊，使用環境比較復雜，因此在壓力容器制造過程中需要能夠保證不會因出現的變形而影響設備整體質量，下面將對于壓力容器在生產制造過程中經常出現的變形問題進行論述并提出控制措施，從而提高設備質量。

1壓力容器變形問題解決的主要意義

1.1生產意義

壓力容器是生產制造業中的核心機械設備，在運行的過程中會承載比較大的壓力，如果設備的自身質量無法承受外部的作用力則會出現一定的安全事故。從實際應用的效果來看，容器在發生變形之后內部往往會因為受力分布不均的現象導致出現安全隱患。事故的發生不僅會影響到日常的工業生產，同時對于設備的操作人員也會造成比較大的生命威脅，因此控制壓力容器變形問題對于工業制造的正常運行都是具有比較重要的意義[1]。

1.2經濟意義

在傳統的工業制造領域中，實現經濟效益增長主要是通過增加產出以及降低能耗兩個途徑來實現，其中壓力容器作為非常重要的設備，一旦在局部出現了過大的變形，就會影響到生產安全而必須要被更換下去，這就造成了成本的重復投入。因此應控制壓力容器的變形問題，強化實際利用效果，能夠幫助生產企業控制投入成本，提高企業經濟效益。

2造成變形問題的主要原因

2.1焊接變形

壓力容器因為體積較大，結構復雜，因此在制造的過程中必須要通過焊接手段來將各個零部件進行組對連接，但是從很多的生產過程中可以發現目前主要存在如下幾個方面的問題。首先，一些企業對焊接過程缺乏科學性，由于不同的承壓設備對于焊接技術的要求也不同，因此需要能夠結合實際情況進行選擇，但是很多焊接技術工人未選擇具有針對性的焊接方法。其次，焊接溫度對焊接效果影響很大，溫度控制不均會導致焊接材料表面出現不均勻，從而出現施焊工件變形的情況。最后，因焊接工藝繁多，很多焊接人員為了能夠方便起見，常常根據自己的意愿更換焊接順序導致工件變形，以上所論述的三個問題都會導致焊接過程中變形問題的產生[2]。

2.2應力變形

壓力容器在制作的過程中需要經歷多道加工程序，其中包括壓力容器筒體的組對工作，有些壓力容器由于外形高度尺寸較大，在組對的過程中會受到自身重力，支座支撐力以及吊機的吊裝力影響，在眾多外部因素的共同作用之下，壓力容器內部會出現相應的內部應力，這種力會存在于設備材料內部，當外界環境發生變化或者承載力過大的時候，內部應力得不到釋放會導致設備出現變形。

2.3熱切割變形

在制作壓力容器過程中經常會用到熱切割，當使用熱切割的方法來切割一些板材時（尤其是長條形板材），由于在切割過程中工件的切割的一側因受熱膨脹而變長，另外一側未切割而產生拉力，使板材產生側彎變形和翹曲變形，給后續的制造工序造成困難。

2.4加工及備料誤差變形

加工過程也一種導致變形的因素，例如封頭在壓制后會出現封頭外形曲率與標準封頭的外形曲率不符，和設計圖紙標準尺寸之間存在較大的出入，造成今后的設備使用過程中封頭處的壓力和設計時發生變化，從而影響設備的安全性能，而造成加工誤差變形的原因大致為工人在放置胚料位置不正確和封頭模具不標準等所致。備料誤差導致的變形主要是鋼板，鋼材是制造壓力容器的主要原材料，在運輸、吊裝、存放過程中，經常受到各種內外力的作用而發生彎曲、扭曲等變形問題，不僅會影響劃線切割，也不利于零件的成型精度。

3解決壓力容器變形的主要措施

3.1焊接變形控制

焊接過程不規范是導致壓力容器出現變形的主要原因，為了能夠避免這種情況的發生可以從以下幾個方面制定相應的解決措施：第一，安排技術精湛的焊接人員按照規范的焊接工藝進行焊接工作，在焊接過程中能夠結合所焊工件選擇最科學的施焊方法，根據工件的材質選擇相應的焊條或焊絲，根據工件的厚度選擇合適的焊接坡口、焊接方法、焊道層數及電焊機參數等等，將施焊過程中存在變形機率降低到最小。第二，在工作過程中嚴格控制焊接溫度的參數指標，焊接溫度越高，工件間的焊接接合越好，但是焊后變形也越大，因此，在保證焊接焊合率的前提下，要盡可能降低焊接溫度，才能控制焊接熱過程中的熱膨脹/收縮量，從而抑制此類變形的產生。第三，焊接過程中應該選擇合理的焊接順序，壓力容器的焊接量比較大，因此需要對于各個部分的焊接實施科學規劃，防止在焊接過程中出現大的變形[3]。

3.2應力變形控制

壓力容器會經過多道的制作工藝處理，在進行組裝或者吊運過程中會因為重力等因素的影響產生相應的內應力，如果沒有處理得當，將會在運行期間出現隱患，一般情況下消除內部應力最有效的方法就是做好熱處理工作，并在實際操作的過程中遵循規定的規章制度，保證熱處理溫度在標準范圍之內，且爐內受熱應均勻，壓力容器放入熱處理爐內，需根據設備大小合理設置安放支座，防止熱處理過程中產生二次變形。

3.3熱切割變形控制

如何降低熱切割鋼板的變形已經越來越受到各個領域技術人員的重視。熱切割后的工件產生的變形，會為工件后續矯正帶來很大難度，變形嚴重時甚至影響使用，為解決熱切割產生的變形，可以采取在切割條形板材時通過留取若干間斷點，使被切割工件與母板連在一起，以牽制冷縮和上翹現象，待工件冷卻后再將間斷點斷開；也可以使用專用夾板將被切割工件固定后切割，待工件冷卻時再將夾板松開。以上方法均可達到控制工件在熱切割過程中產生變形的作用。

3.4加工及備料誤差控制

為解決加工及備料誤差變形，對加工作業人員進行培訓，按照規定作業，相關人員應該對于生產過程中出現標準尺寸誤差過大的問題進行高度重視，并且采取專門針對性的解決措施，例如在加工的過程中嚴格控制工藝流程，并且檢測模具的大小尺寸，對于設備老舊，不符合生產規范的模具應該進行及時更換，控制好模具的尺寸及形狀誤差，另外模具在設計的過程中應該考慮在施工過程中會出現的各種熱脹冷縮情況，需要提前預留好一定的伸縮空間，這些及早預防的措施對于容器的成型效果具有很大的作用。在下料之前，應采取措施糾正鋼材的變形問題，如果存在鋼板不平整、波浪形等現象，可能會增大卷制后筒節直徑的誤差，對環縫對接口位置的錯邊量產生影響。針對這一問題，應采取矯形措施，可更好地增強設備精度，保障后續工作順利進行。

結束語

綜上所述，對壓力容器制作過程中出現的變形問題進行簡要分析并做出相應的控制措施，并希望能夠通過本文的論述幫助企業從以上這些方面做好改進工作，為企業提高生產效率并提升設備質量，增強設備在使用過程中的安全性和可靠性。

參考文獻

[1]朱威.分析壓力容器制造過程所遇問題及其質量管理探討[J].建筑工程技術與設計,2014,(31):1172.

[2]崔自廷.壓力容器的制造工藝與質量控制措施分析[J].化工管理,2016,(30):108-109.

[3]顧錦輝.壓力容器制造過程中變形問題的控制對策分析[J].科研,2015,(35):207.

作者：孫建軍 單位：鶴壁市鑫大化工機械有限公司