三種壓力容器生產過程中代表性問題

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[摘要]壓力容器生產企業有各自不同的資源、能力、經驗和質保體系運行規定，制造過程和產品有各自鮮明的特色。企業質保體系的運行和制造現場檢查是保證產品質量十分重要的兩個著力點。本文針對三家生產企業在產生產過程中出現的三種代表性問題，結合企業生產實際，分析討論了問題產生的原因，指出了問題的癥結，給出了解決方案，有助于提高企業的壓力容器產品質量。

[關鍵詞]壓力容器；產品質量；現場檢驗；質保體系；焊縫；母材

我國的壓力容器生產行業發達，不同的壓力容器生產企業生產資源、能力、經驗和質保體系運行規定有很大的差異，企業的產品范圍，產品數量各有特色，在壓力容器的生產過程中，也產生了不同的問題。在壓力容器生產過程中，特種設備質保體系的運行和現場檢驗是重中之重，產生的問題直接影響產品安全質量，必須得到足夠的重視。本文針對不同生產企業在生產過程中出現的代表性問題，結合各生產企業自身實際，討論分析如下：

1塔器裙座與封頭焊接問題

塔器質量大，高度高，存在較大外載，工作時壁溫溫差大，所以塔器裙座與封頭連接處焊縫附近有較大的應力[1]，因此裙座與封頭的連接應合理選擇連接形式[2]，嚴格按照標準和工藝施焊。在實際使用過程中塔器裙座與封頭的焊縫也易產生腐蝕，甚至是在應力的作用下產生環向裂紋[3-4]，當情況嚴重時甚至會導致塔器傾倒。因此焊縫應圓滑過渡，保證強度的同時，降低應力集中。

1.1基本情況

甲企業持有A級資質，企業自身生產能力強，經驗豐富。在某臺塔器的現場監檢過程中發現裙座與封頭的焊縫存在焊接質量問題，現場圖片如圖1，設計圖如圖2。焊縫存在以下問題：焊縫過度不圓滑，存在尖銳區域造成應力集中；焊縫未填滿，造成溝槽，易積水等造成腐蝕；焊縫尺寸不滿足圖紙要求，造成總體強度不足。監檢員聯系現場檢驗員、該焊縫施焊的焊工了解情況，焊工認為焊接強度足夠，檢驗員也認為焊縫沒有問題；現場擴大檢查比例，發現旁邊有兩臺同期生產的塔器也存在相同情況，均是由同一焊工施焊，同一檢驗員檢驗；檢查該焊工施焊的其他的焊縫，符合要求；檢查其其他焊工和檢驗員負責的其他塔器相同部位的焊縫，符合要求。

1.2問題與整改

相關人員存在以下問題：焊工不按圖紙、焊接工藝施焊；檢驗員不按圖紙、工藝檢驗；焊工、檢驗員培訓不到位，對標準掌握不足，對設備相關焊縫重要性認識不足，存在粗心大意的情況。為保證焊接質量和設備安全，監檢員聯系質保工程師落實整改措施：組織對裙座與封頭的焊縫進行補焊；補焊后再次100%磁粉檢測；組織對焊工和檢驗的培訓教育，落實責任；強化質保體系運行，將此類問題列為質保體系內一段時間的重點關注點，對所有質量控制點做到不錯檢，不漏檢。

1.3分析

甲企業壓力容器生產過程中出現的這個問題集中反映了對于非主要受壓元件與主要受壓元件之間的焊縫重視不足，現場操作者對所生產的設備知識儲備不足，忽視了特殊設備對特殊焊縫的嚴格要求。這類企業的產品范圍廣，生產量大，人員流動也大，從業人員不能深入的掌握工作要點，又會因為工作經驗豐富，想當然的操作。所以企業應強化質保體系作用，做好崗前培訓、崗中檢查，貼別是要對關鍵設備，關鍵焊縫重點關注，切實保證產品質量。

2表面氣孔等焊接缺陷

氣孔是焊縫中常見的焊接缺陷，氣孔會消弱焊縫的有效截面，降低焊縫強度，嚴重時會造成穿孔泄漏[5]，內部氣孔可以通過RT，TOFD等檢測方法檢出，近表面和表面氣孔可以通過目視和MT、PT檢測方法檢出。對于不做無損檢測的焊縫，氣孔的檢出則較為依賴焊工的操作水平和檢驗員的能力經驗[6]。

2.1基本情況

乙企業持有D級資質，主要生產碳鋼制低壓容器，每年產量50臺以下。在某設備制造現場巡查中，發現筒體與管板的C類焊縫存在黑色小點，打磨后，發現此為表面氣孔，并且氣孔體積變大，如圖3所示；打磨3mm后消除；使用MT對此部位做探傷，無其他表面埋藏缺陷；對此焊縫其余部位增加MT檢測，未發現其他缺陷。此焊縫為20%RT檢測，對焊縫的射線底片檢查發現，存在多個直徑1mm氣孔。統計此焊工近期的焊縫RT底片，發現近一個月的RT底片中，氣孔缺陷出現頻率上升。統計分析其他焊工的近一個月焊縫RT底片，不同程度存在氣孔缺陷出現頻率上升。經過與質保工程師、焊接工程師、焊工、檢驗員、焊材保管員等討論，查閱相關的焊材庫溫濕度記錄，焊條烘干記錄，氣象記錄等，初步確認為是由于夏季高溫，連續陰雨，空氣濕度大，焊條烘干后使用過程中受潮，導致氣孔產生。

2.2問題與整改

焊縫存在的問題：表面氣孔；焊接焊渣未清理干凈，妨礙目視檢測。相關人員存在問題：焊工焊接后未打磨干凈藥皮，不能很好的檢查已焊完焊縫；焊工在濕度較大的空間施焊；檢驗員焊縫外觀檢驗過程粗心大意，不按照檢驗規程檢驗。監檢員聯系質保工程師落實整改：強化體系運行，嚴肅焊接紀律，加強焊接紀律檢查；改善施焊環境；加強檢驗員專業技能、責任心教育。

2.3分析

乙企業壓力容器生產過程中出現的這個問題集中反映了很多小制造廠受限于制造條件，有時受外力工作環境惡劣，不能很好的滿足工作條件；焊工和檢驗員多線工作，忽視了對標準規范的遵守。所以針對這類企業應督促企業改善工作條件；充分重視每臺產品的生產制造過程，各質保體系責任人做好崗位工作，做到班前提醒，班中檢查，班后互查，合力做好產品質量保證工作。

3母材表面缺陷

在壓力容器生產制造過程中，焊縫的質量是大家的關注重點，有時會忽視了對于母材缺陷的關注。GB150中規定，制造中應避免材料表面的機械損傷，對于尖銳傷痕及不銹鋼容器耐腐蝕表面的局部傷痕刻槽等缺陷予以修磨。其中不銹鋼等材料的母材表面質量是關注的重點，并且不銹鋼容器的加工過程中經常為到達使用要求進行拋光，加工過程中會增加表面缺陷的出現可能[7-8]。

3.1基本情況

丙企業持有D級資質，主要產品為用于制藥行業和日化行業的不銹鋼攪拌罐，首次取證為兩年前，產量50臺以下。在制造現場巡檢時發現在某臺不銹鋼攪拌罐的的筒體表面有均勻的凹坑，凹坑直徑為1mm、2mm，深度1~1.5mm，均與分布筒體一周，如圖4所示；檢查同期制造的其他筒體，存在相同情況。經過與質保工程師、檢驗員、卷圓操作工討論，懷疑為卷板機支撐輥有雜屑，檢查卷板機，未發現雜屑；重新檢查整個制造工藝，發現筒體卷圓后均進行了打磨拋光，檢查打磨拋光機，發現拋光機的筒體支撐部件為橡膠輪，橡膠輪上發現有夾雜的雜屑。該產品后續加工中有換熱夾套，并且在使用中有嚴格的清潔度要求，聯系質保工程師、檢驗員等，對凹坑打磨消除，并將拋光機橡膠輪清理干凈。

3.2問題與整改

制造設備存在的問題：與工件接觸面有雜質。人員存在問題呢：拋光工拋光前未檢查設備完好性、可用性；檢驗員對筒體表面檢查不仔細，對不銹鋼材料的使用要求不熟。監檢聯系質保工程師落實整改：加強設備的管理和使用，設備管理者和操作者確保設備完好可用，保證使用功能；加強體系人員的培訓教育，增加作業人員對不銹鋼材料特殊加工、檢驗知識的了解和掌握。

3.3分析

丙乙企業壓力容器生產過程中出現的這個問題集中反映了取證時間短，經驗不夠豐富的生產企業，在特定產品生產的過程中，對于產品制造過程中的特殊要求掌握不足，對生產工具的重視不足。針對這類企業應強化體系運行，加強人員培訓，掌握產品特殊要求；落實場地專用、生產設備專用，加強設備管理，保證設備的完好性。

4結論

通過對以上三個代表性問題的分析，我們可以得出以下有益的經驗：(1)壓力容器生產過程中出現的問題既有共性也有與每個企業相關的特性，因此在生產過程中，企業應立足自身，增強生產資源、生產能力、生產經驗；(2)質量保證體系有效運行是壓力容器產品質量的保證，企業應根據自己生產實際，建立有自己特色的，有效滿足生產需求的質量保證體系，并將之行之有效的運行；(3)生產過程的從業者應當掌握所生產產品的相關知識，嚴格按照設計和工藝操作，遵守工藝紀律；(4)我們在監檢中應該加強現場巡檢，根據企業的實際情況，有針對性的關注重點環節，提高檢驗質量。

參考文獻

[1]潘建華，崔軍，姚左權，等．加氫反應器裙座支撐結構的有限元分析[J]．油氣儲運，2014，33(02)：190-193，199．

[2]趙菲．裙座與塔式容器不同連接型式的對比分析[J]．石油化工設備技術，2020，41(04)：26-31，53．

[3]侍毅．焦炭塔裙座環焊縫裂紋原因分析及改進措施[J]．化工機械，2020，47(02)：263-265．

[4]趙艷梅，鄭國芬．焦炭塔裙座環縫裂因及安全分析[J]．化工設備與管道，2001(06)：33-38．

[5]朱健斌，鄭敏榮．含氣孔缺陷球形壓力容器極限載荷的研究[J]．石油機械，2002(10)：9-11．

[6]李培峨．壓力容器焊接缺陷及矯正措施[J]．特種設備安全技術，2020(04)：53，54，57．

作者:柳杰 單位:江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院太倉分院