我国压力容器制造过程中常见问题探究

2015-03-24杨利娜辽河石油勘探局油田建设工程一公司辽宁盘锦124120

化工管理 2015年4期

关键词：不锈钢热处理容器

杨利娜（辽河石油勘探局油田建设工程一公司，辽宁盘锦 124120）

我国压力容器制造过程中常见问题探究

杨利娜（辽河石油勘探局油田建设工程一公司，辽宁盘锦 124120）

我国的压力容器制造技术还有一定的不成熟因素，在压力容器制造过程中，会产生很多问题，如材料选择、应力控制、焊接等问题。本文就是通过对压力容器制造中的常见问题分析，进一步阐述了解决问题的措施。

压力容器；制造过程；材料问题；焊后处理；应力

压力容器是运用在我国工业领域的一种盛放液体或气体的容器，通过内部的压力改变物质形态并对其进行储存。在压力容器制造过程中，选择什么样的材料是关键，制造中的应力控制是重要环节，焊接以后的处理是必要手段。

1 材料代用“以优代劣”

我们在压力容器中所用的钢材有合金钢、碳素钢、镇静钢、不锈钢等，其中不锈钢也分为正常不锈钢和超低碳不锈钢，这些材料各有其特点，我们要根据不同的需求进行不同的选择。例如，我们常用的合金钢的强度比较好，它的机械性也是很可观的，但是在可焊性能和冷加工处理上就比较差，在这方面碳素钢的性能会比较强一些，我们可以根据不同情况和需要进行以优代劣。同时，碳素钢抗腐蚀能力较强，我们在进行压力容器制造时，要考虑周全，不能用低合金钢和碳素钢做替换，这样可能导致压力容器存在质量问题和安全隐患，造成使用中的裂缝，因此在以优代劣的时候要考虑多方面因素。

再例如，我们在进行容器制造时，在爆破片、膨胀节和挠性管板等零件上，要进行多面关注，通常情况下这些是不允许以优代劣的，因为不当的材料会使得这些部位失效，导致安全隐患和质量下降，但如果一定要进行以优代劣的话，尽量使其替换零件减小厚度，这样才能保证压力容器质量。而在不锈钢材料上，也可以进行适当的以优代劣，因为一般不锈钢的抗腐蚀性有限，因此要降低其含碳量，这有利于增加其抗腐蚀性并减少其价格，但如果运用含碳量低的不锈钢可能会相对减小耐高温性能，因此这种以优代劣要根据压力容器的设计要求判定。

2 材料代用“以厚代薄”

在我们的容器设计中也会出现以厚代薄的问题，这是由于在一定的温度和制造环境下，材料会随着环境以及设计的要求增加厚度，在这个过程中，其它部位也要适当的增加厚度，保持压力容器的应力在承受范围内，否则会造成容器结构的变化，出现质量问题和安全隐患。例如我们只对封头进行以厚代薄，而忽视了筒体的厚度时，就会造成应力不均匀的状况，在容器壳上的应力会过于集中，而在其他部位的应力会加大，使压力容器的腐蚀可能性加大，且容易造成裂痕和安全隐患。

我们在以厚代薄的过程中，要根据不同情况进行不同的处理，如果封头厚度增加，筒体也要适当增加厚度，而在两者交界处，就要进行侧削处理，也就是在其侧面进行削边，或者在厚度增加过多时可以将接管和焊缝的单V型改为X型坡口。但这种方式也会给容器带来一些不好的影响，如因为厚度增加，壳体的重量也会变重，这对支座和容器基础都会带来一定的压力，且传热部件也会受到影响。

3 应力变形问题探究

应力变形也是压力容器在制造过程中常见的问题，这是由于容器壳体在经过底部加热后，进行了切割作业，由于热胀冷缩，通常在冷却后都会出现边缘的收缩现象，这就使得容器引起了一定程度的形变，面对这样的形变，我们一般采取机械加工和切割的方式，这样对于切割进度来说更有力，能在一定程度上控制应力变形。另外，在焊接过程中也会出现应力变形的问题，尤其是在焊接大部件和复杂结构的零件时，这种应力产生的形变可能性更大。我们应该在焊接大部件时预防应力的不均匀，综合考量变形的原因，利用一些防变形措施进行处理，严格按顺序进行焊接，加强焊接后的处理。

在切割时，压力容器的密封圈很容易出现胚料板倾斜的状况，而大型法兰等配料在切割过程中也会出现不平整的问题，这是由于冷热引起的扩张和收缩不均匀导致的，在这样的状态下，会影响压力容器的应力，应力不均会影响胚料面难以处理，出现安全隐患。我们要对胚料板进行处理和矫正，使胚料板保持平整的状态，加强切割工艺。另外，在开孔过程中，也会出现变形，尤其是在封头和成型筒节的加工和开大孔过程中，这种变形会比较多，我们应该先对壳体进行组装，这样可以有效控制开孔中的形变，保持应力平均，同时在处理过程中要符合规范，保持温度，这样才能很好的控制压力容器不变形。

4 焊接后处理问题

我们在焊接够通常进行热处理，这是因为在焊接的过程中容器会因为冷热不均导致应力不均，容易产生裂痕。因此在焊接后，我们对其进行热处理从而有效的使应力分散，或者使应力松散的部位进行应力集中，适应力平均，这样可以稳定压力容器的结构，防止形变和裂纹的产生。我们可以对在制造过程中有断裂声音的容器进行热处理，对不同的容器产生的不同应力位置进行分析，热处理可使容器的应力均匀。

我们在焊接后还可以进行消氢处理。在制造的过程中，我们会对容器进行低温热处理，保持在3～5小时左右，这是对制造中产生的氢气进行排出，利用温度使焊缝中的氢气更容易分散，有利于防止裂纹和增强压力容器的硬度和韧性。例如对R19208进行消氢处理工艺时，就是将温度保持在150～200摄氏度左右，大约进行了4个小时的低温热处理，在2小时时达到温度的最大值，氢气排出量增加，在3小时以后进行空冷，焊缝中的氢气已经全部排出。