压力容器制造中的变形问题控制策略

王振

（河南开元空分集团有限公司，河南开封　475000）

压力容器制造中的变形问题控制策略

王振

（河南开元空分集团有限公司，河南开封475000）

压力容器属于特殊的设备，其应用较为广泛，但其应用的环境比较特殊，多数是高温高压的环境，压力容器因而很容易出现变形问题，带来严重的后果。基于此，主要针对压力容器制造过程中的变形问题进行有效的分析，并且提出控制策略。

压力容器；变形；控制策略

因人工动手会产生误差等因素影响，在制造压力容器的过程中，一些主体部件与设计图纸的相关规范不符，因此，在制造过程中压力容器很容易出现变形的情况，对于容器的正常使用造成了直接影响，如果不采取有效的控制措施，就无法保障产品的品质和安全性，甚至还会带来生命财产的损失，对于整个社会经济都会造成影响。要想使生产效率和产品的可靠性得到提高，就要对应用的工艺技术进行规范，严格遵守相关的流程。

1　压力容器焊接变形问题和控制对策

在焊接金属的过程中，高温环境下母材会发生变形，这样就会导致压力容器在焊接过程中出现变形的情况。发生变形之后，母材自身的受力性能和耐腐蚀性能都会受到很大程度的影响。焊接工艺直接影响压力容器的质量，在实际焊接的过程中，对于压力容器的质量和安全性能具有直接的影响，还影响着生产制造的成本和生产效率。

选择具体的焊接工艺时，对于焊接的先后顺序、焊接工艺等各个方面都要进行充分的考虑。在制造过程中，对于可能产生的焊接问题进行有效的分析，从而制定出具有针对性的控制措施。如果是焊接大型的压力容器，尤其是球形的压力容器，首先需要组装好整体，再进行具体的焊接操作，为使各个部分得到均匀的受力，采用对称焊接的方式。在压力容器当中，经常会出现多组焊接的情况，因此在焊接过程中，需要预留出收缩量，根据不同的母材，从而预留出与此对应的收缩量，这样在阻焊完成之后，壳体才不会出现收缩的问题，否则容器就会出现变形问题［1］。焊接压力容器的过程中，需要采取抑制形变的方式，并且结合焊接的经验，针对可能会发生形变的部位进行方向的变形处理，这样就可以人为消除掉焊接后产生的焊接变形情况。

2　压力容器的内应力变形和控制对策

压力容器因为是通过重热处理的，在实际操作过程中会出现多种重力的影响，使压力容器产生内应力，在组装的过程中，还会产生不可控制的强制压力，制造完成压力容器之后，因为存在内应力，就会产生各种不同程度的变形现象，裂纹也会随之出现，产生对应的变形问题。

压力容器因为内应力而产生的变形问题，可以利用热处理，将这个问题消除掉。在热处理的过程中，需要严格遵守相应的操作规范，结合操作的流程来消除内应力。在这个过程中，需要严格控制热处理炉温度，热处理炉的相关设计需要符合其规范，处理炉要得到均匀的受热。通常压力容器主要是利用热处理方法——喷嘴式加热法，其需要设置挡火装置，这样火焰就不会对容器造成伤害，从而发生新的形变。在热处理的过程中，需要利用支架进行有效的加固，使容器不能因为高温的原因，使其金属性能发生变化，影响到压力容器的稳定性，导致出现安全事故。

3　压力容器成型误差变形和控制对策

制造压力容器的过程中，有时候会因为不恰当的操作，从而出现加工误差，具体的部件就会出现成型误差，和设计标准相比，具有一些偏差。容器部件出现成型误差，对于压力容器的整体尺寸都会产生不良的影响，甚至对于接下来的装配过程也会造成影响。如果加热容器的封头成型之后，可能会出现脱模的情况，这样就会使封头出现收缩变形的情况，改变其尺寸，和规定的标准不符，对于容器的使用还会产生影响。

有效地控制压力容器的成型误差造成的形变，可以利用相关的措施预防，来控制相关的变形问题。严格控制压力容器的加工工艺，严格遵循标准规程，完成成型制作。在实际成型之前，需要检查和优化模具的设计标准，使模具设计的合理性和科学性得到有效的保障，有效规范工件的形变误差情况。制作压力容器的过程中，需要结合模具的具体设计尺寸，有效控制模具的规格，以容器母本的高温性能的变化情况为基础，有效地改进模具设计和施工步骤［2］。设计模具的过程中，需要全面考虑热成型零件和体积收缩量，将因为压力容器成型误差而引发的变形问题进行有效的控制。

4　容器原料切割技术导致变形和控制措施

生产压力容器的过程中，选择的钢板材料需要按照一定的尺寸进行有效的切割。在实际作业过程中，需要利用丙烷燃气和天然气等，但其会产生高温，使原料出现不同程度的热胀冷缩，出现变形的情况。筒节端口出现变形，无法有效安装配件，使筒节出现报废的情况。钢板材料在切割的过程中，具体的切割位置离端口比较近，钢板材料因为热胀冷缩而出现变形的情况。切割作业都是在高温下进行的，易使整体的钢板材料出现变形的情况。要想不因为高温使钢板材料因整体的热胀冷缩出现变形的情况，切割线不能紧挨临筒节端口，需要尽量排除手工操作的情况，这样才能减少切割误差。利用数控切割机，可以对钢板材料的精确度进行有效的提高，使钢板材料的温度变化在很大程度上得到降低，这样才会避免出现因为温度变化引起的热胀冷缩情况。

5　火焰切割的变形问题和控制对策

大直径壳体的短筒下料时，对端口位置进行火焰切割加工，很容易出现变形的情况。当切割温度逐渐降低后，加工边缘会因热胀冷缩而出现弧度。当筒节完成辊园之后，端口无法保持在一个平面，很容易出现误差，使焊接无法顺利完成。针对这类问题，可以利用对称切割和机械加工的方式，有效地避免变形情况的出现。

在压力容器的密封圈和大型的法兰当中，广泛地应用钢板坯料，因为热胀冷缩的原因，火焰切割完成后，钢板表面无法始终保持平整，还会减少坯料的加工量。要想有效解决变形问题，在切割坯料板之后，需要及时采取有效的矫正措施，增加加工余量，使坯料板保持平整。同时，需要有效控制封头，针对已经成型的封头，经过火焰切割之后，很容易出现收缩变形的情况，使封头的口径逐渐缩小；加工瓣片式封头的端口时，需要利用机械加工的方式，或者可以将封头组装的具体口径进行适当的放大，这样可以有效避免出现变形的情况，针对整体成型的封头端口的加工，在成型模具设计的过程中，需要充分考虑火焰切割的收缩量。

6　备料误差的变形问题和控制对策

钢材是制造压力容器最重要的材料，在吊装和运输过程中，钢材很容易受到应力的作用，使其发生扭转和弯曲等各种变形，对于切割划线带来不利影响，对于零部件的成型精度也会带来影响。如果出现大波浪和凹凸不平的情况，那么卷筒后期筒节的误差也会不断增加。对于这类问题，需要及时进行矫正，在实际下料之前对钢材的变形情况进行有效的纠正，使零件的精度得到最大限度的提升，从而顺利完成压力容器的制造。

7　结语

在制造压力容器的过程中，很多因素都会导致容器出现变形。因此，压力容器制造企业需不断总结经验，针对容器变形，采取有效的控制办法，从而严格防范在容器制造过程中易发生变形的情况，使压力容器在制造过程中有效地控制每一个环节，使制造出来的压力容器产品可以让用户更加满意，做到质优价廉，为压力容器制造企业赢得更多的经济效益，也为我国的发展带来更多的社会效益。

［1］丁超.刍议如何控制压力容器制造过程中的变形问题［J］.科技创新与应用，2014（18）：95.

［2］朱海鹰，潘俊兴，段瑞君.中国化工装备协会2014年压力容器制造许可评审单位在质量控制及产品方面存在问题综述［J］.中国化工装备，2015（2）：3-13.

Control Strategy of Deformation in Manufacturing of Pressure Vessel

Wang Zhen
（Henan Kaiyuan Air Separation Group Co Ltd，Kaifeng Henan 475000）

Pressure vessel belongs to the special equipment，its application is more widely used，but its application environment is more special，most is high temperature and high pressure environment，pressure vessel is prone to de⁃formation，resulting in serious consequences.Based on this，the problem of the deformation of the pressure vessel manufacturing process was analyzed，and the control strategy was put forward.

pressure vessel；deformation；control strategy

TH49

A

1003-5168（2016）08-0059-02

2016-07-12

王振（1983-），男，本科，助理工程师，研究方向：压力容器。