压力容器制造过程中出现变形的控制方法研究

葛宁(沈阳陆威机械设备有限公司,辽宁 沈阳 110141)

压力容器制造过程中出现变形的控制方法研究

葛宁(沈阳陆威机械设备有限公司,辽宁 沈阳 110141)

压力容器制造过程中很容易出现变形，如果容器的结构中存在变形，将会导致严重的后果。本文针对制造压力容器的每一步工序，切入主题，找出变形问题的关键所在，并给出相关解决对策以提高压力容器的安全系数，使其正常运行。

压力容器;变形问题;控制方法

在制造压力容器的过程中，常常会出现许多操作失误，导致容器变形。比如设计图纸存在缺陷，导致生产出来的压力容器不能满足实际工作需求；或者技术人员没有严格按照图纸设计和工艺流程规范执行操作，使压力容器的主体部件制造出现失误。这些变形问题虽然在生产实际中比较常见，但是一旦出现严重超出误差范围的变形，就会大大地影响容器的正常使用，有时甚至会出现人的生命财产的损失。因此，必须对这些变形问题做好控制措施，保障产品品质和使用的安全性。以下将讨论在工艺操作规范中，该如何防控这些变形问题。

1 压力容器制造常出现的变形问题

(1)焊接变形 焊接是生产压力容器的一个十分重要的步骤。在焊接时会产生大量的热量，会导致温度快速上升。压力容器在焊接过程中，很容易因为高温导致材料出现不同程度的变形，而材料变形之后，母材的力学性能和耐腐蚀性都会受到很大的影响，致使容器的承压性能、耐腐蚀性能都受到限制，降低了容器的使用质量。同时，也对整个制造过程的成本和生产效率造成了一定的影响。

(2)内应力变形 压力容器的生产过程是一个十分复杂的，包含许多操作流程，比如安装容器、热处理等。压力容器在组装时会被自身质量所影响，还会受到起重机械的吊装力的影响，多种作用力共同作用容易导致压力容器制造完成之后存在一定的内应力，而内应力会在压力容器的实际运用中随环境变化产生裂纹或者发生容器变形，因此必须采取相应措施提前预防并及时解决压力容器的内应力变形问题。

(3)成型误差变形 在制造压力容器时,如果没有严格遵照设计操作规范，即使部件依然生产出来，但是加工成型后,一些操作问题也会导致成型误差出现。如加工误差、操作不规范、模具尺寸偏差导致部件的成型误差等。成型误差会有一系列严重的后果，零件尺寸不合格根本无法正常使用，整体装配时变形也是必然的。比如在加热成型的高温情况下出现了封头脱模,就会使封头严重收缩变形,其几何尺寸严重不达标。同时，如果设计在模具时工程师们考虑不周,也容易出现压力容器的部件成型变形问题[1]。

2 控制压力容器变形问题的解决方法

(1)焊接变形的控制方法 在进行压力容器的焊接时，最容易造成变形的是焊接时的高温环境。技术人员要在焊接进行之前，确定好本次焊接的容器的类型，适应什么样的焊接技术、焊接程序，焊接时的操作参数应当选择什么，并制定好操作方案以及应急防范措施。工程师们一定要依照相关技术标准和生产规范，选择最合适的焊接方法。在焊接一些大型压力容器如圆球形压力容器时，应先组装完整体后再进行焊接工作,并采用对称焊接的顺序以使容器受力均匀,对于要进行多组焊接的部位，应当根据选用的母材预留相应合适的收缩量，避免在组焊后出现壳体收缩最终导致容器变形。根据焊接经验,技术操作人员可以采取反方向抑制变形的处理方法，人为抵消变形部位的焊接变形。

(2)内应力变形的控制方法 控制压力容器出现内应力变形的主要手段是对压力容器本体进行热处理加工。热处理的炉内温度应当满足相应压力容器的母材结构设计要求,并采取符合生产规范的操作工艺，使压力容器内部可以均匀受热，以消除内应力。现今的热处理加工基本上都采用喷嘴式加热法,如果喷嘴处火焰靠近或接触到了容器，会直接加热容器，而容器的局部受热过高容易产生新的热力形变，因此必须设置挡火装置避免更多问题的出现。另外，压力容器各部件制作的母材不同，其在高温热处理环境中的金属稳定性也不一样，壳体或部件的金属稳定性易发生变化，因此工程师们在使用热处理方式消除压力容器内应力的时候,最好设置固定支架以保证金属部件的稳定性[2]。

(3)成型误差变形的控制方法 压力容器成型误差的变形问题的出现主要有两方面的原因，一是容器各部件的设计工艺是否合乎规范；二是生产制造过程中的生产工艺和操作流程的要求是否合乎生产技术标准。在生产制造过程中，最好指派相关人员严格监控每一道工序流程，杜绝因为操作不当出现的容器质量问题。模具的设计标准决定了容器部件的成型控制步骤的好坏，因此在成型制造前，要严格仔细检查所有的样板、模具,只有达到标准的模具才能在工件的合理形位误差范围内，。设计模具时，要严格依照设计标准，控制好尺寸,并详细考虑容器部件在加工成型时受到热胀冷缩影响而导致的变化，如零部件热成型冷却之后的体积收缩量及对于冷成型之后的体积回弹量，以最大限度地减少这些因素带来的成型误差的变形问题[3]。

3 结语

在制造压力容器的过程中,要提高压力容器的功能质量,必须充分考虑各种可能会导致压力容器变形的因素,并及时采取合理有效的方法先行控制。需要保证产品在标准工艺操作的规定范围内，实时监控生产过程，将每个环节的生产工艺要求落实到位,严加防范可能会引发容器变形的关键因素,使制造出的压力容器有质量保证，能够安全使用。

[1]叶林军.关于压力容器制造过程中变形控制的探讨[J].现代工业经济和信息化,2016,23(11):230

[2]陈雪琴.压力容器制造过程中变形问题的控制对策分析[J].科技展望,2015,03(06):159.

[3]刘亚明.压力容器制造过程中变形问题的控制对策探究[J].科技创业家,2013,13(18):217.

葛宁，女，硕士，研究方向:特种设备、压力容器、管道、补偿器。