压力容器制造中常见质量问题与处理策略

戴超(南京宝色股份公司，江苏 南京 211178)

0 引言

我国的航天、化工和军事等领域都应用了压力容器，其中化工领域是应用压力容器最为广泛的行业。压力容器在安全性和封闭性方面有着很大优势，在化工生产中起着重要作用。随着科学技术的发展，市场上出现了越来越多的压力容器，但是这些压力容器在质量方面有着很大差别，之所以出现这种情况主要原因就在于没有严格控制制造质量。压力容器制造中经常会出现一些质量问题，只有有效解决了这些质量问题，才能确保压力容器质量能够满足实际需要。

1 压力容器概念及制造特性

压力容器是一种密闭性容器，能够承载因为盛装气体或液体而产生的巨大压力。根据承受压力的不同可以将压力容器分为中、高、低三种，压力容器比普通容器的种类更多，承受的内外部压力也更大，密封性和安全性都比较高，而且能够使用很长时间，后期维护检查也不需要复杂的操作[1]。从检验角度对压力容器进行分类，可以分为外部、内外部和全面检测三类。

1.1 品种结构存在复杂性

压力容器的应用范围十分广泛，化工、军事和航天领域都需要应用压力容器，而且不同应用领域对压力容器的要求也是不同的，针对这种情况，制造企业就要对压力容器品种进行丰富，从而可以满足不同领域的使用需求。为了更好的满足不同领域用户的实际需求，制造企业还需要对压力容器参数和产品结构进行复杂化，这样即使压力容器的类型相同，在参数和内部结构方面也会存在一定差异。

1.2 有着很高的安全要求

压力容器一般都会应用在具有强烈腐蚀性的工作环境，或是高温、高压环境，而且压力容器盛装介质的毒性和腐蚀性也比较强烈，基于此，制造企业进行压力容器制作时就需要重点关注使用材料质量和制作质量，并严格检测容器安全性，确保容器在恶劣工作环境中保持安全[2]。为此，从设计压力容器开始一直到制造完成都需要严格遵守相关标准和规范要求。另外，还要积极更新制造工艺、不断引进先进的制造技术和工艺，以此来增强压力容器安全性。同时还需要根据压力容器安全标准要求科学合理的选择制造材料和技术，避免因为盲目的应用新技术和材料而导致压力容器出现质量问题。

2 压力容器制造中存在的质量问题

2.1 材料选择方面存在问题

和普通容器相比，压力容器应尽量采用高质量、高安全性材料，这样才能确保压力容器质量和安全性。但是，有些制造企业进行压力容器制造时，为了获得更高的经济效益，就会使用质量比较差的材料，或是使用比较薄的材料，还有的制造企业还会对材料品种进行改变，使用这些材料制造的容器自然不会有很高的安全性。

2.2 制造过程出现变形现象

很多压力容器制造过程中都会发生变形问题，变形现象的出现会大大降低压力容器质量，而且还可能导致制造过程出现安全隐患。通过对制造中发生变形现象的原因进行探索和总结发现，很多因素都可能导致发生变形问题，如，如果压力容器有着复杂的结构，而且部件有着很多焊缝，当应力比较集中时，容器经过焊接后就会出现变形，另外，强力对接受压元件时，也会经常出现变形问题。

2.3 焊接过程不够规范

焊接是制造压力容器的必须工序，也是不可缺少的重要环节。焊接工作工艺技术水平能够严重影响压力容器质量，如果焊接人员没有严格按照规范的焊接操作工序进行焊接，或是焊接时没有准确控制电流大小，都会导致焊接部位的安全隐患升高，承受强度的能力降低，这样就会在腐蚀性工作环境中受到腐蚀，在高压工作环境中发生质量问题，甚至会发生严重的安全事故。

2.4 无损检测存在缺陷

无损检测的主要目的就是为了对焊缝内部质量进行检测，制造企业通常会在符合标准要求和产品材质的基础上对检测方法进行合理选择。压力容器制造过程中比较常用的一种检测方法就是射线检测，但是这种检测方法存在很多突出问题，如，很多企业没有和曝光曲线相符的制作工艺，还有的企业没有和曝光曲线相符的射线底片，或是射线底片数量和曝光曲线条数不一致，也没有配置相应的阶梯试块。有些检测人员进行小径管双臂双影椭圆成像操作时，没有对射线机水平偏移距离进行计算，这样就会导致焊缝影像出现内圆缺少间距、影像没有分开、缺陷位置不能准确判断等问题。还有一些检测人员检测射线时，为了提高检测效率，就会在暗袋上固定搭接标记，从而导致局部检测过程出现遗漏未检必须检测焊缝的问题。如，焊接接头处于补强圈内件时就需要进行100%检测。

3 压力容器制造过程质量优化策略

3.1 对原材料质量进行严格把关

制造和使用压力容器都对安全性有着很高要求，因此制造企业必须对原材料质量进行严格把关。进行原材料选型时主要存在以下几个问题：第一、没有对原材料化学成分进行严格把关，例如，有些企业在没有获得生产许可的情况下，就将低合金钢私下替换为了碳钢，使用碳钢虽然能够降低成本，而且在机械性能方面和低合金钢没有太大差距，但是焊接性和抗腐蚀性都比较低。大部分压力容器都需要承受很大的压力，因此选用材料的化学成分一定要达到标准，选择这样的材料制造压力容器才能在高温、高压和高腐蚀环境中不受损坏，能够保持正常运转。第二、没有合理设计压力容器壁厚，有些企业为了提高压力容器安全性，就会对压力容器壁厚进行私自增加，这样不仅会浪费材料，还会增加制造成本，而且还会给焊接加工工作人员增加工作负担，例如，有些企业采用比较厚的材料制作膨胀节和波纹管，致使压力容器刚性和设计要求不相符，远远超出设计要求，从而导致压力容器使用中出现安全问题。基于此，进行原材料进货时，就要从化学成分、力学性能和供应商等方面做好质量检测工作，并按照设计要求进行原材料选用，防止由于原材料质量不合格而导致压力容器出现质量问题。另外，还要对压力容器进行合理设计和精准计算，不仅要确保压力容器强度，还要对产品壁厚进行合理设计，从而可以对产品重量进行减轻，能够在确保质量的同时还能对制造、焊接和安装成本进行降低，使得企业能够获得更高的经济收益。

3.2 对技术流程进行规范，对变形程度进行减小

对于压力容器经常出现的变形问题应从以下几个方面进行控制：首先，工作人员应严格按照程序进行操作，并实时监督作业中的各种情况，而且设计压力容器时，需要将生产中可能会发生的各种误差情况都考虑进去，如，热磨具需要对冷缩情况进行考虑，冷磨具则需要对热胀情况进行考虑，这样才能避免由于变形所导致的计算误差[3]。很多时候加工压力容器都会遇到热加工程序，而热加工程序会造成巨大强制力的出现，当强制力和限度持平时就会出现内应力，从而导致压力容器出现变形和裂缝的概率增加。进行实际制造时一定要对产生的内应力采取有效方法进行消除，同时还要严格控制处理阶段的温度情况，为了对火焰温度进行隔绝，也为了更好的进行热处理，可以将挡火墙设置到炉壁火焰的喷嘴位置。如果压力容器没有足够的外壳厚度，为了稳定内部环境，就需要在符合实际加工情况的基础上采取相应措施加强内部厚度。

3.3 重视焊接工序

制造压力容器过程最为常见的工序就是焊接，焊接在压力容器制造过程起着重要作用，能够对产品质量产生直接影响。高资质焊工和合格的焊接工艺是焊接操作中不可缺少的重要内容，同时还需要焊接材料和工艺设备的支持。焊接前预热工作能够对焊接质量产生决定性影响，但是人们通常对预热工作都比较忽视。焊接预热能够对焊接后的冷却速度进行降低，还能对淬硬倾向进行减缓，从而可以对焊接裂纹的发生频率进行降低。进行压力容器制造时，有时焊接工人为了提高生产效率，在焊接件还没有达到预热温度时就会进行焊接，这样就很容易出现焊接裂纹，为了对焊接裂纹进行处理需要对焊缝进行刨除重新焊接，从而对材料和时间造成了浪费，同时还需要对整体生产进度进行调整。之所以出现这个问题主要就是由于焊工没有认识到焊接预热的重要性，在侥幸心理和急于完工心理的驱动下没有按照规范进行焊接。

另外，制造企业还要对焊工的焊接技术水平进行积极提升，同时还要对先进的技术设备和制造工艺进行积极引进，并定期检查焊接人员的焊接质量，为焊接工作的顺利进行提供保障。相关人员进行检查时一定要对安全隐患进行及时发现和排除。除此之外，制造企业还要对焊接人员的职业操守和职业责任感进行提升，确保焊接人员开展的焊接工作和制造工艺要求相符。另外，还要提高对不良焊缝返修工作的重视。对压力容器进行焊接时经常会出现不良焊缝，出现不良焊缝并不是什么大问题，但是需要对不良焊缝进行有效返修，这样不仅不会影响压力容器质量，还能对制造成本进行降低。

3.4 控制无损检验

导致无损检测问题的发生原因有的是因为检测人员没有深入理解现行法规和标准，而且相关知识掌握不扎实，还有是因为检测人员没有强烈的责任心，不知道出具检测报告的人员还需要承担责任，为了提高检测效率就会进行违规操作。针对这些情况，制造企业一方面需要通过培训的方式帮助检测人员了解相关法规标准，同时还可以利用激励措施来促使检测人员对自身检测和管理水平进行积极提升；另一方面，制造企业还要对管理工作进行强化，通过批评教育的方式对检测人员的不良行为进行约束，并借助惩戒措施来为检测质量提供保障。

4 结语

压力容器制造过程存在很多质量问题，这些质量问题的存在严重影响了压力容器质量和工业安全生产，基于此，就需要对制造过程中的质量问题进行深入挖掘和总结分析，并制定处理质量问题的对策，通过对原材料质量进行严格把关、对技术流程进行规范，对变形程度进行减小、重视焊接工序以及控制无损检测等来实现进一步提高压力容器制造质量的目的。