压力容器制造的新工艺及质量控制

顾文喜

甘肃省特种设备检验检测研究院 甘肃兰州 730050

压力容器是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，广泛用于石油、化工、冶金、医药、食品等行业，属于特种设备范围。在其制造过程中对相关工艺、技术要求十分严格，制造企业必须在先进工艺、技术研究的基础上，进一步完善现行的质量控制体系，加强制造过程中工艺的严格监督和管理，提高产品的可靠性。

1 压力容器概述

压力容器是具有爆炸危险性的承压类特种设备，它承载着高压、高温、低温、易燃、易爆、剧毒或腐蚀介质，一旦发生爆炸或者泄露往往并发火灾、中毒等灾难性事故，造成严重的环境污染，给社会经济、企业生产和人民生活带来损失和危害，直接影响社会安定。在设计、制造、运行环节中，必须及时进行设备质量方面的管控，避免事故发生，降低中毒、污染、火灾等意外状况的发生几率。其次，压力容器的制造环节中，必须考虑结构组织要求，要针对任务进行分工、分组和协调处理，力求建立行之有效的组织管理机构。及时进行质量工程师的任命和指派。要保证质量管理环节中，及时对质检人员进行资质考核、培训处理，提高产品质量。

2 压力容器制造的新工艺

2.1 窄间隙埋弧焊接技术

在对壁厚较大的压力容器进行焊接时，其壁厚如果大于100毫米，那么常规的焊接法就已经不能使用了。近年来，窄间隙焊接技术的运用和发展在国内受到了较高的关注，很多的企业都积极采用窄间隙焊技术进行焊接作业。但是，在实际操作当中，窄间隙焊技术在厚壁容器的焊接中，还要注意其操作的稳定性。

2.2 涡流检测技术

压力容器涡流检测技术是利用电磁感应原理，通过测定被检工件内感生涡流的变化来评定导电材料及其工件的性能，发现缺陷的无损检测方法。制造单位常用涡流检测热交换器换热管表面或近表面的缺陷，控制钢管的产品质量，由于涡流因电磁感应而生，因此进行涡流检测时，检测线圈不必与被检材料或工件紧密接触，不需用耦合剂，检测过程不影响被检材料或工件的性能。

2.3 冷热加工

双相不锈钢虽然可以进行热加工，但是其允许的温度范围比较窄，而且在进行热加工的过程中容易产生碳化物和氮化物，从而改变金相组织，降低其耐腐蚀性。因此，双相不锈钢在进行热加工过后应该再进行固熔热处理。另外，我们也可以采用冷加工工艺对设备的零、部件进行加工。采用冷加工的双相不锈钢冷作硬化现象明显，但是采用冷加工工艺进行加工时应尽量减少变形次数，减少工序量，缩短工序的衔接时间。

3 压力容器制造的质量控制

3.1 原材料上的质量控制

原材料作为压力容器质量的源头，对压力容器作业质量产生较大影响。相关人员应从材料入厂检验出发进行管理，加强所有零部件的可追踪性。实际操作中，原材料进入相应厂家时，相关负责人必须考虑订货协议的具体细节，供货商要及时进行证明书、材料复验方面的管理，保证原材料的各项性能可充分符合相关标准，保证材料符合行业规定的具体要求，各项性能指标等满足供应标准后，方可进行入库编号控制和处理。构建原材料入库档案，结合相关标准进行材料处理，并及时进行钢印操作，对于不能进行硬印标记的材料，可采取有效的标记措施。

焊接材料的选用应使焊缝金属的力学性能高于或等于母材的限值，当需要时，其他性能也不应低于母材相应要求。合适的焊接材料应与合理的焊接工艺相配合，以保证焊接接头性能在经历制造工艺过程后，还能满足技术文件规定和服役要求。并符合相应标准的规定。使用单位应根据质量管理体系规定按相关标准进行验收或复验，合格后方准进入焊材库。焊材库应严格执行焊接材料入库、保管、烘干、发放和回收制度。

3.2 加大结构设计的重视程度

在设计阶段，设计人员应依据相关产品标准充分了解压力容器的结构设计专项要求，并在设计图纸上注明特殊结构的放大图，同时在技术要求中明确相关注意事项。设计过程中为使压力容器的结构设计合理，应充分考虑如下原则：①几何结构形状不连续元件间应有足够的过渡圆弧半径；②厚薄不同的连接件间应有足够削薄过渡；③避免结构形状突变，减少局部应力；④设置必要的连接垫板；⑤避免过大的温度差；⑥各类焊接接头应采用全焊透结构。

3.3 提升压力容器制造工艺

从我国目前压力容器制作工艺发展的现状来看，大部分采用的是焊接的技术工艺，焊接工艺的再现性对压力容器的最终质量影响很大。用于施焊压力容器承压类焊缝的焊接工艺须经过焊接工艺评定，其参数在合格的工艺评定范围内。经过评定合格的工艺参数在施焊时必须严格遵守，不得改变。如果不按照焊接工艺文件的要求施焊，即使在无损检测中没有发现焊接缺陷，其焊接接头的力学性能和金相组织也无法得到保证，产品具有潜在的危险性。

4 结语

为了有效压缩企业生产成本，必须保证质量管理体系满足系统化、科学化的要求，维持相关设备和国家标准、设计要求的匹配程度，建立系统全面的压力容器质量保证体系，最大程度的改善传统管理方法。将传统管理结果的方法转变为新时期管理过程的方法，加强产品质量、产品性能、产品制造方面的管控，提高压力容器制造的整体质量。