压力容器制造过程中的变形控制要点

邱伏礼，卢海雁，唐丽(青岛兰石重型机械设备有限公司，山东 青岛 266555)

0 引言

在生产制造压力容器的过程中，变形问题是其中一个最为常见的问题，而这类问题会对整个压力容器的正常使用产生最为直接的影响。生产制造压力容器的企业就需要对压力容器生产制造环节中的变形控制问题给予重视，并积极的探索预防和有效防范变形方式，从而有效地促进企业的健康持续发展。

1 压力容器特征分析

就现如今的压力容器应用实践状况来看，其特征可以总结为如下的几点。

第一，在军工民用工业等领域中得到了十分广泛的应用。

第二，种类多元化特征。因为压力容器可以在社会生活的各个行业中进行应用，各个行业对于压力容器的使用要求也存在着一定的差异，整个压力容器产品体系呈现出一种多元化的倾向。

第三，安全性要求较高的特征[1]。压力容器长期处于高温高压或者是腐蚀性的工作环境下，同时使用压力容器承载的液体以及气体也对人体有一定程度的危害，如若在生产制造压力容器的过程中，因为设计或者是制造环节中的缺陷而导致压力容器无法在运行过程中适应高温高压的环境，就会容易引发液体或气体泄漏甚至于爆炸事故，直接威胁到人民的生命财产安全。这也是当前压力容器对于安全性要求较高的主要原因。

第四，压力容器制造层面的专业性要求较高。压力容器自身的工作环境较为特殊，也就决定了其制造具备较高的专业性要求，简而言之，压力容器的生产制造从设计环节开始就有着十分严格的要求，除了制造人员需要掌握设计压力容器有关方面的知识之外，还需要深入的掌握在生产制造压力容器中的各个要点。

2 制造压力容器中控制其变形的意义

正是因为压力容器在各个行业中得到了广泛应用，并且自身的种类呈现出多元化特征，同时在安全性和生产制造过程中的专业性要求相对较高，这也从侧面体现了压力容器在社会生产生活中所具备的重要作用。而在生产制造压力容器的过程中，对这些质量指标产生直接影响的重要因素就是变形，变形程度也会带来对压力容器质量影响程度的差异，如果在生产制造压力容器的过程中没有重视并采取有效的措施控制容器变形程度，不但会对整个压力容器的生产工作效率产生负面影响，同时也会直接影响到压力容器的最终生产质量，甚至于在使用环节中引发安全事故。但这也并非意味着在压力容器的生产制造过程中不允许出现任何的误差，实际上我国针对压力容器的生产制造有一个明确的形变误差允许范围，一旦超出这个允许范围，就意味着压力容器自身的产品质量不符合相关标准。生产企业就需要进行二次的返工，这无疑是带来了整个生产企业制造成本的大幅度增加。通过有效地分析压力容器制造过程中出现变形的原因，并采取有效的措施，不但是确保压力容器质量的重要途径，同时也是生产制造企业自身市场竞争力提高的必然要求。

3 制造压力容器中变形控制的要点分析

3.1 焊接变形控制

压力容器一般情况下都是由钢材等金属材料制作而成的，而在焊接这些金属材料的过程中，由于作业温度条件相对较高，使得金属材料可能容易出现变形现象，而在这种情况下生产出来的压力容器无法维持正常的工作状态[2]。同时，材料自身的受力性能和耐腐蚀性能也会在高温环境下发生一定程度的负面变化，继而导致最终的产品生产质量无法满足之前的设计要求，这也为后续的压力容器在生产环节中的应用埋下了重大的安全隐患。为了更为有效的控制压力容器在材料焊接过程中出现的变形问题，相关的生产人员需要在严格遵循容器焊接工艺流程和参数的前提下，选择合理的焊接技术，并根据焊接环境的差异选择合适的处理措施，如果在进行金属材料焊接的过程中出现了一些不可控制的焊接变形问题，则需要以形变问题的实际状况分析作为基础，制定出合理的解决方案。对于那些体积相对较大的压力容器而言，可以优先进行焊接部件的组装工作，借此在保障各部分受力维持均匀状态的前提下，严格遵照焊接工作的流程顺序进行焊接操作。此外，在进行金属材料焊接工作的时候，需要根据所选材料的实际情况预留出适当的金属收缩空间，以此来避免因为容器组件的收缩而出现的形变现象。

3.2 成型误差变形控制

在生产制造完成压力容器的各个组成部件之后，还需要进一步控制压力容器在成型过程中产生的误差而变形。在这个过程中需要严格遵循压力容器制造工艺方面的要求实施成型制作，借此来避免因为操作失误或者是模具不合理而带来的变形问题。因为压力容器在高温下进行脱模，很容易造成封头处的收缩变形，甚至于会出现压力容器尺寸超出标准的现象。除此之外，如果模具自身设计存在缺陷，则会直接导致零部件质量不符合有关标准。由此不难看出，成型误差变形控制的一个关键点就是确保模具设计的科学性和合理性。在解决压力容器成型误差所引发的变形问题的过程中，工作人员需要在全面遵循生产制造工艺和有关标准的要求下完成成型工作，并且在成型之前针对生产模具进行全面的检查和优化，以此来从源头上有效的控制形变产生的误差因素。而在模具设计的环节中，则需要在全面考量零部件的热胀问题、加工切割环节中出现的形变问题的基础上做出合理科学的设计，从而有效的避免因为模具自身产生误差而引发的变形问题。

3.3 材料变形的控制

目前，钢材是压力容器制造过程中广泛应用的材料，钢材在运输和吊装的过程中，很容易因为外力因素的影响，而出现弯曲变形的情况，这会对后来的划线切割精准性产生一定程度的影响。除此之外，在进行压力容器生产制造之前，需要将变形的钢材进行纠正，从而为压力容器制造的各个零部件精准性提供可靠的保障。一般而言，零件尺寸出现偏差主要是技术人员在计算过程中出现的失误，或者是在这个过程中没有按照操作规范执行所造成的[3]。在切割直径相对较大的钢材的时候，在切割高温逐渐冷却的过程中，很容易使得钢材因为热胀冷缩的影响而出现弧度，并继而带来一定程度的误差，最终会影响到后续的各个加工环节。而对壳体直径的短筒节下料来说，需要在端口位置给予重点的关注，并且在火焰切割加工的过程中，钢材的切割边缘也很容易出现变形问题。为了有效的解决这些变形问题，可以选择机械加工或者是对称切割法。除此之外，在设计成型模具的过程中，需要针对材料的收缩量做出全面的考虑，以便更好的控制钢材的变形程度。

3.4 切割变形控制

生产制造压力容器的工作中，切割下料的这一个环节主要还是以火焰切割方式为主[4]。虽然这种方式切割速度和精准性上有着较大的优势，但由于该方式是使用冷热交替而达到相应的切割目的，金属材料在切割环境中会因为受热不均匀而产生相应的变形问题。为了有效的控制这一环节中出现的变形问题，可以在切割大直径筒节金属材料的过程中，使用机械加工的方式有效地降低变形率。除此之外，还需要针对机加工坯料进行有效的控制，这里所指的机加工坯料一般是针对钢板，钢板在经过火焰切割处理之后，会因为受热不均匀而出现收缩不均现象，从而导致钢板表面出现不平整的问题，这也就意味着在切割坯料工作完成之后需要进行平整处理。

4 有效控制压力容器制造中变形的保障措施

4.1 对加工制造人员的强化培训

用于压力容器自身使用的环境较为特殊，在这种情况下，其生产制作工作需要由专业人员来进行，这也就体现了加工人员对于压力容器加工质量的重要作用。为了更加有效的控制压力容器生产过程中的变形问题，相关企业需要进一步强化对于加工人员的技能培训工作力度，从而在有效提高其专业理论知识和实践操作水平的前提下，能够灵活的应对以及处理各类压力容器制造过程中的突发问题。除此之外，还需要针对压力容器的生产制造以现行的相关标准作为基础，制定合理的规范标准，可以在培训的阶段中进行全面的传授，从而保障压力容器生产制造人员可以在熟练掌握有关标准规范要求的前提下，做到全过程的分析和控制变形问题[5]。

4.2 各个影响因素的深入了解分析

想要更加有效地在压力容器生产制造过程中对其变形问题做出有效的控制，需要针对各个影响因素的数据信息进行全面的收集，以生产制造经验作为基础，结合当下的压力容器生产制造实际状况，对不同因素带来的变形干扰做出合理的划分，并制定出带有针对性的预防方案，从而在有效控制各类变形问题干扰因素的前提下，降低压力容器生产制造过程中变形发生的概率。比如在生产制造压力容器的过程中需要进行多次的热加工处理，而在进入到压力容器的组装工作阶段后，吊装力和压力容器本身所受到的重力会在较为强大的强制力影响下产生相应的内应力，如果无法有效地处理和抵消掉这一内应力，则会因为环境的差异而导致不同程度的损坏[6]。在这种情况下，在压力容器生产制造之前，就需要针对内应力有可能产生的诸多因素做出全面的分析，并将其可能会带来的破坏结果做出合理的预测，并以此为基础制定出相应的预防和解决措施，从而有效地降低压力容器生产制造过程中的变形问题发生概率。

5 结语

压力容器在诸多行业中有着广泛的应用，但压力容器在生产制造的过程中，对安全性要求相对较高。由于生产制造过程中，往往会出现火焰切割变形、材料变形等诸多问题。在这种情况下，相关企业需要在强化加工人员技术培训力度的基础上，通过有效的分析各类变形问题影响因素制定出台有针对性的预防和解决方案，以此来有效的降低压力容器生产制造环节中变形问题出现的概率。