1、1压力容器制造中常见问题及分析摘要：压力容器能否安全运行，在很大程度上取决于设计与制造质量，而设计与制造质量又与工程技术人员能否对标准、法规正确理解密切相关。本文就压力容器制造中常见的问题及特征做出简要分析。 关键词：压力容器；制造；常见问题； 中图分类号：O6-335 文献标识码：A 文章编号： 引言 压力容器广泛用于石油、化工等行业，属于特种设备结构件，主要由各种钢质材料经焊接成形。研究证明，容器一经焊接，残余应力就不可避免地同时伴生，它的产生机理虽已被初步认识，但由于压力容器的外形尺寸、焊接工艺、施焊程序以及拘束大小的不同，残余应力的水平也大不一样，并且分布十分复杂，故需要确定合理的消除
2、( 或减少）焊接残余应力的对策，使压力容器在制造时，保证质量，经济合理；在役时,安全运行，杜绝安全事故。为消除或减少残余应力，国内外许多学者对此进行了有关研究，归纳起来，一方面是采用先进的焊接技术与合理的焊接工艺，另一方面是实施合适的热处理工艺。 一、压力容器制造中的突出特征 1.1 压力容器的品种多样，结构复杂，压力容器的应用范围较广，在制药、化工、石油、食品等行业都有不同类型的压力容器参与生产。因此，压力容器的品种也因为需求的多元化而丰富起来。而且其产品的结2构与参数也比较复杂，即使是同一类型的产品在实际的生产中因为客户的需求不同，也会存在结构上的差异，而导致制造中的工艺发生改变。但在生产
3、的过程中，产品的各部分组件联系相对松散，产品便于形成系列、模式化。 1.2 安全性要求高。压力容器在应用中多在高温、高压、真空、腐蚀等恶劣的环境下，使用的时间较长，所盛装介质通常是易燃、易爆、有毒、有害的物质，所以压力容器的安全是最为重要的需求。因此，压力容器的安全性要求，必须符合严格的强制性规范、标准等，从产品的设计开始到生产到成品使用都必须严格遵循强制性的技术规范和标准。随着技术的水平的不断提高，新技术、新工艺、新材料和新的生成需求，不断改变着压力容器的生产制造过程，同时也影响着标准和规范的改变。旧的标准通常受到当时生产和技术水平限制，但是在技术进步的推动下，新的标准也随之产生，而且新的标
4、准更加注重将安全性和经济性良好的结合起来，在保证安全的同时也提高了产品的性能价格比，让生产和使用者都能够在保证安全的同时提高收益。1.3 产品设计的专业性强。压力容器的设计与其他机械设备有所不同，在运用软件设计的同时技术人员还需要具备化工设备设计的整体思路，将容器和机械有机的结合起来，且在实际的应用中有效的保证容器的使用安全和使用效果。 二 焊接工艺 焊接工艺是控制压力容器接头焊接质量的关键因素，焊接工艺的编制必须从焊接方法、焊接材料的种类板厚和接头形式三方面来进行。 2.1 焊接工艺评定 焊接工艺评定是保证压力容器焊接质量的重要3措施。焊接容器之前，必须制订焊接工艺指导书（WPS） ，焊接工
5、艺评定即是验证最初拟定的 WPS 是否适当的方式，也是制定正式 WPS 的重要依据。焊接工艺评定按标准 JB4708-2000 执行，换热管和管板的工艺评定则按 GB151-1999 附录 B 执行。但在执行过程中总是存在以下几个方面的问题。 1）首次使用的国外材料未及时进行工艺评定。 2）将评定合格的焊接位置改变为向上立焊的焊接位置时未进行焊接工艺评定。 3）用不等厚试件进行评定，经评定合格后适用不等厚焊件母材厚度的范围，应分别计算厚边对厚边，薄边对薄边。 4）改变焊后热处理类别未对焊接工艺重新做评定。 2.2 焊接工艺参数的选择 焊接工艺参数是在焊接过程中，为保证焊接质量而选定的如焊接电流
6、、焊接速度、电弧电压等物理量的总称。焊接工艺参数的确定涉及材料种类、焊接方法和规格等因素。 焊接热输入（线能量）指在熔焊时，单位长度焊缝上焊接能源输入的热量。它体现了焊接工艺参数对焊缝性能的影响。低碳钢的塑性和冲击韧性优良，其焊接接头的塑性与冲击韧性同样优良。一般情况下，不严格限制低碳钢的线能量，若焊接线能量过大，会导致热影响区粗晶区的晶粒过于粗大，甚至出现魏氏组织，从而导致该区的冲击韧性与弯曲性能达不到要求。低合金钢一般不要使用过大的线能量。焊接含碳量偏下限的 Q345R钢材时，由于其焊接热影响区脆化倾向较小，对焊接线能量无严格限制。低合金高强钢由于含碳和合金元素较高、屈服强度也较高，因此，
7、既要选用较小线能量，还要采取焊前预热、焊后及时后热等措施。为保证低温钢和不锈钢焊接的接头韧性和耐蚀性，应选用小线能量，且应快速焊4接，严格控制层间温度。在对异种钢焊接时，应采用小线能量焊接，防止焊缝金属的稀释。 2.3 焊缝返修 焊缝经无损检测后如发现存在不允许的缺陷，须进行返修。首先应分析缺陷产生的原因，制定返修方案，并编制相应的返修工艺。焊缝同一部位不宜超过 2 次返修，如超过 2 次，返修前应当通过制造单位技术负责人批准，且将返修的部位、次数、返修情况等信息记入压力容器质量证明文件。需要在焊后消除应力热处理的压力容器，须在热处理前返修，若在热处理后才进行焊接返修，返修后须依相关标准处理。
8、经耐压试验后需返修的，返修部位必须按原要求经无损检测合格。 2.4 焊接检验 焊接检验是对焊接前、焊接过程和焊接后三个方面的检验。 焊工的资格问题是焊前检验应注意的。对压力容器进行施焊工作的焊工必须通过锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则的规定考试合格并获得工作资格证方可施焊。施焊时焊工必须严格执行焊接工艺；焊工或检验员应在焊接工作结束后，在规定部位打上施焊焊工的钢印，并记录检验情况。 施焊过程中的检验主要是对焊接工艺、图样规定、技术标准等方面的执行情况，焊缝外观质量和产品试板等进行检验。对焊缝外观检查能在一定程度上帮助分析和发现容器内部缺陷，要求焊工掌握外观检查的要求、表面缺陷产生的原因以
9、及防止措施，这能充分保证焊缝质量。产品焊接试板是对产品的主体材料包括主体焊缝的焊接工艺、焊接材料和焊工技能的综合检验，是焊接过程中质量检验的重要手段。 在焊接完成后即可进行焊后检验，对有延迟裂纹倾向的高强度钢5应在焊后延迟一段时间（24 h 后）进行或复查。焊后检验包括无损检测与耐压试验。在不损坏试件的前提下，通过物理或化学方法或是设备器材，对试件的表面以及内部的性质、结构、状态进行的测试和检查即为无损检测。无损检测时所检测的探伤部位必须具有代表性，如“T”形焊缝，特殊部位和可疑部位等。 耐压试验的目的是对焊缝的致密性和受压元件的强度进行检验，主要是水压试验和气压试验。耐压试验应在所有工序都完
10、成之后进行，具体执行要求依容规和 GB150 等相关标准。 结束语 总之，压力容器制造过程中需要注意的问题有很多，除笔者在文中所提到的这几项外，还有一些设计、检测等方面的问题，在此不必赘言。值得注意的是，从设计到检验验收的整个过程中，任何一个环节的疏漏，都有可能造成压力容器的质量问题，因而只有明确质量目标，并采取系统的质量管理措施，优化设计，强化技术指导，规范施工操作，严格检查验收，才能真正保证压力容器各方面性能，使其制造技术和制造水平得到进一步的提升。 参考文献 1雷万庆,杨松,杨文健.压力容器制造行业焊接、热处理技术的发展J.大型铸锻件,2004(2):45-47 2林尚扬，于丹，于静伟.压力容器焊接新技术及其应用M.压力容器，2009,26(11)：2-3 3 林晓斌 .零件失效分析和抗疲劳设计 J.热处理，2011，26（2）：59-64 64 陈铸山,冯芷平,姜春晖,王立祥,陈丽莉. 压力容器制造过程中影响低温钢性能的因素分析J. 中国化工装备, 2011,(06) . 5 陈月红. 压力容器制造中常见问题及分析J. 装备制造技术, 2010,(07) .
