壓力容器制作問題及質(zhì)量控制策略

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摘要:壓力容器指的是一種可以承受壓力的密閉性容器，其在制作過程中很有可能由于加工工藝或者人為因素等原因造成主體結(jié)構(gòu)、部件尺寸與原設(shè)計要求不一致，導(dǎo)致已經(jīng)完成制作的容器不符合使用要求及規(guī)定。同時，如果不嚴(yán)格控制壓力容器的質(zhì)量，勢必會影響其安全性與可靠性，甚至?xí)o使用者造成不可挽回的經(jīng)濟損失。對此，本文以壓力容器為研究對象，闡述了其制作特點，并基于制作過程中的常見問題提出質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞:壓力容器;質(zhì)量控制;制作過程

前言

經(jīng)濟與社會的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進步促進了化工行業(yè)領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，壓力容器作為化工行業(yè)領(lǐng)域中一種重要的儲存介質(zhì)得到了廣泛的應(yīng)用。但是，由于壓力容器長時間處于環(huán)境惡劣的工作狀態(tài)下，導(dǎo)致其在使用過程中存在較大的安全隱患，容易出現(xiàn)爆炸、中毒等事故［1］。可以說，壓力容器的質(zhì)量直接關(guān)系著容器使用的安全性。因此，探討與分析壓力容器制作中的常見問題及質(zhì)量控制具有極其重要的現(xiàn)實意義。

1壓力容器相關(guān)概述

眾所周知，壓力容器是化工行業(yè)領(lǐng)域中一種十分常見的承壓設(shè)備，該設(shè)備的應(yīng)用不僅可以盛裝各類氣體與液體，而且可以進行換熱與分離。當(dāng)下，壓力容器也在其他的一些行業(yè)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，比如醫(yī)藥、電力以及煉油等領(lǐng)域?，F(xiàn)階段，一般的壓力容器工作壓力都在0．1MPa及以上，而如果從壓力容器的設(shè)計及使用標(biāo)準(zhǔn)角度來分析，該容器的壓力與容積之間的乘積必須要在與標(biāo)準(zhǔn)液點與沸點完全相同的情況下，才能保證容器的安全使用。除此之外，壓力容器的使用環(huán)境一般較為復(fù)雜，如果在制作過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題，勢必引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。一般的壓力容器如圖1所示。

2壓力容器的制作特點

1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、類型分散。由于壓力容器的應(yīng)用范圍十分廣泛，類型也較為分散，因而造成了壓力容器制作結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點。但是，由于壓力容器各部件之間有著較強的獨立性，因而壓力容器也更加容易形成系列化的產(chǎn)品。2)設(shè)計專業(yè)性較強。壓力容器作為特種承壓設(shè)備，在設(shè)計過程中就要綜合考慮整個工藝流程，并使機械部件與壓力容器實現(xiàn)緊密結(jié)合，這樣才能保證壓力容器的使用性能。這就對壓力容器設(shè)計人員提出了更高的要求，不僅要求其具備專業(yè)的理論知識，而且必須要具備扎實的操作水平，這樣壓力容器的質(zhì)量才能得到根本的保證。3)整體安全性要求較高。由于壓力容器所處的工作環(huán)境十分復(fù)雜，一般都是在高溫、高壓、真空或者易腐蝕的環(huán)境下工作，這就使得壓力容器的失效概率大幅增加。同時，在壓力容器內(nèi)部由于承裝的液體或者氣體多為有毒有害的物質(zhì)，如果一旦發(fā)生爆炸或者破裂的現(xiàn)象，必將給使用者帶來無法估量的經(jīng)濟損失。因此，壓力容器制作過程中必須嚴(yán)格遵照國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

3壓力容器制作常見問題

1)原材料的錯領(lǐng)錯用。壓力容器在制作過程中，可能會因為工作人員的標(biāo)記錯誤或者沒有及時核對原材料等原因造成材料錯領(lǐng)錯用現(xiàn)象，如果不能及時發(fā)現(xiàn)，不僅嚴(yán)重浪費了材料，而且會產(chǎn)生不必要的加工費用。2)下料尺寸錯誤。壓力容器制作過程還會由于設(shè)計人員看錯圖紙、劃線錯誤、切割誤差等原因?qū)е孪铝襄e誤。3)坡口加工質(zhì)量差。壓力容器在借助半自動坡口機成型時，經(jīng)常會出現(xiàn)溝槽及走線不直等情況，給板料尺寸造成一定的誤差，進而給后續(xù)的工作帶來不利影響。4)卷筒尺寸與棱角度偏差大。如果工作人員對筒體的卷制方法不合理，也會導(dǎo)致筒體出現(xiàn)喇叭口比理論尺寸偏差大的情況。同時，口角度或者校圓不到位是導(dǎo)致棱角度超差的主要因素。5)焊接缺陷。受焊材質(zhì)量、狀態(tài)、方式等因素的影響，焊縱縫會經(jīng)常出現(xiàn)裂紋、氣孔、焊縫低于母材等方面的缺陷。6)開孔方位錯誤。沒有嚴(yán)格按照管孔方位圖施工，會導(dǎo)致開孔方位出現(xiàn)錯誤。7)不銹鋼設(shè)備防護不當(dāng)。在制作壓力容器過程中，對使用到的不銹鋼設(shè)備內(nèi)外表面進行防護十分重要，如果防護不當(dāng)，很有可能會給壓力容器的外觀及使用性能帶來一定的影響。8)薄壁設(shè)備表面存在嚴(yán)重質(zhì)量缺陷。如果薄壁設(shè)備防護不當(dāng)也很容易形成其表面塌陷的現(xiàn)象。9)熱處理方式不當(dāng)。熱處理方式不當(dāng)容易導(dǎo)致容器的明顯變形。10)油漆易脫落。在壓力容器制作過程中，由于打砂與涂抹的不徹底及不全面，或者是底漆與面漆未完全干透就直接發(fā)運，會導(dǎo)致容器的油漆十分容易脫落。

4壓力容器制作質(zhì)量控制策略

4．1原材料質(zhì)量控制

1)為控制壓力容器的制作質(zhì)量，必須從源頭上控制原材料質(zhì)量［2］。因此，落實原材料的檢查與驗收工作就顯得十分重要。嚴(yán)格檢查原材料是否存在錯領(lǐng)錯用的現(xiàn)象。應(yīng)加強對材料的標(biāo)記與標(biāo)識工作，確保材料標(biāo)識的正確性及可靠性;發(fā)料前、領(lǐng)料后以及下料前核對已經(jīng)標(biāo)識的材料是否與原廠標(biāo)識一致;嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對即將下料的材料要通過檢驗人員的驗證，再次確保材料標(biāo)識的正確性。2)嚴(yán)格檢查壓力容器制作材料的質(zhì)量證明書，在材料使用前務(wù)必確認其符合國家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容主要包括:質(zhì)量證明書中所列示質(zhì)量技術(shù)數(shù)據(jù)是否與壓力容器制作所規(guī)定的質(zhì)量技術(shù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、指標(biāo)等一致;產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)號、規(guī)格以及編號、力學(xué)性能、化學(xué)成分以及無損檢測方法是否滿足壓力容器制作的標(biāo)準(zhǔn)。3)認真核對材料質(zhì)量文件是否與實際物體符合，檢查膨脹節(jié)、封頭等零部件是否可以滿足當(dāng)?shù)匕踩O(jiān)察機構(gòu)監(jiān)檢條件。4)在壓力容器制作證明書中保證內(nèi)容完整、字體清晰以及相關(guān)經(jīng)辦人員的簽章齊全。5)嚴(yán)格檢查壓力容器制作材料的外觀及尺寸。保證所有材料的外觀及尺寸不存在裂紋、孔洞、凹陷、砂眼、殘損、銹蝕等方面的質(zhì)量缺陷，保證尺寸的誤差在允許的范圍之內(nèi)。6)堅決抵制和杜絕不合格的材料被應(yīng)用于壓力容器的制作過程中。7)加強對壓力容器材料的復(fù)驗工作。要結(jié)合相關(guān)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)以及壓力容器的設(shè)計文件及時復(fù)驗。比如制作第三類壓力容器中使用到的鍛件與鋼板等材料時，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格根據(jù)《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(TSG21—2016)中的相關(guān)規(guī)定對材料的使用性能進行復(fù)驗，復(fù)驗合格后的材料還要依據(jù)材料的編號及標(biāo)識委派專門人員將其存放于規(guī)定的區(qū)域內(nèi)，方便后續(xù)使用，而對于復(fù)驗不合格的材料要及時處理，嚴(yán)禁被應(yīng)用于壓力容器制作中。

4．2工藝流程的控制

在壓力容器的制作質(zhì)量控制過程中，工藝流程同樣發(fā)揮著不容忽視的重要作用，與簡單的產(chǎn)品制作相比較而言，壓力容器的制作有著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、專業(yè)性高及安全性較高的特點，這就需要壓力容器制作企業(yè)針對不同類型的壓力容器來編制文件，在確定正確的工藝流程基礎(chǔ)上嚴(yán)格執(zhí)行工藝流程，待每個工序完工之后，設(shè)計人員及操作人員都要簽字確認。

4．3焊接質(zhì)量控制

壓力容器的成型尺寸標(biāo)準(zhǔn)的控制也是十分重要的［3］。壓力容器制作與普通容器制作有著明顯的區(qū)別，如果尺寸不符合相關(guān)要求，將會給容器內(nèi)部的可用空間的壓強大小帶來影響，也有可能導(dǎo)致其在實際使用過程中的內(nèi)部壓強與設(shè)計要求壓強出現(xiàn)偏差。一旦偏差超標(biāo)，勢必會導(dǎo)致容器強度失效。由于不能合理把握壓力容器的尺寸而造成的質(zhì)量問題有很多，因此，尺寸問題應(yīng)當(dāng)引起企業(yè)及相關(guān)人員的高度重視。

4．4無損檢測質(zhì)量控制

壓力容器的無損檢測也可以被稱之為探傷。通常情況下，壓力容器制作過程中都會使用到探傷，主要包括滲透、磁粉、超聲等方法。在具體檢測過程中，要結(jié)合實際情況明確該方法是否具備可行性，要結(jié)合壓力容器的制作要求合理選擇探傷方法。除此之外，在對壓力容器進行無損檢驗過程中，檢測人員的實踐經(jīng)驗也是同等重要的，不同的人在利用同一個機器檢測時所得到的檢測結(jié)果也不盡相同，而那些實踐經(jīng)驗較為豐富的工作人員所檢測出來的結(jié)果正確率往往會更高。因此，無損檢測對壓力容器的質(zhì)量控制也會產(chǎn)生重大影響，如果使用不合理的探傷方法，很容易對檢測結(jié)果造成誤判。

4．5熱處理控制

在壓力容器制作質(zhì)量控制過程中，還要按照圖紙和相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)來編制熱處理工藝流程。熱處理控制應(yīng)根據(jù)操作工的能力來確定，這就需要熱處理操作工確保該輔助設(shè)備始終處于良好的狀態(tài)中［4］。通過溫度測量機紀(jì)錄該熱處理控制設(shè)備的精確度，并按壓力容器制作的要求適當(dāng)校準(zhǔn)，檢驗員應(yīng)當(dāng)實時監(jiān)測熱處理的操作情況。待熱處理工作完成后，操作者應(yīng)提供熱處理所使用的時間及溫度表并簽字確認。同時，檢驗員要再對熱處理所使用的時間及溫度表進行復(fù)核。

4．6外觀質(zhì)量與幾何尺寸的控制

壓力容器的外觀缺陷主要包括裂紋、孔洞、凹陷、砂眼、殘損、銹蝕等方面。同時，如果幾何尺寸不符合壓力容器的制作標(biāo)準(zhǔn)，也會給其帶來較大的安全隱患。因此，必須加強對壓力容器外觀質(zhì)量及幾何尺寸的控制，并保證尺寸的誤差在允許的范圍之內(nèi)。要檢查焊縫是否存在裂紋、氣孔、焊縫低于母材等缺陷，要重點檢查母材表面的質(zhì)量，確保母材表面不存在機械性的損傷。

5結(jié)束語

綜上所述，隨著化工行業(yè)的不斷發(fā)展，壓力容器得到了迅速的普及與推廣。同時，各行業(yè)領(lǐng)域中對壓力容器的需求不斷上升。因此，在壓力容器的制作過程中，生產(chǎn)企業(yè)要給予高度的重視，應(yīng)充分考慮壓力容器的制作特點，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求制作，嚴(yán)格控制材料的質(zhì)量，正確面對壓力容器制作過程中的常見問題，將壓力容器的成型誤差控制在合理的范圍之內(nèi)，促使壓力容器的質(zhì)量上升到一個新的水平。

參考文獻:

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作者：續(xù)宇航 單位：中國核工業(yè)二三建設(shè)有限公司秦山分公司