顧麗雯(無錫金龍石化冶金設(shè)備制造有限公司，江蘇 無錫 214161)

1 壓力容器制造

1.1 壓力容器

壓力容器是一種在工業(yè)民用和軍事領(lǐng)域都非常廣泛的工程器械壓力容器的整體可靠性和安全性，它直接影響到的是整體化工生產(chǎn)的安全性和運行的穩(wěn)定性，壓力容器的設(shè)計壓力和溫度是最基本的也是最重要的，材料的選擇也是重中之重，采用不同的設(shè)計準則，材料的許用應(yīng)力和計算厚度將不同，如按照常規(guī)設(shè)計標準，在設(shè)置壓力容器的抗壓強度時，需要注意其安全系數(shù)，保障安全系數(shù)設(shè)置合理，一般為2.7，但如果采用其他方法如應(yīng)力分析設(shè)計，整體材料的抗壓強度安全系數(shù)可提高，可設(shè)置到3，材料的許用應(yīng)力相應(yīng)增加，計算厚度相應(yīng)減少。

根據(jù)壓力容器的危險程度，壓力容器分為一級、二級、三級，相當于特種設(shè)備中的一級、二級、三級壓力容器。根據(jù)內(nèi)部介質(zhì)不同，可以分為第一組和第二組。第一組介質(zhì)：極度危險介質(zhì)最大允許濃度小于0.1 mg/cm3，高度危險介質(zhì)最大允許濃度為0.1 mg/cm3～1.0 mg/cm3，第二組介質(zhì)：中度危險介質(zhì)最大允許濃度為1.0 mg/cm3～10.0 mg/cm3。根據(jù)設(shè)計壓力(P)，壓力容器分為低壓、中壓、高壓、超高壓四個等級。

1.2 壓力容器的制造特點

1.2.1 結(jié)構(gòu)多樣

壓力容器在各個領(lǐng)域中都有非常廣泛的應(yīng)用，而基于不同領(lǐng)域的使用要求不同壓力容器的結(jié)構(gòu)也逐漸多樣化，在不同領(lǐng)域中，壓力容器的結(jié)構(gòu)一般都各有不同，在同一領(lǐng)域中，由于不同的使用環(huán)境和功能要求，也需要有不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝要求，也會影響壓力容器的結(jié)構(gòu)，一般情況下，壓力容器的主要附件都是相同的，有銅體、封頭、法蘭、支架等。有的容器設(shè)計有人孔、夾層、內(nèi)冷管和攪拌器等，壓力容器是容器的主體。在實際的應(yīng)用中壓力容器不僅承受外部壓力，還承受內(nèi)部的壓力，因此在制造過程中嚴防變形具有重要的意義。壓力容器對整體的溫度設(shè)置，濕度設(shè)置和有害氣體都非常的敏感，如果發(fā)生泄露的問題，將會導(dǎo)致嚴重的事故，所以說也需要更加緊密的檢查壓力容器的密封性。不同的試驗方法具有不同的精度和準確度，目前主要有水壓試驗、氣密性試驗、氦檢漏。目前，本公司生產(chǎn)的壓力容器產(chǎn)品大多采用水壓試驗以及氣密性試驗。

1.2.2 安全性要求高

壓力容器制造企業(yè)應(yīng)當取得特種設(shè)備制造許可證，在實際的制造過程中，應(yīng)當按照相關(guān)的法律法規(guī)以及壓力容器制造行業(yè)的技術(shù)規(guī)范標準，嚴格執(zhí)行壓力容器，在特定行業(yè)中，應(yīng)用時也需要按照具體的行業(yè)標準有效開展，這就需要壓力容器設(shè)計人員在理論知識和專業(yè)技能上都較為豐富，多方面考慮，才能設(shè)計制造出符合安全標準、設(shè)計要求，且滿足工藝設(shè)計性能的產(chǎn)品，保障質(zhì)量的可靠性。如果壓力容器在高溫高壓和具有腐蝕性的環(huán)境中工作，它所含的介質(zhì)是易燃易爆的物體，或者是有毒有害氣體，這種情況下就需要提升其安全性要求，因為如果不重視，很可能造成安全隱患，其后果不堪設(shè)想，在實際的設(shè)計制造安裝使用過程中，每一個環(huán)節(jié)都需要和安全保障密切相關(guān)，實際的設(shè)計制造安裝應(yīng)當采取有效的管理措施，避免出現(xiàn)災(zāi)難性事故[1]。

1.3 壓力容器的制造趨勢

壓力容器在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，尤其是在化工和煉油行業(yè)，它的比例約是總設(shè)備的約80%左右，在一定的領(lǐng)域中甚至會更多，近幾年來，因為材料技術(shù)和材料質(zhì)量的提升，各國普遍通過降低標準安全系數(shù)的方式來提升材料的應(yīng)力，這樣能讓整體的材料消耗率較低，也會減少壓力容器的制造成本。通常情況下，如果利用常規(guī)的設(shè)計辦法制造壓力容器，需穩(wěn)定期整體的壓力容器的抗拉強度系數(shù)，如果是用分析設(shè)計法，那么壓力容器的標準大約在2.4～2.6左右，這樣可以簡化結(jié)構(gòu)類型。在滿足穩(wěn)定性要求的情況下，首選結(jié)構(gòu)尺寸較小的部件。在滿足制造質(zhì)量的同時，要不斷降低檢測環(huán)節(jié)的高要求和制造難度。因此，必須合理地討論壓力容器的設(shè)計，保障未來壓力容器的制造業(yè)能有集約化、多元化、綠色化的發(fā)展方向[2]。

2 壓力容器制造中的材料質(zhì)量問題

2.1 材料選擇不合理

壓力容器的材料選擇是影響整體設(shè)計效果的關(guān)鍵因素。在選材時，需要結(jié)合壓力容器的使用場所和具體的結(jié)構(gòu)特點，綜合考慮滿足企業(yè)實際發(fā)展和生產(chǎn)的需要，嚴格按照相關(guān)的規(guī)定選擇管理，才避免因為壓力容器在使用過程中出現(xiàn)泄漏問題，提升管理質(zhì)量，并結(jié)合相關(guān)的環(huán)境和人為因素進行統(tǒng)籌考慮。

2.2 熱處理技術(shù)不到位

目前我國大多數(shù)企業(yè)的壓力容器的設(shè)計多存在處理技術(shù)不到位的問題，主要表現(xiàn)在壓力容器的焊接接頭處和殼體位置的熱處理，過于重視而壓力容器的彎管位置的熱處理工作不到位，因為壓力容器是一個統(tǒng)一的整體，如果在某一方面不能做到有效處理，則會大大降低壓力容器的安全系數(shù)。

2.3 有些焊接位置容易變形

化學生產(chǎn)中壓力容器的制造過程并非簡單按照模板制造即可，整體的過程是一個非常復(fù)雜的過程，施工步驟終會有連帶效應(yīng)，若是在某一個施工步驟中難以控制到位，則很可能造成壓力容器的整體形變。

2.4 高溫高壓產(chǎn)生化學反應(yīng)

在實際的制作中可能出現(xiàn)化學反應(yīng)，例如，在鋼中有氫分子可能出現(xiàn)應(yīng)力集中、超過材料極限強度的問題，這種問題一旦產(chǎn)生就不可消除。如果鋼中有過量的碳分子，也會產(chǎn)生相似的問題。

3 壓力容器制造中的材料質(zhì)量控制策略

3.1 重視壓力容器材料的選擇

在實際的操作過程中，應(yīng)當加大對壓力容器材料的合理選擇，按照有關(guān)的規(guī)定做好壓力容器鋼板的焊前焊后處理，焊前需要做好預(yù)熱，焊后要做好熱處理，以降低在電焊過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，一方面需要保證其性能，另一方面需要保證其穩(wěn)定性。例如常見的模式是采用多層包扎式氨合成塔作為設(shè)計材料，這種材料設(shè)計起來比較簡單，基本不需要高溫加工，容器的配件在200 ℃左右的溫度之下就能制作完成。在選擇鍋爐材料的時候，需要重視對材料使用溫度和抗腐蝕性的考慮，做好鍋爐材料的選擇。管材一般為16 Mn，底部三通管材質(zhì)為15CrMo，殼側(cè)選材為Q345R，溫度控制在250 ℃左右，要使用合適規(guī)格的防沖蝕板，使熱管受熱均勻，也要考慮高溫下熱管的沖蝕，更好的發(fā)揮換熱作用。

3.2 減少壓力容器制作中的焊接變形

如果要有效保障整體容器應(yīng)用的安全性，就需要做好材料的選擇，找到合適的壓力容器材料，保障整體壓力容器的安全性得到有效的控制，必須對焊接工藝進行監(jiān)督管理。首先對壓力容器的構(gòu)件進行模擬裝配，在具體的施工過程中，需要以提升整體部件的安裝精準程度為目標，做好施工規(guī)范，如果要防止壓力容器焊接中出現(xiàn)變形的問題，可以通過十字形支撐工裝進行預(yù)變形處理，減少焊接工藝中出現(xiàn)焊接變形問題的可能性；如果存在因為應(yīng)力作用產(chǎn)生容器變形的可能性，就需要通過熱處理技術(shù)焊接，如果內(nèi)部應(yīng)力和外部溫差太大，可以先進行預(yù)熱，然后再熱處理，避免因為溫差因素導(dǎo)致容器變形的影響[3]。

3.3 做好材料質(zhì)量優(yōu)化，建立完善的質(zhì)量檢測體系

材料質(zhì)量的控制是保證壓力容器安全使用的必要條件。建立全過程的質(zhì)量管理體系，才能實現(xiàn)嚴格控制材料質(zhì)量的目標。首先在選材上，必須嚴格執(zhí)行國家標準和規(guī)范，建立完善的材料選購體系。在實際的采購材料過程中，需要加強材料制造商的審核，必須確保材料制造商生產(chǎn)的材料與相關(guān)標準規(guī)范相符合。要檢查材料供應(yīng)商的資質(zhì)然后通過正規(guī)的渠道選擇材料。建立完善的材料標識移植管理程序，確保承壓件從儲存、發(fā)放、下料、生產(chǎn)流通等環(huán)節(jié)的可追溯性，從而防止出現(xiàn)防止混料、錯裝的問題。而一旦有壓力容器主要承壓部件更換，需向原單位備案。另外，嚴格按照相關(guān)標準規(guī)范對原材料參數(shù)進行檢驗驗收。材料進場后，材料負責人對材料編號進行驗收。貯存時應(yīng)按區(qū)域分類，按牌號、規(guī)格、材料檢驗編號等明確標識，特殊焊接材料應(yīng)專門保管，有必要可以建立一個二級庫。

3.4 合理添加緩蝕劑，提升材料的質(zhì)量

在實際的制造過程中，應(yīng)當盡可能減少材料中滲氫量，在進行除銹和氧化皮的時候，可以采用吹砂除銹的方式，如果采用酸洗除銹法，可添加若丁等緩蝕劑。出油的時候，盡量減少滲氫量，可采用化學除油清潔劑除油，如果采用電化學，除銹法就先清除陰極再清除陽極。如有必要，可以開發(fā)新的材料技術(shù)，保障整體的容器材料穩(wěn)定、可靠，能保證整體生產(chǎn)的穩(wěn)定性。在選擇材料的身后，也需要確定科學的材料選擇方案，根據(jù)容器的具體用途和使用標準設(shè)計材料應(yīng)用方案，保證整體設(shè)計的實用性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

總而言之，壓力容器是工業(yè)發(fā)展不可或缺的機械基礎(chǔ)，在實際的壓力容器生產(chǎn)建設(shè)中，應(yīng)當深入研究并分析，保障整體壓力容器的安全性和可靠性。材料安全是基礎(chǔ)，控制材料質(zhì)量、提升材料的穩(wěn)定性、強調(diào)壓力容器的材料優(yōu)化和管理，能保障整體施工的穩(wěn)定性。只有全面重視材料質(zhì)量管理、提升整體的建設(shè)品質(zhì)，才能促進壓力容器行業(yè)的更好發(fā)展。