張文儒，袁 媛，汪 鑫，袁建斌

(邁安德集團(tuán)有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225000)

低中壓壓力容器是油脂工程中的重要裝備之一，也是工程質(zhì)量提高、工程成本降低的重要環(huán)節(jié)之一，因此提高油脂工程裝備中的低中壓壓力容器產(chǎn)品的質(zhì)量不容小覷。強(qiáng)化、加大壓力容器制造質(zhì)量保證體系是對(duì)壓力容器產(chǎn)品制造過(guò)程實(shí)行科學(xué)管理的重要手段，壓力容器制造質(zhì)量保證體系是用來(lái)指導(dǎo)低中壓壓力容器制造全過(guò)程中各項(xiàng)活動(dòng)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和組織的綜合性文件，是制造工藝技術(shù)與質(zhì)量管理有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，是壓力容器產(chǎn)品制造質(zhì)量過(guò)程管理活動(dòng)能有序、高效、科學(xué)合理進(jìn)行的有效保證。壓力容器等級(jí)劃分，TSG 21—2016中根據(jù)設(shè)計(jì)壓力(P)劃分為低壓、中壓、高壓和超高壓4個(gè)壓力等級(jí)：

(1)低壓(代號(hào)L)，0.1 MPa≤P<1.6 MPa。

(2)中壓(代號(hào)M)，1.6 MPa≤P<10.0 MPa。

(3)高壓(代號(hào)H)，10.0 MPa≤P<100.0 MPa。

(4)超高壓(代號(hào)U)，P≥100.0 MPa[1]。

低中壓壓力容器制造過(guò)程中的質(zhì)量控制，包括：設(shè)計(jì)質(zhì)量、制造質(zhì)量、安裝質(zhì)量等方面。其中制造質(zhì)量的控制，對(duì)低中壓壓力容器的產(chǎn)品質(zhì)量起著關(guān)鍵的作用，我們按壓力容器制造過(guò)程中質(zhì)量保證體系所列的各個(gè)控制環(huán)節(jié)進(jìn)行研究與分析。

1 材料的控制

壓力容器的制造者必須在確保熟悉圖樣的前提下才能夠進(jìn)行相關(guān)生產(chǎn)與制造，并確保制造出來(lái)的壓力容器符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。要想確保壓力容器的制造質(zhì)量，需要從壓力容器的用材特點(diǎn)、原材料的采購(gòu)?fù)緩?、到貨檢驗(yàn)、材料復(fù)驗(yàn)、入庫(kù)、下料、加工、組裝成型、測(cè)試到產(chǎn)品合格出廠的各個(gè)環(huán)節(jié)，自始至終堅(jiān)持做到主要受壓元件材料的可靠性、可追溯性。

材料到貨后，按訂貨合同，首先核對(duì)材料經(jīng)銷商或生產(chǎn)廠提供的具有二維碼的產(chǎn)品質(zhì)量證明書(shū)(或有效復(fù)印件)；其次，依據(jù)質(zhì)量證明書(shū)核對(duì)材料本體上的噴碼(如：生產(chǎn)商LOGO、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、牌號(hào)、規(guī)格、批號(hào)等信息)；第三，根據(jù)材料的各項(xiàng)指標(biāo)，與相對(duì)應(yīng)的材料標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的要求逐一核實(shí)是否符合，合格方可入庫(kù)。當(dāng)對(duì)材料有疑問(wèn)時(shí)，還需進(jìn)行必要的材料復(fù)驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)包括物理性能、化學(xué)元素的分析；檢測(cè)規(guī)則為：同批次復(fù)驗(yàn)不合格，擴(kuò)大復(fù)驗(yàn)比例(一般為原檢測(cè)比例的2倍)，若仍然檢測(cè)不合格，則本批次材料不得入庫(kù)，嚴(yán)禁用于受壓元件的制造。

2 工藝的控制

壓力容器的生產(chǎn)與制造，與其它機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)與制造有著明顯的區(qū)別。其中，最突出的特點(diǎn)之一就是壓力容器的品種多、批量少。所以，需要針對(duì)每一個(gè)不同的壓力容器編制不同的工藝文件。

首先，根據(jù)圖紙和對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求制定科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、正確、合理的制造工藝和工藝流程卡；其次，需經(jīng)質(zhì)保體系各級(jí)責(zé)任人員審批后方可實(shí)施；第三，在制造過(guò)程中，必須嚴(yán)格執(zhí)行已定的工藝。當(dāng)每道工序完成后，對(duì)于工藝流程卡規(guī)定的自檢點(diǎn)(E)、審核點(diǎn)(R)應(yīng)由生產(chǎn)操作者簽字確認(rèn)，對(duì)于停止點(diǎn)(H)、見(jiàn)證點(diǎn)(W)必須要經(jīng)過(guò)生產(chǎn)操作者和質(zhì)量檢查人員共同簽字。所有在工藝流程卡上規(guī)定的檢驗(yàn)點(diǎn)，也必須有相關(guān)的負(fù)責(zé)人進(jìn)行簽字確認(rèn)，并且要做到該流程卡隨著所生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)入到下一個(gè)環(huán)節(jié)中。低中壓壓力容器在制造的過(guò)程中，需要注意以下幾個(gè)方面。

2.1 鉚裝

在壓力容器生產(chǎn)的過(guò)程中，不按照主焊縫布置圖進(jìn)行焊接與生產(chǎn)，造成焊接后的壓力容器出現(xiàn)開(kāi)焊的情況，使強(qiáng)度降低，有些不得不做補(bǔ)強(qiáng)處理。

2.2 鞍座墊板

在焊接的過(guò)程中，沒(méi)有開(kāi)一個(gè)小于10 mm 的排氣孔墊板，壓力容器的角焊縫兩側(cè)存在不間斷焊的情況，并且采用了全封閉式焊接結(jié)構(gòu)；與A、B縫重合時(shí)，未將焊縫打磨與母材齊平或采用隔離間斷焊。

2.3 耐壓試驗(yàn)

其一，環(huán)境溫度不符合壓力容器設(shè)備材質(zhì)所列標(biāo)準(zhǔn)要求，在針對(duì)不同的壓力容器進(jìn)行液壓試驗(yàn)的過(guò)程中，有著不同的要求，例如，在針對(duì)Q345R、Q370R、07MnMoVR制容器進(jìn)行液壓試驗(yàn)的時(shí)候，其一般需要將液體的試驗(yàn)溫度控制在5℃左右。其次，在針對(duì)相關(guān)容器進(jìn)行液壓試驗(yàn)的過(guò)程中，沒(méi)有對(duì)水質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的把控，比如，在試驗(yàn)中所用的水一般需要控制其氯離子不超過(guò)25 mg/L，并且在試驗(yàn)后需要將水漬清除干凈。最后，安全意識(shí)較為薄弱。在進(jìn)行試壓過(guò)程中發(fā)現(xiàn)滲漏的情況，相關(guān)的工作人員沒(méi)有按照規(guī)定流程進(jìn)行卸壓再進(jìn)行補(bǔ)焊或者是螺栓的固定。

2.4 試驗(yàn)壓力值的確定

針對(duì)壓力容器進(jìn)行壓力值確定的過(guò)程中，需要考慮到其設(shè)計(jì)溫度是大于等于200℃，或者是大于等于150℃。如果是在此條件下，應(yīng)該重視對(duì)Pr= 1.25[σ]/[σ]t公式的應(yīng)用。如果在進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)的過(guò)程中，不按照上述要求進(jìn)行試驗(yàn)，其壓力值可能會(huì)達(dá)不到GB/T 150—2011的規(guī)定要求[2]；在進(jìn)行直立容器臥置試驗(yàn)的過(guò)程中，試驗(yàn)壓力應(yīng)計(jì)入立置試驗(yàn)時(shí)的液柱靜壓力；在進(jìn)行夾套容器壓力試驗(yàn)測(cè)試的過(guò)程中，需要注意的是核較內(nèi)筒的壓力值，確保整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中能夠有一個(gè)合理的穩(wěn)定需求。但是需要注意的是，一旦內(nèi)筒壓力值沒(méi)有達(dá)到穩(wěn)定要求，則需要嚴(yán)格控制夾套和內(nèi)筒的壓力差，確保不超過(guò)所設(shè)計(jì)的壓力差值。

3 焊接的控制

焊接的控制之關(guān)鍵，在于焊接工藝評(píng)定。需要注意的是，在進(jìn)行相關(guān)焊接操作的過(guò)程中，均需要按照NB/T 47014—2011《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》、NB/T 47015—2011《壓力容器焊接規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)》、NB/T 47016—2011《承壓設(shè)備產(chǎn)品焊接試件的力學(xué)性能檢驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定[3-5]。

(1)首先，需要對(duì)焊接工藝進(jìn)行評(píng)定。在進(jìn)行焊接操作的過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)評(píng)定，并根據(jù)評(píng)定結(jié)果制作焊接工藝卡。在對(duì)焊接工藝進(jìn)行評(píng)定的過(guò)程中，還需要針對(duì)焊接環(huán)境進(jìn)行相關(guān)的評(píng)定，例如溫度、風(fēng)速、濕度等。在針對(duì)返修工藝的評(píng)定中，需要對(duì)超過(guò)返修次數(shù)的焊縫制定專門(mén)的焊接工藝措施，并派專門(mén)的技術(shù)人員對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行審核。另外，在進(jìn)行壓力容器生產(chǎn)的過(guò)程中，廠家的技術(shù)人員與檢驗(yàn)人員還需要根據(jù)相關(guān)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)壓力容器進(jìn)行驗(yàn)收，確保壓力容器的可靠性。

(2)焊接控制的另一個(gè)重點(diǎn)，是需要對(duì)壓力容器產(chǎn)品焊接試板以及相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行把控與驗(yàn)收。在針對(duì)焊接試板的質(zhì)量把控中需要對(duì)焊接現(xiàn)場(chǎng)的焊接記錄進(jìn)行有效的把控，現(xiàn)場(chǎng)的焊接記錄能夠在一定程度上反映出焊接現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況。例如，焊接現(xiàn)場(chǎng)焊接記錄中能夠傳遞出焊接過(guò)程中的溫度、風(fēng)速、濕度、焊材等諸多內(nèi)容。并且，在當(dāng)下相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展的趨勢(shì)下，焊接現(xiàn)場(chǎng)的焊接記錄在一定程度上還能夠反映出焊接工藝的相關(guān)參數(shù)，例如電流、電壓和焊接速度等。在對(duì)壓力容器產(chǎn)品焊接試板的驗(yàn)收過(guò)程中，首先需要確保其符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)還需要滿足與之相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。在進(jìn)行相關(guān)工作落實(shí)的過(guò)程中，還需對(duì)焊接現(xiàn)場(chǎng)的工藝紀(jì)律進(jìn)行嚴(yán)格的控制，需要由專業(yè)性較強(qiáng)的人員來(lái)實(shí)施焊接，并且在焊接后還需要留下證明自己身份的印記，以確保達(dá)到后期的質(zhì)量溯源目的。

(3)焊縫的返修。焊縫的返修與正常的實(shí)施焊接有一定的區(qū)別，在返修的過(guò)程中會(huì)呈現(xiàn)出明顯的反復(fù)加熱及冷卻的過(guò)程。因此，在相關(guān)的規(guī)定中明確指出，焊縫的同一個(gè)位置其返修的次數(shù)不能超過(guò)2次，如果需要進(jìn)行2次以上的返修焊接，則需要通知相關(guān)的技術(shù)負(fù)責(zé)人員，上報(bào)返修次數(shù)并獲得批準(zhǔn)后才能夠進(jìn)行返修焊接。返修方案的設(shè)計(jì)，其一定要根據(jù)相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行，確保其在實(shí)際操作過(guò)程中的可靠性。返修是對(duì)已經(jīng)焊接好的設(shè)備進(jìn)行重新焊接，不僅會(huì)增加生產(chǎn)成本，在一定程度上還會(huì)提高壓力容器的使用風(fēng)險(xiǎn)，是每個(gè)企業(yè)都不希望發(fā)生的。

4 外觀質(zhì)量和幾何尺寸的控制

壓力容器在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中，其外觀質(zhì)量與幾何尺寸往往被設(shè)計(jì)者及相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)忽視掉，在這樣的情況下，也會(huì)增加質(zhì)量事故的發(fā)生概率。在外觀質(zhì)量的監(jiān)控中，咬邊和根部沒(méi)有焊接透徹或者是引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中缺陷等，都會(huì)提高壓力容器的潛在使用風(fēng)險(xiǎn)，因此在進(jìn)行相關(guān)生產(chǎn)的過(guò)程中要及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)消除缺陷。

在外觀質(zhì)量問(wèn)題中，電弧打傷、機(jī)械劃傷等也是其主要的構(gòu)成要素之一，如果在生產(chǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)此類情況，一定要及時(shí)進(jìn)行消除處理，確保壓力容器在使用的過(guò)程中不會(huì)因外觀質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)安全事故。

5 無(wú)損檢測(cè)的控制

無(wú)損檢測(cè)在壓力容器生產(chǎn)的過(guò)程中也是十分重要的組成部分，其能夠占到整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的16%左右。壓力容器在進(jìn)行無(wú)損檢查的過(guò)程中 ，需要從原材料進(jìn)場(chǎng)開(kāi)始，零件加工、產(chǎn)品組裝完成等，都在無(wú)損檢查的范疇內(nèi)。

(1)無(wú)損檢測(cè)中，其工作開(kāi)展的好壞，在一定程度上會(huì)直接影響到壓力容器的出廠質(zhì)量。無(wú)損檢測(cè)的過(guò)程中，其涉及到的方法、標(biāo)準(zhǔn)等都是其工作中的重要組成部分。要求不宜過(guò)高，過(guò)高的話會(huì)大幅度增加返修的頻率；但要求也不宜過(guò)低，如果要求過(guò)低的話，會(huì)造成壓力容器生產(chǎn)的過(guò)程中存在一定的瑕疵，增加安全事故的發(fā)生率。

(2)在無(wú)損檢測(cè)中應(yīng)該注意的問(wèn)題，用具體舉例的方式進(jìn)行研究。

①在實(shí)際生產(chǎn)中，如果檢測(cè)質(zhì)量符合GB/T 150.3—2011中的相關(guān)要求，則不需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)接管。

②如果進(jìn)行過(guò)補(bǔ)強(qiáng)圈、支座、墊板的焊接，需要進(jìn)行全面的無(wú)損檢測(cè)。

③管板、法蘭拼接焊縫，在進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的過(guò)程中應(yīng)該進(jìn)行全面檢測(cè)。

④做氣壓測(cè)試的壓力容器，其A和B兩個(gè)對(duì)接頭均需要進(jìn)行全面無(wú)損檢測(cè)。

⑤公稱直徑大于250 mm接管，其A和B 兩個(gè)對(duì)接頭均需要進(jìn)行全面無(wú)損檢測(cè)。

進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的工作人員必須具備一定的資格，并能夠承擔(dān)檢測(cè)后的相關(guān)結(jié)果。在檢測(cè)后，需要將檢測(cè)的相關(guān)記錄整理到檔案中。

6 焊后熱處理的控制

焊接后的熱處理控制中，需要嚴(yán)格按照相關(guān)的工藝進(jìn)行，確保在處理的過(guò)程中能夠根據(jù)不同的變量展開(kāi)有效的把控。壓力容器的焊接后熱處理控制一般包括兩個(gè)部分：一是焊接后的熱處理，二是改善力學(xué)性能熱處理。焊接后熱處理的目的。

①對(duì)焊接應(yīng)力進(jìn)行消除和降低。

②減少焊接結(jié)構(gòu)裂紋產(chǎn)生的概率。

③對(duì)焊接接頭的塑性和韌性進(jìn)行改善。

④對(duì)冷作和時(shí)效造成的機(jī)械能損失進(jìn)行恢復(fù)。

因此，以下情況也需要進(jìn)行焊接后熱處理。

①法蘭環(huán)的對(duì)接接頭是用板材或型材制造的情況下，需要進(jìn)行焊接后熱處理。

②當(dāng)法蘭斷面的厚度超過(guò)76 mm的時(shí)候，并且是以碳素鋼或低金鋼制作的情況下，其應(yīng)該進(jìn)行焊接后熱處理。

③除了不銹鋼材料以外，拼接焊的管板應(yīng)通過(guò)熱處理消除應(yīng)力。

7 耐壓試驗(yàn)的控制

耐壓試驗(yàn)主要是針對(duì)制造完成的壓力容器的強(qiáng)度及密封性進(jìn)行測(cè)試，確保壓力容器在后期的使用中不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。

8 出廠文件的控制

出廠文件的主要作用是為了證明壓力容器的合格性，并針對(duì)壓力容器在使用中的注意事項(xiàng)進(jìn)行備注與說(shuō)明。為了確保出廠文件的控制嚴(yán)謹(jǐn)性，其必須要通過(guò)具備相應(yīng)資格的人員對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)的審核。

9 結(jié)語(yǔ)

在壓力容器設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的過(guò)程中，需要對(duì)相關(guān)的環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的把控，確保壓力容器的生產(chǎn)環(huán)節(jié)有著較高的科學(xué)性與嚴(yán)謹(jǐn)性，實(shí)現(xiàn)壓力容器的高質(zhì)量生產(chǎn)，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)油脂加工業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。