压力容器制造的质量控制策略研究

发表时间:2020/6/2   来源:《工程管理前沿》2020年第6卷3月6期   作者:杨明倩
[导读] 21世纪的中国,是信息化高度发展的时代

        摘要:21世纪的中国,是信息化高度发展的时代,也是机械加工领域蓬勃发展极度繁荣的时代。伴随着我国机械加工行业的腾飞与崛起,作为机械加工领域中最基本的容器设备,压力容器的应用普及范围非常广泛,压力容器的市场需求数量激增,压力容器制造的质量控制与管理也成为制造行业重要的研究内容。本文中,就压力容器制造的质量控制问题展开分析与研究。
        关键词:压力容器;制造过程;存在问题;质量控制
         1 概述
        压力容器是指工业生产或实验研究中用于完成反应、传热、传质、分离和贮运等工艺过程,并承受一定压力(≥0.1MPa)的容器。它属于承压类特种设备范畴。由于生产和实际需求的不同,压力容器的种类和结构也多种多样,但它们都有一个共同的特征,那就是承受压力。因此,从本质上讲,压力容器都有发生物理爆炸和化学爆炸的可能性。作为工业生产的核心设备,压力容器的制造质量体现了制造企业的技术水平和管理水平,也直接反映了一个国家的工业文明程度。随着国家对压力容器质量管理的重视,我国压力容器管理水平稳步提升,但在实践过程中仍然存在着很多问题,给安全生产带来了很大的隐患。例如制造工艺流程不规范,制造技术的落后或检测不到位等。因此在压力容器的制造过程中,技术人员应不断创新与完善制造技术,保证制造质量的同时,满足人们对压力容器美感的需求。
         2 压力容器制造的相关特点
        2.1 安全性能要求高
        通常情况下,压力容器使用的工作条件比较特殊。一方面,其使用时的外部工作环境较为恶劣,多数处在高温、高压和腐蚀性较高的环境下;另一方面,压力容器内的气体或者液体介质一般具有易燃和易爆性,并且还可能具有毒性。因此,压力容器的制造安全性能要求极高,在产品设计制造和监督检验过程中必须严格遵循相关的行业规范与标准。可喜的是,新的生产科技和制造工艺发展促进了我国压力容器行业规范与标准的更新和改进,在压力容器制造的安全和经济性两方面均取得了长足的进步[1]。
        2.2 压力容器种类繁多
        压力容器种类繁多,在工业领域中的应用较为广泛,而不同行业对压力容器的需求差别很大。根据压力容器在工业生产中的作用类型不同,可分为反应压力容器(R)、换热压力容器(E)、分离压力容器(S)和储存压力容器(C)等。由于其种类繁多,在不同工况下的结构和相关的使用参数亦不同,因此压力容器制造时的规范统一难度很大。
        2.3 制造工艺复杂
        压力容器的制造工艺较为复杂,通常包括材料检验、机加工、铆焊、无损检验、热处理、压力试验和表面防腐处理等多个工序,涉及到金属材料冶金、机械加工、材料成型和现代检测等多个学科领域。因此,生产制造企业需要合理控制压力容器的生产流程,确保各个工序衔接恰当,保证压力容器的生产效率和质量[2]。
         3 压力容器制造质量的控制策略分析
        3.1在压力容器生产制造过程中,生产材料的质量直接决定了生产质量的优劣,为了有效提高压力容器的生产效率与质量,在材料采购时就需要进行严格的控制。在制造材料选择时需要考虑到原材料、附加材料、外购材料的具体数据和类型,然后对其质量进行严格的管理控制。
        3.2在压力容器材料采购时,需要熟悉我国压力容器的材料选购标准和国际压力容器的材料选购标准,因为在采购时并不是针对国内供货企业进行采购,采购人员面对的市场是全球企业,因此掌握国内外的标准对采购工作有很大的帮助。在采购工作进行时根据采购的成本和采购材料的数量,进行最佳的采购规划。


        3.3在采购材料运输到企业时,不仅需要查看产品材料的生产合格证书,并且还要对材料进行复查,以保障材料达到压力容器的生产制造要求,在复查等级后,需要根据不同材料的存放要求对其进行分类储存,这样可以有效地保障材料的质量与性能。在压力容器进行生产制作时,要保障每位工作人员都持证上岗,各自负责自己对应的工作内容,从而很好地提高压力容器的生产质量与效率。
        4 焊接质量控制
        4.1焊接工艺。压力容器施焊之前,受压元件焊缝、与受压元件组焊的焊缝、熔入永久焊缝内的定位焊缝、受压元件母材表面堆焊与补焊,以及这些焊缝的返修焊缝都应进行焊接工艺评定,只有经过评定合格的焊接工艺支持,才进行施焊。焊接工艺评定技术档案需要妥善保管,直至该工艺评定失效为止,工艺评定试样保存期限不少于5年[3]。
        4.2组焊。a.焊前对焊道进行清理,焊道两侧至少20mm范围内去除氧化皮、油污、熔渣及其它杂质;b.有坡口要求的焊缝,坡口表面不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷。对于抗拉强度≥540MPa的低合金钢及Cr-Mo低合金钢经热切割后的坡口表面,坡口制备完成后应进行磁粉检测;c.全熔透焊缝需要根据相关技术要求和工艺文件规定定位组件,保证组焊间隙,确保熔透效果;d.焊接材料应保持干燥,施焊环境需要满足规范规定的风速、湿度、温度等环境因素要求。当焊件温度低于0℃时,应对焊件进行预热处理。
        4.3焊缝外观控制。a.焊缝余高控制。压力容器A、B类焊缝,焊缝余高e1、e2要满足标准GB150要求,焊缝高度不得低于母材高度。例如:筒体母材Q235B采用单面坡口的筒体,需要满足A类焊缝余高e1≤0%~15%δs;B类焊缝e2≤1.5mm。b.焊缝咬边。咬边缺陷是危害焊缝质量的重要因素,所以标准中对咬边的控制相对较严格。在日常产品质量检验中应当高度重视。对于Rm≥540MPa及Cr-Mo低合金钢制造的容器及不锈钢容器、低温容器等标准要求的特殊容器,咬边的缺陷是不允许存在的;对于其它容器,焊缝表面的咬边深度不得大于0.5mm,咬边连续长度不得大于100mm,并且焊缝两侧咬边长度总长不得超过该焊缝长度的10%。c.焊缝其它外观要求。焊缝表面应按照相关标准进行外观检查,不允许有表面裂纹、未焊透、未熔合、表面气孔、弧坑、未填满、夹渣等缺陷;焊缝与母材应圆滑过渡,角焊缝应凹形圆滑过渡,减小应力集中。必要时,需要配合表面无损检测进行进一步检查[4]。
         5 对制造工艺实施有效控制
        压力容器的类型不同,其工作环境以及工作要求也不同。因此,各种压力容器的制造,均有其独特的制造工艺流程,不能采用相同的工艺进行不同的压力容器的制造。在正常的制造过程中,各容器均有其配套的制造工艺文件,能够为容器的制造提供指导,以保证其制造质量,并且促使其生产效益得到提高,同时实现生产成本的有效把控。要对制造工艺实施有效控制,必须严格执行制作工艺文件的要求,因此,制造人员要对工艺流程进行充分的了解,并且要求技术熟练。为明确生产责任,保障制造质量,可针对压力容器的制造采取实名签字制度。
        结束语
        综上所述,压力容器在目前的工业生产和制造中有着重要的价值,所以保证其使用稳定和安全意义重大。锅炉压力容器制造监督检验工作是锅炉压力容器制造过程中必须要重点关注的工作,只有提高了锅炉压力容器制造监督检验的效果,才能够保证锅里压力容器的质量。
        参考文献:
         [1]谭俭明.浅谈锅炉及压力容器制造过程中的质量控制[J].技术与市场,2010(8):31-33.
        [2]张骞.复合材料压力容器热力耦合应力分析[D].辽宁:大连理工大学,2013:15-27.
        [3]张洋洋.压力容器的疲劳寿命与裂纹扩展规律分析[D].甘肃:兰州理工大学,2014:23-48.
        [4]王明晰,王林爽.压力容器制造过程中的材料质量控制探析[J].科技致富向导,2015(5):21-25.
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