摘要:在我国的工业领域中,压力容器得到了非常广泛的应用。因为在压力容器的制造过程中,制造加工工艺非常复杂,影响产品质量的干扰因素众多,所以导致上述变形问题出现的概率更大,所以本文通过对压力容器制造过程中的变形控制进行研究探讨,进一步加强和改善压力容器制造的工艺要求,对变形问题进行有效改善,保障生产制造的产品质量和相关工作人员的生命安全和财产安全。
关键字:压力容器,制造加工,变形控制
引言:压力容器在工业领域中作为一种承压设备,常在高温、高压和极度潮湿的环境下进行工作,并且由于压力容器的制造过程中,制造加工工艺非常复杂,影响产品质量的干扰因素众多,诸多因素的影响下导致压力容器在生产制造期间发生变形问题的概率加大。对于压力容器变形问题,如果不进行及时有效的处理和解决,会进一步影响到压力容器的使用质量,造成产品不达标,生产企业信誉受损;再者,当这种容器变形问题的变形量过大,不满足误差精度时,进行的压力容器再次加工处理环节会给企业带来人力,物力和财力等诸多方面的压力。这种容器再次加工处理不仅耗费企业的经济投入,还会对企业声誉造成负面影响,使得产品在市场的竞争力下降。因此对压力容器制造过程中的变形控制进行研究探讨,重视压力容器制造过程中的变形问题,在制造过程中加强和改善压力容器的质量,提出预防措施,避免上述问题的产生,这一系列研究具有重大且长远的现实意义和经济价值。
1.对压力容器变形进行分析和控制的意义
压力容器在生产制造的过程中发生变形是目前该行业内非常常见的问题之一,这些不同的变形也会给产品质量带来不同程度的影响。只有通过及时且有效的应对措施对压力容器进行处理才能避免降低产品的生产效率,损坏产品的质量,减少安全事故发生的概率和可能性。其次,当压力容器变形的变形量过大,不满足误差精度时,需要对压力容器进行再次加工处理,而这一工序会给企业带来人力,物力和财力等诸多方面的压力。这种容器再次加工处理不仅耗费企业的经济投入,还会对企业声誉造成负面影响,使得产品在市场的竞争力下降。所以重视压力容器制造的变形问题并加以解决是生产企业急需应对的挑战和难题。对压力容器生产制造过程的变形进行分析研究首先要从全局出发,分析压力容器制造中变形出现原因,有针对性地解决,特别是那些主要因素必须完全掌握并加以控制;其次,在明确主要因素以后,通过切实有效的控制措施加以控制是另一大难点,只有科学合理的控制措施才能预防和处理这一问题。目前,经过科学研究和工程实践经验的总结发现,压力容器变形主要分为应力造成的压力容器变形和人为误差造成的变形。前者是由于加工过程的失稳,焊接过程的变形,热处理过程中的变形等因素导致的,后者是由于下料误差,成型误差等因素导致的。
2.造成压力容器变形的原因
造成压力容器变形的原因主要包括有材料选择、设计不当,焊接操作不当和人工操作不当三方面。
2.1材料选择、设计不当
对压力容器的生产材料进行选择、设计是制造加工过程中最为基础的内容,它直接决定了压力容器的质量是否满足设计和使用要求。但是在实际的压力容器制造过程中,部分企业因为材料选择、设计不当导致压力容器没有使用恰当合格的生产材料,进而造成生产的过程中安全事故的发生。因为材料选择、设计不当造成的压力容器变形也从侧面反映了部分企业盲目追求经济利益,忽视社会利益的现象。
2.2焊接操作不当
因为焊接操作不当造成压力容器出现变形通常是指焊接流程不合理。除此之外,由于在进行焊接操作加工时,不同的金属对于焊接的要求也是不同的,只有通过相互配合才能保证焊接的准确性。而目前压力容器焊接加工在实际操作时,往往会发生焊接过程不够细致,焊接范围过大或者过小,没有合理的把控和掌握焊接材料和温度等问题,进而导致压力容器的变形。因为焊接加工属于关键工序,更容易在这一环节出现压力容器的焊接变形问题,所以对焊接变形的几种常见原因进行分析。
在实际压力容器的焊接过程中,常常会出现的焊接变形问题包括有法兰的焊接变形问题,薄板的焊接变形,管板的焊接变形三种。其中法兰的焊接变形问题是由于在大部分的压力容器结构设计中都包括有法兰,但是在法兰焊接过程中,因为焊缝熔合区的冷却,焊缝间断冷却时间间隔过长等众多因素的影响,导致不均匀受热,进一步发生焊接变形。薄板的焊接变形则可以根据变形程度分为局部变形和整体变形。局部变形是因为受截断面积、焊接材料的热物理性能、焊缝数量以及焊接工艺参数等焊接加工工艺参数的影响;整体变形发生在焊接工序完成后,具体表现为压力容器的尺寸和结构比例的变化。管板的焊接变形具体表现为因为焊接过程中的管板局部过热引起的的焊接变形问题。
2.3人工操作不当
因为人工操作不当造成压力容器出现变形是指相关人员的专业能力不达标,对于制造过程中的问题不能及时的解决带来的相关问题。由于在压力容器的制造过程中,人为参与时不可缺少的,因此由于人工操作不当带来的变形是产生压力容器变形的主要原因之一。
3.对压力容器变形进行控制的措施
基于上述对于造成压力容器变形的原因的研究和分析,将压力容器变形的控制措施分为以下四种,分别是焊接变形控制,内应力变形控制,成型误差变形控制,材料变形控制。其中焊接变形控制采取的措施为:严格规范压力容器焊接的操作流程,基于产品的制作要求采取科学合理的焊接工艺。首先为了确保每个环节的焊接质量,要根据相关的技术要求做好不同的焊接工艺的衔接;其次在压力容器焊接过程中使用正确的工艺方法, 合理的焊接参数;最后,对于焊接过程中可能导致变形的原因进行分析,为以后碰到同类型的问题提出科学合理且有效的处理和控制方法打下基础。
针对压力容器变形的控制措施中的焊接变形控制还应该考虑到压力容器在焊接后的收缩问题,应该在下料这一工序中预留出合适的余量补偿焊接收缩的影响;为了减小焊接过程中的受热区焊接变形,还可以采取一定措施及时散去焊接处的热量。当不可避免地出现了压力容器的焊接变形时,可以采取以下矫正方法对焊接变形进行矫正。第一,通过手工或机械的方法来实现对焊接变形的矫正,也被称为冷矫正法。通常会使用到千斤顶、拉紧器和液压机等设备。第二,通过用火焰对局部进行加热进而产生可以抵消原变形的反向变形的办法,也被称为热矫正法,但是在使用热矫正法的时候需要注意该方法的加热温度控制不当时,会使材料的金相组织结构发生改变。
其中内应力变形控制采取的措施是通过采取有效的手段和措施消除,降低或者均匀压力容器的内应力。首先会采取合适的热处理方法消耗容器的内应力,通常会在喷嘴式加热中设置挡火装置避免喷嘴火焰的直接加热;其次,通过特殊的加固措施对压力容器的稳定性进行提高。其中成型误差变形控制采取的措施是通过严格参照压力容器的制造工艺,实施成型制作,这样可以减少或者避免因模具和人工操作不当引发的变形问题。
结语
目前经济社会和国家工业化的不断发展对相关领域和设备都提出了更高的要求,其中压力容器作为工业领域中的重要设备之一,它的质量直接影响到工业制造活动的顺利进行,因此压力容器也应该提高自身质量,改进不足和缺陷应对更高的要求和挑战。在生产制造压力容器的过程中,变形问题是不容忽视的,因为压力容器变形严重时会导致容器泄露,造成严重的后果,引发安全事故,这不仅影响到生产制造的产品质量,甚至还会危害到相关工作人员的生命安全和财产安全。所以对压力容器变形的原因进行分析研究,结合生产的实践经验提出有效地控制策略有助于保障压力容器的安全性和高质量。
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