俞颖
江苏省特种设备安全监督检验研究院无锡分院江苏省无锡市 214074
摘要：制造压力容器的过程中常常采用不锈钢复合板这种承压性能非常优良的金属材料。但是压力容器设备对材料性能、制造工艺等方面的高标准要求其在设计和制造的过程中必须非常重视质量。在具体实施过程中主要是从原材料控制、壁厚设计、错边量控制以及封头设计等方面来提升此类压力容器的设计和制造质量。本文也是从以上几个方面来分析设计和制造要点的。
关键词：不锈钢复合板压力容器；设计方法；制造技术
引言：
不锈钢复合板压力容器在制造的过程中可能会因为钢板质量不合格、加工技术不到位或者焊接不合格等因素而出现一些质量缺陷。因此，使用这种材料制作压力容器时需要对其在壁厚设计、错边量控制、封头设计以及焊接方法等进行严格地控制并借此来全面提高压力容器的质量。
一、材料要求
第一，压力容易在使用过程中需要承载较大的压力作用并对其性能指标提出了非常高的要求，因而在设计和制造压力容器时需要根据设计承载力选择性能指标满足要求的不锈钢复合板，相应的板材质量检测工作就因此而变得非常重要，图1反映了不锈钢复合板材，施工过程中需要根据其基层和覆层的特点进行合理的选择。第二，在设计和制造不锈钢复合板压力容器时需要严格地控制好基层板材与覆层板材之间的密实程度，如果这一环节达不到要求就可能导致其在后期的使用中出现腐蚀、鼓包或者脱层等一系列比较严重的问题，进而在后期的使用中产生较大的安全风险。另外，这种压力容器在制造的过程中需要将板材组合在一起并通过焊接的方式来实现有效的连接，板材之间的密实度达不到相关的技术要求时还可能对焊接质量产生较大的影响。由此可见在设计和制造此类压力容器时需要严格地控制不锈钢板的材料和板材之间的贴合性[1]。
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图1 不锈钢复合板材
二、壁厚设计
不锈钢压力容器的壁厚对其承压能力的大小具有非常显著的影响力，在确定此类压力容器的壁厚时主要关注其基层和覆层的厚度且必须控制还误差量。在具体实施过程中需要按照相关的技术标准来严格地约束各种可能影响壁厚的因素。当压力容器外壁承载的压力大于内壁的承载压力时需要将厚度考虑到覆层中去，而且在设计过程中还需要将负的偏差量排除在相关的计算范围之外。如果压力容器在耐腐性、耐高温等方面具有比较高的要求且在壁厚方面需要控制在较低的范围内时，应该采用高强度的合金板材[2]。
三、错边量要求
不锈钢复合板压力容器在制造的过程中需要采用焊接的方式来进行接口的部位的连接，通常情况下此类压力容器的接口部位在焊接之后可能会因为防腐不到位而出现一定的质量问题。接口错边量的控制在一定程度上对其最终的防腐效果和焊接成型效果等具有较大的影响力。通常情况下需要按照相应的技术规范将接口处的错边量控制在2mm的范围之内，在焊接的过程中需要将两个对接的边打磨出两个相适应的坡口并为后续的作业创造条件，坡口的形状需要沿着覆层的尺寸来进行合理的设计，并且在完成封头切边的基础上将相应的圆度公差控制在10mm的范围之内而对角线和长度的公差需要限制在1mm的范围之内[3]。另外，在控制错边量的过程中需要将接口伸长量、焊接过程的收缩量等因素全部都考虑进去，而且封头的筒体及其内周长应该控制在一致的水平，计算公式如下：
（公式1）
该公式中各个参数的具体含义为L1—展开长度；?L为周长的伸长量；n表示纵向焊缝的数量；C表示对口之间的间隙；?C为焊缝的收缩量。
四、封头设计
在进行不锈钢复合板压力容器的封头设计工作时需要按照相关的设计图纸对封头的厚度进行有效地控制，其中一个重点是检查名义钢板的厚度与封头的厚度之间是否存在良好的一致性，其负偏差是否控制在适当的范围之内。在实践过程中主要是通过检查封头厚度与名义钢板厚度之间的负偏差量来控制封头设计的精确度。需要注意的是当覆层的厚度比较薄时必须防止其他机械设备在其表面造成一定的损坏，由此带来的问题是覆层在后期的使用中可能会较早的出现锈蚀的情况。因而在进行封头的制作时可以根据实际条件来优先考虑采用冷加工方式。一旦在制造过程中因为操纵不当而对覆层表面差产生破坏，可以使用模具对这些破损的部位进行一定的修复[4]。
五、焊接控制
第一，在进行焊接作业之前需要先对不锈钢复合板进行精确地装配且对板材之间的贴合度、板材的坡口制作等进行严格地控制，尤其要对筒体的纵向接缝之间精确地控制。在具体实施过程中需要将筒节纵缝根部的错边量控制在不超过1mm的范围之内，在处理坡口问题时需要将其间距控制在不超过2mm的范围之内且间距需要控制得非常均匀，不得出现忽大忽小的情况。第二，进行焊接作业之前需要对焊材的规格型号、防潮性能等进行严格地检查且做好母材的处理，在焊接式需要控制好间距。
六、质量检测
第一，采用焊接技术来实现接口焊接之后需要先对整体的外观质量进行全面的检查并确保焊缝的美观性符合要求。当外观检查达到相关的要求之后还需要通过无损检测技术对其焊缝的内部焊接质量进行验证。在实践过程中一般是通过渗透探伤的方式对覆层的焊缝进行整体式地检测。
三、结束语
不锈钢复合板压力容器在使用过程中的安全性与其钢板材料的质量、壁厚设计、封头设计、错边量控制以及焊接控制等都具有非常密切的联系。一旦其在设计和制造的过程中出现任何质量缺陷就会对后续的使用过程带来很大的安全威胁。因此，在设计和制造此类压力容器的过程中需要从以上各个方面来加强其质量控制水平。
参考文献
[1]刘志鹏.浅析不锈钢复合板压力容器的设计制造技术[J].工业C, 2016(6):00013-00014.
[2]郭龙.不锈钢复合钢板压力容器设计制造厚度偏差分析[J].科技与生活， 2017,005(011):56,61.
[3]冯健，侯国亭，刘献甫， et al.爆炸焊接金属复合板厚度与压力容器设计厚度关系探讨[J].工程技术研究，2017,000(010):P.111-115.
[4]马耀宏.不锈钢复合板压力容器的制作要点[J].工程技术（引文版）, 2016(5):00009-00009.