关于压力容器制造中的变形控制分析 施建邦

发表时间:2021/4/20   来源:《基层建设》2020年第29期   作者:施建邦
[导读] 摘要:压力容器是指盛装气体或液体并承载一定压力的密闭设备,其工作条件恶劣,所以,我们必须重视压力容器制造的质量,在压力容器制造过程中需要能够保证不会因变形而影响设备整体质量的情况出现。
        兰州兰石重型装备股份有限公司  甘肃兰州  730314
        摘要:压力容器是指盛装气体或液体并承载一定压力的密闭设备,其工作条件恶劣,所以,我们必须重视压力容器制造的质量,在压力容器制造过程中需要能够保证不会因变形而影响设备整体质量的情况出现。
        关键词:压力容器;变形问题;控制措施
        1对压力容器制造进行变形控制分析的意义
        压力容器应用的广泛性、种类较多、对安全性及制造的专业性要求较高等特征决定了压力容器在生产生活中的重要地位,与现代工业生产息息相关。如何在生产制造压力容器的时候就做好质量把控,值得我们深思。影响压力容器生产质量的最主要问题便是压力容器在生产制造过程中可能出现变形现象,不同的变形情况对压力容器质量的影响程度也不尽相同,如果没有进行及时的发现和采用相关措施进行处理,一方面会对压力容器的产品生产效率造成不良影响,另一方面也会对压力容易的产品质量产生负面影响,甚至可能引发一些安全事故。当然,并不是所绝对不能出现变形情况,在生产要求中,其实对于压力容器的变形也是有一个容忍误差的,但是一旦超过这个容忍误差,生产者便要对产品进行返工,而返工的后果便是增加了其生产制造成本,而成本增加了无疑是降低了产品的市场竞争力。
        2造成变形问题的主要原因
        2.1焊接变形
        压力容器因为体积较大,结构复杂,因此在制造的过程中必须要通过焊接手段来将各个零部件进行组对连接,但是从很多的生产过程中可以发现目前主要存在如下几个方面的问题。首先,一些企业对焊接过程缺乏科学性,由于不同的承压设备对于焊接技术的要求也不同,因此需要能够结合实际情况进行选择,但是很多焊接技术工人未选择具有针对性的焊接方法。其次,焊接温度对焊接效果影响很大,温度控制不均会导致焊接材料表面出现不均匀,从而出现施焊工件变形的情况。
        2.2应力变形
        压力容器在制作的过程中需要经历多道加工程序,其中包括压力容器筒体的组对工作,有些压力容器由于外形高度尺寸较大,在组对的过程中会受到自身重力,支座支撑力以及吊机的吊装力影响,在众多外部因素的共同作用之下,压力容器内部会出现相应的内部应力,这种力会存在于设备材料内部,当外界环境发生变化或者承载力过大的时候,内部应力得不到释放会导致设备出现变形。
        2.3热切割变形
        在制作压力容器过程中经常会用到热切割,当使用热切割的方法来切割一些板材时(尤其是长条形板材),由于在切割过程中工件的切割的一侧因受热膨胀而变长,另外一侧未切割而产生拉力,使板材产生侧弯变形和翘曲变形,给后续的制造工序造成困难。
        2.4加工及备料误差变形
        加工过程也一种导致变形的因素,例如封头在压制后会出现封头外形曲率与标准封头的外形曲率不符,和设计图纸标准尺寸之间存在较大的出入,造成今后的设备使用过程中封头处的压力和设计时发生变化,从而影响设备的安全性能,而造成加工误差变形的原因大致为工人在放置胚料位置不正确和封头模具不标准等所致。备料误差导致的变形主要是钢板,钢材是制造压力容器的主要原材料,在运输、吊装、存放过程中,经常受到各种内外力的作用而发生弯曲、扭曲等变形问题,不仅会影响划线切割,也不利于零件的成型精度。


        3对压力容器变形的控制措施
        3.1焊接变形控制
        压力容器是钢板焊接的产品,对焊接技术要求很高。焊接时涉及高温冷却,容易引发变形。要严格规范焊接的操作流程,根据产品实际的制作要求,采用合理的焊接工艺。在焊接的过程中,要按照操作规范流程,实施焊接作业和处理,保证焊接的细节处理质量。在进行作业程度复杂的焊接过程中,首先要以相关的技术要求为依据,保证每个环节的焊接质量,为不同的焊接工艺的衔接打好基础。在处理焊接问题时,要根据问题的关键点,来选择焊接工艺,确保问题高效的处理。如有材料代用的情况,首先确定选用的焊接工艺能否将代用的材料焊接覆盖,达到技术要求。还要及时跟原设计单位进行沟通,取得对方的书面同意后,采用正确的工艺方法,合理控制焊接参数,保证压力容器焊接质量。焊接过程中,要对所有可能引起变形的原因进行分析,在遇到类似的问题时,能够有针对地进行处理和控制。
        3.2内应力变形控制
        压力容器焊接完成要实施组装,在挪动、起吊的过程中会受到外力,在内应力作用下很有可能发生变形。要采取有效的手段消除或降低内部用力,还可以采用有效的措施,均匀压力容器的内应力。首先合理采用热处理消耗容器的内应力。喷嘴式加热是压力容器的制造过程的主要热处理方式,为降低热处理火焰造成的压力容器的局部温度过高的问题,可以设置挡火装置,避免喷嘴火焰对热熔器的直接加热,提高火焰的均匀性,降低热处理火焰造成变形的概率。在压力容器的制造中,运用的零部件的金属外壳因长时间处于高温中,极有可能出现变形,要采取一定的加固措施,提高压力容器的稳定性,合理控制变形问题的发生。
        3.3成型误差变形控制
        在压力容器的组成部件完成后,还需要控制压力容器的成型误差造成的变形。首先要严格参照压力容器的制造工艺,实施成型制作,避免因模具或者操作不当造成的变形问题。一方面是由于压力容器的在高温下脱模,容易造成封头处的收缩变形,严重者还会出现几何尺寸超标的问题。另一方面,如果模具设计的不够严谨,则会引发由于此模具生产的零件不符合质量标准的情况。因此,必须保障模具设计的合理性和科学性。针对成型引发的变形问题,要积极探究其原因,制定完善的解决方案。首先,工作人员要严格按照压力容器的制造工艺和生产标准要求,完成成型。在实际成型之前,还要对模具进行检查和优化,控制产生形变的误差因素。
        3.4加工及备料误差变形控制
        对加工作业人员进行培训,按照规定作业,相关人员应该对于生产过程中出现标准尺寸误差过大的问题进行高度重视,并且采取专门针对性的解决措施,例如在加工的过程中严格控制工艺流程,并且检测模具的大小尺寸,对于设备老旧,不符合生产规范的模具应该进行及时更换,控制好模具的尺寸及形状误差,另外模具在设计的过程中应该考虑在施工过程中会出现的各种热胀冷缩情况,需要提前预留好一定的伸缩空间,这些及早预防的措施对于容器的成型效果具有很大的作用。在下料之前,应采取措施纠正钢材的变形问题,如果存在钢板不平整、波浪形等现象,可能会增大卷制后筒节直径的误差,对环缝对接口位置的错边量产生影响。针对这一问题,应采取矫形措施,可更好地增强设备精度,保障后续工作顺利进行。
        4结束语
        综上所述,对压力容器制作过程中出现的变形问题进行简要分析并做出相应的控制措施,并希望能够通过本文的论述帮助企业从以上这些方面做好改进工作,为企业提高生产效率并提升设备质量,增强设备在使用过程中的安全性和可靠性。
        参考文献
        [1]柳溪,华柏生,朱章全.压力容器制造中的变形控制探析[J].化学工程与装备,2019(11):152-153.
        [2]黄星泉.分析压力容器制造过程中变形问题的控制对策[J].现代制造技术与装备,2018(6):165-166.
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