陕西延长石油机械装备制造有限公司 陕西省延安市 717403
摘要：压力容器性能包括原材料的性能和焊接接头的性能。合格的材料是压力容器制造质量的基础。因而，在招投标阶段，要明确主要材料的性能，尤其是特殊用途的材料，例如高强度、耐高温、耐低温或耐腐蚀等用钢，必须充分了解钢厂提供的材料技术文件。材料的化学成分、金相组织、晶粒度，材料性能以及采取的热处理措施等均为编制投标书的基础资料。压力容器主要制造工序包括下料、成形、组装、焊接和热处理。压力容器制造过程中温度不断变化，会使材料金相组织发生变化，并产生应力形变。金相组织变化会影响材料的性能，应力形变则会对其几何形状尺寸产生影响。
关键词：压力容器；制造；变形控制
引言
压力容器是一种特殊的密闭设备，承载着一定压力，一般是用来盛装气体或者液体，在生产生活中日趋成为一种常见的设备，在工业生产领域有着广泛的应用，因而如何保证压力容器使用得当，成为越来越多人关心的问题，其关键的一环还是在于压力容器的制造端。在制造压力容器的时候，如何降低压力容器出现变形问题成为生产者值得关注的要点。
1 压力容器制造特征
压力容器是在高温、高压、腐蚀的环境中工作，盛装的介质是易燃、易爆、有毒的有害气体或液体。因此对其安全性的要求极为严格，稍不注意，就会产生安全隐患，后果将不堪设想。在压力容器的设计、制造、安装、使用过程中，每一个环节都与安全息息相关，压力容器设计、制造、安装、使用单位应从管理上采取有效的措施，事前预防，将安全放在第一位，避免灾难性事故的发生。压力容器的制造单位应取得特种设备制造许可证，并按照批准的范围进行制造。在制造过程中，应该严格按照法规和安全技术规范的要求执行。当压力容器被应用到具体行业时，还应该符合行业标准的要求，这就要求从事压力容器设计和制造人员具有丰富的理论知识和较高的专业技术技能水平，同时还要熟悉安全法规，从多方面、多角度考虑，从而设计和制造出安全系数高、质量可靠的产品。
2 变形现象的主要原因
2.1 材料选择问题
材料的选择是金字塔的底部，即材料的选择是生产制造压力容器最基础的部分。在生产制造过程中，存在一些企业片面追加经济效益，不顾社会利益的情况，对材料选择不当，而材料的选择恰当与否关系着压力容器的生产安全性，使用不恰当的材料不但容易出现变形现象，更可能在生产过程中就引发安全事故。
2.2 焊接操作问题
如果说压力容器制造中材料的选择是金字塔的底部，属于基础环节，那么焊接技术便是压力容器制造最重要的一步，焊接工艺的水平对压力容器的生产质量有着密切影响，一方面焊接流程操作不当会让压力容器容易出现变形，另一方面焊接的不够细致精确同样容易导致压力容器变形。
3 对压力容器变形的控制措施
3.1 材料质量控制
材料的性能主要包括力学性能、化学性能、物理性能和工艺性能等。力学性能包括强度、硬度、塑性、韧性和断裂韧性能等。化学性能包括耐腐蚀性能、抗氧化性能和抗热稳定性能等。物理性能指密度、熔点、导热系数、热膨胀系数、导电性、磁性、弹性模量、泊松比等。加工性能包括冷加工性能和热加工性能，即机加工性能、塑性加工性能、铸造性能、锻造性能、焊接性能和热处理性能等。
材料制造时要依据工艺要求，经过加工、成形、焊接等工序，由应力应变造成的几何形状尺寸变化应在可接受范围内，可以合理地增加工艺余量。备料和下料工序相关联，有相互匹配要求的材料，要采用合理的尺寸偏差。一般两管板正面之间的距离取负偏差，定尺的换热管长度取正偏差；折流板孔径取正偏差，换热管外径取负偏差；塔体内径取正偏差，塔盘外径、塔盘支持圈等内件的外径取负偏差。
3.2 重视耐压试验的前期安全检测工作
要做好压力容器耐压试验的质量控制，提升试验效率和安全性，就要重视耐压试验的前期安全检测工作的开展。首先，要求专业试验人员对压力容器的各零部件以及位置进行提前的标记，记录并留存压力容器的外部特征，保证其外观完好，以便后续观察是否有发生形变等的问题。尤其是在进行特殊的气压试验的过程中，必须要对压力容器的各焊接接头以及连接位置进行 100 %的无损检验，通过检验之后才可进行下一步的试验。其次，就是要做好压力容器调节阀与截止阀的封闭性控制工作，保证阀门的安全性和稳定性，进行再一次的阀门紧固，不能出现松动。最后，就是在正式试验操作启动之前，必须要做好试验现场的安全防护工作，试验场地尽量选择远离人群的地区，并且要根据耐压试验的要求控制好现场的温度以及湿度等等。试验开始前的安全检测工作是耐压试验质量控制的关键，因此必须要细致入微的进行安全检测，并且将安全检测的记录数据与试验过程以及试验后的数据进行对比分析，进而更好的发现压力容器运行中存在的问题和不足。
3.3 焊接质量控制
元件、零部件主要通过焊接连接成容器，因此焊接的工作量较大。焊接时产生的过热区会影响焊接接头的性能，从而影响压力容器性能，焊接质量直接关系到压力容器的运行周期。因此，焊接是压力容器制造质量控制的关键工序。技术人员应遵照国家颁布实施的焊接工艺评定标准，选择与母材相匹配的焊材，并进行焊接工艺评定，控制焊接线能量，降低过热区对焊接接头性能的影响，确保其满足设计要求。材料应力应变常发生在焊接全过程中，优秀的焊接技术人员还必须具有预防产品焊接变形的能力和经验。必要时，按照不同材质、厚度、曲率的元件，不同焊接结构等进行焊接试验，或者进行有限元分析等。预防产品焊接变形的措施包括确定每个元件、零部件和整个容器中焊接接头的焊接顺序，预防措施均应写入焊接作业指导书中。焊接人员需通过培训，并严格按照焊接作业指导书施焊。既要降低焊接应力、减少元件变形，又要降低焊接热影响区对材料性的影响。焊接人员也要有预防焊接变形的意识，加强学习，积累经验，既要确保焊接接头性能的合格，又要降低焊接变形量。
3.4 压力试验质量控制
压力试验是压力容器制造过程中的一个重大里程碑，是验证产品质量是否合格的重要手段，GB 150.4—2011[5]和TSG21—2016[6]都对压力容器压力试验的介质、压力、保压时间、过程控制、压力试验合格要求进行了规定。目前，压力容器检验运用最为广泛的是以水为介质的压力试验，称为水压试验。水压试验要严格控制各个环节，做好试压前的准备工作，注意升压和保压的各个步骤、压力试验顺序等事项，它的准确性直接影响了压力容器的安全性和可靠性，关系到压力容器后期使用的安全隐患。
结束语
为了保证压力容器使用的安全性、功效性，在制造压力容器的过程中，必须加强质量控制。学习先进的工艺、技术，吸收同行的经验。发挥全员的主观能动性，落实质控体系人员的岗位责任制，认真实施制造工艺，同时应发挥工匠的作用，现场监督检验要及时。分析主要风险，杜绝主要缺陷，掌握金相组织变化和应力应变的程度，确保容器的性能和几何形状尺寸符合设计的要求，确保压力容器制造的合格性。
参考文献
[1]张洁.容器制造过程中的质量控制[J].化工设计通讯，2020，46（1）：64-65.
[2]胥加军．压力容器检验中耐压试验的质量控制措施[J]．化工设计通讯，2020，46(06)：123-124．