付永久
七冶建设集团有限责任公司 贵州贵阳 550007
【摘要】压力容器是属于特种设备,在化工行业的应用十分广泛。化工技术操作的环境具有复杂性,所以使用压力容器的过程中,会出现变形的问题。引起这一现象的因素有很多,高温压、高荷载、腐蚀性较强等都可能会引起压力容器在操作过程中变形。为提高企业的经济效益,推动社会经济的发展,如何解决压力容器变形的问题,一直是企业所关注的重点问题。要解决这一问题,首先要防范变形因素的产生,这一可以增加压力容器的稳定性,减少变形的概率。这样不仅可以保障企业的发展,还可以推动社会的经济发展。
【关键词】压力容器;变形控制;有效措施
压力容器在生产的过程中,出现变形的概率很高,研究市场数据统计,压力容器生产过程中的缺陷率占据了总产量的60%左右,这个数据充分说明了压力容器变形控制的重要性。如果压力容器生产的过程中,不能控制变形,那么产品的可靠性会直接降低,还会留下严重的安全隐患。所以企业在制造压力容器的过程中,一定要注重变形问题的发生。对压力容器变形的原因进行分析,并找到解决的有效措施。除此之外,企业在发展的过程中,还需要加强技术的提升,对企业的压力容器制作技术不断优化,引进先进技术,规范生产标准。这样不仅可以提升压力容器的制造质量,还可以减少变形发生率,这对于企业的经济发展有着重要的作用,也能推动整个制作行业的发展,有重要的社会价值。
1.压力容器变形的因素
制造压力容器的过程中,影响其变形的因素有很多种。最为典型的有焊接工艺、大直径筒体的刚性欠缺、内应力、加工操作误差等,所以压力容器在制造的过程中发生变形,需要对其变形的因素进行仔细分析。
1.1焊接工艺
压力容器制作过程中,焊接工艺是引起变形的常见的因素。压力容器在焊接的过程中,通常会经过高温,温度过高,会让金属出现温度变形。这个过程中,压力容器的结构和整体形状会有较大的变化。压力容器的结构一旦发生整体性的变化,其物理和化学功能也会产生变化。材料耐腐蚀性能和荷载承压受力性能会降低,所以压力容器制作的过程中,焊接材质的质量对于容器的质量有着重要的影响,要减少变形发生率,企业要改善焊接工艺,提升焊接材料的质量。
1.2大直径筒体的刚性欠缺
压力容器的类型有两种,分为小直径和大直径,不同直径的压力容器制作的刚性都不一样。小直径压力容器制造过程中,焊接工作很难开展。压力容器的焊接主要是内部焊接,但小直径压力容器的直径比较小,所以工作人员很难进行内部焊接。所以小直径压力容器焊接的过程中,通常都是单面焊接。单面焊接比内部焊接的操作技术更难,所以对技术人员的要求比较更。焊接的过程中,要形成良好的焊缝,还要将母材熔透。单面焊接的过程中, 达到有效的焊缝。大直径的压力容器虽然内部焊接容易进行,但也会存在变形的问题,直径过大,会导致直径超过压力容器本身的厚度,这会降低压力容器的刚性,压力容器的刚性欠缺,容易出现变形,还会影响焊接的效果。
1.3内应力
压力容器在制造的过程中,一定要经过热处理加工。这个过程中,压力容器需要承受重力组装,压力容器在组装的过程中,会受外部设备的影响。外界设备的吊装力和强制力会导致压力容器存在一定的内应力,内应力的前期不会造成压力容器变形,但内应力不断扩大,会造成压力容器变形,所以压力容器制作的过程中,要减少变形的发生率,需要减少内应力的产生。
1.4加工操作误差
设备制造的过程中,压力容器的多数构建会因为技术人员的误差而造成构建的偏差,这是影响压力容器变形的重要因素。比较典型的便是封头制作,成型过程需要高温脱模,而这个过程中,头尺寸容易收缩变形。
如果误差超过规定,即便压力容器整体成型,后期设备运行的过程中,也会留下安全隐患,所以压力容器制作的过程中,一定要减少加工的误差
2.压力容器变形控制措施
2.1 消除内应力
内应力的产生是造成压力容器变形的重要因素,所以压力容器制作的过程中,预防变形的有效措施就是消除内应力。现阶段,压力容器的制造企业采用的都是热处理的方式,对压力容器进行热处理,是消除内应力的有效策略。但对压力容器进行热处理的过程中,一定要注意温度的控制。将温度控制在允许范围内,可以保障压力容器的受热均匀,压力容器热处理的设备主要以喷嘴式热处理炉为主,热处理的过程中,如果直接对压力容器进行加热,会导致局部温度升高,这会导致压力容器变形。所以处理之前,需要进行防护设置,减少局部受热集中。如果温度太高,压力容器的金属结构也会发生变形,所以加热的过程中,要对金属结构进行加固,对结构加固只适用于大直径压力容器。
2.2 焊接防变形措施
压力容器焊接的过程中,合理焊接可以减少变形发生率。要做到好这一工艺,可以从以下几点出发:①减小焊接量,这样可以减少焊接变形。减少焊接可以通过改变坡口的形状和大小等方式,将坡口的角度缩小,将角度改成V型或是U型。②改良焊接的顺序,这样可以让焊缝均匀受热,能减少变形。③减小热量输入,像电流、电压等,减少热量,可以让压力容器快速散热,这样能减少变形。④采用合适的工艺,焊接变形控制的过程中,可以选取合适的焊接工艺。
2.3 刚性不足的应对措施
刚性不足是引起压力容器变形的主要因素,所以变形控制的过程中,要合理计算压力容器的承压件和承载件的刚性。除此之外,还要做好零件的变形控制预防,如果是大直径压力容器,可以提前组装支撑圈、加强圈和支撑工装。存放的过程中,一定要采取立式,在下方垫实。进行热处理之前,要做好支撑工装准备。
2.4 原材料误差或制造误差导致的变形问题和措施
误差因素是引起压力容器变形的人为因素,这也是可控因素之一。在变形控制的过程中,要加强对压力容器原材料的控制。压力容器所需的原材料在运输的过程中,容易发生变形,变形的因素有很多中,吊装、运输、存放等过程都有可能会发生变形。所以压力容器制造的过程中,要对原材料进行入场检测。下料之前,要确认材料的尺寸,如果发现尺寸不对,要及时纠正。不同的零件,要根据用途和使用,选取合适的检测方案,这样可以增加原材料的精准度,减少变形。
3 结语
综上所述,压力容器的变形对于产品的性能有着严重的影响,不仅会影响企业的经济效益,还会给使用人员留下安全隐患。所以压力容器制作的过程中,一定要加强变形控制。影响压力容器变形的因素比较多,所以制造企业需要根据变形的因素进行具体的分析,采取合适的变形控制措施。这样可以提高压力容器的稳定性,减少变形发生率,从而推动化工企业的发展,推动社会经济的发展。
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