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【摘要】在日常生活中，人们经常见到压力容器，它应用于多项领域，但是其制造过程非常严格，即便现在随着制造工艺的不断改进，仍然有一些纰漏，本文针对压力容器制造过程中出现的问题进行分析，并提出了相应的对策建议。
【关键词】压力容器；裂缝变形；制造问题
引言：压力容器是内部或外部承受气体或液体压力、并对安全性有较高要求的密封容器，在外界压力（包括温度、易燃易爆物质、有毒物质等）下，对容器内物质进行加工的设备。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器，已广泛应用与各行各业。随着需求量的增加，厂家开始大批量的进行规模化生产，制造工艺越来越先进，但是其中面临的问题仍然存在，一旦出现事故，将危及安全，故必须把握好压力容器制造过程中的每一个细节。
1压力容器的特点
1.1应用的广泛性
压力容器不仅被广泛用于化学、石油化工、医药、冶金、机械、采矿、电力、航天航空、交通运输等工业生产部门，在农业、民用和军工部门也颇常见，这就使得其制造工艺也多种多样。
1.2操作的复杂性
压力容器的操作条件十分复杂，甚至近于苛刻。压力从1～2×10-5Pa的真空到高压、超高压，温度从-196? C低温到超过一千摄氏度的高温；而处理介质则包罗爆、燃、毒、辐照、腐蚀、磨损等。操作条件的复杂性使压力容器从设计、制造、安装到使用、维护都不同于一般机械设备，而成为一类特殊设备。
1.3安全的高要求
压力容器因其承受各种静、动载荷或交变载荷，还有附加的机械或温度载荷；其次，大多数容器容纳压缩气体或饱和液体，若容器破裂，导致介质突然卸压膨胀，瞬间释放出来的破坏能量极大，加上压力容器极大多数系焊接制造，容易产生各种焊接缺陷，一旦检验、操作失误容易发生爆炸破裂，器内易爆、易燃、有毒的介质将向外泄漏，势必造成极具灾难性的后果。因此，对压力容器要求很高的安全可靠性。
2压力容器制造的问题
2.1压力容器的材料选取问题
材料的选取在压力容器的制造中有着至关重要的作用，不同用途的压力容器采用不同的材料，如压力容器受压元件用钢应由平炉、电炉或氧气转炉冶炼，而且应考虑容器的使用条件（如设计温度、设计压力、介质特性和操作特点等）、材料的焊接性能、容器的制造工艺以及经济合理性。
2.2工作人员的专业度问题
压力容器制造的工作人员缺乏相应的专业知识，专业技能，学历普遍不高，难以适应现代管理的需要，再加上操作不规范，随意性较大，其生产理念落后，制造出的产品性能不高，这严重制约着企业的发展，故压力容器制造业需要专业的工作人员。
2.3压力容器的变形问题
压力容器制造变形是指，压力容器某一部件或几个部件的尺寸大小与图样要求不一致，根据变形产生的原因，压力容器变形可分为两类：一类是由于应力引发的变形，包括火焰切割变形，、加工失稳变形、焊接变形和热处理变形等；另一类是由于加工误差引发的变形，包括下料误差变形、成型误差变形和组装误差变形等。上述变形，有的可通过难度较大的矫形来纠正，有的则无法改变，只能成为分歧格品而造成浪费。所以，对压力容器制造变形要引起高度重视，必须认真制订并切实遵守制造工艺，力求避免变形的产生，确保压力容器制造质量符合图样和标准规范的要求。
2.4压力容器的裂纹的问题
压力容器制造产生的裂纹通常包括应力腐蚀裂纹、冷裂纹、热裂纹、再热裂纹、层状撕裂。应力腐蚀裂纹是有腐蚀发生，同时存在拉伸应力，产生的裂纹。冷裂纹在焊接高强钢和钛合金时经常出现，是焊接后冷却到较低温度产生的裂纹。热裂纹是在结晶过程中产生的，焊缝中最后冷却的区域产生很多低熔点共晶物，在应力下产生裂纹。主要原因是含S，P，Si，C偏高，另外铬镍含量高也会出现热裂纹。再热裂纹是焊完后看不见裂纹的，加热到550-650°C温度区间出现的。层状撕裂，容易在T接头，十字接头和角接头中出现，产生的原因是轧钢的内部产生了分层夹杂物，特别是硫化物，氧化物。
3如何规避压力容器制造过程中的问题
3.1压力容器的材料选取
压力容器的材料要符合以下几个标准，首先看介质是否需要耐腐蚀，接着看用户给出的容器服役参数，必须考虑设备的操作条件（如设计压力、设计温度、介质的特性），然后根据以上条件选取相应的材料，一般情况下不选用标准以外的材料。其次还要考虑材料的强度和刚度是否满足需求，再次还要考虑车间的加工能力，比如卷制能力，焊接能力，冷热加工性能，热处理等。最后才是经济合理指标，比如当所需钢板厚度小于8mm时，在碳钢与低合金高强度钢之间，应尽量采用碳钢板。
3.2工作人员素质的提升
针对压力容器制造的工作人员缺乏相应专业知识和技能的问题，应从两方面着手：第一，加强理论知识教育。企业通过定期组织工作人员进行压力容器制造的培训，向他们传授先进的生产管理，根据课程重点内容设置问题，通过理论考试的工作人员才能参加实际生产；第二，专业技能现场考核。对顺利通过理论知识的工作人员要进一步实行专业技能考核，聘请优秀的生产人员现场教学，使其理论知识与实践相结合，考核优秀者才能颁发培训合格证书，持证上岗。
3.3防治压力容器变形
压力容器变形主要指火焰切割变形（包括筒节变形和封头变形）和焊接变形，采取对称切割或机械加工等方法避免产生筒节变形。对整体成型的封头端口加工，如采取火焰切割，则其成型模具设计时要考虑切割后的收缩量，对瓣片式组合封头的端口加工，如采取火焰切割，则封头组装时口径要适当放大，以弥补切割后的收缩量，也可采取机械加工的方法避免产生封头变形。采用预先在焊接件上向焊接变形相反的方向赐与变形，焊接后这个预变形量恰好得到抵消，具体做法是将压力容器筒节的纵缝对接处两端头压弧时，在发生焊接变形方向的相反向留出反变形量；组合式瓣形封头和过渡段模具尺寸考虑抵消焊接变形的反变形量的方法避免焊接变形。
3.4防治压力容器产生裂缝
针对热裂纹首先应该限制钢材和焊材的低熔点杂质，如S、P含量，其次是控制焊接规范，适当提高焊缝成形系数，焊缝成形系数太小，易形成中心线偏析，易产生热裂纹，再次是调整焊缝化学成分，避免低熔点共晶物，缩小结晶温度范围，改善焊缝组织，细化焊缝晶粒，最后是提高塑性，减少焊接拉应力。而防治冷裂纹（主要是延迟裂纹）的措施包括选用碱性焊条，减少焊缝金属中氢含量、提高焊缝金属塑性，减少氢来源枣焊材要烘干，接头要清洁，避免产生淬硬组织枣焊前预热、焊后缓冷，降低焊接应力枣采用合理的工艺规范，焊后热处理等，焊后立即进行消氢处理，即加热到250℃，保温2～6左右，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面。
4.结语：
综上所述，人们在日常生活中随处可见的压力容器，由于压力容器制造过程非常复杂，因此必须有目的性的去发现制造过程中的问题，并且能针对这些问题提出相应的解决方案，规避风险，降低生产成本，提高经济效益。
参考文献：
[1] 缪春生，崔建国，马歆. 压力容器制造过程调研及若干问题的探讨[J]. 压力容器. 2008（11）
[2] 钱晓军，沈春龙，王克鸿，黄有仁. 压力容器工艺评定规则组织与推导流程设计[J]. 焊接. 2007（11）
[3] 陈铸山，冯芷平，姜春晖，王立祥，陈丽莉. 压力容器制造过程中影响低温钢性能的因素分析[J]. 中国化工装备. 2011（06）
[4] 张楚. 申请GC2级压力管道安装和1级压力容器安装改造维修资格中出现的问题及其解决[J]. 科技信息. 2010（05）
李振青 男（1971-7）湖南省特种设备检验检测研究院娄底分院 本科 承压设备检验 检验师
【关键词】压力容器；裂缝变形；制造问题
引言：压力容器是内部或外部承受气体或液体压力、并对安全性有较高要求的密封容器，在外界压力（包括温度、易燃易爆物质、有毒物质等）下，对容器内物质进行加工的设备。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器，已广泛应用与各行各业。随着需求量的增加，厂家开始大批量的进行规模化生产，制造工艺越来越先进，但是其中面临的问题仍然存在，一旦出现事故，将危及安全，故必须把握好压力容器制造过程中的每一个细节。
1压力容器的特点
1.1应用的广泛性
压力容器不仅被广泛用于化学、石油化工、医药、冶金、机械、采矿、电力、航天航空、交通运输等工业生产部门，在农业、民用和军工部门也颇常见，这就使得其制造工艺也多种多样。
1.2操作的复杂性
压力容器的操作条件十分复杂，甚至近于苛刻。压力从1～2×10-5Pa的真空到高压、超高压，温度从-196? C低温到超过一千摄氏度的高温；而处理介质则包罗爆、燃、毒、辐照、腐蚀、磨损等。操作条件的复杂性使压力容器从设计、制造、安装到使用、维护都不同于一般机械设备，而成为一类特殊设备。
1.3安全的高要求
压力容器因其承受各种静、动载荷或交变载荷，还有附加的机械或温度载荷；其次，大多数容器容纳压缩气体或饱和液体，若容器破裂，导致介质突然卸压膨胀，瞬间释放出来的破坏能量极大，加上压力容器极大多数系焊接制造，容易产生各种焊接缺陷，一旦检验、操作失误容易发生爆炸破裂，器内易爆、易燃、有毒的介质将向外泄漏，势必造成极具灾难性的后果。因此，对压力容器要求很高的安全可靠性。
2压力容器制造的问题
2.1压力容器的材料选取问题
材料的选取在压力容器的制造中有着至关重要的作用，不同用途的压力容器采用不同的材料，如压力容器受压元件用钢应由平炉、电炉或氧气转炉冶炼，而且应考虑容器的使用条件（如设计温度、设计压力、介质特性和操作特点等）、材料的焊接性能、容器的制造工艺以及经济合理性。
2.2工作人员的专业度问题
压力容器制造的工作人员缺乏相应的专业知识，专业技能，学历普遍不高，难以适应现代管理的需要，再加上操作不规范，随意性较大，其生产理念落后，制造出的产品性能不高，这严重制约着企业的发展，故压力容器制造业需要专业的工作人员。
2.3压力容器的变形问题
压力容器制造变形是指，压力容器某一部件或几个部件的尺寸大小与图样要求不一致，根据变形产生的原因，压力容器变形可分为两类：一类是由于应力引发的变形，包括火焰切割变形，、加工失稳变形、焊接变形和热处理变形等；另一类是由于加工误差引发的变形，包括下料误差变形、成型误差变形和组装误差变形等。上述变形，有的可通过难度较大的矫形来纠正，有的则无法改变，只能成为分歧格品而造成浪费。所以，对压力容器制造变形要引起高度重视，必须认真制订并切实遵守制造工艺，力求避免变形的产生，确保压力容器制造质量符合图样和标准规范的要求。
2.4压力容器的裂纹的问题
压力容器制造产生的裂纹通常包括应力腐蚀裂纹、冷裂纹、热裂纹、再热裂纹、层状撕裂。应力腐蚀裂纹是有腐蚀发生，同时存在拉伸应力，产生的裂纹。冷裂纹在焊接高强钢和钛合金时经常出现，是焊接后冷却到较低温度产生的裂纹。热裂纹是在结晶过程中产生的，焊缝中最后冷却的区域产生很多低熔点共晶物，在应力下产生裂纹。主要原因是含S，P，Si，C偏高，另外铬镍含量高也会出现热裂纹。再热裂纹是焊完后看不见裂纹的，加热到550-650°C温度区间出现的。层状撕裂，容易在T接头，十字接头和角接头中出现，产生的原因是轧钢的内部产生了分层夹杂物，特别是硫化物，氧化物。
3如何规避压力容器制造过程中的问题
3.1压力容器的材料选取
压力容器的材料要符合以下几个标准，首先看介质是否需要耐腐蚀，接着看用户给出的容器服役参数，必须考虑设备的操作条件（如设计压力、设计温度、介质的特性），然后根据以上条件选取相应的材料，一般情况下不选用标准以外的材料。其次还要考虑材料的强度和刚度是否满足需求，再次还要考虑车间的加工能力，比如卷制能力，焊接能力，冷热加工性能，热处理等。最后才是经济合理指标，比如当所需钢板厚度小于8mm时，在碳钢与低合金高强度钢之间，应尽量采用碳钢板。
3.2工作人员素质的提升
针对压力容器制造的工作人员缺乏相应专业知识和技能的问题，应从两方面着手：第一，加强理论知识教育。企业通过定期组织工作人员进行压力容器制造的培训，向他们传授先进的生产管理，根据课程重点内容设置问题，通过理论考试的工作人员才能参加实际生产；第二，专业技能现场考核。对顺利通过理论知识的工作人员要进一步实行专业技能考核，聘请优秀的生产人员现场教学，使其理论知识与实践相结合，考核优秀者才能颁发培训合格证书，持证上岗。
3.3防治压力容器变形
压力容器变形主要指火焰切割变形（包括筒节变形和封头变形）和焊接变形，采取对称切割或机械加工等方法避免产生筒节变形。对整体成型的封头端口加工，如采取火焰切割，则其成型模具设计时要考虑切割后的收缩量，对瓣片式组合封头的端口加工，如采取火焰切割，则封头组装时口径要适当放大，以弥补切割后的收缩量，也可采取机械加工的方法避免产生封头变形。采用预先在焊接件上向焊接变形相反的方向赐与变形，焊接后这个预变形量恰好得到抵消，具体做法是将压力容器筒节的纵缝对接处两端头压弧时，在发生焊接变形方向的相反向留出反变形量；组合式瓣形封头和过渡段模具尺寸考虑抵消焊接变形的反变形量的方法避免焊接变形。
3.4防治压力容器产生裂缝
针对热裂纹首先应该限制钢材和焊材的低熔点杂质，如S、P含量，其次是控制焊接规范，适当提高焊缝成形系数，焊缝成形系数太小，易形成中心线偏析，易产生热裂纹，再次是调整焊缝化学成分，避免低熔点共晶物，缩小结晶温度范围，改善焊缝组织，细化焊缝晶粒，最后是提高塑性，减少焊接拉应力。而防治冷裂纹（主要是延迟裂纹）的措施包括选用碱性焊条，减少焊缝金属中氢含量、提高焊缝金属塑性，减少氢来源枣焊材要烘干，接头要清洁，避免产生淬硬组织枣焊前预热、焊后缓冷，降低焊接应力枣采用合理的工艺规范，焊后热处理等，焊后立即进行消氢处理，即加热到250℃，保温2～6左右，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面。
4.结语：
综上所述，人们在日常生活中随处可见的压力容器，由于压力容器制造过程非常复杂，因此必须有目的性的去发现制造过程中的问题，并且能针对这些问题提出相应的解决方案，规避风险，降低生产成本，提高经济效益。
参考文献：
[1] 缪春生，崔建国，马歆. 压力容器制造过程调研及若干问题的探讨[J]. 压力容器. 2008（11）
[2] 钱晓军，沈春龙，王克鸿，黄有仁. 压力容器工艺评定规则组织与推导流程设计[J]. 焊接. 2007（11）
[3] 陈铸山，冯芷平，姜春晖，王立祥，陈丽莉. 压力容器制造过程中影响低温钢性能的因素分析[J]. 中国化工装备. 2011（06）
[4] 张楚. 申请GC2级压力管道安装和1级压力容器安装改造维修资格中出现的问题及其解决[J]. 科技信息. 2010（05）
李振青 男（1971-7）湖南省特种设备检验检测研究院娄底分院 本科 承压设备检验 检验师