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摘要：本文作者阐述了压力容器的使用特点及要求，介绍了压力容器安全性，探讨了压力容器制造过程中的质量控制措施，供同行参考。
关键词：压力容器；制造；质量控制
中图分类号：TU7文献标识码：A 文章编号：
1 压力容器的使用特点
在一定压力下使用。这个压力会在其壳体中产生一次应力，当一次应力超过壳体材料的承载能力时，会导致压力容器破裂而发生事故。因此，压力是设计压力容器的主要参数之一。
温度是压力容器内部介质带来的，是设计压力容器又一个主要参数，也是压力容器壳体及其它受压力元件选择材料的依据之一。为安全起见，应当考虑三个方面的情况：其一，介质与压力和温度相关的物理特性；其二，介质对材料的腐蚀性；第三，介质的化学性质，特别是易燃、易爆和毒性。同时还对压力容器设计制造、安装企业实行许可证准入制度，目的只有一个，在使用寿命期内，就是确保压力容器安全可靠地运行。
2 压力容器最基本的要求
在确保安全的前提下长期有效地运行。因此它必须满足下述几个方面的要求：（1）在内压力作用下有足够强度，不失效、不破坏；（2）在外力作用下，有足够的保持原来形状的能力；（3）有可靠的密封性能，特别是反应（搅拌）；（4）有足够的使用寿命（一般为10～15年）；（5）方便制造、安装、检查和维修。
3 压力容器安全性
压力容器作为一类特种设备，广泛应用于石油、化工等工业部门，并和人们的生产、生活密切相关。压力容器是承受压力、温度和易燃、易爆、有毒介质的特种设备，生产、使用或管理不当就有可能造成灾难性后果。国内和国外都曾发生过大量的压力容器安全事故。在压力容器破坏事故中，操作和维护造成的事故占绝大多数，而设计和制造问题则占次席因此，控制压力容器制造质量，是确保其安全的一个重要环节。所以国家及相关部门为压力容器安全建立了完善的安全监察机构，制订了压力容器法规标准体系。尽管如此，压力容器的安全事故仍然时有发生。说明我们在压力容器的某些环节还有漏洞，有必要进行改进。压力容器的制造过程涉及到许多环节，这些环节直接决定其质量和安全性。其中主要的有下述几个环节。
4 压力容器制造过程中的质量控制措施
4.1 材料的控制
压力容器所用材料是由设计者根据压力容器内部压力、温度、介质和环境条件选定的。（1）火焰切割的影响。此种影响主要表现在两个方面：第一，切割处渗碳层；第二，热影响区域硬度升高、韧性降低，这两个方面都会使材料劣化。根据实验的结果，一般火焰切割的渗碳层，均在零点几毫米，热影响区不过2mm左右，对于性较强的材料，工艺上还可采用热及其它措施来降低切割热影响区硬度和减少范围。对于低合金高强钢和中温抗氢钢及低温钢，一般要求将切割渗碳层用机械切削方法去除，同时也就基本去除了热影响区。对于无法用机械方法达到上述目的时，要用磨削方法消除渗碳层。（2）冷变形的影响。在压力容器的制造过程中，材料需经过冷变形过程，一般压力容器冷变形不大。（3）热处理的影响。在压力容器制造过程中，对其零部件或产品进行热处理是必须的。在热处理过程中，材料性能会发生变化。这样的热处理一般有两种：第一，是焊后消除焊接残余应力热处理，称之为SR热处理；第二，正火处理。用在封头厚壁筒节热成形上，这两种热处理弄不好也会对材料性能产生不利影响。还应当注意两点：一点，有的材料SR温度范围较宽，控制起来较容易；有的材料SR温度范围窄一些，控制较困难一些。第二点要注意热处理设备本身的质量，即热处理设备的控温和调温功能是否满足要求。有的热处理炉炉内均温调控功能不好，有的热处理炉，调温效果不理想，还有的热处理炉使用时间长，保温效果较差，因此，热处理设备（炉）应当定期进行检测和维修，这也是确保SR热处理质量的关键环节之一。（4）材料的焊接性。材料的焊接过程，实际是一个冶金过程，但却又不是一个完全的冶金的过程。钢材的焊接性试验方法很多，应根据材料的不同，作出选择。所有的压力容器钢材，一般都进行过焊接性试验，制造厂应用这些钢材时，可不做这方面的试验工作，但焊接工艺人员，必须了解和掌握试验的结果。以便编制合适的焊接工艺。焊接参数选择试验的目的是通过试验确定材料焊接参数的范围（含热处理）及最佳参数。使压力容器在焊接过程中的参数控制有依据。这类试验通常是将材料的焊接参数规定成几个组别，进行焊接和焊后热处理，再对焊接试板进行力学性能试验，从中选择出性能合格的焊接参数范围，在此基础上，再进行第二轮焊接试验，确定用于焊接工艺评定的焊接参数，用确定的参数进行焊接工艺评定，评定合格后的焊接参数，方可作为压力容器焊接工艺编制的根据。
4.2 无损检测控制
在压力容器制造过程中常用的探伤方法有射线、超声波、磁粉、渗透几种。这几种探伤方法可分别检测母材、焊缝、表面和近表面的缺陷，确保压力容器的质量。首先要明确设计要求的探伤方法及合格标准，看其是否能执行，有时也会出现图纸要求的特殊探伤方法。其次，无损检测往往实践经验显得更为重要。第三，控制探伤仪器和器材的质量，这对探傷结果的评定是至关重要的，质量不好的器材，会导致误判。第四，不断开发新技术，为压力容器质量安全提供更多的保障技术和手段。
4.3 热处理控制
压力容器制造过程中，有时需要进行热处理。常见的热处理有下述几种：消除焊接残余应力热处理、正火热处理、调质热处理和固溶化热处理等等。不管哪种热处理，均要控制加热（升温）、保温、降温三个阶段。应当强调的是，在调质处理的淬火阶段和固溶化处理的降温阶段，要有足够快的冷却速度。这个冷却速度，一般根据钢的连续冷却曲线来确定。
总之，在压力容器制造过程中，只要控制住材料、焊接、探伤、热处理这四个重要环节的质量，就能保证压力容器的安全。
4.4 焊接的变形问题与控制措施
有关焊接工艺的选择与实施，应满足容器焊接的技术要求和相关规定，如焊接的顺序、焊接的工艺参数、焊接的层数、焊接的方法、焊接的环境要求以及焊接前后的处理措施等。在整个操作过程中，严格遵循工艺要求，结合压力容器的焊接量大小、焊接条件等，分析焊接过程中可能产生的变形问题，采取应对措施：其一，如果大型压力容器需要进行多焊道，如球形容器，需要将其组装连接起来，再进行焊接操作；采取对称焊接方法，遵循焊接顺序要求；其二，如果大型部件需要多焊道，如瓜瓣式组合封头，除了满足基本的工艺要求以外，在施焊现场应该设置固定卡具；其三，如果压力容器采取多接组焊形式，应适当预留焊接的收缩量，避免焊接之后发生壳体缩短问题；其四，对于结构相对复杂的压力容器，采取组焊方法，应遵循合理的组装顺序，采取焊接防变形措施，保障制造过程的质量；其五，采取反变形的措施，应结合以往施焊的经验，在焊接件中按照焊接变形的相反方向进行变形处理，这样预变形量就可以在焊接之后得以抵消。具体做法为：在压力容器筒节的纵缝对接位置，在可能产生焊接变形的方向，反向预留变形量；在合式瓣形封头中，充分考虑抵消变形所需的反变形量。
参考文献：
[1] 曾晓虹，向凯，宋瑞艳.焊接应力和焊接变形控制[J].石油化工设备，2009，（02）.
[2] 王兴衍，龚敬文.压力容器制造的质量控制[J].甘肃科技纵横，2011，（02）.
[3] 许晓芳，李清龙.控制压力容器管板焊接变形的方法[J].化工装备技术，2010，（05）.
[4] 崔仁姝，周连雄，李玉玉.膨胀冷凝器生产中变形问题分析[J].锅炉制造，2010，（04）.
[5] 郝永臣.压力容器制造过程中常见问题分析[J].现代商贸工业，2012，（21）.
[6] 王建勋，蔡建刚，王春华.压力容器焊接质量控制的研究与实践[J].电焊机，2012，（07）.
关键词：压力容器；制造；质量控制
中图分类号：TU7文献标识码：A 文章编号：
1 压力容器的使用特点
在一定压力下使用。这个压力会在其壳体中产生一次应力，当一次应力超过壳体材料的承载能力时，会导致压力容器破裂而发生事故。因此，压力是设计压力容器的主要参数之一。
温度是压力容器内部介质带来的，是设计压力容器又一个主要参数，也是压力容器壳体及其它受压力元件选择材料的依据之一。为安全起见，应当考虑三个方面的情况：其一，介质与压力和温度相关的物理特性；其二，介质对材料的腐蚀性；第三，介质的化学性质，特别是易燃、易爆和毒性。同时还对压力容器设计制造、安装企业实行许可证准入制度，目的只有一个，在使用寿命期内，就是确保压力容器安全可靠地运行。
2 压力容器最基本的要求
在确保安全的前提下长期有效地运行。因此它必须满足下述几个方面的要求：（1）在内压力作用下有足够强度，不失效、不破坏；（2）在外力作用下，有足够的保持原来形状的能力；（3）有可靠的密封性能，特别是反应（搅拌）；（4）有足够的使用寿命（一般为10～15年）；（5）方便制造、安装、检查和维修。
3 压力容器安全性
压力容器作为一类特种设备，广泛应用于石油、化工等工业部门，并和人们的生产、生活密切相关。压力容器是承受压力、温度和易燃、易爆、有毒介质的特种设备，生产、使用或管理不当就有可能造成灾难性后果。国内和国外都曾发生过大量的压力容器安全事故。在压力容器破坏事故中，操作和维护造成的事故占绝大多数，而设计和制造问题则占次席因此，控制压力容器制造质量，是确保其安全的一个重要环节。所以国家及相关部门为压力容器安全建立了完善的安全监察机构，制订了压力容器法规标准体系。尽管如此，压力容器的安全事故仍然时有发生。说明我们在压力容器的某些环节还有漏洞，有必要进行改进。压力容器的制造过程涉及到许多环节，这些环节直接决定其质量和安全性。其中主要的有下述几个环节。
4 压力容器制造过程中的质量控制措施
4.1 材料的控制
压力容器所用材料是由设计者根据压力容器内部压力、温度、介质和环境条件选定的。（1）火焰切割的影响。此种影响主要表现在两个方面：第一，切割处渗碳层；第二，热影响区域硬度升高、韧性降低，这两个方面都会使材料劣化。根据实验的结果，一般火焰切割的渗碳层，均在零点几毫米，热影响区不过2mm左右，对于性较强的材料，工艺上还可采用热及其它措施来降低切割热影响区硬度和减少范围。对于低合金高强钢和中温抗氢钢及低温钢，一般要求将切割渗碳层用机械切削方法去除，同时也就基本去除了热影响区。对于无法用机械方法达到上述目的时，要用磨削方法消除渗碳层。（2）冷变形的影响。在压力容器的制造过程中，材料需经过冷变形过程，一般压力容器冷变形不大。（3）热处理的影响。在压力容器制造过程中，对其零部件或产品进行热处理是必须的。在热处理过程中，材料性能会发生变化。这样的热处理一般有两种：第一，是焊后消除焊接残余应力热处理，称之为SR热处理；第二，正火处理。用在封头厚壁筒节热成形上，这两种热处理弄不好也会对材料性能产生不利影响。还应当注意两点：一点，有的材料SR温度范围较宽，控制起来较容易；有的材料SR温度范围窄一些，控制较困难一些。第二点要注意热处理设备本身的质量，即热处理设备的控温和调温功能是否满足要求。有的热处理炉炉内均温调控功能不好，有的热处理炉，调温效果不理想，还有的热处理炉使用时间长，保温效果较差，因此，热处理设备（炉）应当定期进行检测和维修，这也是确保SR热处理质量的关键环节之一。（4）材料的焊接性。材料的焊接过程，实际是一个冶金过程，但却又不是一个完全的冶金的过程。钢材的焊接性试验方法很多，应根据材料的不同，作出选择。所有的压力容器钢材，一般都进行过焊接性试验，制造厂应用这些钢材时，可不做这方面的试验工作，但焊接工艺人员，必须了解和掌握试验的结果。以便编制合适的焊接工艺。焊接参数选择试验的目的是通过试验确定材料焊接参数的范围（含热处理）及最佳参数。使压力容器在焊接过程中的参数控制有依据。这类试验通常是将材料的焊接参数规定成几个组别，进行焊接和焊后热处理，再对焊接试板进行力学性能试验，从中选择出性能合格的焊接参数范围，在此基础上，再进行第二轮焊接试验，确定用于焊接工艺评定的焊接参数，用确定的参数进行焊接工艺评定，评定合格后的焊接参数，方可作为压力容器焊接工艺编制的根据。
4.2 无损检测控制
在压力容器制造过程中常用的探伤方法有射线、超声波、磁粉、渗透几种。这几种探伤方法可分别检测母材、焊缝、表面和近表面的缺陷，确保压力容器的质量。首先要明确设计要求的探伤方法及合格标准，看其是否能执行，有时也会出现图纸要求的特殊探伤方法。其次，无损检测往往实践经验显得更为重要。第三，控制探伤仪器和器材的质量，这对探傷结果的评定是至关重要的，质量不好的器材，会导致误判。第四，不断开发新技术，为压力容器质量安全提供更多的保障技术和手段。
4.3 热处理控制
压力容器制造过程中，有时需要进行热处理。常见的热处理有下述几种：消除焊接残余应力热处理、正火热处理、调质热处理和固溶化热处理等等。不管哪种热处理，均要控制加热（升温）、保温、降温三个阶段。应当强调的是，在调质处理的淬火阶段和固溶化处理的降温阶段，要有足够快的冷却速度。这个冷却速度，一般根据钢的连续冷却曲线来确定。
总之，在压力容器制造过程中，只要控制住材料、焊接、探伤、热处理这四个重要环节的质量，就能保证压力容器的安全。
4.4 焊接的变形问题与控制措施
有关焊接工艺的选择与实施，应满足容器焊接的技术要求和相关规定，如焊接的顺序、焊接的工艺参数、焊接的层数、焊接的方法、焊接的环境要求以及焊接前后的处理措施等。在整个操作过程中，严格遵循工艺要求，结合压力容器的焊接量大小、焊接条件等，分析焊接过程中可能产生的变形问题，采取应对措施：其一，如果大型压力容器需要进行多焊道，如球形容器，需要将其组装连接起来，再进行焊接操作；采取对称焊接方法，遵循焊接顺序要求；其二，如果大型部件需要多焊道，如瓜瓣式组合封头，除了满足基本的工艺要求以外，在施焊现场应该设置固定卡具；其三，如果压力容器采取多接组焊形式，应适当预留焊接的收缩量，避免焊接之后发生壳体缩短问题；其四，对于结构相对复杂的压力容器，采取组焊方法，应遵循合理的组装顺序，采取焊接防变形措施，保障制造过程的质量；其五，采取反变形的措施，应结合以往施焊的经验，在焊接件中按照焊接变形的相反方向进行变形处理，这样预变形量就可以在焊接之后得以抵消。具体做法为：在压力容器筒节的纵缝对接位置，在可能产生焊接变形的方向，反向预留变形量；在合式瓣形封头中，充分考虑抵消变形所需的反变形量。
参考文献：
[1] 曾晓虹，向凯，宋瑞艳.焊接应力和焊接变形控制[J].石油化工设备，2009，（02）.
[2] 王兴衍，龚敬文.压力容器制造的质量控制[J].甘肃科技纵横，2011，（02）.
[3] 许晓芳，李清龙.控制压力容器管板焊接变形的方法[J].化工装备技术，2010，（05）.
[4] 崔仁姝，周连雄，李玉玉.膨胀冷凝器生产中变形问题分析[J].锅炉制造，2010，（04）.
[5] 郝永臣.压力容器制造过程中常见问题分析[J].现代商贸工业，2012，（21）.
[6] 王建勋，蔡建刚，王春华.压力容器焊接质量控制的研究与实践[J].电焊机，2012，（07）.