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摘要:压力容器制造质量的保证在生产中起着极其重要的作用,本文针对压力容器的基本要求、使用特点,分别对材料、工艺、焊接、无损检测、热处理等方面的质量控制措施作了阐述,供大家参考。
关键词:压力容器制造质量控制措施
中图分类号:TH49文献标识码: A 文章编号:
1前言
压力容器在工业生产、科学研究及日常生活中的广泛实用性与压力容器所具备的特殊危.险性,使得压力容器在生产制造过程中的质量保证十分重要。本文主要介绍压力容器制造过程中质量控制的主要环节。
2压力容器制造过程中的质量控制
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。
2.1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。制造厂对这种材料须有制造经验,即掌握这种材料的制造工艺性能有试验数据的积累和实践经验。
材料在制造过程中会发生性能变化或者叫劣化。这就要求制造厂能制定出合理的,尽量降低材料性能劣化程度的措施。这些工艺过程有下述几个方面:
2.1.1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。制造厂应通过自己的试验,摸清其劣化程度和数量级关系,以便在制造过程中采取工艺方法,将其消除或将影响降到最低。
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。各制造厂都有其工艺高招。
在监造过程中,根据材料不同,应有相应要求。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,当然,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,也要用磨削方法消除渗碳层。此为球片坡切割,就是对切割坡口用砂轮磨削至露出金属光泽。
2.1.2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。有的制造厂曾对材料的冷变形率3%、5%、7%的性能实验,结果发现5%以下冷变形的材料性能变化甚微。但是,对于不同材料,冷变形率不同,其性能变化所需进行工艺性试验,以确定材料经冷变形后是否需采取其它措施恢复其性能。在監检过程中,对这方面应有清醒的认识。
2.1.3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(也叫做PWHT);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。例如,SR处理,最高温度不能超过材料的相变温度,但是也不能过低,必须控制在一个合适的温度范围之内,否则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。再如,正火处理后的热成形,其基本要求是成形过程必须在相变温度最好在相变点温度+(20℃ ~30℃)之上完成。这一点最好有现场测温仪检测,控制成形终止的温度。有的制造厂有时不太注意这个问题,监造过程中必须予以足够重视,对违规的应坚决予以纠正。因为,根据实验结果,SR热处理的温度过高或过低(超过规定温度4-30℃以上),材料的韧性(AKV)会降低;正火热成形在相变点之下完成,材料可能因变形产生缺陷而造成压力容器安全隐患。
2.2 焊接控制
编制压力容器焊接工艺时,给出的焊接规范是一个范围,这有利于焊工操作。但在实际焊接过程中,焊接参数是一个给定值(表值)。有的制造厂在焊接检查记录中填写的焊接参数与焊接工艺一样(是一个范围)。这是不真实的,也是不负责任的。因此,焊接参数控制必须以焊机上的表读显示数值为准,焊接记录也必须填写这个表示值。这一点应当予以足够的重视。焊接质量就是靠焊接参数来保证的。焊接参数记录不能反映实际情况,甚至不按焊接参数施焊,那后果不堪设想,所以,必须真实记录实际施焊参数。另外一个参数是焊接速度,这是焊接过程中保证线能量(焊接输入热)的关键环节。在制造低温容器时,要求焊工一根焊条在保证焊接质量的前提下,尽量增加焊接长度。
2.3 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。因此,必须把握住这个至关重的数值。有的制造厂采用喷淋淬火,这比水池淬火冷却速度更快,效果更好。
2.4 无损检测控制
无损检测就是我们通常称之为探伤。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。同一台仪器,不同的人操作,结果可能不一样。经验丰富的人,往往正确准确,特别是超声波探伤。
第三,控制探伤仪器和器材的质量,这对探伤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,有的制造厂开发出长方形截面长形内压容器角对接焊缝射线探伤技术,使这类承受高压力容器的角对接焊缝质量得到保证。
3 结束语
总之建立压力容器制造质量保证体系,就是实行由过去管结果变为管过程;从对产品质量把关为主,转入到以预防产生不合格产品的全面控制为主。当然,在质量保证体系运转的过程中,势必增加费用,引起成本的提高。但是,对影响压力容器制造质量的关键环节必须严格控制,才能确保压力容器的制造质量。
关键词:压力容器制造质量控制措施
中图分类号:TH49文献标识码: A 文章编号:
1前言
压力容器在工业生产、科学研究及日常生活中的广泛实用性与压力容器所具备的特殊危.险性,使得压力容器在生产制造过程中的质量保证十分重要。本文主要介绍压力容器制造过程中质量控制的主要环节。
2压力容器制造过程中的质量控制
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。
2.1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。制造厂对这种材料须有制造经验,即掌握这种材料的制造工艺性能有试验数据的积累和实践经验。
材料在制造过程中会发生性能变化或者叫劣化。这就要求制造厂能制定出合理的,尽量降低材料性能劣化程度的措施。这些工艺过程有下述几个方面:
2.1.1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。制造厂应通过自己的试验,摸清其劣化程度和数量级关系,以便在制造过程中采取工艺方法,将其消除或将影响降到最低。
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。各制造厂都有其工艺高招。
在监造过程中,根据材料不同,应有相应要求。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,当然,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,也要用磨削方法消除渗碳层。此为球片坡切割,就是对切割坡口用砂轮磨削至露出金属光泽。
2.1.2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。有的制造厂曾对材料的冷变形率3%、5%、7%的性能实验,结果发现5%以下冷变形的材料性能变化甚微。但是,对于不同材料,冷变形率不同,其性能变化所需进行工艺性试验,以确定材料经冷变形后是否需采取其它措施恢复其性能。在監检过程中,对这方面应有清醒的认识。
2.1.3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(也叫做PWHT);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。例如,SR处理,最高温度不能超过材料的相变温度,但是也不能过低,必须控制在一个合适的温度范围之内,否则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。再如,正火处理后的热成形,其基本要求是成形过程必须在相变温度最好在相变点温度+(20℃ ~30℃)之上完成。这一点最好有现场测温仪检测,控制成形终止的温度。有的制造厂有时不太注意这个问题,监造过程中必须予以足够重视,对违规的应坚决予以纠正。因为,根据实验结果,SR热处理的温度过高或过低(超过规定温度4-30℃以上),材料的韧性(AKV)会降低;正火热成形在相变点之下完成,材料可能因变形产生缺陷而造成压力容器安全隐患。
2.2 焊接控制
编制压力容器焊接工艺时,给出的焊接规范是一个范围,这有利于焊工操作。但在实际焊接过程中,焊接参数是一个给定值(表值)。有的制造厂在焊接检查记录中填写的焊接参数与焊接工艺一样(是一个范围)。这是不真实的,也是不负责任的。因此,焊接参数控制必须以焊机上的表读显示数值为准,焊接记录也必须填写这个表示值。这一点应当予以足够的重视。焊接质量就是靠焊接参数来保证的。焊接参数记录不能反映实际情况,甚至不按焊接参数施焊,那后果不堪设想,所以,必须真实记录实际施焊参数。另外一个参数是焊接速度,这是焊接过程中保证线能量(焊接输入热)的关键环节。在制造低温容器时,要求焊工一根焊条在保证焊接质量的前提下,尽量增加焊接长度。
2.3 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。因此,必须把握住这个至关重的数值。有的制造厂采用喷淋淬火,这比水池淬火冷却速度更快,效果更好。
2.4 无损检测控制
无损检测就是我们通常称之为探伤。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。同一台仪器,不同的人操作,结果可能不一样。经验丰富的人,往往正确准确,特别是超声波探伤。
第三,控制探伤仪器和器材的质量,这对探伤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,有的制造厂开发出长方形截面长形内压容器角对接焊缝射线探伤技术,使这类承受高压力容器的角对接焊缝质量得到保证。
3 结束语
总之建立压力容器制造质量保证体系,就是实行由过去管结果变为管过程;从对产品质量把关为主,转入到以预防产生不合格产品的全面控制为主。当然,在质量保证体系运转的过程中,势必增加费用,引起成本的提高。但是,对影响压力容器制造质量的关键环节必须严格控制,才能确保压力容器的制造质量。