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【摘 要】压力容器的质量主要应依靠生产全过程中的各工序,特别是关键工序的控制。长期的生产实践证明,这是最可靠的质量控制方法,也是最经济的质量保证措施。基于此,本文着重分析压力容器在制造过程中的问题。
【关键词】压力容器;制造;问题
1、压力容器的构成和特点
1.1、产品参数和结构多样性。压力容器产品适用于饮食、冶炼、石油、化工、制药等行业,使用范围广,这样一来就造成产品参数和结构多样性。
1.2、压力容器涉及多学科、多行业。压力容器制造技术涉及到众多行业,如安全防护、无损检测、冶金、腐蚀与防腐、机械加工等,这就需要多方面、多学科、多行业来协作完成制造过程。
1.3、压力容器制造过程存在着许多相似的信息
在压力容器制造过程中,存在着同事物处理过程相似性、产品结构相似性、零部件几何形状相似性、工艺流程相似性等多种相似信息,合理利用这些相似信息,能够大幅度提高制造企业的核心竞争力。
1.4、安全性要求较高。压力容器由于长期处于腐蚀、真空、高压、高温等恶劣环境条件下,所盛装的介质也通常为有害、剧毒、易爆、易燃物质,因此,其必须遵循强制性的规范和标准,以此来保证压力容器的安全性。
1.5、设计具有较强的专业性。压力容器产品不同于通用机械产品,在运用软件技术进行产品设计时,不仅要求人员掌握先进的计算机技术,更要具备化工设备的整体设计思想。
2、压力容器制造过程中存在的问题
2.1、在设计阶段所存在的问题。压力容器作为一种特殊的设备,为了能够保证其质量达标,在设计阶段,设计质量的优劣会决定着压力容器的质量,这是整个过程的前提。现今我国由于压力容器质量不达标,而引发的一些事故有很多,给人们的生命健康以及国家的经济财产造成了很大的危害。必须要加强对压力容器制造质量的控制。当前我国部分生产商在进行压力容器的制造时,缺少了相应的经验,没有对其进行全面的调查,对于压力容器的特性了解不足,并且对于一些比较重要的细节性的零件,没有进行相应的实验便应用到了生产中,无法保证其是否符合标准,从而引发质量问题。有些压力容器的设计团队,在技术水平方面存在很大的问题,技术不达标,导致了设计的压力容器与相关的标准有很大的差距,质量问题难以保障。
2.2、对于材料的选择方面的问题。通常情况下,压力容器的使用环境都是非常恶劣的,压力容器必须要具有很强的适应性。为了保证其制造质量、降低其发生事故的几率,按照不同的使用环境要求选择合适的材料是十分重要的。现今很多的制造商对于材料的选择不是十分仔细,为了能够降低成本,提高自身的利益,从而导致了在选择材料时候投机取巧,使得压力容器在制造出来时候,具有很大的安全隐患,这是引发安全事故的主要原因之一。
2.3、壓力容器制造过程中的变形问题。压力容器制造中的变形主要是指:在制造中,某一部位的零件尺寸与标准的不相符,从而产生了相应的误差,导致了变形。产生形变的原因主要有两种:一种是由于应力作用导致的形变,比如:在加工时失去稳定性使其变形,或是在焊接时热处理方面发生形变;另一种是在加工时产生的误差导致其发生形变。对于产生的形变,有些产品可以经过矫正后继续使用,但是有些却只能成为废弃品。因此,在进行压力容器的制造中,必须要加强对变形问题的重视。
2.4、焊接存在的问题。对于压力容器来说,焊接是保证其稳定性以及致密性的关键。但是现今在焊接中存在很大的问题,比如焊缝咬边问题,主要是在焊接时电流过大,并且运行的速度快,电弧拉的过长,导致出现咬边的现象。或者是在进行焊接时,接头的根部没有焊透或者没有熔合,存在很大的缺陷,从而使得焊缝的强度降低,产生质量问题。
3、压力容器在制造过程中问题的措施
3.1、加工成形
成形工艺包括冲压、卷制、弯曲和旋压等。如压力容器的筒体和过渡段、大直径管道等都是采用钢板卷制而成的。筒体的卷制实质上是一种弯曲工艺。正常的热卷和热冲压温度应选择在材料的正火温度,以保证热成形后材料仍保持标准规定的力学性能。但是,在许多情况下,由于设备功率不足等原因,工件被加热到超过材料正火温度的高温,从而导致晶粒长大,力学性能降低。对于这种超温卷制或冲压的筒体,应在卷制或冲压完成后,再作一次常规的正火处理,以恢复其力学性能。当卷制某些对高温作用较敏感的合金钢板时,应制备母材金属试板,且随炉加热并随工件同时出炉,以检验母材金属经热成形后的力学性能是否符合标准的规定。
3.2、焊接
由于锻造容器受锻造设备能力的限制,外形不能太大,所以焊接结构容器是目前使用最为广泛的一种。但焊接容器的主要问题就是焊接过程中无法避免的各种缺陷,虽然焊接时采用了一些技术措施可以改善焊缝质量,但缺陷还是会不同程度的存在。所以,为了尽量避免焊接时可能产生的缺陷,设计时应合理选择坡口形式、提高质量意识、采用合理的工艺参数、改善焊接接头的整体塑性和韧性、提高综合力学性能、加强焊接过程控制、细化检验环节、明确岗位职责和提高责任心。
3.3、无损检测
无损检测是按图纸和工艺的要求,对压力容器的焊接接头和零部件采用各种无损的检测方法,进行焊接缺陷和内部质量的检测,并达到规定的质量要求。无损检测是保证压力容器制造质量的重要手段。设计者应当根据材料和制造工艺选择最合适的无损检测方法;根据压力容器结构,考虑无损检测实现的可能性;根据无损检测方法、比例、质量要求及其合格级别之间的关系,提出合格级别和验收准则。制造单位按设计文件要求实施无损检测,以保证压力容器的安全质量。尤其是当有特殊无损检测要求时,如大壁厚、大直径、裂纹敏感性材料、特殊材料、特殊结构等,更应当引起设计者的充分重视。
3.4、热处理。焊后热处理主要指为了消除焊接残余应力,改善焊接接头性能。焊后热处理是焊接工艺的重要组成部分,它与材料的种类、型号、板厚,所选用的焊接工艺焊接材料及对接头性能的要求密切相关,是保证压力容器使用特性和寿命的关键工序。焊后热处理不仅可以消除或降低结构的焊接残余应力,稳定结构的尺寸,而且能改善接头的金相组织,提高接头的各项性能,如抗冷裂性、抗应力腐蚀性、抗脆断性、热强性等,对于某些合金钢和调质钢焊件,焊后热处理是决定接头性能的重要工序。压力容器焊接工作全部结束并且经过检验合格后,方可进行焊后热处理。焊后热处理应当符合以下要求:(1)在耐压试验前进行;(2)根据设计图样和相关标准的要求在热处理前编制热处理工艺,对需要进行现场热处理的,具体提出现场热处理的工艺要求;(3)热处理装置(炉)配有自动记录曲线的测温仪表,并且绘制热处理的时间与温度关系曲线。
总之,随着我国经济的不断发展,越来越多的压力容器投入到了企业的生产中,由于压力容器属于特种设备,所以在设计、制造、使用和检验等环节都有着严格的要求。如果只强调最终的总体质量检查而疏于对生产全过程的控制,很可能会造成重大的经济损失。所以,必须重视实际生产中的每个环节,并且严格按照相关标准和规范实施制造,只有这样才能保证产品的最终质量。
参考文献:
[1]王亚欧.浅谈压力容器在制造过程中的质量控制[J].科技创新导报,2012,07:85.
[2]李思宇,任库.浅谈压力容器在制造过程中的质量控制[J].中国石油和化工标准与质量,2012,10:204.
[3]王娜.压力容器在制造过程中易产生的变形及预防措施[J].文教资料,2006,10:219-221.
[4]程大海.浅谈压力容器在制造过程中的质量控制[J].化学工程与装备,2013,10:108-110.
【关键词】压力容器;制造;问题
1、压力容器的构成和特点
1.1、产品参数和结构多样性。压力容器产品适用于饮食、冶炼、石油、化工、制药等行业,使用范围广,这样一来就造成产品参数和结构多样性。
1.2、压力容器涉及多学科、多行业。压力容器制造技术涉及到众多行业,如安全防护、无损检测、冶金、腐蚀与防腐、机械加工等,这就需要多方面、多学科、多行业来协作完成制造过程。
1.3、压力容器制造过程存在着许多相似的信息
在压力容器制造过程中,存在着同事物处理过程相似性、产品结构相似性、零部件几何形状相似性、工艺流程相似性等多种相似信息,合理利用这些相似信息,能够大幅度提高制造企业的核心竞争力。
1.4、安全性要求较高。压力容器由于长期处于腐蚀、真空、高压、高温等恶劣环境条件下,所盛装的介质也通常为有害、剧毒、易爆、易燃物质,因此,其必须遵循强制性的规范和标准,以此来保证压力容器的安全性。
1.5、设计具有较强的专业性。压力容器产品不同于通用机械产品,在运用软件技术进行产品设计时,不仅要求人员掌握先进的计算机技术,更要具备化工设备的整体设计思想。
2、压力容器制造过程中存在的问题
2.1、在设计阶段所存在的问题。压力容器作为一种特殊的设备,为了能够保证其质量达标,在设计阶段,设计质量的优劣会决定着压力容器的质量,这是整个过程的前提。现今我国由于压力容器质量不达标,而引发的一些事故有很多,给人们的生命健康以及国家的经济财产造成了很大的危害。必须要加强对压力容器制造质量的控制。当前我国部分生产商在进行压力容器的制造时,缺少了相应的经验,没有对其进行全面的调查,对于压力容器的特性了解不足,并且对于一些比较重要的细节性的零件,没有进行相应的实验便应用到了生产中,无法保证其是否符合标准,从而引发质量问题。有些压力容器的设计团队,在技术水平方面存在很大的问题,技术不达标,导致了设计的压力容器与相关的标准有很大的差距,质量问题难以保障。
2.2、对于材料的选择方面的问题。通常情况下,压力容器的使用环境都是非常恶劣的,压力容器必须要具有很强的适应性。为了保证其制造质量、降低其发生事故的几率,按照不同的使用环境要求选择合适的材料是十分重要的。现今很多的制造商对于材料的选择不是十分仔细,为了能够降低成本,提高自身的利益,从而导致了在选择材料时候投机取巧,使得压力容器在制造出来时候,具有很大的安全隐患,这是引发安全事故的主要原因之一。
2.3、壓力容器制造过程中的变形问题。压力容器制造中的变形主要是指:在制造中,某一部位的零件尺寸与标准的不相符,从而产生了相应的误差,导致了变形。产生形变的原因主要有两种:一种是由于应力作用导致的形变,比如:在加工时失去稳定性使其变形,或是在焊接时热处理方面发生形变;另一种是在加工时产生的误差导致其发生形变。对于产生的形变,有些产品可以经过矫正后继续使用,但是有些却只能成为废弃品。因此,在进行压力容器的制造中,必须要加强对变形问题的重视。
2.4、焊接存在的问题。对于压力容器来说,焊接是保证其稳定性以及致密性的关键。但是现今在焊接中存在很大的问题,比如焊缝咬边问题,主要是在焊接时电流过大,并且运行的速度快,电弧拉的过长,导致出现咬边的现象。或者是在进行焊接时,接头的根部没有焊透或者没有熔合,存在很大的缺陷,从而使得焊缝的强度降低,产生质量问题。
3、压力容器在制造过程中问题的措施
3.1、加工成形
成形工艺包括冲压、卷制、弯曲和旋压等。如压力容器的筒体和过渡段、大直径管道等都是采用钢板卷制而成的。筒体的卷制实质上是一种弯曲工艺。正常的热卷和热冲压温度应选择在材料的正火温度,以保证热成形后材料仍保持标准规定的力学性能。但是,在许多情况下,由于设备功率不足等原因,工件被加热到超过材料正火温度的高温,从而导致晶粒长大,力学性能降低。对于这种超温卷制或冲压的筒体,应在卷制或冲压完成后,再作一次常规的正火处理,以恢复其力学性能。当卷制某些对高温作用较敏感的合金钢板时,应制备母材金属试板,且随炉加热并随工件同时出炉,以检验母材金属经热成形后的力学性能是否符合标准的规定。
3.2、焊接
由于锻造容器受锻造设备能力的限制,外形不能太大,所以焊接结构容器是目前使用最为广泛的一种。但焊接容器的主要问题就是焊接过程中无法避免的各种缺陷,虽然焊接时采用了一些技术措施可以改善焊缝质量,但缺陷还是会不同程度的存在。所以,为了尽量避免焊接时可能产生的缺陷,设计时应合理选择坡口形式、提高质量意识、采用合理的工艺参数、改善焊接接头的整体塑性和韧性、提高综合力学性能、加强焊接过程控制、细化检验环节、明确岗位职责和提高责任心。
3.3、无损检测
无损检测是按图纸和工艺的要求,对压力容器的焊接接头和零部件采用各种无损的检测方法,进行焊接缺陷和内部质量的检测,并达到规定的质量要求。无损检测是保证压力容器制造质量的重要手段。设计者应当根据材料和制造工艺选择最合适的无损检测方法;根据压力容器结构,考虑无损检测实现的可能性;根据无损检测方法、比例、质量要求及其合格级别之间的关系,提出合格级别和验收准则。制造单位按设计文件要求实施无损检测,以保证压力容器的安全质量。尤其是当有特殊无损检测要求时,如大壁厚、大直径、裂纹敏感性材料、特殊材料、特殊结构等,更应当引起设计者的充分重视。
3.4、热处理。焊后热处理主要指为了消除焊接残余应力,改善焊接接头性能。焊后热处理是焊接工艺的重要组成部分,它与材料的种类、型号、板厚,所选用的焊接工艺焊接材料及对接头性能的要求密切相关,是保证压力容器使用特性和寿命的关键工序。焊后热处理不仅可以消除或降低结构的焊接残余应力,稳定结构的尺寸,而且能改善接头的金相组织,提高接头的各项性能,如抗冷裂性、抗应力腐蚀性、抗脆断性、热强性等,对于某些合金钢和调质钢焊件,焊后热处理是决定接头性能的重要工序。压力容器焊接工作全部结束并且经过检验合格后,方可进行焊后热处理。焊后热处理应当符合以下要求:(1)在耐压试验前进行;(2)根据设计图样和相关标准的要求在热处理前编制热处理工艺,对需要进行现场热处理的,具体提出现场热处理的工艺要求;(3)热处理装置(炉)配有自动记录曲线的测温仪表,并且绘制热处理的时间与温度关系曲线。
总之,随着我国经济的不断发展,越来越多的压力容器投入到了企业的生产中,由于压力容器属于特种设备,所以在设计、制造、使用和检验等环节都有着严格的要求。如果只强调最终的总体质量检查而疏于对生产全过程的控制,很可能会造成重大的经济损失。所以,必须重视实际生产中的每个环节,并且严格按照相关标准和规范实施制造,只有这样才能保证产品的最终质量。
参考文献:
[1]王亚欧.浅谈压力容器在制造过程中的质量控制[J].科技创新导报,2012,07:85.
[2]李思宇,任库.浅谈压力容器在制造过程中的质量控制[J].中国石油和化工标准与质量,2012,10:204.
[3]王娜.压力容器在制造过程中易产生的变形及预防措施[J].文教资料,2006,10:219-221.
[4]程大海.浅谈压力容器在制造过程中的质量控制[J].化学工程与装备,2013,10:108-110.