于凌 孔令宝 刘召磊(山东齐鲁石化机械制造有限公司，山东 淄博 255400)

0 引言

压力容器是化工、食品、制药等过程工业的主要装备，大多数情况下在高温、高压、腐蚀性及疲劳等苛刻状况下运行，如果压力容器品质控制不好的话，极易造成重大的安全事故。轻则引起泄露引发环境污染，重则产生爆炸火灾，造成人员伤亡和财产损失。因此，必须加强压力容器的质量控制，保证压力容器的使用安全。总体来讲，压力容器的质量主要包括设计质量、制造质量和安装测试质量三个部分组成，其中制造质量是重中之重，对于保证产品安全起到了关键性作用。本文主要针对压力容器生产制造过程中容易出现质量问题的环节进行分析，并提出相应解决策略，以提高压力容器的生产质量。

1 原材料质量问题与解决策略

压力容器制造和使用安全性要求较高，因此企业在选材的时候必须要将原材料作为质量把控的切入点。目前在原材料选型方面，主要暴露出以下几个方面的问题，首先，原材料化学成分不过关，例如在生产过程中未经许可，采用成本较低的碳钢代替低合金钢，虽然碳钢价格较低，机械性能与低合金钢接近，但是在焊接性，抗腐蚀性等方面均远低于合金钢。由于压力容器大部分都是承压件，因此在选型的时候要选择化学成分达标的材料进行制造。尤其在承压、高温和高腐蚀状态下，极易发生压力容器损坏，这些都对原材料的选择提出了挑战；其次，压力容器壁厚设计不合理，在设计过程中为了保证安全，片面的增加压力容器壁厚，造成了成本浪费和制造成本的增减，同时也为焊接加工增加了很大的工作量，例如在膨胀节和波纹管材料选择时采用以厚代薄，导致压力容器所需承担的刚性变形远超设计能力，威胁到压力容器的使用安全。

针对以上问题，主要从以下几个方面入手。首先，做好原材料进货检验关，在化学分析，力学性能，供应商资料报告几个方面进行检测。保证原材料符合设计要求，避免由于原材料质量不过关造成产品质量问题。其次，做好压力容器的设计和计算，在满足强度要求的基础上，尽量减少产品壁厚，从而降低产品重量，在满足质量的基础上降低制造成本，同时也减少焊接制造和现场安装成本。

2 压力容器焊接质量问题与控制策略

压力容器在焊接方面的质量问题主要包括焊接错边、咬边、未熔合、未焊透等方面的影响。这些缺陷产生的原因主要包括以下几个方面：首先是焊接材料时发生错位引起的焊缝未满焊缺陷，如图1 所示，其为典型的焊缝正面的满焊缺陷，焊缝区金属填充不足，必然导致焊缝接头质量下降，最终影响产品质量。另外一种情况是由于焊接能量输入不稳定以及焊缝坡口加工不合适引起的焊缝背部未熔透缺陷，如图2 所示，这种缺陷降低了焊缝强度，同时也容易引起焊缝位置发生腐蚀，从而对产品造成破坏。

针对以上几个方面的问题，主要可以从焊接工艺方面避免产生焊接缺陷。

图1 焊缝未焊满缺陷

图2 焊缝背部未焊透缺陷

3 压力容器制造过程中的变形与解决对策

在压力容器制造的各个零部件成型之后，极其容易受模具或者作业中的操作失误导致压力容器产生变形问题，如图3、图4 所示。产生原因有两种，一种是在高温情况下产生脱模，这种容易造成封头收缩变形，导致压力容器的几何尺寸严重不达标；此外就是因为模具设计本身不够周密，所以当零件最终成型之后，也会因此产生不相符的现象。所以面对压力容器成型之后的变形问题应该采用下面几种方法加以控制：一种是要求工作人员在作业期间严格按照程序操作，对作业中的任何情况都要实时监督；另外则需要在压力容器设计阶段，由设计人员将生产中的种种可能产生的误差因素考量进去，例如热模具要考虑冷缩问题，冷模具要考虑热胀问题，从而规避掉可能产生的一系列变形问题所带来的误差。

许多压力容器在加工过程中不可避免会涉及到热加工的过程，这个过程会产生强大的强制力，在达到一定限度之后会形成内应力，产生潜在的变形和裂缝风险。在实际操作中一定要及时采用热处理方法有效消除产生的内应力，在处理阶段应该随时注意温度的控制，在炉壁火焰的喷嘴位置设计挡火墙，从而完全隔绝火焰和热处理过程。另外，如果外壳的厚度不足，则应该对内部进行必要的加强，保证内部环境的稳定，从而根据实际加工情况适时采取相应的措施。

图3 变形导致的组对间隙

图4 搭块与管壁间隙过大

4 结语

就压力容器而言，其生产制造过程中存在多种质量隐患，在实际的生产制造过程中，需要针对这些质量问题进行分析，从而做到及时发现问题，及时解决问题。本文针对以上几个方面存在的问题，分析了产生这些质量问题的原因，针对这些原因提出了相应的处理策略，为提高压力容器的制造质量提供了理论支持。