分析压力容器制造过程中变形问题的控制对策

摘要：压力容器这种存储设备非常特殊，但是其使用的场景却非常多，尤其是在工业生产制造中，压力容器所起到的作用是非常大的，比如化工和石油行业当中压力容器就是必不可少的。不过需要注意的是压力容器一般所应用的环境都比较特殊，比如高温、高压，所以在应用的时候很容易受到影响，出现变质这种情况。而出现这种情况之后则会有非常大的不良影响，所以在压力中企业生产制造的过程中就要注意保证其质量，提高品质，避免出现变形等问题。文章将就压力容器生产过程中的变形控制策略，展开分析与研讨。

关键词：压力容器；制造过程；变形问题；控制对策

引言：

在生产制造压力容器的过程中，有一些因素会导致最终的产品不符合而实际设计图纸的要求，这就会直接影响压力容器的性能。尤其是变形问题是最不容忽视的，如果这一问题得不到解决，就会直接影响产品的价值和性能。从这一方面来看，看到压力容器制造过程中对变形问题的控制是非常必要的，这也是本文将要研究的主要内容。

一、控制变形问题的意义

压力容器的变形不仅会引起产品的质量问题，还会使产品的产品质量下降，而且还会增加产品的安全隐患，还会给产品带来一系列巨大的经济损失。如果我们想要防止这类问题的出现，就必须对可能导致压力容器变形的因素展开全面的分析，找到相应的、行之有效的对策，减少变形问题所带来的危害，从而保证人员的安全，提高经济效益。

二、压力容器制造过程中变形的原因

（一）原材料方面的原因

在钢制压力容器的具体制造与生产过程中，由于钢制压力容器的品质与生产原料品质密切相关，所以，后期产品可能存在着比较明显的变质现象。由于钢铁是压力容器的主要制造原料。所以，钢制压力容器的生产品质直接受到了钢铁品质的影响。所以一旦钢铁方面存在着很大的质量问题或隐患。就必然严重影响其后期的产品制造效率。而这些钢铁方面出现的问题在当前也是较为普遍的，就是与钢铁本身的性能指标不符。或者无法适应于压力容器生产的相关要求，结果就会出现了变质的问题[1]。另外。在钢制压力容器的具体使用之前，钢铁在搬运过程中或者搬运过程中也可以因为受到机械损坏的影响，而使得钢铁本身就存在着变质问题。同时也会表现在最终的加工产品处理过程中，而发生了变形事故。

（二）压力容器焊接方面的原因

在压力容器的制造生产流程中，焊缝也是变形问题所产生的主要因素之一。由于焊缝是影响整个钢制压力容器制造流程中的最主要因素之一，所以其对钢制压力容器变形问题产生的威胁也就比较明显了。而由于焊缝作业的规范程度不够高，也就可以造成在钢制压力容器焊缝方面出现问题。而这种焊缝方面的不规范现象主要可以有以下两个方面的影响因素所造成。其一，就是由于相应的焊缝作业技术人员还没能够实现标准化作业[2]。因为自己的操作能力不足，或者对焊缝没有足够的重视，其焊缝设计的确有一些不合适的地方。其二，在钢制压力容器焊接过程中对周围环境所产生的风险及影响因素，也是较为突出的影响条件。这将极大地影响到焊接的效率，尤其是在湿气方面，这一威胁更为突出。

（三）受力作用的原因

钢制压力容器的实际生产过程当中，在许多情形下都会要求对各个组件进行拼装，在这些拼装活动当中必然会存在着相当多的受力影响因素，不但涉及相应压力容器的自重大小，还涉及到了对组装作用力的强制力，在上述受力的相互影响之下，必然会对钢制压力容器产生一定的内应力，而对这一内应力若掌握得不好，则其对最终钢制压力容器自身完整性产生的影响将是相当大的，变形现象也会相应产生，从而严重影响了今后的实际应用[2]。

（四）尺寸参数方面的原因

钢制压力容器的具体制造工艺中，针对其各个部位的规格和技术参数，如果控制上的不良，则可能会造成十分明显的产品质量问题和缺陷。所以由于尺寸技术参数等的差异，对于整体来说钢制压力容器产品的质量问题也是非常普遍的[4]。尽管现阶段中国本土的机械设备制造技术正在不断提升，但是因为其具体的生产工艺上还存在着某些方面的缺陷，所以不可避免的也会比较容易导致在一些模具上表现出尺寸的偏差。也由此导致了其材质产生偏差，并且一旦进行安装时，就很容易产生变形情况，更有甚者就可以导致了钢制的压力容器不能正常投入使用。

三、压力容器制造过程中变形问题的控制对策

（一）火焰切割导致的变形与应对策略

在压力容器制造的过程中，火焰切割这种方法是非常常见的，也有较多的优势，比如速度快，切割准确，但是在实际应用的时候，如果不注意一些细节就非常容易导致材料变形，这是由于材料在受热过程中产生的内应力不均匀所导致的。另外在切割之后，切口边缘会有一定的收缩，这也会导致压力容器出现变形问题。在具体应对的时候可以先优化切割方式，对于大直径壳体，短筒节等比较重要的部件可以采用对称切割的方式，这样就可以有效减少受热不均匀这种问题，另外还要控制切割速度。采用火焰切割工艺时，无法防止出现由于热胀冷缩造成钢板表面不规则现象。此外，火焰切割还容易造成生产过程钢板毛胚不断变化，降低生产质量。为避免这些事故发生，通常在钢板坯料切完之后的时候纠正钢板造型。在纠正时，可以采用提高剩余能量的手段保护钢板的进行工作。在切割钢管时，由于火焰温度提高容易引起堵头变形。所以，在切割封头时应采用机切的方法避免火焰切割事故。

（二）压力容器焊接所导致的变形以及处理方法

焊接技术是决定压力容器品质和稳定性的重要原因。由于材料在焊缝中的自身性质会因电焊热作用而变化，且在该过程中，材料本身的抗压及耐腐蚀性会逐渐破坏掉，并且其接受的电压也会逐渐发生变化，最后导致所制得的金属构建或钢制压力容器的变形，进而使得压力容器品质受到一定影响。所以，在采用焊接方法之前，应严格地按照有关规范的规定进行焊接，以减少变形风险。

在焊接为圆球形结构的压力容器中，由于能够平衡内部受力，所以通常使用主体的方式。更简单的讲，也就是当整个部件都装配好了之后，就能够把它当作是同一种主体加以连接。在实际焊缝时，虽然还是应该注意焊接顺序的。但为了防止钢制压力容器变形，在焊接之前也应该预先采取避免变形措施，对易于产生变形的部位进行人工逆向处理。还需要注意，在焊接的时候会出现热胀冷缩的问题，所以在焊接之前需要预留一定的空间，便于收缩，这样可以防止压力容器出现变形的问题。

（三）内应力导致的变形与应对策略

在制造压力容器的过程中，需要不断的进行热加工处理，例如焊接和热处理。在这些环节中，如果材料的受热不均匀就会导致内部产生热应力，进而导致压力容器出现问题。另外在组装的过程中，压力容器需要承受比较多的外力作用，比如吊装力度，还有自身的巨大重力，这也会导致其内部产生应力，进而引发变形问题。所以，在具体制造的时候一定要优化热处理工艺，采用热处理方法去除内应力，其大致流程是先通过调节热加工的高温。其温度控制高低也必须遵循相关准则，而后再把钢筋砼的压力容器放入高温电炉中进行升温处理。而通过这种方式，就能够将压力容器的内应力全部被热应力分解而消耗掉。但在经过热处理容器中，往往还必须保证内部的金属均匀受热。而通过喷嘴的火焰对容器进行加热，就可以很高效地去除内应力。还需严格控制处理参数，尤其是炉内的温度等参数一定要按照设计要求来设置。另外可以采用喷嘴式加热方式对局部进行加热，可以减少整体的热应力。此外，在具体制造的过程中还需要合理设计结构，在设计阶段就要考虑到容器的结构形式以及焊缝布置等等。确保在制造过程中尽量减少焊接应力的产生。

（四）误差导致的变形与应对策略

若想有效降低工程结构设计中的误差，就必须从两点入手考虑。第一，需要注意人为的测量误差，相关工作人员需严格按照规范来完成测量工作，认识到科学规范操作测量工作的重要性，从而确保在长期测量中都可以保质保量的完成结构测量任务。第二，在建筑构件的设计模型上，也需要加强重视，一定要按照相关设计要求来制作，并且在采用此模型以前必须对模具做过一次的充分测试，以了解其材质是否满足了相应的结构生产标准，从而确保在结构生产时不会产生误差，进而减少了对钢制压力容器所造成的变形现象。

四、结束语

综上所述，压力容器的应用范围非常广，但是其在生产制造的过程中变形问题是比较常见的也是一个比较重要的内容，需要加以控制。在具体生产的时候可以从原材料切割，焊接等多方面入手，不断优化，确保制造过程的科学性，减少出现变形问题的概率，制造出优质的压力容器。

参考文献：

[1] 刘宁岗. 奥氏体不锈钢压力容器制造中的应变强化技术应用[J]. 今日制造与升级，2022(11):153-155.

[2] 冯强，尹红. 压力容器制造中常见变形问题的控制措施研究[J]. 消费导刊，2022(8):93-95.

[3] 曲道波. 压力容器制造过程中的防变形分析[J]. 石油和化工设备，2021，24(7):44-45，48.

[4] 高博，越海涛. 异形薄板不锈钢压力容器制造技术研究[J]. 科学技术创新，2021(4):182-183.