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摘要:随着社会和经济的发展,我国的工业化进程有了很大进展,对压力容器的需求也越来越大。压力容器属于特种承压设备,制造单位需要取得特种设备制造许可资质。压力容器安全性要求高,质量控制难度大,如何更好地提升压力容器制造质量是我们重点关注的问题。本文从压力容器制造过程中的几项主要质量要素入手,围绕《压力容器》标准GB150展开,分析质量管理中重点关注的控制节点以及注意问题,以供参考。
关键词:压力容器;制造;质量;控制措施
引言
在压力容器制造过程中,经常会产生由于筒体钢板尺寸计算不准确导致筒体与筒体(或与锥体、封头)之间错边量的超标;在筒体卷制过程中会产生棱角度、错边量、椭圆度的超标;在进行异种钢焊接时会产生裂纹等现象。这些问题一旦发生,势必影响压力容器产品的质量,因此,要从源头上进行防范并加以控制。
1压力容器的基本情况
压力容器是现代工业生产和试验研究过程中的重要设备,其具备较多方面的功能特征,比如说传热、传质、储运和分离等方面。通常情况下,压力容器能够接受额定承压,而其实际应用的过程中,面临着出现物理爆炸和化学爆炸,需要严格控制好压力容器。压力容器是工业生产中的核心设备,压力容器制造的实际质量,将会直接体现出制造单位本身的管理水平和社会总体工艺水平。充分重视到压力容器,需要积极开展质量监管工作,针对具体的生产制造环节进行全面有效的控制,及时发现制造过程中存在着的问题,并采用科学有效的方式和手段加以应对,切实提升压力容器的实际建设质量。
2压力容器使用特点
压力容器的主要指标和参数为压力数值,容器有压力设计极限值,超过此界限,容器必定不会保持完全,容器本身会伴随爆炸事故而四分五裂。在压力容器中,相关人员还要注意温度参数,内外部温度变化都会对容器安全性产生影响,还会使压力数值发生变化。基于此,对压力容器特点进行分析,从介质本身入手时,应将介质与参数联系在一起,与材料以及化学性质等联系在一起,从而研究容器介质的各种特点。由此可见压力容器在运用中很容易受到外物影响,相关人员在设计制造容器时,应将这些方面考虑在内,并对容器进行安全设计,使容器使用时间更长久。
3压力容器制造的质量控制措施
3.1质量计划
产品制造之前,制造单位要根据产品标准、设计文件要求及特种设备安全技术规程要求制定产品质量计划。质量计划应当明确容器本体及受压元件、部件的制造工艺控制节点、质量控制要求及需要进行的检验项目,为产品制造和质量控制起到指导作用。
3.2材料控制措施
其一,火焰切割影响。在将材料切割成容器形状或尺寸时,会应用到火焰切割工艺,虽然材料会被切割成理想状态,但切割处以及周围材料都会受到工艺影响。对于前者,主要出现碳层外漏现象,使材料性能降低,后者会使材料周围硬度与材料整体硬度不统一。针对这两种问题,相关人员应采取措施,将碳层渗透范围和硬度变化程度控制住。对于某些材料中出现的渗碳层,相关人员可以采取机械切削法去除。其二,冷变形的影响。材料需要经过冷变形工艺处理,是为了筛选出优质材料,使其应用在容器中,能使容器在寒冷环境中,性能不会发生太大变化。在实际中,不同材料冷变形影响还需要接受工艺检验。其三,热处理影响。材料在热处理中,性能必然不会一成不变。无论在焊接残余应力消除中还是在筒节形成中,都需要应用该工艺。为了避免材料变质,相关人员还要控制工艺进行的相关内容,比如控制温度参数,不同材料适宜温度不同,相关人员还要做好区分。还要对热处理设备进行控制,该种设备作为材料热处理场所,如果对温度调节能力差,热处理工艺在落实效果会受到影响。相关人员在热处理过程中,还要做好热处理设备的检查工作,使其处于正常运行状态。其四,材料的焊接性。焊接可以将不同材料拼接在一起,制成容器,相关人员还要注意该工艺对材料的影响。相关人员可通过焊接试验,来验证材料质量和性能,根据焊接参数选择实验,根据实验结构选择合适的材料。
3.3焊接质量控制
(1)焊接工艺。压力容器施焊之前,受压元件焊缝、与受压元件组焊的焊缝、熔入永久焊缝内的定位焊缝、受压元件母材表面堆焊与补焊,以及这些焊缝的返修焊缝都应进行焊接工艺评定,只有经过评定合格的焊接工艺支持,才进行施焊。焊接工艺评定技术档案需要妥善保管,直至该工艺评定失效为止,工艺评定试样保存期限不少于5年。(2)组焊。a.焊前对焊道进行清理,焊道两侧至少20mm范围内去除氧化皮、油污、熔渣及其它杂质;b.有坡口要求的焊缝,坡口表面不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷。对于抗拉强度≥540MPa的低合金钢及Cr-Mo低合金钢经热切割后的坡口表面,坡口制备完成后应进行磁粉检测;c.全熔透焊缝需要根据相关技术要求和工艺文件规定定位组件,保证组焊间隙,确保熔透效果;d.焊接材料应保持干燥,施焊环境需要满足规范规定的风速、湿度、温度等环境因素要求。当焊件温度低于0℃时,应对焊件进行预热处理。(3)焊缝外观控制。a.焊缝余高控制。压力容器A、B类焊缝,焊缝余高e1、e2要满足标准GB150要求,焊缝高度不得低于母材高度。例如:筒体母材Q235B采用单面坡口的筒体,需要满足A类焊缝余高e1≤0%~15%δ;B类焊缝e2≤1.5mm。b.焊缝咬边。咬边缺陷是危害焊缝质量的重要因素,所以标准中对咬边的控制相对较严格。在日常产品质量检验中应当高度重视。对于Rm≥540MPa及Cr-Mo低合金钢制造的容器及不锈钢容器、低温容器等标准要求的特殊容器,咬边的缺陷是不允许存在的;对于其它容器,焊缝表面的咬边深度不得大于0.5mm,咬边连续长度不得大于100mm,并且焊缝两侧咬边长度总长不得超过该焊缝长度的10%。c.焊缝其它外观要求。焊缝表面应按照相关标准进行外观检查,不允许有表面裂纹、未焊透、未熔合、表面气孔、弧坑、未填满、夹渣等缺陷;焊缝与母材应圆滑过渡,角焊缝应凹形圆滑过渡,减小应力集中。必要时,需要配合表面无损检测进行进一步检查。
3.4热处理控制
压力容器在热处理中,温度会在升温状态保持一段时间,而后为保温状态,最后处理完毕,温度下降。相关人员要控制这三种状态中温度的变化速度。相关阶段会对温度变化速度有要求,比如降温阶段,温度需要下降,相关人员要控制好冷却速度。
3.5无损检测
无损检测方法主要包括射线、超声、渗透、磁粉等检测方法。压力容器的无损检测在标准规范中都已明确叙述,作为质量控制的关键要素,为产品的质量控制提供了有效的数据记录和依据。无损检测人员需要依据相关规范标准、技术要求严格执行,以提供真实可靠的数据作为参考,更好地进行质量管控。无损检测的检测档案需要完整保存,保存年限不得少于容器的设计使用年限,以备查阅。
结语
综上所述,压力容器制造的质量控制还有很多小细节,相关人员要在落实以上控制措施同时,关注小细节,对其进行精细化控制,使容器最终制造质量与相关标准保持一致。
参考文献
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