压力容器制造过程中变形问题的控制对策

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

孟琦 崔强

大连宝原核设备有限公司 辽宁省大连市 116000

摘要

压力容器作为石油、化工等领域的常用设备,由于自身的特殊性,其生产制造需要在高温、高压和腐蚀性的环境中进行,如果处理不当,很容易使压力容器产生变形,引起质量和安全隐患。因此,对压力容器在制造过程中的变形问题加以防范与控制,是保证压力容器质量与安全的前提与基础。本文将对压力容器制造过程中易引起变形的原因进行阐述,并采取有效措施加以控制。


关键词

压力容器制造;变形问题;防范;控制

正文


1、压力容器制造过程中变形问题控制的重要性

压力容器是广泛应用于化工、石油、冶金等领域的重要设备,它承受着压力或腐蚀介质,因此在制造过程中必须严格控制变形问题。变形问题的存在可能会导致容器的强度下降,甚至引发严重的事故。因此,控制压力容器制造过程中的变形问题具有极其重要的意义。

在压力容器制造过程中,材料的变形问题是一个关键的考虑因素。制造压力容器常用的材料有碳钢、不锈钢等。这些材料在受力情况下容易发生变形,尤其是在高温高压环境下。例如,容器内部的压力会使得容器壁面发生膨胀,如果不能有效控制这种变形,容器的强度将会大大降低,从而对工作安全产生威胁。

制造过程中的焊接变形也是一个需要重点关注的问题。焊接是压力容器制造的重要工艺,但焊接过程中会产生热应力和残余应力,从而导致容器变形。在焊接后的容器中,这种变形问题尤为突出。因此,在制造过程中,需要采取适当的焊接工艺和控制措施,避免过度变形,保证焊缝的质量和容器的完整性。

制造过程中的其他因素也可能引起压力容器的变形问题。例如,在容器制造过程中使用的金属板材可能存在厚度差异,这会导致不均匀受热和变形。此外,制造设备和工艺参数的选取也会直接影响到容器的变形情况。因此,在制造过程中,需要科学、合理地选择适当的设备和工艺参数,以降低变形的风险。

为了控制压力容器制造过程中的变形问题,制造企业需要采取一系列有效的措施。首先,应对变形问题进行全面分析和预测,以便及时采取补偿措施。其次,应制定严格的工艺规程和操作规范,确保制造过程中的每个环节都得到精细管理。此外,加强装备和工艺的改进与升级也能有效地提高产品质量从而减少变形问题的发生。

2、压力容器制造过程中变形问题的具体情况与控制措施

2.1压力容器焊接变形问题的控制对策

焊接变形是指在焊接过程中,受到热变形和残余应力的影响,导致焊接结构发生不可避免的变形。在压力容器的制造中,焊接变形问题会对容器的密封性、稳定性和使用寿命产生直接的影响,因此需要进行变形控制与补偿。为了控制焊接变形问题,首先需要从设计和材料选择上入手。合理的设计容器结构并选用低热膨胀系数的材料,可以有效减少焊接过程中的变形程度。同时,压力容器的焊接工艺参数的选择也非常关键,合适的焊接速度、焊接电流、焊接电压以及预热和后热处理等工艺控制手段,能够最大程度地减少焊接变形。在焊接过程中,常见的变形控制方法包括预紧、反向变形、锁定等。预紧技术是通过在焊接前将零件以一定的力进行预压,以抵消焊接过程中的收缩变形。反向变形是指通过逆向焊接的顺序,使得相邻的焊接变形互相抵消。锁定技术则是在焊接后,通过固定或锁定部分焊接结构,减少其他部分的变形。

2.2压力容器成型误差问题的控制对策

成型误差主要包括尺寸误差和形状误差。尺寸误差指的是容器的实际尺寸与设计尺寸之间的差异,这对容器的装填和使用产生了影响。形状误差则是指容器的实际形状与设计形状之间的差异,这会导致容器在受力时出现问题,增加了事故的风险。为了控制压力容器的成型误差,制造过程中需要注意以下几个方面。首先,需要选择合适的材料和加工工艺,以确保容器的成型精度。其次,需要对模具进行精确地加工和调试,保证容器的形状和尺寸与设计要求一致。此外,还需要严格控制加工过程中的温度和压力,避免引起不必要的热应力和变形。除了在制造过程中采取措施,还可以通过检测和修正来控制成型误差。通过使用精密的测量设备,对容器的尺寸和形状进行准确测量,及时发现和修正成型误差。在容器的设计和检验标准中,也应该包含对成型误差的公差要求,确保容器的质量和安全性。在压力容器的使用过程中,还需要注意对成型误差的监控和维护。定期进行容器的检验和检测,及时发现和修正可能存在的成型误差,确保容器始终处于正常工作状态。同时,在容器的使用和保养中,也要遵循正确的操作规程,避免因误操作而造成容器的损坏和事故。

2.3压力容器内应力变形问题的控制对策

压力容器内部的应力主要来源于内部的压力载荷。当压力容器受到内部压力作用时,容器壁会发生应力分布,主要包括轴向应力、周向应力和切应力,这些应力会引起容器变形。在设计和制造压力容器时,需要根据材料的性质和容器的几何形状,合理选择容器的结构和壁厚,以保证容器在承受内部压力时不发生破裂或塑性变形。控制压力容器内部的应力变形问题,首先需要合理选择材料。常用的材料有碳素钢、不锈钢、合金钢等。选择合适的材料可以提高容器的强度和耐腐蚀性能,减少应力和变形的发生。其次,设计压力容器时需要考虑容器的结构形式。目前常用的结构形式包括圆筒形、球形、柱形等。合理地设计可以减少应力集中区域的发生,提高容器的整体强度,降低应力和变形。此外,制造和安装过程中的质量控制也是关键。应严格按照相关标准进行制造和安装,确保容器的质量符合要求。只有在标准操作下,才能保证容器在使用过程中不会产生额外的应力和变形。

2.4压力容器的火焰切割变形及控制措施

首先,我们需要了解火焰切割过程中变形的主要原因。其中一个重要因素是热应力引起的热胀冷缩效应。当火焰切割产生高温时,容器壁受热膨胀,而在火焰消失后迅速冷却时,壁体会产生收缩变形。这种温度变化引起的物理应变会导致容器壁的形变。

要控制压力容器内火焰切割的变形问题,可以采取以下几种措施:

1控制切割过程中的热输入:通过适度控制火焰切割的时间和火焰温度来减少热输入,降低容器壁的温度变化。合理选用切割技术和设备,确保切割速度适中,避免过热或过快的操作。

2使用冷却剂进行降温:在切割过程中加入适量的冷却剂,能够快速冷却容器壁,减缓温度变化,从而降低热应力引起的变形。冷却剂的选择应根据容器材料和切割条件进行合理搭配。

3加固和稳定容器结构:通过对容器壁的结构进行改进和优化,增加支撑、加固支架等措施,可以有效抵抗热应力引起的变形。此外,在切割前确保容器结构的稳定性,也是预防变形的重要措施。

4应用数值模拟和试验验证:使用数值模拟软件对切割过程中的热应力和变形进行仿真分析,可以为控制变形提供理论依据。同时,进行实际试验验证,验证模拟结果的准确性和可靠性。

结束语

综上所述,针对压力容器制造过程中的变形问题,我们需要从工艺规划、结构设计、制造参数控制、模拟检测以及质量检验等多个方面进行控制。只有全面合理地采取控制对策,才能确保压力容器的质量和安全性,满足工业生产的需求。

参考文献:

[1]李坤.压力容器制造过程中变形问题的控制对策探究[J].百科论坛电子杂志,2020(14):72.

[2]谢春晓.压力容器制造过程中变形问题的控制对策分析[J].中国金属通报,2020(6):164-165.

[3]郭优.压力容器制造过程中变形问题的控制对策[J].化工设计通讯,2018,44(2):95.


...


阅读全文