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压力容器制造与维修中常见问题与解决对策
摘 要:随着工业产业的持续发展,近几年压力容器使用率有明显增长,而且当前各工业产品的实际生产过程中,压力容器已然成为一个主要构成部分。但是大部分产业在应用压力容器时所要考虑的因素较多,因为其具有高危性特点,同时也是企业生产中最大危险源,所以企业想要在提升经济效益时,最大限度保证安全,其需要针对压力容器制作与维修进行全面研究。本文主要围绕压力容器制造与维修中常见问题与解决对策深入分析。
关键词:压力容器;制造与维修;常见问题;解决对策
引言:当前各行业应用工业设备的频率和范围都在不断扩大,也可以说新时代下人类生活生产早已经无法脱离工业设备。其中压力容器便是使用率较高的一种工业设备,虽然该设备具有一定使用优势,但是受压力容器自身特性和运用安全性能等要求影响,进而导致压力容器的制造与维修过程中仍有一些问题需要尽快解决。所以为将压力容器效用发挥最大程度,企业应对常见问题深入分析,并围绕具体问题选择解决对策,如此才能更好的满足实际生活生产需求。
一、压力容器制造特性
首先,压力容器构造、品类和工艺都十分复杂。随着市场需求日渐丰富,压力容器的具体构造和品类也愈发复杂,该情况下制作工艺也就变得更加繁琐。在面对不同产品需求、不同使用环境时,所需的压力容器也完全不同,这也致使想要大规模制作存在极大困难。另外,相应制造工艺通常需要进行跨领域工艺融合方能制造出可满足众多要求的压力容器。其次,需要设计人员具备超高专业技能。考虑到设计压力容器有较强专业性,所以想要设计制作一个合适的压力容器需要拥有过硬的专业技能,除要对设计压力容器的相关知识熟练掌握外,且也要能够对产品制造过程和制作工艺有所了解,只有将两者融合才能确保设计出的压力容器实用性突出。最后,对制造压力容器的过程有较高安全性要求。一般使用压力容器时主要是容纳有毒且腐蚀性强的物质,并且压力容器外部通常也并非是安全环境,因此在内外安全压力下,容器制造所面对的安全挑战极大,这不仅要求整个容器制作过程中要严格遵循工艺和相关规则要求,同时也需要有关人员不断研究和使用一些最先进的工艺技术来提高压力容器安全性能[1]。
图 1 压力容器的焊接过程
二、压力容器制造与维修中的常见问题
(一)材料选择问题
通过观察压力容器制作即可发现,整个制作过程工序十分复杂,并且使用环节对其安全也有极高要求。针对该特点,在选择容器制作材料时需要坚决摒弃和拒绝使用不良材料,而是要合理挑选安全性能高、高质量的材料来进行制作,这样才能满足市场对压力容器的使用需求。但事实却是,并非所有高质量材料都适合制作压力容器,若在选择材料时出现疏忽,不仅难以保证制作效果,甚至会造成难以弥补的负面问题。简单来讲,虽然压力容器制作需要有质量高、安全性能强的材料作为支撑,但全由好材料制作而成的压力容器反而难以满足市场应用需求。
(二)制作过程中的容器变形问题
在对压力容器进行制造时变形是最常见的一个问题,关于此情况,要知道一旦压力容器变形,其质量便无法保证,甚至极易导致制造过程中出现难以控制的安全隐患。通过针对压力容器制造变形问题进行长期总结,可以发现导致其变形的因素众多,如制造环节压力容器设计和所使用的材料并不匹配,或是制造时所选用和实际模具和具体制造标准出入较大,以上现象皆会使压力容器呈现变形问题[2]。
(三)焊接过程中的所出现的问题
在对压力容器的制作和维修过程中焊接是主要工序,同时也是关键环节,但是焊接过程的操作情况也会对压力容器造成一定影响(如图1所示)。例如,针对压力容器进行焊接时,若操作人员未能做到严格按照操作规范和流程实施焊接,将会导致焊接电流过小或过大,而这也将使焊接部位出现重大缺陷和安全隐患。和其他制作、维修环节相比,焊接会更容易使压力容器出现质量问题,因此面对容器焊接,工作人员需要高度重视。
(四)工艺设计标准选取问题
随着社会发展,全球工业水平已经处在较高位置。无论是制作标准还是制作技术都在不断衍生和进步,并且整体制作质量也有明显改善。而在设计和制作压力容器时所能选择的制作标准较多,针对该情况,如果在选取制作标准时出现偏差,将会使制作完成的压力容器存在重大安全隐患,这样一来对其实际应用也会有严重影响。
(五)容器裂纹问题
和其他问题相对比,压力容器有裂纹出现属于十分严峻的问题,或者可以说,当裂纹的出现便直接意味着压力容器报废。所以对于该问题,工作人员需要特别处理,尤其是在造成容器裂纹因素众多的情况下,则更要对此问题详细分析、密切关注。例如,氢脆现象是致使压力容器开裂的一个主要缘由,其实从事工艺制作的专业人员都知道,氢属于直径小、质量轻的一种元素,也正因其具有此特性,进而导致其在金属材料中自由且活泼,而这也是出现氢脆现象的重要因素之一。当压力容器上呈现氢脆现象后,金属材料塑性与强度皆会降低,在这种作用力集中时,压力容易必然会有冷裂纹产生,自然该情况下压力容器也就不能再正常使用。
三、压力容器制造与维修中常见问题的解决对策
(一)工艺设计标准的解决方法
现阶段市场中压力容器制造标准较多,因此为保证压力容器的制作质量,需要与实际情况和使用需求相结合来科学选择,有关部门也应针对不同情况制定具体标准,并对现有选取标准加以完善,从而做到规可循、有标准可依。制定标准的最终目的是为起到指导和约束的作用,因此实际制作环节一定要加强相应监督与管理。不仅如此,在筛选压力容器材料时,也要对国家及行业内的制作材料标准和选材基本原则严格遵守,具体来讲,筛选容器用材时,需要确保使用材料的规格和质量与TSG-2016的相应标准相符,同时也要结合容器使用条件,如“介质腐蚀性、压力、温度、介质对材料的催化作用和其是否有易爆、易燃、有毒”以及材料焊接性能、制造工艺和经济合理性等方面深入分析,从而选择出具有较好物理性能、机械性能和耐腐蚀性能的制造材料,该过程中要特别注意同一工程所使用的材料也要统一[3]。另外,在加工材料时绝不可随意更改和替换所需材料,若确实需要更换材料,应由岗位负责人递交书面申请,随后由审批部门和设计部门审批,待书面申请通过后方能进行更换。只有谨慎对待一系列的制造工艺和流程方能保证压力容器质量。
(二)焊接问题解决方法
压力容器制造中焊接工序尤为重要,该操作步骤也极为考验工作人员的焊接技术水平,尤其是在焊接一些特殊位置时,整体操作难度偏大,所以更需要焊接人员拥有过硬的技术水平与职业素养。基于此,所有焊接人员必须达到指定技术标准后方能正式工作,与此同时,日常工作中也要针对现有焊接人员组织培训考核,一定要最大限度保证所有焊接人员的专业能力都能不断提升。
此外,从压力容器构造角度来讲,其主要由内外部构成。首先,面对内部问题工作人员想要及时发现和处理难度更大,因此这需要焊接人员更加耐心、细致地完成工作,待焊接工作完成后,为保证工作质量,也需对焊接情况全面检查,并处理好散落焊渣。其次,在焊接压力容器外表层时,工作人员需对工作规定和焊接要求严格遵守,如边角变形、错边等皆是极为容易出现的问题,可一旦有此类情况发生后想要再进行弥补难度极大。为此,实际工作中焊接人员应最大可能避免这一现象发生,从而保证压力容器制作和维修都能以高质量完成。
(三)容器变形解决方法
1、因焊接出现变形的解决方法
焊接压力容器需要在高温情况下进行,高温对制造材料的使用会有极大影响,也就是随着温度升高将容易使材料变形,而压力容器也会随之出现变形问题。所以,为有效避免因焊接导致变形问题发生,工作人员需要对焊接环境、焊接工作方式、焊接材料前和焊接后的材料进行细致处理。例如,焊接过程中可对抑制变形方式加以利用,也就是在焊接某一部位时考虑到其可能会有变形问题发生,那么即可在该部位实施反向焊接,这样便能两两抵消。
2、因零部件成型误差出现变形的解决方法
在制作压力容器时,受所选模具和标准误差影响,也会使各零部件出现误差,这一情况将会整个制造工序产生极大影响,同时在组装环节也会有变形现象出现。鉴于此,容器制造环节需要严格依照具体规范来选择相应模具,或者在掌握模具精确尺寸后再进行选择。除此之外,有部分压力容器所使用的零部件在实际加工成型环节,常会因热胀冷缩而出现尺寸变化,这便致使其实际尺寸与所需零件尺寸不符,从而难以达到使用标准。因此,制造环节该问题也是工作人员所要考虑的一个重要因素。
(三)容器裂纹解决方法
想要将容器裂纹问题妥善解决,可从制造材料选择入手,尤其是在选择钢材时应尽量筛选杂质少和低氢材料,或者实际制作环节也可采用对相应材料加热的方式降低所涵盖的氢元素含量,这样可有效降低因氢脆现象出现而导致压力容器开裂问题发生。除此之外,也可在制作环节将其他元素适当加入,如铬、钛等元素皆能预防压力容器制作中钢材内部进入大量氢元素这一问题,该手段也是避免氢脆现象发生的一种有效途径。
结论:综上所述,压力容器作为一种较为常见、应用频繁的工业设备,其质量问题和制造工序复杂、日常维修等方面有极大关系。因此,为保证压力容器质量和使用寿命,需要对其制造与维修环节所能出现的各种问题详细探索和分析,同时也要针对不同问题和现象提出应对方案与措施,从而确保压力容器质量能够与实际生产生活需求相契合。
参考文献:
[1]赵博.无损检测技术在压力容器制造及维修中的应用[J].石化技术,2020,27(12):165-166+94.
[2]董蓓蓓.压力容器制造与维修中常见问题的解决对策[J].化工管理,2020(15):134-135.
[3]王桂芳,崔亚莉,刘文娟.压力容器制造质量保证体系的建立及实施[J].石油工业技术监督,2018,34(03):23-26.

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