压力容器焊接过程中变形的控制对策

压力容器焊接过程中变形的控制对策

中国石油天然气第七建设有限公司266300

摘要:石油化工热能等一系列的领域均需要压力容器的存储和使用,本文针对于压力容器的变形问题进行研究,通过原材料、从生产工艺,原料选取,焊接方法,热处理工艺等各个环节进行全方位把控,避免因为加工等工艺导致的容器产生缺陷等不良现象。加强施工管理和品质保障把产品在加工过程中的热变形,冷变形均有效的去处。保证容器的精度达标,并且保证容器的安全使用。

关键词:关键词:压力容器;技术工艺;焊接工艺;变形控制

1.前言

目前,市场上较多的压力容器在使用中出现或多或少的变形导致的误差。这在一定程度上是可以在误差范围内的,不会过多的影响产品的使用。但是依旧会出现因变形程度较高,而直接不能使用只能报废。因此还需要加强对压力容器的良品率进行控制提升。使用优秀的制备工艺和产品控制技术规范来提高误差,并且在提高生产效率的同时保证其产品质量。

2.压力容器变形现象技术分析

技术工人作为生产制造的主力,由于人与人之间技能的熟练度和手法的区别,这就导致再生产过程中出现较多的波动偏差,这对于压力容器的变形误差控制有较大的影响。操作人员的素质、心态、水准等各项因素均可能导致产品的精度受到影响,从而影响其使用。同时机械制造工具作为制造的利器,包括加工设备,模具器具等设备的新旧程度和保养情况,均会对产品有不同的影响。焊接是一种局部热加工,热加工会产生一定的膨胀和变形,这就引起后续整个部件器具的变形。产品的源头为原材料,其中原材料的选取决定其加工后成品的质量。选取原材料时候,尽量保证同批次同样的厂商供货,避免出现不同商家的原料不同工艺和质量的原料混合使用的情况。此外选择料的形状尺寸也有一定的方法和制度。在保证原料优良的前提下,了解大型板材或者大直径的棒材经过切割受热后膨胀的情况,随后冷却后收缩的情况,把其中切割加工过程中的误差进行指定一系列的标准,适当的选择合适的尺寸,避免出现切割后屋冷却后尺寸不同而导致的精度下降的问题。最后规范化是最需要严格执行。因为在生产过程中必须有明确的流程规定和责任划分,并且制备过程中所用到的仪器等设备需要有专门的使用方法指导和使用规范。这样避免操作的各种不当而导致压力容器的精度受到影响。

3.压力容器变形的控制方法

3.1控制原材料误差

(1)强度和塑韧性是作为容器材料的基础,还有稳定情况也是需要考量的重要因素

(2)容器多需要进行焊接才能制备完成,这就需要该材料需要有优异的可加工型(焊接性、成型性能),同时还需要能装腐蚀溶液等特征,这就需要材料有耐腐蚀性。

(3)容器材料有时还需要在较高温度或者较低温度进行储存物质,这就使得原材料必须具备抗低温高温的能力。

3.2压力容器焊接工艺

焊接是一项有众多工艺和技巧的技术,通常在选择焊接容器的过程中,我们必须首先制定工艺方案,必须熟悉该材料的焊接性能然后确定具体的焊接工艺,焊接参数等一系列焊接的具体操作步骤。随后步骤工艺成熟可靠时,必须进行操作的流程化规范化,使其在每位操作人员的焊接过程中均保持水平一致,根据具体的问题,我们采取以下几点进行控制:

(1)焊接有多种方法,在焊接不同的容器件时必须严格对应其合适的方法,因为不同的方法受热的面积区域和温度变化情况均不相同。气体保护焊是常见的一种,在使用此方法时需要格外注意外界的风速影响,如果风速过大需要在合适的环境中工作。

(2)焊接材料的保存和焊接时的环境情况均有一定的要求。如果仓库中存放的焊接材料湿度较高将会严重影响焊接质量,所以焊接材料需要专门的干燥存放的环境,另外焊接的过程中也需要考虑温度湿度和风速等影响,如果风速过大手持焊接装置会带来危险。

(3)根据压力容器的形状尺寸,进行合理地焊接工艺调节,如果工件较小就适当减小电压电流,这样可以缓解工件的受热变形的情况,另外在焊接过程中控制焊接的手法保持一致,尽量减少误差。

(4)部分大型的圆形容器,所需焊接的步骤多时间长,这时需要先分散再集中焊接,先对称固定焊接随后在进行全面的焊接。

(5)焊接时可能有个别器件形状或者功能比较特殊,这需要在正常的焊接工艺中加入适当的卡具进行固定。随后再进行焊接。

(6)器件较大是一般采用多组焊接,这种方式的焊接必须考虑焊接时受热膨胀,焊接后因恢复室温又冷却收缩的现象。所以需要保证一定的焊接余量。

(7)大型复杂容器的焊接,需要分不同的部位首先焊接,最后拼装一起形成较为复杂精密的器件,这种拆分焊接的方法需要提前确保焊接后的变形情况,使各部件焊接后还可以拼装,不会因为不同部位经过焊接后的受热变形而出现较大的误差。

(8)焊接需要一定的经验和技术,长期与焊接打交道经验厚道的员工可以进行归纳总结焊接中容易发生的错误或者问题,这对于器件的精密度有较大的知识层次的提高,避免焊接过程中出现人为操作错误或者选取工艺的错误等问题。

(9)在大量焊接的理论基础上,建设属于企业产品的焊接流程,对焊接的工艺进行技术总结。对焊接的员工进行定期的技能考核培训,另外根据实际情况进行补充更新焊接的工艺,因为不同的器件的形状各工艺均不相同,如果操作的经验多就有更多的了解和认知。可以更加高效正确的完成焊接的操作。

3.3压力容器应力控制

(1)通常可以使用热处理来降低容器内部的残余应力,通过一系列退火等热处理工艺,可以降低硬度便于加工,具体的工艺为将器件加热到一定温度,根据器件的大小保温一定的时间,随后进行空冷处理或者风冷进行冷却。

(2)奥氏体不锈钢中有较多的为熔碳化物,通过固溶处理将温度提升到一千多度,然后保温一定时间,使得碳化物完全融入奥氏体基体当中,随后进行淬火快冷,这样就可以除去碳化物对基体的损害,变为强化集体的手段。

(3)热处理一般属于靠后的工序,如果直接将材料热处理,后续进行焊接工艺后,因材料又进行热变形,从而使精度下降,热处理的目的是为了消除焊接和机械加工带来的加工硬化现象,所以对于焊接,机加工,热处理这三个方面的顺序和作用需要充分的了解再进行工艺的制定和执行。

(4)焊接后的热处理对于消除应力和消除焊接裂纹有重要的作用。需要针对不同的器件制定合适的热处理工艺。一般不能到温装炉,因为这样温差太大,更容易导致试样的开裂等现象,需要逐渐升温,确保工件热透并且热量分布均匀。

(5)焊接前需要对材料进行检查,有问题的材料需要及时筛除,避免浪费时间和材料,焊接后依旧需要进行检测,有问题的不能进入下一步热处理工艺。所有的工序前后都需要进行严格的尺寸测量,避免因加工或者焊接等工序造成过大的误差。

4.结语

石油化工行业随着社会发展愈发重要,储存石油天然气等压力容器也随之发展,需要更高强度的压力容器面对如今石油化工行业的需要。如果容器的产品不合格,对于产品的质量和人身安全均有较大的风险隐患。为了确保容器变形程度在可控范围内,尽量减少误差,我们必须在生产压力容器的各个阶段进行严格的检查把控,从生产工艺,原料选取,焊接方法,热处理工艺等各个环节进行全方位把控,把产品在加工过程中的热变形,冷变形均有效的去除。保证容器的精度达标,并且保证容器的安全使用。使得容器的发展处于先进的水平。

参考文献

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