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壓力容器制造變型的原因及預防辦法

發布時間：2011-08-04 15:51:59 瀏覽：次

一、應力變形及預防

　　1．火焰切割變形

　　(1)筒節：大直徑殼體短筒節下料(料較長且較窄)時，其端口的火焰切割加工邊易發生變形。因切割高溫冷卻后，加工邊產生收縮，直線邊變為“弧線”邊，筒節輥圓后，其端口就不在一個水平面上，誤差較大時，滿足不了組對和焊接的要求。應采取對稱切割或機械加工等方法避免產生變形。

　　(2)封頭：成型封頭火焰凈料切割后，其端口周邊會產生收縮，使封頭口徑變小。嚴重時，收縮后的封頭口徑滿足不了尺寸要求。對整體成型的封頭端口加工，如采取火焰切割，則其成型模具設計時要考慮切割后的收縮量；對瓣片式組合封頭的端口加工，如采取火焰切割，則封頭組裝時口徑要適當放大，以彌補切割后的收縮量。也可采取機械加工的方法避免產生變形。

　　(3)機加工件坯料(主要是鋼板坯料)：這種坯料多用于壓力容器上的大型法蘭或密封圈等。火焰切割后，由于鋼板脹縮不均，致使坯料板面不平，嚴重時造成坯料面的加工量不夠。應在坯料板切割后進行平整矯形，對難以矯形的坯料板，可適當增大其加工余量。

　　2．加工失穩變形

　　加工失穩變形往往是在已成型的封頭或筒節上開大型孔(如容器的裝卸孔)、由于開孔區及其附近穩定性減弱，造成殼體局部或部件的變形。盡量避免在單獨筒節或單獨封頭上直接開大孔，可視情況將殼體組裝成大段或整體后再開大孔；開大孔前將開孔區用緊貼殼體的筋板進行加強，組焊接管后殼體處于整體穩定狀態時，再把加強板撤掉。

　　3．焊接變形

　　焊接工藝是容器焊接的技術要求和操作規定，包括：采用的焊接方法、焊接坡口、焊條種類及直徑，焊接工藝參數、焊接順序、焊道層數、焊前和焊后的處理、焊接環境要求以及防變形、反變形措施等。焊接工藝必須經過工藝評定達到合格，而且在焊接操作過程中必須嚴格執行工藝要求。

　　根據壓力容器和大型部件的焊接條件和焊接量，預先分析焊接將要產生的變形大小和形態，有針對性地制定的控制措施：

　　(1)對多焊道的大型壓力容器，例如球形容器，應先組裝聯結成整體后再進行焊接，焊接應對稱進行，并要遵守規定的焊接順序。

　　(2)對多焊道的大型部件，如瓜瓣式組合封頭和由瓣片組合的殼體過渡段，除執行上述要求外，還應在施焊場地設口形固定卡具。

　　(3)較長且分多節組焊的壓力容器，其筒節下料時尺寸要適當放出焊接收縮量，以避免出現焊后殼體縮短現象。

　　(4)對壓力容器，特別對結構復雜的壓力容器的組焊，要采取合理的組裝順序和焊接防變形措施，確保其制造中不變形。

　　(5)反變形措施：根據實踐經驗或推算，預先在焊接件上向焊接變形相反的方向給以變形，焊接后這個預變形量剛好得到抵消，具體做法是：壓力容器筒節的縱縫對接處兩端頭壓弧時，在發生焊接變形方向的相反向留出反變形量；組合式瓣形封頭和過渡段模具尺寸考慮抵消焊接變形的反變形量。

　　4．熱處理變形的預防措施

　　(1)熱處理爐必須符合規范要求，爐內溫度均勻準確，爐壁火焰噴嘴處應設擋火墻，嚴禁火焰直接接觸或接近熱處理件。

　　(2)長度較大的壓力容器進爐后，要加臨時支座支墊，所用數量視容器具體尺度而定。

　　(3)直徑較大、厚度較薄的殼體，一般應進行內部加強。

　　(4)分段預制的壓力容器，分段端口處應設加強支撐。

　　(5)對受高溫易失去穩定的壓力容器部件，也應根據具體情況進行加固加強。

　　二、加工誤差變形

　　1．下料誤差變形

　　由于下料尺寸不準，使成型后的部件形狀超出了標準規定。下料尺寸不準主要是由于計算或放大樣有誤，除了提高下料人員的技術水平，還應施行下料尺寸校對制，并盡可能采取下料尺寸計算機軟件管理。

　　2．成型誤差變形

　　壓力容器部件在加工成型中，由于操作不當或模具不標準而產生變形：熱成型封頭脫模溫度有一定要求，如溫度尚高就過早脫模會導致封頭收縮較大，嚴重時可使其幾何尺寸超標；機械輥制或壓制的容器部件，因操作不當使之產生變形；模具設計考慮不周或有誤，使成型后壓力容器部件的幾何尺寸不符合要求。主要預防措施有：

　　(1)成型操作嚴格按工藝技術要求進行。

　　(2)用檢查樣板嚴格控制加工件的形狀。

　　(3)模具設計在依照加工件的理論尺寸形狀的基礎上，充分考慮壓力容器部件加工成型中和成型后發生的變化，冷成型模具要考慮成型件的回彈量，熱成型模具要考慮成型件冷卻后的收縮量。

　　3．組裝誤差變形

　　壓力容器殼體組裝時由于錯口或不直度誤差等超標所產生的變形，稱組裝變形。其預防措施：

　　(1)殼體組裝應使用定位卡具，直徑較大、厚度較薄的殼體，組裝時筒節還要加支撐，嚴格限制殼體對接邊的錯口。

　　(2)殼體臥式組裝應在托輥上進行，并用直線檢查其不直度。

　　(3)分段預制的壓力容器，安裝時要設定位卡具，并用經緯儀檢查其不直度。