压力容器制造过程调研及若干问题的探讨

田文龙

(中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林机械制造分公司,吉林 132021)

压力容器制造过程调研及若干问题的探讨

田文龙

(中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林机械制造分公司,吉林 132021)

压力容器制造属于特种设备制造,其过程极为复杂,涉及到产品的生产,特殊的产品材料,压力容器产品的复检等等问题。本文实际调研压力容器制造过程,发现了三点问题,一是压力容器焊接技术的问题。二是压力容器材料质量与复验的问题。三是压力试验的限制。并提出自己的一些见解。

压力 容器制造 调研 规程

压力容器属于典型特种设备 ,因为压力容器内部常有易爆、易燃,强毒,腐蚀性的物质,自然有相当的危险。所以一旦出现意外事故危害性特别大,严重的会危及到国家和人民的生命财产安全。国家有关部门在1999年就制定了《压力容器安全技术监察规程》(简称99版《规程》)但是这个规程是在1999年制定的,如今这些规程存在着操作难度太大,工艺技术稍显过时等问题。本人在严格对照99版《规程》,实地调研压力容器生产企业的运营情况。发现了了若干的问题并进行适当的探讨。

1 压力容器焊接技术的问题与发展

如今压力容器在工业生产中应用极为广泛,包括化工、石油管道,因此钢制管道的焊接技术显得尤为重要。在实际的调研中我发现压力容器在焊接后,在焊接时温度的不均匀,从而导致材料结构的变形。当焊接的温度重新回到均匀的状态后,焊接时的管道内的压力残留在焊接结构中,这就形成了焊缝区的内在应力。焊接残余的内在应力会极大的影响容器的使用寿命和产品的质量。实验的研究显示,只要容器经过焊接,内在应力会同时产生,虽然现在我们知道了它的运行的原理,但实际的情况千差万别,容器的大小尺寸,焊接的技术水平等等都存在着巨大的差异,所以残余应力的肯定不是一成不变的。对于这个问题,我们需要确立一个焊接残余应力的合理空间,在这个空间里采取必要的措施,保证产品的质量,把安全事故控制在最小的空间里。国内外众多科学家、学者在对焊接残余应力的合理空间的大量研究后认为:第一可以实施最为先进的焊接工艺,降低应力采。第二是改进热处理工艺技术。

2 压力容器材料质量与复验的问题

2.1 压力容器的材料质量

现在压力容器制造的材料和复验在我国压力容器特种材料的标准体系都存在着一定的问题,如今国家制定了特种钢板制造许可证制度,还有其他特别材料的准入制度。可以说国内压力容器材料标准已经成形了,这些材料可以满足我国压力容器用材的供应量,还有现在科学家研发和专家对材料标准的修改,国内材料的工艺标准达到了一定的高度。

经过我的调研,压力容器制造厂材料来源的主要是材料商和中间商。总而言之,压力容器制造商从材料生产厂家那里得到的材料保证了质量;相反,从中间商那里取得的材料,这样产品质量难以得到保证。会出现了材料质量不合格,没有质保书或者质保书和所用材料的不相符合,这样极容易产生质量问题。国家质监部门在1999年出版的《压力容器安全技术监察规程》其中有一项规定:相关产品标准是JB 4726～4728《压力容器用钢锻件》,对其产品质量提出了巨大的要求。根据相关的法律和实际的调研,大量的锻件生产厂商的质量生产体系及检测的手段不达标,很多的产品化学成分、力学特性达不到国家的要求。现如今,我国的材料生产企业就是按国外标准生产钢材(如SUS304、SUS316)的问题。这就出现了国外钢铁牌号与国内钢铁牌号不对应的情况。在实际的调研过程中还发现,大量的压力容器制造厂商对现在我国实行《压力容器安全技术监察规程》有些的质量标准表示难以接受,特别是第三类压力容器用钢板和锻件这两种材料。

2.2 压力容器的材料和复验问题的探讨

正确使用压力容器材料是确保压力容器质量的前提。现在市场还是存在着从材料中间商取得材料大量问题,为了确保压力容器材料的产品质量,保证最终压力容器商品的质量,《压力容器安全技术监察规程》有明确的规定,要对第三类压力容器的钢板和锻件实施第二检查。这种材料复验的要求来源于锅炉制造的规程,99版的《规程》只是强调制造的材料的问题,这不能从根本上解决压力容器质量问题,道理很简单,材料的控制标准和压力容器的类别两者没有必然的联系。虽然质量不达标的材料用于三类容器,很可能发生较大的事故,但用在一、二类容器生产上也有很大的危险。所以,实际的压力容器制造,不能只强调对三类压力容器的材料进行全面的复验。压力容器的材料的检查应该是全方位的,包括生产、供应商、材料的产品标准、制造厂商的质量信用体系和压力容器的产品设计品质等等。我们这样做不是很苛刻,在美国、日本等发达国家的压力容器法规和标准(如ASME UG10)对产品的材质要求都是一样的,不存在分为几个类别之说。

3 压力容器压力试验的限制

压力容器在生产之前要做压力试验,在实际的调研中我发现,生产厂商对于压力容器制造过程所做的压力试验有些独到的看法,大体概括为两点:一是对于压力试验介质实际温度的把握。在99版的《规程》明确的说道:“碳素钢、16MnR和正火15MnVR制压力容器在液压试验时,液体温度不得低于5℃”。这些规定只是作为参考,实际的情况可能要根据实际来操作。二是特大的压力容器的压力试验情况。在实施特大压力容器例如是大型薄壁直立压力容器的压力试验时,因为实际的基础的承受力有限,有的是内部结构、填料等原因容器里面无法填充满液体等等情况,在调研时我发现试验过程中也可以在压力容器中注入合适的液体,之后用压缩气体(如氮气瓶等)来进行实际的加压以取代液压试验的情况。

1999年我国制定的《压力容器安全技术监察规程》有关压力容器制造的某些条款,如今发现了诸多问题。我在写这篇文章时,实际调研。以经济、安全为原则,对于压力容器制造过程中产生的压力容器焊接技术的问题,压力容器材料质量与复验的问题,压力容器压力试验的限制进行了具体的分析和探讨,希望可以为新版《规程》修订提供有价值的意见。

[1]压力容器安全技术监察规程[S].北京:中国劳动社会保障出版社,1999．

[2]GB 150-1998,钢制压力容器[S].北京:中国标准出版社,2006．