摘要:壓力容器制造誤差產(chǎn)生在其生產(chǎn)全過程,與加工工藝、電焊接工藝、安裝方法以及所有設奮、操作人員素質(zhì)及熟練程度有很大的關系,必須控制好每道環(huán)節(jié),才能確保制造誤差控制在允許的范圍內(nèi)。
　　關鍵詢:壓力容器；彎曲加工；劃線切割；安裝；焊接
　　一、壓力容器的形狀
　　表面面積相同而容積最大的容器是球形容器,如果壓力容器既可以制造球形的,也可以制造筒形的時候,那么制成圓筒形的還是最自然的,同時又符合于經(jīng)濟要求。
　　倘若容器不是呈球形或圓筒形,但受到壓力的作用,也有變成球形或圓筒形的傾向。由于容器具有保持原來形狀的反作用,所以便容器材料中產(chǎn)生各種各樣的應力(見圖1)

                                           
　　設計的球形或因筒形壓力容器,由于制造時不能完全符合設計要求,以致產(chǎn)生局部或全部形陽規(guī)則時,也有上述情況。
　　圖2所示，是由于焊接產(chǎn)生的角變形或不規(guī)則的形狀,由于有形成球面的傾向,所以產(chǎn)生的總應力較設計應力大，安全系數(shù)因此而降低，所以當然要對此規(guī)定一個限度。
　　二、彎曲加工
　　壓力容器最重要的結(jié)始工序就是變曲加工,平鋼板由于塑性變形形成球面或因筒面,因而使板材的中心部分變薄,四周有變厚的傾向。當曲率半徑小的情況下,對于這個問題要更加注意。
　　一般在板材進行彎曲加工時，情況如圖3所示：最初，應力是在其彈性范圍以內(nèi)，其應力分布情況如（a）所示；再進一步彎曲時，應力進入塑性區(qū)，其分布情況如圖（b）所示,當彎曲停止時,便留下一部分永久變形，殘余應力便分布在圖(b)中SS線兩側(cè)，如圖(c)所示,SS線與垂線rr所夾角度就是所謂的回彈關系,屈服點低的鋼材其回彈量小,屈服點高的鋼材其回彈量大，當屈服點高的鋼材進行彎曲加工時,須加大壓力壓制,采用這種強力壓制時,為了不使局部產(chǎn)生變形,防止鋼板厚度減薄，必須要一遍又一遍的壓制，以便于整形，屈服點低的鋼材，整形就比較簡單。這項工作的操作，與熟練程度有很大的關系，若根據(jù)曲率半徑及鋼板厚度來看，認為不能進行冷壓加工時那就要首先制成上下兩塊曲模胎具，將鋼板加熱，以降低其屈服點，然后再放入曲模胎具中進行彎曲,此時,必須十分注意彎曲終了后的冷卻速度，以不使材質(zhì)產(chǎn)生惡化。

                                                    
　　彎曲加工完了后，要測量彎曲的誤差。不論用什么的方法都不可能期待其精確度為±0，所以究竟采用多大的允許誤差就成了質(zhì)量管理上的問題。一般應根據(jù)焊接制品的使用情況、直徑大小分別加以制定。圖4所示，根據(jù)樣板計算，最好在0/1000～1/2000之間。
　　三、劃線切割
　　圓筒形容器的筒壁是單純曲面加工，可以先在鋼板上劃線，經(jīng)過切割下料，開坡口，然后進行彎曲加工，但球形容器及容器封頭的的曲面不能展開，經(jīng)過彎曲加工，然后再進行劃線、切割。
　　根據(jù)設計、計算或圖紙制成撓性樣板(這種樣板多數(shù)都是用薄鐵皮做成的)，然后一塊一塊的進行劃線。根據(jù)生產(chǎn)數(shù)量大小，也可以采用數(shù)控切斷。
　　切斷時，由于鋼板是呈曲線狀態(tài)，倘若使用自動切割器，必須要設法使切割器經(jīng)常與切割線保持平行狀態(tài)，各工場各自創(chuàng)造了各種可以調(diào)整傾斜度的臺架。

                                                  
　　采用氣割切斷時，必須里注意切口處的收縮會使曲率半徑有減小的傾向。因此在切割之前最好將曲率半徑略放大如圖4(a)所示。切斷以后用樣板再進行檢查，倘若曲率半徑已超過了允許限度，必須進行修正。
　　一般都在切割的同時按照規(guī)定的坡口形式進行坡口加工，必須注意：坡口的角度，鈍邊的厚度都必須在圖5所示的允許誤差之內(nèi)。
　　根據(jù)正確的劃線進行切斷時，在切割以后還要重新核對尺寸，測量各邊的長度及對角線的長度，計算尺寸的誤差必須要在允許范圍之內(nèi)(參閱圖6)
　　四、安裝
　　圓筒部分的安裝，就是將筒節(jié)組裝成一個圓筒，鋼板卷成圓筒節(jié)后，可以馬上點焊定位，所以比較容易。但是在組裝成圓筒時，注意圖筒節(jié)的兩端必須平行，不要形成象圖7那樣筒節(jié)與筒節(jié)組裝完畢以后，就將筒節(jié)與封頭進行組裝。在組裝之前，必須要核對圓周及橢圓度。倘若因筒與封頭的精確度都很好，安裝就不成問題。倘若兩者都些問題，那就必須十分注意。

                                        
　　倘若兩者圓周長度誤差不同，但坡口的錯卻在允許范圍之內(nèi)，按照圖8(a)的方式按等分分布裝配比較好。當兩者圓周長度相同，倘若不精心裝配，那就會形成圖(b)的那種形式，形成復雜的應力。當圓周長度相異時，倘若不加注意，而是按順序進行點焊，則成為圖(c)所示的樣子，這樣的坡口錯位就會超出允許范圍，必須要加以注意。當封頭是下料成形為瓜瓣然后組裝成形的，主要的注意事項己如前所述，要求各部件形正確施工時，要逐項按順序進行，放心大膽地逐項進行正確的施工。
　　五、焊接
　　在設計時，其重點就是考慮由焊接所產(chǎn)生的變形。
　　1、焊接橫收縮
　　所謂橫向收縮是指與焊縫成直角的收縮，這種收縮最容易測定，以前有過各種各樣的研究。受橫向收縮影響最大的就是焊入量與坡口鈍邊間隙。因此，在設計時必須考慮要使坡口的形狀能以容納最少的焊入量，鈍邊的厚度及間距要考慮型結(jié)產(chǎn)除焊根的范圍以內(nèi)。施工時，必須按規(guī)定的坡口形狀，預定收縮量，從而使容器焊接收縮后的殘余變形仍然能得到正確形狀的容器(參照圖9)。
　　2、焊接從收縮
　　縱向收縮是指焊縫方向的收縮，厚的平鋼板所產(chǎn)生的這樣的收縮，其收縮量不論大小都不會成為問題。但是，曲面則不然，這種收縮會產(chǎn)生細腰現(xiàn)象，所以必須要加以注意。
　　這種變形造成沿焊縫方向產(chǎn)生的殘余應力接近于屈服點。當水壓試驗時，由于水壓試驗產(chǎn)生拉伸作用，但拉伸后，仍然有一部分永久變形殘留下來(也就是說拉伸以后原形不變地保留下來)。因此，就必須考慮焊縫還要另再進行拉伸處理，從而經(jīng)過較為徹底的整形。
　　3、角變形
　　鋼板兩側(cè)由于焊接收縮不均衡而產(chǎn)生角變形。由于這種變形，造成封頭(分片組裝)表面呈菊花形的外觀，除了外觀不好看以外，對于容器的強度也極為不利。
　　如果設想，在鋼板進行對焊時外部和里面的焊入量相等，那么角變形就會小。但是，實際操作上先焊與后焊的效果有很大的差異。

                                                            
　　圖10（a）所示是內(nèi)、外交叉焊接的順序。(b)是采用電渣焊從里面一直焊到表面，焊接時間不考慮角變形問題。（c）是先在表面焊接，然后在背面開槽，再進行背面的焊接，表面與背面的坡口形狀要仔細加以考慮。（d）是表面與里面的坡口深度相同。(e)是開槽的深度的一半。這樣，這樣，雖然里面焊接比較方便，但是里面一側(cè)會產(chǎn)生彎曲，對比必領要加以注意。
　　一般對于開坡口的要求如圖11所示，表面坡口角度a，在能以焊根之中的條件下愈窄愈好，最好在45～50度，考慮到切割誤差以及安裝誤差，一般規(guī)定50～60度，當鋼板厚度較大時，規(guī)定坡口呈U形。背面的坡口的角度B的大小，要便于背面鏟根，一般規(guī)定90度左右，坡口的深度a、b要根據(jù)e而定。先確定e的深度，一般規(guī)定a、b、各項e的頂點0.4左右。鈍邊的厚度為c，要根據(jù)焊接穿透力并考慮到容易安裝，多數(shù)規(guī)定為2～3毫米。據(jù)以上各點選定坡口形狀時，既要考慮到不致于造成坡口加工錯誤，又要考慮提高坡口加工質(zhì)量，所以要使坡口的種類盡量少，形式簡單，根據(jù)工場的實際工作方法選定。
　　4當厚度較大的鋼板焊入量大時，須要進行退火處理，但在退火時要加以十分注意，防止產(chǎn)生變形。
　　參考文獻：1、《鋼制壓力容器規(guī)范》
　　2、《焊接手冊》