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压力控制器

时间:2023-05-29 17:22:44

压力控制器

压力控制器范文1

压力容器主要采用焊接的方式完成,引起其表面缺陷原因主要存在于设计和焊接过程中。主要表现为焊缝尺寸存在偏差,焊接过程产生飞溅导致的焊瘤、压力容器表面气孔、塌陷以及咬边等问题,严重的还可导致焊接表面裂纹和烧穿现象。压力容器的表面缺陷可通过目测或仪器检测,要求检测人员具有丰富的经验。而控制压力容器表面缺陷则需焊接人员不断提供技术水平。

2压力容器表面缺陷检验技术

2.1常见表面缺陷的检验

焊接错边是压力容器最常见的表面缺陷之一,即焊缝两侧的焊趾母材产生一定高度的分离。焊缝错边可通过目测发现,但要得到精准错边量,需使用焊缝尺。其主要表现形式为焊接母材表现不平整。在检验焊接错边过程中应遵循以下原则:首先:检验人员应分析该压力容器的焊接顺序,以了解容器的焊缝位置。检测发生错边的焊缝,并在错边量数值最大处打好标识。检验前需对焊缝及其周边进行清理,确保焊缝表面清洁度,减少误差。其次:压力容器板材表面厚度对检测结果具有影响。规定检测焊缝错边量不包括焊接板材的两侧厚度。但如果较厚的板材呈斜坡状,那么板材厚度以其母材实际厚度确定。而焊缝宽度和被削斜度则需通过板材厚度差和焊趾目前厚度进行测量后确定。也就是说,对于厚板材的错边量计算,应减去两板材的厚度差。当然,为了确保压力容器纵缝检测的准确性,应借用样板和万用量规以减少误差。

2.2压力容器棱角度的检验措施

压力容器棱角度是指容器在焊接过程中产生的环向棱角。基于棱角度的形成过程,其检验具有一定难度。尤其是压力容器存在棱角度和错边量两种表面缺陷时,很难测出压力容器了棱角度的具体数值。此时,要求进行多次测量,并将平均数值作为所测得的棱角度值。采用平均值测量法可确保压力容器筒体内、外侧的棱角度保持一致。样板长度对棱角度值具有一定影响,这是由于焊缝处与板材平面具有不同的曲线。采用平均测量法进行压力容器棱角度测量,板材长度不得小于300cm,并要求弦长不超出1/6D。

3压力容器常见表面缺陷的处理方法

上文我们对压力容器表面缺陷进行了分析,其主要表现为焊瘤、咬边、裂纹等缺陷。我们重点针对由于腐蚀产生的缺陷和表面裂纹产生的缺陷进行具体的分析。

3.1腐蚀造成的压力容器表面缺陷处理

压力容器腐蚀是指外部环境和内部气体或液体对容器母材造成的损害。腐蚀主要影响和改变压力容器的壁厚,腐蚀严重可致使容器壁厚急剧下降。大型压力容器的材料多为不锈钢或者铝钛合金,并对材料性能具有较高的要求。表面粉尘、焊接引弧斑痕、焊接飞溅是导致压力容器腐蚀的主要原因。对于压力容器所盛液体的腐蚀可通过提高材料性能或选择正确的材质处理,但对于焊接技术不当导致的焊接腐蚀来说,则应注意提高焊接技术。引弧不当等原因将导致压力容器母材保护膜受到严重的腐蚀,从而影响压力容器性能。要解决这一腐蚀问题,检测人员应注意焊接过程,要求焊接人员严格按照规定操作。检测人员应具有丰富的经验,可通过目测发现压力容器腐蚀,并利用测厚仪器测量容器壁厚变化,如果检测后的压力容器可导达到使用强度标准,可继续使用。但要进行必要的日常护理,以提高压力容器的使用寿命。而对于检测不合理的压力容器,通常壁厚过低不能用于继续承载液体或气体,应及时淘汰。

3.2焊接表面裂痕处理方式

由于压力容器主要采用焊接方式完成,焊接缺陷是其主要缺陷表现形式。表面裂痕主要分布于焊缝区、融合线和焊接热影响区。表面开裂并伴有气孔是焊接技术不到位的主要表现。熔池内的气体不能全部溢出即出现焊接气孔。处理这类缺陷,可采用机械打磨的方式,对存在气孔的位置进行打磨后重新补焊,以确保压力容器的焊接质量。当然,无论何种类型的焊接缺陷或表面裂痕,都需要检测人员的经验和技能进行处理。因此,企业在压力容器生产过程中,应注意不断提高检验人员的技能,要求其具有相关从业经验与从业资格。

4结语

压力控制器范文2

关键词:压力容器;制造;质量管理

前言

压力容器在工业、能源等领域中的应用十分广泛。压力容器在应用的过程中会面临复杂的使用工况和危害性较大的压力容器内介质,一旦压力容器因制造质量问题而导致安全事故的发生将会造成极为严重的人员和财产损失。因此,做好压力容器制造质量的把控是十分必要且重要的。在压力容器制造的过程中必须要做好压力容器制造特征的把控,以便在压力容器制造过程中最大限度的将压力容器制造质量控制在合理的区间范围内,确保压力容器的制造质量。

1压力容器制造特征分析

压力容器经过多年的发展已经形成了多行业、多功能的发展特性。压力容器的结构、参数以及品种等因压力容器的应用而不尽相同。在压力容器的制造过程中对于压力容器制造安全性有着极为严格的规定,压力容器多应用于高温、高压、强腐蚀等的环境下加之其内部盛放的介质也大多具备较强的腐蚀性和易燃、易爆性,因此对于压力容器制造质量具有极高的要求。在压力容器制造过程中会涉及到金属材料、加工焊接、质量检验等多个环节。任何一个环节出现问题都会对压力容器的制造质量造成极为严重的影响。

2压力容器制造质量控制措施分析

2.1做好压力容器制造质量控制体系的建立

在压力容器制造质量的把控中首先需要从法律法规、质量控制以及组织等三个层面完成相关压力容器制造质量控制体系的建立。法律法规从法律层面上为压力容器制造质量控制体系提供相应的法律依据。组织体系则对压力容器制造过程中的人员和组织架构进行了规定。质量控制系统则对压力容器制造全流程中的所有与质量控制相关的内容进行规定。做好压力容器制造质量体系的建立能够对压力容器制造过程进行规范,从而为压力容器制造质量的控制提供相应的体系保证。

2.2做好压力容器制造过程中的材料质量控制

压力容器制造材料的质量控制是压力容器制造质量控制的重点也是核心点之一。在压力容器制造材料的质量控制中需要从压力容器制造所使用的原材料、外购件、安全附件等几个方向入手对压力容器制造材料的质量进行控制。首先,压力容器制造单位必须要在熟悉国际相关标准的基础上加强对于压力容器制造所使用材料及零件的质量把控力度,做好对于所采购材料制造商资质的考核和材料的进厂复检,以确保压力容器制造所使用材料的质量。在相关材料进厂时,需要对进厂材料的质量证明书等进行检验,对进厂材料的化学成分、力学性能以及制造工艺等进行复检以确定其是否满足相关要求。进厂材料入库时需要对其进行相应的标识,确保进厂材料的可追溯性。在对压力容器相关构件进行加工时,对于受压元件的材料在切割或加工前必须要进行标记移植。待到相关检验人员完成检验确认后才能对受压材料进行切割或是加工,以确保加工材料的准确性,避免误用材料。在压力容器制造过程中如需要使用代用材料须征得相关设计单位的同意批准。

2.3做好压力容器制造过程中制造工艺的控制

在压力容器的制造过程中会涉及到多道工序,如何将各种工序按照一定的工艺流程进行合理化配置是压力容器制造质量控制的一个重要因素。在压力容器制造质量制造工艺的编制上,工艺部门应当在压力容器制造之前按照设计图纸来对压力容器制造工艺方案进行编制。编制成各道工序及零部件的工艺文件,待到工艺文件经过审核后方可进行加工使用,以确保压力容器制造工艺流程的合理性和准确性。做好压力容器制造工艺的控制对于确保压力容器制造质量十分重要。在加工制造中压力容器制造单位应当严格按照相关压力容器制造工艺来进行加工制造。

2.4做好压力容器制造过程中焊接质量的控制

在压力容器制造过程中完成对于相关板材的加工后需要对各板材进行焊接,焊接是压力容器制造过程中最主要的加工工序。其在一定程度上决定着压力容器的性能状况,因此在压力容器制造过程中要注意做好对于压力容器制造过程中焊接质量的控制。在焊接质量的控制中可以从焊材、焊接工艺、焊接缺陷防控等方面入手做好对于压力容器制造质量的管控。在焊材的采购中,相关采购人员需要遵循择优定点的采购原则,尽量实现配套采购。在焊材进厂验收时验收人员需要对焊材进行质量把控。在焊材的储存上应当按照相关规定对焊材进行存放。在焊材使用之前需要对焊材进行一定的烘干作业,以确保焊接材料在规定的范围内使用。在压力容器焊接技术的选择中,应当合理的选择相关技术。在焊接接头形式的选择上,应当在对焊接板材的结构类型、板材的厚度以及母材性能进行综合考虑的基础上对焊接的接头形式进行选择。在接头形式的选择上需要确保接头具有足够的强度和良好的工艺性。同时还应确保焊缝质量检查的可达性,以确保焊缝周边具备进行探伤的条件。在压力容器焊接方法的选择上,对于结构件焊缝较长的适宜选择埋弧焊。一般精度和厚度的零件则可以采用气体保护焊的焊接方式。

此外,在接头位置根据需要对立焊、平焊、仰焊等焊接方式进行选择。在焊接工艺的选择上,首先应当对焊接工艺进行一定的评定,确定焊接工艺是否满足相关质量需求。在生产前,对产品采用的各重要焊接节点都必须要进行相关焊接工艺的评定,由生产单位完成焊接工艺指导书的编制,经过技术负责人审批后将焊接工艺指导书下发到制造单位完成压力容器的制造。在完成后如有需要则由检测人员将试件送交无损检测。对于试制后存在问题的工件需要组织人员对问题进行分析。焊接结构是由众多零部件所组成的,因此在压力容器制造的过程中需要对焊接装配工艺进行合理的编制。在压力容器制造过程中,焊接与装配是两个有着紧密联系的工序,在压力容器制造过程中两者需要多次穿行。为确保压力容器制造质量,需要对这一过程进行全面的分析以便确定合理的确定。此外,在压力容器装配质量的控制上需要确定好压力容器的装配公差标准。完成装配后需要对装配质量进行严格的检查。在加强对于压力容器结构设计、工艺等方面质量管理的同时还需要加强对于焊接人员的控制,尤其是当在压力容器制造过程中采用焊条电弧焊为主要焊接方式时,焊接人员的因素在压力容器制造质量的影响中占据着主要因素。在焊接的过程中如焊接人员水平不足极易在焊接过程中出现未融合、气孔、裂纹等的缺陷,这些缺陷的存在将会对压力容器制造质量造成极为严重的影响。因此,在压力容器制造过程中需要加强对于压力容器焊接人员的培训,提高焊工素质。完成了对于压力容器的制造后需要通过无损检测的检测手段对压力容器制造质量进行检测评定,以避免压力容器在制造过程中存在缺陷从而造成安全隐患。

3结束语

压力容器制造质量对于压力容器使用安全性有着极为重要的影响。本文在分析压力容器在制造过程中的各种特征的基础上,对压力容器制造过程中的要点进行了分析介绍。

参考文献

[1]张兰青,刘国印.压力容器制造质量控制方法研究[J].中小企业管理与科技旬刊,2011(7):323-323.

[2]张建文.大型不锈钢复合钢板压力容器制造质量控制[J].石油化工设备,1997(3):31-35.

压力控制器范文3

关键词:压力容器制造;质量控制;问题分析;改善措施

在我国现代工业发展水平不断提高的时代,压力容器在航空航天、电力和石油化工等事业领域的应用逐渐扩大。压力容器的使用特点决定了对压力容器的制造质量有着较高的要求。因此,需要对压力容器制造过程中的相关工作人员展开长期的考察和总结,并在根本上提升制造人员的专业素养和技术理论,从而在压力容器制造的过程中,严格控制把守质量关,将压力容器自身发生变形问题等安全隐患降低到最小程度,进一步提高压力容器的安全可靠性。鉴于此,尤为重要的就是对压力容器制造质量控制的策略进行合理的分析。

1压力容器制造的特征

1.1压力容器的安全性能较高

一般情况下,压力容器在使用时,其工作条件较为特殊,主要分为以下两方面:一方面,压力容器中的气体或是液体通常具有易爆性和易燃性的特点,并且有可能具备毒性的特点。另一方面,压力容器在使用时所处的工作环境较为恶劣,很多都是高压、高温及腐蚀性较强的条件。综上所述,制造质量对压力容器的安全性能有很高的要求。在设计、制造、安装和监督检验的过程中,必须将相关行业规范与标准作为压力容器制造的关键进行严格落实。随着科技的发展,新的生产技术和制造工艺发展使我国压力容器行业规范与标准得到有效更新和改进,从而使安全性和经济性都取得了一定的进步。

1.2压力容器的结构样式繁多

压力容器的结构样式各异,其特定样式取决于行业特点,在工业领域中被企业广泛应用,但是不同行业对于压力容器的需求也大不一样。根据压力容器在工业生产中的作用不同,将压力容器分为以下几类:分离压力容器(S)、反应压力容器(R)、储存压力容器(C)和换热容器(E)等不同种类。压力容器繁多的样式,在不同工业生产过程中,其内部结构和使用参数多种多样,致使压力容器在制造、使用和管理过程中,给规范体系的统一管理增加了较大的难度。

2压力容器在制造过程中存在的问题

2.1在焊接时遇到的问题

在压力容器制造的过程中,焊接逐渐成为较为重要的关键环节,也是直接影响压力容器制造质量的主要因素。通过对我国压力容器制造企业的经济发展现状进行调查可知,焊接过程中存在诸多的问题。比如,电流未得到有效的管理控制,致使在焊接时产生的电流过高、电弧过长,从而造成了焊接咬边问题的发生。由于个别焊接人员的技术水平较低,使得接头部位的连接未能得到有效的处理,致使形成了较为严重的焊接缺陷,不仅直接影响着压力容器的制造质量,而且还对压力容器的强度造成了很大的影响。除此之外,焊接时出现裂纹也是压力容器制造过程中时常发生的问题,对压力容器的制造质量造成较为严重的恶劣影响。

2.2在制造时出现变形问题

在压力容器制造过程中,变形是出现频率较高的问题。一旦存在变形的问题,就会使压力容器的严密性和安全可靠性受到极大的损害,从而影响其稳定使用,大大降低压力容器的有效安全运行。产生变形问题的原因主要体现在以下三个方面:首先,材料的规格和大小尚未达到设计方案的要求,致使材料的精准性受到直接影响。其次,模具的大小和规格并未满足制造工业的要求,使得压力容器在制造过程中,其内部结构发生严重变形。最后,在压力容器的组装过程中,零部件和原件的配合尺寸未达到一致,导致压力容器发生变形问题。

3改善压力容器在制造过程中的有效措施

3.1加强对压力容器设计质量的重视

压力容器制造质量取决于设计阶段的质量,其成为最为重要的关键阶段。在制造过程中,应不断加强对设计阶段质量控制的重视。在压力容器制造前,应展开一系列有效的设计方案,从而能够确保设计工作人员针对压力容器的设计具备较高的专业设计水平[1]。还要对制造工艺有着深层次的了解,这样才能使压力容器的设计质量得到有效的保障。与此同时,还应对压力容器的使用环境、材料的选择以及零部件等重要环节展开全方面的研究和分析,从而使压力容器的设计符合使用需求,这样才能更好的为制造阶段的质量控制提供有效保障。

3.2对变形问题进行有效控制

针对压力容器在制造过程中出现的变形问题,可以采取以下几个方面的控制措施:首先,不断提高技术人员的专业水平,对材料的规格和大小进行严格控制,从而使其设计方案符合制造的要求,以此来确保压力容器的制造质量[2]。其次,在压力容器尚未达到制造最终状态时,严格按照操作的标准和规范对其进行操作,还要对模具的制造质量进行严格控制,从而避免模具的结构发生变化对压力容器的内部结构造成影响。最后,在压力容器组装的过程中,应对其进行监控,根据直径及厚度的不同,对压力容器的外部结构采取适当的支撑,进而避免出现错边超标等问题。

3.3确保压力容器的焊接质量

压力容器的本质是焊接构件,铆焊便成为压力容器制造的重要工序。焊接质量的高低直接影响着压力容器整体的使用性能,焊接技术人员的重要任务就是确保压力容器的焊接质量。焊接技术人员是压力容器焊接工作的主要操作者,也是焊接质量的保障者[3]。鉴于此,焊接人员应具备较高的专业素养以及职业道德,其主要体现在以下两个方面:一方面,企业应根据自身的发展状况制定合理的考核制度,未能通过考核的焊接人员不能上岗。另一方面,企业应加大力度对焊接技术人员展开专业知识的培训,从而不断提高焊接人员的综合素质。为使压力容器的焊接质量得到有效保障,焊接过程中就必须引入先进的设备和技术工艺,焊接技术人员应定期对其进行维护和保养,焊接设备才能得到正常运行。若在焊接过程中出现裂纹,技术人员应仔细检查,分析缺陷产生的原因,制定出有效的返修等补救措施[4]。

4结论

综上所述,压力容器的制造质量对其安全性能有着重要影响。企业需要针对设计、制造、安装等过程采取相关有效措施,来保证压力容器的制造质量。在实际制造工作中,企业应不断提高焊接技术人员的综合素质,从而使焊接工作得到有效保证,尽力避免缺陷返修工作。除此之外,合理的改善压力容器的结构和材料,并应用先进的焊接技术对制造质量起着关键性作用,达到压力容器整体质量控制的相关要求,进而为实现压力容器的安全稳定运行提供可靠保障。

参考文献:

[1]张金龙.分析压力容器制造的质量控制[J].工程建设与设计,2017,(04):119~120.

[2]冯斌,袁宁.压力容器制造过程中的质量控制[J].辽宁化工,2016,(03):321~322+325.

[3]钟海燕.浅谈压力容器制造中质量控制[J].科技展望,2015,(27):148.

压力控制器范文4

容器制造企业在压力容器制造过程中会遇到各种变形的问题,若综合考虑,则可以分为两大类。第一类是因应力而导致的变形,其中就有火焰切割变形、加工失稳变形和焊接变形以及热处理变形等;第二类则是由于人为误差造成的变形,其中就有如下料误差变形、成型误差变形、组装误差变形等。

2压力容器制造变形的原因及控制办法

2.1应力变形及其控制

2.1.1火焰切割变形。在当前的压力容器制造过程中,下料环节的切割普遍还是以火焰切割为主,火焰切割有其自身的优点,如速度快,切割较为准确等。但由于切割的原理是根据冷热交替而达到目的的,材料难免会因受热不均匀导致切割中产生内应力,从而产生变形。控制办法:切割变形的控制,主要可从三个方面进行控制。第一,是筒节的控制。在大直径筒节的材料切割中,钢材切割时温度较高,切割结束后受到热胀冷缩的原理的影响,材料易发生变形。在筒节切割中通过机械加工或者采用对称切割的方法,能在一定程度上降低变形率。第二,是封头的控制。经过火焰切割后的成型封头,切口周围受到外部环境的影响易发生收缩变形。这时在设计成型模具时需要考虑使火焰切割带来的收缩量包括在其中。第三,是机加工坯料的控制。在压力容器制造过程中,机加工坯料一般是针对钢板,钢板在火焰切割后容易因收缩不均导致坯料表面不平。因此在坯料切割后要进行平整处理,并可考虑适当增大加工余量来使坯料变得更平整。

2.1.2加工失稳变形。加工失稳变形是指在成型后的容器在进行切割时而产生的变形。控制办法:加工失稳变形是在加工的过程中,由于开孔及附近的强度的稳定性弱而导致变形,因此要尽量避免在单独筒节或单独封头上直接开大孔。即使是要开大孔,之前要用紧贴的加强材料将其四周固定,直至切割结束方可取走。

2.1.3焊接变形。在容器制造过程中的效率和成本很大程度上取决于焊接中变形问题的得当处理,因此对焊接中出现的变形问题需要格外注意。控制办法:焊接容器中容器的形体、焊接的部位直接关乎变形与否。对于多焊道的大型压力容器,应先组装成整体再进行焊接;对于焊接的大型部件,应在焊接处用固定的卡具将其固定以免变形;对于较长的焊接容器,应在焊接前对每节进行精准测量,以有效弥补焊接后壳体缩短的现象的发生;对于结构复杂的压力容器,应要根据实际情况采取合理的焊接组装顺序,预防焊接过程中出现超出误差允许范围的变形。

2.1.4热处理变形。在压力容器制造过程的切割、焊接等环节都对容器材料进行了热加工,这难免会在材料内部产生很大的应力。为了防止裂纹的产生,必要时需对容器进行热处理来消除应力,但热处理如果操作不当就会造成容器变形。控制办法:在热处理中,需要注意以下几个方面的问题。第一,热处理炉必须符合规范要求,且炉内的温度要均匀合适,压力容器要避免直接与炉内的火焰近距离接触。第二,对于长度较大的压力容器,要根据实际长度加适量的临时支架。第三,对于分段预制的容器,分段端口处应加强支撑。

2.2加工误差变形及其控制

2.2.1下料误差变形。在下料中的变形,主要是下料尺寸不准,使得成型后的压力容器尺寸超出了标准规定。控制办法:下料尺寸的不准,主要是由于计算或放大样有误。因此一方面要不断提高下料人员的技术水平,对其进行专项的培训,规范他们的操作程序;另一方面,要安排专门人员对下料尺寸进行精准的检验,必要时可采用计算机检测技术进行测量以减少人为的误差。

2.2.2成型误差变形。压力容器的各个部件在成型后由于摩擦或其他的不规范操作容易导致变形,主要原因是热成型模具发生脱模现象。控制办法:应对这种脱模现象,首先要强调操作人员在操作中要严格按照工艺程序及设计图纸要求对加工件进行加工处理;其次,在模具的设计过程中,应充分考虑制造过程中可能会出现的各种导致容器变形的诱因,并对这些诱因提供预防空间进行妥善处理,如考虑压力容器在制造过程中的磨损、热胀冷缩等问题。

2.2.3组装误差变形。组装是压力容器制造中的最后一道工序,它可以说是起着一锤定音的作用。对于在最后一道组装工序产生的超出误差允许范围的容器变形,因其并非不可避免的,故往往会让人感到惋惜。控制办法:组装误差导致变形的主要原因在于组装人员本身。因此对于压力容器制造企业,首先要持续强调组装人员务必重视容器的组装严谨度,同时可结合奖惩措施进行改善;其次,企业要聘请有实力有资质的组装人员,不仅要求懂组装、能组装,而且要组装得好,使组装能符合压力容器制造、检验及验收的要求。

压力控制器范文5

关键词:压力容器;制造工艺;质量控制

随着人们逐渐重视压力容器的制造质量,目前压力容器在制造方面的标准和生产流程都已经相当成熟。但是,部分制造商由于受到自身工艺的限制和质量管理工作较差的影响,导致压力容器制造在焊缝错边、容器制造变形和焊后热处理等工艺上还存在不足,这些不足需要引起我们的高度重视,并制定相应的措施来解决。

1当前压力容器制造工艺存在的问题

1.1焊缝错边产生

通常,在压力容器的筒节与筒节、筒体与封头之间的连接处容易产生焊缝错边的情况。产生焊缝错边的原因有很多,主要分为三个方面:一是对接处两者的直径存在偏差,导致整个对接处存在尺寸偏差;二是筒节在成形过程中预弯不够,导致筒节截面不圆形成局部焊缝错边;三是组装时由于组装人员专业技术水平较差、组装工具比较简陋导致焊缝错边的出现。焊缝错边过大会增大连接处的应力状况,所以如果焊缝错边超过标准值后,筒节的应变将会超过屈服应变,当容器开始卸压时,拉应力下降,此时还存在残余应力,导致连接处产生压缩屈服变形。在这样不断加压和卸载的过程中,不断的拉伸和压缩,会导致容器受到破坏。

1.2容器制造变形

压力容器涉及很多部件,任何部件出现变形问题,都会影响压力容器的质量,容器制造变形也是很多制造厂商特别容易出现的问题。导致变形的原因有很多,但是大致可以分为应力导致变形和加工误差变形这两种。焊接、热处理或加工时操作不当都可能会导致压力容器应力变形,出现这些变形后,通过一定的方式进行处理,部分变形可以处理,但是还是有很多变形是无法处理的,压力容器制造的变形是衡量工人制造工艺水准的重要依据。关于应力变形是如何产生的,可以列举制造过程中的两个常见情况:一是对于直径大、高度小的筒节来说,下料时采用自动割刀会导致筒节边缘产生收缩,经过卷板机处理后其端口凹凸不平;二是容器上一般都会开孔,这种开孔也会导致加工失稳引起变形。加工误差变形问题主要出现在加工过程中。在压力容器的制造过程中,绝大多数工作都是下料、成型和组装,需要进行加工的地方不多,关键在于掌控下料的尺寸以及后续的组装。但是现实情况下,很多工人在进行操作时不符合规范要求,使用的模具也不够精准,对于卷板机等机械也存在操作不当的情况。

1.3焊后热处理质量差

焊后热处理的作用是可以解决以下五个问题:一是在焊接过程中使用的材料或多或少都存在不均匀性,由于构件在化学成分上不均匀,所以焊接接头处的偏析和机械性能会有所不同,这些性能可以影响焊接接头的抗裂性;二是工艺存在局限性和不完善性,在试验室焊接还属于质量合格的构件,但在现场环境下会出现问题;三是避免焊接后出现接头淬硬,淬硬会导致接头质量不稳定,影响整体质量;四是焊接过程中不可避免会出现应力集中、过热组织等缺陷;五是焊接管理上出现问题,由于管理上的失误导致质量问题。这五个方面的问题对焊接质量影响都很大,焊后热处理能够较好地解决这些问题,但是实际情况下很多工厂在焊后热处理方面的工作质量较差。

2如何做好压力容器制造的质量控制

2.1做好焊接控制

做好焊接控制需要从多个方面来进行,根据焊接工作的特点和流程来看,我们应从焊接材料、焊接工艺、焊缝返修控制和现场监督这四方面来进行质量控制。焊接材料的选择需要考虑到母材的特性,应尽量选择化学成分和力学性能相近的焊接材料。对于碳钢或合金钢来说,焊接材料的强度不得低于母材标准值的下限,但是如果强度过高,容器整体的塑形会变差;对于低温容器,焊接材料在低温韧性方面不得低于容器材料;对于形状复杂、厚度较大的压力容器,焊接过程中焊接应力较大,容易产生裂纹,这种情况可以选用低氢焊条,增强焊接处的抗裂性。另外,焊接材料在购买时需要有相应的出厂合格证,压力容器制造厂也要相应地做好抽检工作。同时,对于焊接材料的保管应做好分类存放,保证存放环境的湿度和温度。焊接工艺主要是选择好合适的焊接方法,目前常用的焊接方法有气焊、焊条电弧焊、埋弧自动焊和气体保护焊这几种。不同的方法具有不同的特点和适用范围,焊接过程中应合理选用。另外,焊接后应该做好工艺评定工作,以此来衡量焊接质量的好坏。焊缝返修控制是指在焊缝质量不合格的情况下,如何做好焊缝返修质量控制工作。如果焊缝需要返修,必须编制相应的返修计划和工艺,尽量不要出现重复返修的情况。返修过程中需要对返修现场的各项数据进行记录,做好资料备份。已进行过热处理的压力容器在返修后需要再次进行热处理。焊接现场监督检查主要做好五点:一是检查焊接设备、电压表、电流表是否能正常使用;二是焊接的坡口形式和尺寸是否与设计图一致;三是对于需要预热的焊缝是否有较好的预热;四是焊接工艺参数是否满足相关规程;五是对焊缝层间温度进行检查。

2.2做好外观和几何尺寸控制

外观和几何尺寸是影响压力容器质量的重要因素,如果处理得不好,会导致咬边、根部未焊透等情况,从而引起应力集中。此外,如果几何尺寸不直也会影响整个压力容器的制造工艺流程。关于如何做好外观和几何尺寸控制可以从两个方面来进行。一是做好焊接接头表面质量控制,角焊缝的技术要求较高,也是经常出问题的地方,所以对于角焊缝需要进行抽查,检查其焊缝高度是否符合相应标准要求。另外,焊接接头属于受力薄弱处,所以对焊接接头需要进行重点检查,检查是否存在根部未焊透、表面气孔咬边等质量问题。二是对母材表面和相应尺寸进行检查,查看母材表面是否存在机械损伤,构件在焊接时存在的尺寸偏差是否符合相应规定。

2.3做好焊后热处理

焊后热处理主要是为了改善焊接接头的性能以及消除残余应力,目前我们在进行焊后热处理时主要针对焊接接头和整体结构这两部分。我们在判别哪些地方需要进行焊后热处理时一定要查看相关的规范,避免需要进行焊后热处理的没有进行焊后热处理。例如对于管箱的侧开孔大于圆筒内径的三分之一时需要进焊处理;另外对于热处理要求不同的压力容器,应分别制作焊接试板,通过对焊接试板来对容器整体有一个质量判断。热处理结束后,需要对焊接接头进行质量检测,判别其经过热处理后质量是否满足设计要求。

3结束语

目前压力容器已经成为人们生产生活中常见的容器,由于使用环境以及介质性质的特殊性,所以压力容器的质量问题应该引起我们的重视。对于当前生产过程中存在的不足之处,首先应清晰地认识制造过程中存在的问题,然后根据自身的实际情况合理地采取相应的措施将这些问题的影响降低到最小,最终提高压力容器的质量,保证压力容器在使用过程中的安全。

作者:颜林卫 单位:浙江海正机械制造安装有限公司

参考文献

[1]黄孝联.加强工艺控制确保压力容器产品制造质量[J].化学工程与装备,2010(10):101-103.

压力控制器范文6

关键词:压力容器 应力腐蚀 措施

1.压力容器应力腐蚀的危害性及影响因素

压力容器是一种有较高危险性的特种设备,在石油化工行业应用得最为广泛,压力容器盛装的多为有毒、易燃、易爆或具有腐蚀性的介质,又长期处于高温高压的状态下,因此在生产和使用的过程中在失效的情况下,很容易发生事故。压力容器的腐蚀断裂是指金属在特定腐蚀性介质和拉应力共同的作用下发生的断裂破坏,压力容器的腐蚀断裂所引起的危害往往没有事先的预兆,在没有准备的情况下突然发生脆性断裂,一旦压力容器产生腐蚀断裂所带来的危害是不可估量的。

压力容器应力腐蚀的影响因素可以从以下几个方面进行分析:第一,应拉力因素,当压力容器所受的拉伸应力超过临界应力时就会发生应力腐蚀断裂。压力容器所承受的拉应力分为残余应力和负载应力,其中,残余应力包括金属冷加工变形产生的残余拉应力、负载拉应力和因结构设计不合理产生的应力等。据调查有80%以上的压力容器腐蚀断裂事故是由残余拉应力引起的。第二,材料强度的影响。压力容器的材料强度与应力腐蚀断裂也有着紧密的关系,在不同的条件下有着不同的影响,例如,塑性变形起控制作用的SCC,可以通过提高钢的屈服强度,达到提高抗腐蚀断裂的目的。第三,环境因素。温度、环境的介质中的一些成分的PH值等对压力容器的应力腐蚀都有一定的影响。压力容器在不同的环境中有着不同的温度限制,即在温度限制之内不会发生腐蚀断裂,但当超出临界温度时,压力容器腐蚀断裂的速度就会加快。PH值对压力容器的应力腐蚀的影响作用也相当大。由于酸性溶液会促进低碳钢的硝脆,所以凡是水溶液呈酸性的硝酸盐类对都硝脆都有促进作用。

2.压力容器应力腐蚀断裂的形态特征

压力容器应力腐蚀断裂是造成大量材料损耗和灾难性事故的主要原因,应力腐蚀断裂在形态特点上几乎没有宏观体积上的塑性变形,可以说是一种无蚀坑、无缺陷、无裂痕的形态。压力容器的应力腐蚀的断裂过程可以分为三个阶段:第一,萌生阶段,这一阶段是由腐蚀引起蚀坑或裂纹的阶段。第二,裂纹扩展阶段,即由蚀坑或裂纹源达到极限应力值为止的阶段。第三,失稳断裂阶段。第一阶段由于受应力的影响较小,所以时间较长,占应力断裂总时间的绝大部分,而后两个阶段时间较短,约占断裂总时间的10%,在出现裂痕的情况下,听力腐蚀断裂过程只有后两个阶段发生。由此可见,压力容器的应力腐蚀断裂有可能在短时间内发生,也可能隐藏几年之后才发生断裂。

腐蚀部分的裂纹通常呈树枝状,裂纹的主干方向一般与拉应力方向垂直。应力的大小与某些材料的裂纹和断口的形态有密切的联系,当应力较大时,裂纹的形态呈网络状,应力中等时,裂纹呈分枝型裂纹,应力较小时,其裂纹形态呈只裂纹。所以我们可以根据压力容器裂纹断口形态判断其所受的压力情况。

从微观上进一步观察压力容器的应力腐蚀断裂形态,可以分为穿晶形、沿晶形和混合形,不同金属的裂纹形态不同,比如,奥氏体不锈钢多为穿金形,铝合金、镍基合金和高强度钢多属于沿晶形,钛合金多为混合形。但金属的裂纹形态并不是固定不变的,随着压力的大小和环境等条件的改变,即使是同一种合金,其裂纹形态也会发生变化。

3.控制压力容器应力腐蚀的有效措施

3.1合理选材

通常在很多工程中压力容器的工况环境是很难改变的,我们可以通过合理选择材料尽量避免腐蚀断裂的情况发生,在材料的选择上,首先要考虑工况环境中各种腐蚀因子的条件,值得注意的是在选择高强钢的工程中,一定要选择工艺精良的焊接;如果工况环境的温度较高,就必须考虑材料的热脆性和热强度;此外材料的耐局部腐蚀如孔蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、氢探伤等性能也是在选择材料时必须考虑的。

3.2改善环境

虽然工程的工况环境是不可以改变的,但我们可以通过一些措施对环境加以改善,尽量避免压力容器应力腐蚀断裂的发生。

3.2.1、对腐蚀介质进行处理

对腐蚀介质进行处理的前提是生产条件的允许,在处理方法上可以采用抗垢剂、缓蚀剂来抑制或减轻腐蚀,进而提高压力容器的抗腐蚀能力,也可以通过脱出容易引起腐蚀的有害成分,达到控制压力容器腐蚀断裂的目的。

3.2.2 衬里防护

一些压力容器的介质具有极强的腐蚀性,很难找到合适的耐金属材料或者材料的价格超出了可承受范围,在这种情况下,可以采用衬里的方式来解决问题,通常压力容器采用的衬里有钛、橡胶、不锈钢、玻璃钢、搪玻璃、聚四氟乙烯等,需要根据工作温度、工作压力和容器内的介质特征等具体情况而定。温度和压力较高的场合的衬里防护可以采用钛和不锈钢,但相对来说衬不锈钢、衬钛的成本较高且施工困难。衬非金属材料因为使用的温度、压力不能太高,所以会受到一些限制。

3.3 降低或消除应力

3.3.1 通过热处理的方式消除残余应力

压力容器在焊接的过程中焊接的热影响区还留有焊接的残余应力,一旦这种应力超过材料的屈服极限,压力容器在特定的腐蚀环境中就很容易发生应力腐蚀现象。在应力腐蚀的环境中工作时,应在焊接前对压力容器进行预热,并在焊接完成后进行退火热处理,进而消除残余应力。金属的成分、介质的性质、组织变形程度等因素决定热处理的温度和保温时间。

3.3.2 合理的结构设计及加工制造

在具体的结构设计和加工制造的过程中,需要使应力分布均匀。缝隙和死角是有害物质的浓缩地,当有害物质的浓度超过临界浓度的时候,就在在电化学方面满足了压力容器应力腐蚀的条件,因此,在结构设计中应尽量缝隙和死角的存在,即把焊接结构设计成全焊透结构,管板和换热器管的连接应采用胀焊并用结构。在加工制造的过程中,为了避免残余应力的产生应采用热加工成型。在必须使用冷加工成型时,可以采用热处理或喷丸等措施消除因冷加工产生的残余势力。在具体的情形下,可以采用局部热加工或整体热加工来消除残余热力。为避免不锈钢制的压力容器焊缝的晶间腐蚀,可以使用小规范焊接,通过减少输出热量,达到缩短焊接循环的目的。对低合金高强度钢和高强度不锈钢,在焊接的过程中应保持周围环境的清洁干燥,因为水货水蒸气一旦进入熔池,就会导致焊缝氢脆。

结语:

压力容器应力腐蚀的发生会严重影响设备的安全运行,我们必须加强对压力容器应力腐蚀问题注意,从合理选材、改善环境、降低或消除应力、合理的结构设计及加工制造四个方面加强对应力腐蚀的控制。在设备的维护期间,要依照设备检修的相关规定,严格执行相关法规,定期检查、取样,及时地发现问题,并做好补救工作,避免设备继续受到腐蚀和破坏,延长设备的使用年限,确保压力容器安全运行。

参考文献:

[1] 孙秀光. 振动时效在降低压力容器焊缝残余应力上的应用[J]. 黑龙江科技信息. 2011(16)

[2] 张亮,李晓刚[6] 张云清,余红发,孙伟,张建业. 冻融循环作用下混凝土的硫酸盐应力腐蚀特性[J]. 土木建筑与环境工程. 2010(06)

[3] 张云清,余红发,孙伟,张建业. 冻融循环作用下混凝土的硫酸盐应力腐蚀特性[J]. 土木建筑与环境工程.2010(06)

压力控制器范文7

【关键词】断路器;控制回路;压力闭锁

断路器在分、合闸过程中会产生电弧,电弧的熄灭除了跟断路器本身灭弧设计有关,还和灭弧介质、灭弧介质密度和断路器分闸速度相关。目前,高压断路器通常采用SF6气体作为灭弧介质,但如果灭弧介质密度不足时便不能达到熄弧要求。断路器的分合闸速度是保证断路器有效分闸和灭弧的又一因素,断路器的分合闸速度由断路器的操作机构决定,一般高压断路器多采用弹簧、液压、气压式操作机构,操作机构的储能情况将决定断路器的分合闸质量,当操作机构储能不足将会造成断路器慢分慢合现象,甚至会造成断路器在分合闸时发生爆炸。正因如此,在断路器控制回路中加入压力异常报警和闭锁功能,有效地解决了断路器正常运行的监视问题。通常,将压力监视接点串入断路器的分合闸回路中,当断路器灭弧介质和操作机构储能压力不足降低到一定程度时,发出告警信号或闭锁断路器分合闸操作,作为保证断路器分合闸质量的一种重要措施。因此,压力告警和闭锁回路设计的好坏直接关系到断路器能否安全可靠运行。

根据《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》的要求,220kV及以上电压等级线路保护应按双重化配置,两套保护装置与其他保护、设备配合的回路应遵循相互独立的原则。遵照这一原则,220kV及以上断路器控制回路均设计了一组合闸回路和两组跳闸回路,两组跳闸回路相互独立,分别接至两组直流母线,保证每组跳闸回路都能独立完成断路器的跳闸动作。

目前,220kV及以上系统中的断路器,一般设计为2个跳闸线圈,1个合闸线圈。针对断路器压力降低的情况,设计在不同的SF6压力下有选择性地闭锁合闸及这两路跳闸回路是十分必要的。以220kV液压断路器为例,国内主要生产商生产的断路器操作箱中都设计了SF6压力低闭锁分合闸回路,同时为了确保压力闭锁回路在日常的运行中的可靠性,又设计了一个两路控制电源的自由切换回路,以获取断路器操作箱内压力闭锁继电器的电源;在断路器机构中同样也设计了压力降低闭锁分合闸回路,其作用类似于断路器操作箱中的压力闭锁回路。断路器操作箱的压力闭锁回路、电源切换回路与断路器本体的压力闭锁回路之间存在着交互联系,因此也给实际运行带来一些问题。压力闭锁回路的电源如何攻取是关键点,现对220kV液压操作机构的断路器压力闭锁回路中的电源获取问题进行分析。

1 压力闭锁回路中的电源分析

通常,压力闭锁继电器只有一组,布置在断路器的操作机构中,其工作电源取自断路器的控制回路的电源。按照《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》对断路器跳闸回路独立性的要求,两组控制电源都应能对断路器操作机构中的压力闭锁继电器可靠供电才能保证两组跳闸回路的独立性。但是,在现场实际运行中,发现压力闭锁继电器的工作电源只接于其中的一组控制回路的电源,如图1。当这组控制电源异常或退出运行(故障或者误将控制电源空开断开等原因)时,断路器将发生拒动的严重后果。以某公司生产的断路器为例,说明压力闭锁回路中的电源问题。

图1 压力闭锁元件接于一组控制电源的回路图

典型的操作箱压力闭锁及断路器操作回路如图2、图3及图4所示。

图2 220kV操作箱压力闭锁回路

图3 单相合闸与第一路单相分闸回路

图4 第二路单相分闸回路

图2中,101、102、201、202、301、302分别为第一路控制电源、第二路控制电源和第一路与第二路的切换后电源,本方称之为压力闭锁电源。断路器第一路和第二路分闸回路如图5和图6所示。

图5 西门子开关合闸与第一组跳闸回路

图6 西门子开关第二路分闸回路

现场检查断路器的间隔,发现该类断路器机构压力闭锁回路的电源有以下几种情况:

(1)a1、b1分别连接1N1、1N2,即使用第一路操作电源,a2、b2分别连接2N1、2N2,即使用第二路控制电源,操作箱内电源切换功能取消,压力闭锁电源只接第一路控制电源。对于这类接线方式的闭锁回路,运行中若出现第一路操作电源掉电时,图2中11YJJ、12YJJ掉电返回,则图3、图4中分、合闸回路都不能工作。

(2) a1、b1分别连接1N1、1N2,即使用第一路操作电源,a2、b2分别连接3N1、3N2,即使用压力闭锁电源,但在操作箱中1N1与3N1,1N2与3N2短接,这相当于K10、K55只使用第一路控制电源。同时,操作箱里如图3中1N1与1N3,图4中2N1与2N3短接。这样,如果第一路控制电源失电则会导致整个压力闭锁功能失效,图2 中电源监视继电器11JJ、12JJ会频繁动作。

(3)a1、b1,a2、b2都使用压力闭锁电源,所以第一路、第二路控制电源任一路掉电都不会影响断路器机构的压力闭锁回路工作,也不会影响断路器的分闸操作。这种使用方式的弊端在于当切换后,电源回路若有一点发生接地短路时,两路控制电源的空气开关都会跳开,操作回路将失去电源。

2 压力闭锁回路的改进

为了满足反措要求,压力闭锁继电器的工作电源应不受失去其中任意一组控制电源的限制,即任意一组控制电源因任何原因退出运行时压力闭锁继电器的工作电源仍能正常供电,只有当两组控制电源都失去后,压力闭锁继电器的工作电源才退出运行。在现场实际运行中,若发现以上所述的情况,可采取以下措施进行防范:

(1)整改措施。断路器的两路控制电源在接入压力闭锁继电器前经过一个双位置继电器,正常时由I路控制电源向压力闭锁继电器的工作电源供电,当I路控制电源失去后,经自动切换后由II路控制电源供电。如图7。经过这一整改措施后,压力闭锁继电器的工作电源不再受其中任意一组控制电源的限制,保证了两组跳闸回路的独立性。

(2)在未对压力闭锁继电器的电源回路进行整改前,运行人员应加强对断路器直流控制回路的监视,并将存在的问题及时汇报有关部门。若发现向压力继电器工作电源供电的控制电源回路故障,此时断路器的两组跳闸回路已经被完全闭锁,若线路故障保护动作后断路器将无法跳闸,因此,必须立即汇报调度和有关部门,采取如转移线路负荷后停役线路等措施。

图7 压力闭锁元件接于切换后电源的回路图

3 结束语

断路器控制回路与压力闭锁回路对断路器运行和操作影响很大,因此解决好压力闭锁回路的电源问题,保证当断路器当SF6压力或操作机构压力低于额定压力时能可靠闭锁分合闸有着重要的意义。

参考文献:

[1]朱成.基于500kv变电运行技术的研究[J].高压技术,2009(26).

压力控制器范文8

【关键词】化工压力容器;安全控制

由于各种物理或者化学的因素,化工压力容器常常会出现安全事故。事故一旦发生,不但会造成化工压力容器损坏,而且还会造成人员伤亡以及相当大的经济损失。纵观化工压力容器发生安全事故的原因,一方面是因为化工容器自身因素造成的,另一方面是因为人为因素造成的。据统计,在已经发生的化工压力容器安全事故中,有83%的都是由于人为因素造成的。为此,大力加强化工压力容器的安全控制,对于避免发生重大安全事故,避免造成重大人员伤亡以及经济损失都具有重大的现实意义。

1 从源头抓起,避免化工压力容器出现质量问题

化工压力容器之所以会出现安全问题,和化工压力容器的质量有着非常密切的关系。首先是因为化工压力容器内盛放的多是具有腐蚀性的化工原料,另外,这些化工原料常常在高压下进行保存。这样就给压力容器的质量提出了相当高的要求。为此,在化工压力容器的制造过程中,生产部门要严格按照行业标准进行设计生产,保证其设计与制造的质量,选择耐腐蚀的金属或者合金材料提高其防腐蚀性,在选择制造材料的过程中,还要根据化工压力容器所盛放的介质确定所使用的制造材料。争取设计生产出高质量的化工压力容器。

另外,化工企业在购进的过程中,也要认真按照行业标准进行检查和检测,发现不符合行业标准的化工压力容器,要坚决制止其进入化工生产企业。同时,化工生产企业还要进行制度控制,建立化工压力容器终身负责制,从购进到使用到废弃进行全程监管,责任到人。

2 加强日常检查,避免化工压力容器出现安全问题

从化工压力容器购进那一刻起,化工企业就必须加强针对化工压力容器的安全检查,避免发生重大安全事故。为了做好检查,首先必须制定严格的检查制度,按照特定的时间、特定的地点以及特定的线路进行检查。从化工压力容器的工艺条件入手,检查其压力、温度、化工液体量、化工介质的成分等内容,确定其工艺条件是不是满足化工压力容器安全生产的要求。其次,要严格检查化工压力容器是不是出现明显的腐蚀、变形等问题,各连接管道以及管道接口处是不是出现泄漏,化工压力容器的底座是否牢固,各仪表、仪器、阀门以及电气设备是不是存在安全隐患。第三要认真检查化工压力容器中的各类安全控制计量仪器以及减压装置是不是能够达到安全要求。

如果在对化工压力容器进行安全检查的过程中,发现了安全隐患,并且安全隐患足以能够对生产或者人身安全造成重大威胁时,相关管理人员必须采取相对应的紧急应对措施,排除安全隐患,如果安全隐患比较难以排除,必须叫停化工压力容器的使用,停工进行检查处理。例如:化工压力容器内持续出现压力异常、化工原料温度过高、化工压力容器温度异常或者安全装置无法正常使用等现象,这样常常导致化工压力容器出现安全问题。在这种情况下,如果坚持进行生产,而不进行彻底的处理,必将导致重大安全事故发生,为此,必须停止生产,等到安全隐患排除后才能正常进行生产。

3 防止容器腐蚀,避免出现安全隐患

化工压力容器腐蚀是造成其发生安全事故的最主要的原因。为此,必须认真加强对化工压力容器腐蚀现象的分析,并针对腐蚀原因制定对策,避免出现安全隐患。

通常来讲,造成化工压力容器腐蚀的主要原因有物理腐蚀、化学腐蚀、应力腐蚀和电化学腐蚀等多种情况。物理腐蚀通常为物理溶解造成的腐蚀。例如:呈现液态的金属锌常常可以溶解化工压力容器中的铁,从而引发溶解性腐蚀。化学腐蚀通常是指化工气体以及一些化学物质与金属发生氧化还原反应从而造成金属丢失的现象。例如:二氧化硫等其他可以与铁等金属发生化学反应,从而引发化学腐蚀。应力腐蚀通常是指组成化工压力容器的金属在某些介质的作用下,产生的拉应力所造成的金属延迟裂纹,从而造成应力腐蚀开裂。应力腐蚀通常发生速度比较快,常常在不易察觉的情况下发生,因此,这种腐蚀对于化工压力容器影响巨大,是破坏性最强的腐蚀。电化学腐蚀是指金属和电解质溶液之间发生的有电流产生的腐蚀。电化学腐蚀是化工压力容器最常见的腐蚀。

为了避免因腐蚀发生的化工压力容器安全问题,除了必须保证其设计与制造的质量。还要注意以下几个方面的问题。①、使用缓蚀剂。缓蚀剂具有使用量小,保持金属的物理机械性能以及降低被腐蚀速度的能力。因此,在化工压力容器的制造和使用过程中使用缓蚀剂,就可以有效防止化工压力容器的腐蚀。②、认真把好焊接关。焊接质量直接关系着化工压力容器焊接缝残余应力的大小,环节质量越差,残余应力就越大,裂缝产生的可能性就越大,为此在化工压力容器的焊接过程中,必须认真把好焊接关,严格按照焊接工艺的要求选择焊接使用的材料以及焊接工艺。在焊接之前应该充分考虑焊接使用钢材的淬硬性以及焊接厚度,同时还要考虑化工压力容器的使用环境然后进行预热。焊接完成后还要对容器采取热化学处理,利用晶间腐蚀进行检测或者利用超声波探伤射线进行探伤检测等手段进行质量检测。③、利用电化学保护方法。电化学保护方法包括牺牲阳极和外加电流保护发等两种方法。在保护过程中,在化工压力容器上固定电极电势比被保护金属较弱的阳极,从而保护化工压力容器。或者通过外加电流保护被用作阴极的化工压力容器,避免化工压力容器被腐蚀。④、利用防腐材料。利用防腐材料进行防腐处理是当前化工压力容器防腐的主要方法。防腐材料可以再化工压力容器表面形成一层多孔的薄膜,通过这层薄膜有效降低腐蚀电流,从而达到防腐蚀的目的。⑤、进行衬里保护。衬里保护是实在难以找到适合材料的情况下,综合考虑介质的特点以及温度、压力等多种情况,然后采用适当的材料对化工压力容器进行衬里处理,从而达到化工压力容器防腐蚀的目的。⑥、进行表面覆盖。通过在化工压力容器的金属层外部覆盖保护层的方法达到防腐蚀的目的。例如在化工压力容器表层涂油漆、搪瓷、镀保护性金属等方法。

4 严格控制使用条件。避免人为因素

压力控制器范文9

关键词:电力变压器;噪声;控制

电力事业应市场需求而不断地完善技术,服务的质量也有所提升。高电压输电线路引进到城市中,给人们的生活用电提供了便利条件。与此同时,随着110千伏,甚至于220千伏的变电站被建设在城市居民区,导致大型变压器所发出的噪声严重地污染了城市环境。

一、变压器噪声的产生

电力变压器所产生的噪声主要来源于本体和冷却系统。从变压器噪声产生的机理来分析,当铁心的硅钢片处于磁致伸缩状态的时候,其是在交变磁场的作用下所形成的,即便是磁致伸缩的幅度极其微小,也会引起铁心发生周期性地震动,此时,会有电磁吸引力在硅钢片的接缝处与叠片之间产生,这种现象主要是由于出现漏磁而形成的。电力变压器之所以会发生噪声,在于漏磁的作用而使电磁吸引力产生,导致有电磁力在绕组中形成,并引起绕组发生振动,噪声因此而产生。

二、变压器噪声的研究

(一)漏磁场的作用而引起的噪声

大型的变压器电流相对较大,漏磁场也会相应地增大。当变压器绕组中所流动的电流与漏磁场发生作用,就会有电磁力在导线上产生。在漏磁场的作用下,绕组此时会有1~20千牛的轴向电动力产生,铁心在这个推动力的作用下,形成由于金属撞击而产生的震动,噪声因此而形成。在变压器绕组的漏磁区域,会有引线穿过,那么,引线也会受到漏磁的影响,随着漏磁场的增大,引线在越来越大的电动力的作用下,会导致震动的噪声频率增高。此外,当有气隙的导磁钢件之间出现漏磁现象的时候,基于漏磁的交变性特点,相应的交变电磁吸力会因此而产生。此时,如果钢件之间处于不可靠的连接状态,就会因金属的撞击而出现噪声。

(二)冷却系统所产生的噪声

大型的电力变压器的冷却方式主要为两种,即风冷和强油风冷。要发挥冷却系统的制冷功能,就要将风扇和油泵都打开,随着风机和油泵电机的转动,就会有空气动力噪声形成。通常情况下,一台变压器要配有两台以上的风冷却器。如果是处于正常的符合条件下,SF-PZ11- 180000/220 变压器处于常规运行环境中,需要配备风冷却器4台,那么,所产生的空气动力噪声甚至可以超过80dB(A)。相比较于由于漏磁场的作用而引起的噪声,冷却系统的噪声要高出很多。

(三)电力变压器所产生噪声的频率

由于变压器本体所产生的噪声与磁致伸缩的变化周期成反比例变化的,当磁致伸缩的变化周期为电网频率的一半的时候,变压器所发生的噪声就会使电网频率的两倍。以此为基频,电力变压器处于低频率特征是时候,在电网频率的影响下,噪声能量就会在基频的基础上呈现出偶数被增长。中国电力企业所应用的变压器,噪声以线谱噪声为主,频率集中于100赫兹、200赫兹以及300赫兹局限范围内。变压器的线谱特性下图。

三、大型电力变压器的噪声控制

(一)变压器噪声降低的措施

1.铁心采用多级接缝

当铁心采用多级接缝设计的时候,接缝处的磁通会出于相对均匀的分布状态,降低气隙中的磁密,会使接缝处所产生的噪声弱化。同时,在降低了振幅的同时,还会使励磁的电流和容量相对降低,噪声功率也会相应地降低。

2.避开铁心的自振频带

为了降低噪音频率,正在设计的过程中,就要将铁心的自振频率考虑在内。为了避开由于铁心的自振而产生的噪音,可以对于窗口尺寸进行调整。额定频率为50赫兹的变压器,需要避开的自振频率带分别为:75~125赫兹,175~225赫兹,245~325赫兹,375~425赫兹。这些共振频带如果被有效避开了,就不会在铁心处有共振产生。

(二)变压器噪声的消声措施

当变压器处于运营状态时,产生噪声是在所难免的,即便是采用了各种控制措施,弱化噪声的能力也很有效。因此,可以从传播途径的角度进行研究,试图使噪声衰减并逐渐地消失于传播途径中。

1.运用噪声发生器

将噪声发生器放置在变压器的1米范围内。由于噪声发生器所发出的声音会转变变压器的噪声信号,使其以电信号的形式传输出来,因此而实现了噪声相互抵消的作用。为了使变压器的噪声在噪声发生器破坏性的干扰下而消失,需要两种噪声在振幅相等的条件下实现。那么,这种噪声控制系统就要安装声音调节器、传感器以及电子控制器,以使噪声的振幅具有可调性。这一装置在邮箱的任何部位都可以安装。当数字信号通过控制器专门的声音设计以及振动调节器而出现的时候,变压器邮箱所产生的噪声就会在振动调节器的作用下停止。在100~400赫兹内,声音调节器会出现极为微小的谐振波,对于消除油箱噪音具有很好的消除作用。

2.运用缓冲装置

选择合适的防振胶垫放置在磁屏蔽和箱壁之间,并在铁心垫脚处也垫上防振胶垫。当有铁心振动或者磁屏蔽振动出现的时候,传递到油箱时,可将原有连接方式由刚性转为弹性,振动被削弱的同时,共振就会消失。当刚性接触的时候,就会有金属撞击而导致噪声产生,将绝缘层压木放置在螺杆与受力部件之间,可以防治噪声产生。

结论:

综上所述,在中国城镇化发展的进程中,各种能源消耗也在逐渐增大。电力,作为基础能源,随着人口的增多而逐渐增加。为了缓解城市的用电难问题,高压输电线路被应用到城市中,以解决输变电设备不断提升的电压等级。然而,大型变压器的使用造成了城市噪声污染,那么着力分析变压器产生噪声的原因并采取相应等等措施控制噪声成为了重要研究课题。

参考文献:

[1]余尤好,陈宝志.大型电力变压器的噪声分析与控制[J].变压器, 2007.44(06).

[2]徐刚,马宏忠,陈楷,王春宁.电力变压器噪声的主动控制[J].变压器,2013.50(05).

[3]谭闻,张小武.电力变压器噪声研究与控制[J].高压电 , 2009.45(02).

压力控制器范文10

关键词:化工压力容器;焊接质量;焊接缺陷;控制措施;石油化工行业;抗腐蚀性

压力容器属于在石油化工行业中的主要储存类设备,焊接的实际质量对设备的运用安全性有着较高的要求,同时也对其有重要的影响作用。本文主要对化工容器的焊接过程中出现的各类质量缺陷问题进行了详细分析,最后有针对性地提出了合理的控制措施。

1化工压力容器常见的缺陷分析

从压力容器的焊接质量存在缺陷角度分析,焊接缺陷可以划分为外部和内部两种不同缺陷,外部存在缺陷一般情况下包括了焊接尺寸控制和选择不合格、焊接过程中出现焊瘤,焊接过程中存在咬边、焊接弧坑以及表面发生飞溅等;在焊接内部存在的缺陷主要包括了焊接发生裂纹,焊接存在夹渣,焊接气孔问题以及未能进行透彻焊接、没有彻底做到焊接熔合等。焊接裂纹是对压力容器产生影响的重要缺陷,同时也是压力容器检验过程中的重点检测内容。

1.1外部原因分析

1.1.1焊缝尺寸缺陷:焊接的实际宽度控制失准,焊接宽度过窄,分析其主要原因在于焊接设备的实际焊接电流过小、焊接的速度过快或者焊接的弧长过长等,同时也可以让焊接所形成的焊接熔池大小不符合标准,焊接熔池的实际保持和控制时间过短,多数情况下都是由于钢水流动不通畅所导致的,这样会导致焊接残余应力严重集中在焊缝及热影响区,进而导致压力容器失效。通常情况下,发生该类型压力容器缺陷主要集中在熔点比较高,同时进口操作设备上。1.1.2焊缝余高过高:当出现焊缝的余高过高问题时,分析其原因大部分都是因为焊工的习惯引起的。在焊缝过高的情况下,容易导致应力过于集中,从而容易出现过早的坏损;角焊缝出现单边以及下陷等问题过大,主要的问题原因就在于坡口存在的不规则问题以及焊接缝隙的不均匀问题等,同时,焊条与工件之间也存在明显的夹角不合适问题,焊接参数与实际的焊接工艺要求不吻合等。1.1.3弧坑一般情况下都是由于息弧的时间太短或者设备的实际电流过大所引起的,所以容易在列管形式的换热器管头焊接缝隙或者部分的焊接角焊缝中出现。1.1.4当出现焊接咬边时,大部分的原因在于电弧的实际热量过高,焊条的运行速度过快,同时实际的焊接角度存在问题导致的,例如存在焊接电流过大,在电弧焊接缝隙边缘部分进行融化过后没有得到一定的熔敷的金属进行补充,由此所导致留下一定的缺口。1.1.5在实际的焊接处理过程中,焊瘤的出现大部分都是由于焊接的电流过大,所以进行快速的加热融化过后的金属容易流出熔池,流动到母材料中,导致形成一定的焊瘤。1.1.6严重飞溅,当出现焊接飞溅严重时,大部分的原因就在于操作焊接的工人没有按照实际的焊接规定来进行焊接操作,还有可能是使用了受到严重损害的焊条所导致的,同时在没有探伤要求的设备上,该问题的出现尤其突出。1.1.7压力容器的焊接缝隙的表面存在很多的裂纹,该部位出现的裂纹大致可以划分为宏观性的裂纹和显微形式裂纹,这在大部分情况下都是由于焊接操作过程中出现的严重内应力所导致的,同时也会导致在焊接过程中的原子结构遭到一定的破坏,从而在焊缝上再一次形成了新的焊接缝隙,这都是压力容器最为常见的危害性缺陷。

1.2内部原因分析

1.2.1焊接夹渣主要是因为焊接过程中,焊件的表面在焊接操作前期没有清理到位,所以焊接存在残留油以及焊接残留锈等,同时还有可能是因为实际的焊接电流过小或者焊接的运行速度过快等,导致焊接的金属熔池温度控制失调,温度低于实际要求,从而液态的金属和金属熔渣导致无法发生分离或者焊接的熔渣没有及时浮出,熔池便开始发生凝固而产生缺陷。通常情况下的形状有可能包括点状、链条状、条形状以及密集的夹渣等,在焊缝的内部深埋的点状以及条形状夹渣都是压力容器在进行实际检查过程中所发现的重要焊接缺口问题。1.2.2焊接气孔的出现存在很多原因,分析其存在的原因主要在于需要填充的焊接口位置的金属表面存在一定的残留锈、残留油污等,导致了实际的冷却速度过快;焊条使用之前没有进行完全的烘干、实际的焊接操作周围环境过于潮湿等因素。焊接气孔属于焊接缝隙内部较为常见的一种缺陷,主要的气孔产生都是集中在焊接靠近表面的位置,同时也是造成焊接过程中出现裂纹的重要原因。在进行压力容器焊接缺陷分析的过程中可以发现,焊接缺陷的成因广泛涉及到了人机的实际工作性能、人机工作状况和工作材料的筛选,同时焊接方法、工作环境等因素也会产生影响。大部分情况下,因为各类型焊接因素产生的交叉影响,所以焊接技术的选择与焊接工艺的筛选都是非常重要的影响因素。有些时候,只要焊接的技术选择到位同时焊接工艺选择合理,就可以最大程度避免此类问题的出现,该类型的缺陷也就不会产生很大的负面影响。

2焊接质量控制对策

如果按照较为全面的焊接质量控制管理要求进行分析,可以将整体的焊接压力容器的整体生产与制造过程综合划分为产品的设计、产品的工艺制定、产品的材料选择、产品的实际焊接操作与焊接热处理和焊接检验等。在焊接处理过程中还可以进行焊接检验与焊接理化处理,再通过无损检测等多道工序进行严格控制,从而确保各个不同环节的焊接质量管理,确保在后期的焊接施工过程中各个不同环节不会受到相应的影响,同时焊接也是其中较为重要的一个工具,压力容器的实际工作质量与工作状态和性能都可以在很大程度上产生影响。

2.1设计控制

设计人员在进行焊接设计的过程中需要充分了解该压力容器的使用工况,综合压力、温度、工作介质,使用地点外部环境,对压力容器的母材、焊材、焊接环境、焊后理化处理等提出要求,同时对各焊缝的结构形式、焊接方式、填充金属做出要求;配合相应的无损检测;确保压力容器的制造质量和使用要求。

2.2焊接材料控制

在进行焊接材料选择和控制的过程中,应该采用有生产质量证明同时有生产厂家鉴定书的焊料,焊接材料在各个方面的质量都必须要求符合国家和政府的相关管理规定,焊条的化学成分与焊体的实际成分都必须符合实际的国家相关规定的要求,所以应该以不同强度等级的焊体材料为基准,同时在部分较为特殊的情况下选择低强度的焊接应用材料,在固定焊接的固定焊接板的第一道焊接处理位置,选择强度较高的焊接材料,所以焊接操作处理人员需要按照相关的焊接管理规定进行焊接处理。

2.3焊接工艺控制

在控制实际的压力容器焊接接头质量的过程中,焊接具体工艺的选定和评价都属于重要部分,同时也是对各项不同工艺和参数进行验证的重要措施,所以必须要选择本单位个人主体所制作的工艺评定方案,不能随意借鉴其他类型的工艺评定内容。实际的焊接操作人员对整体的工艺评定过程中的焊接质量都应该负起责任,从而进一步确保各个工序达到工艺评定书的内容要求和技术要求。同时在不同的情况下,焊接工艺控制都可能有不同的要求。在焊接工艺评定后期,可以对受压元件进行不同情况下的焊接工艺执行处理。焊接能量线可以实现对焊接处理过程中的焊接参数与对接性能的影响,从而可以进一步体现其参数的实际合理性特征,所以应该坚持规范和合理的原则,在此原则下选择更为合理的能量线。

2.4焊接上岗资格控制

在焊接操作过程中,焊缝实际质量的控制是对焊工实际操作水平进行管理的关键所在,在同等的施工操作环境下,不同的焊工在实际焊接操作过程中都会以容器的最佳工作性能为基准,选择不同方案。企业也必须要聘用有国家考核通过的资格证书的人员,应该根据各个不同的工序以及工作特点来进行焊工技术水平提高,所以应该合理安排焊接工作。同时,应该对在职工人进行定期焊接技术培训,从而不断提高焊接工人综合素质和综合水平。在保证了焊接操作工人的工作素质以后,还需要对焊接质量进行检验,主要包括焊接前、中、后的检验,包括焊接的外观检测,做好相应的控制管理措施,采用多种无损探伤检测方法,同时结合耐压测试来进行液压试验和相关的气压试验。

3结语

焊接的实际质量对压力容器的安全运动发挥了重要作用,同时也是安全运行的关键,焊接的质量控制对化工压力容器从焊接方案设计到焊接出厂产品运用的各个环节都产生了重要影响。一个压力容器的实际生产经营企业,无论是高层领导者,还是一线焊接工人,都应该严格遵守国家对化工压力容器的生产检验标准以及相关程序,从而进一步抓好在焊接操作过程中的质量问题。

参考文献

[1]雷亮东.探讨压力容器焊接与质量控制[J].中国石油和化工标准与质量,2014,(10).

[2]陈超.浅谈如何加强压力容器的焊接质量控制[J].化学工程与装备,2014,(9).

[3]周家忠.压力容器安装焊接质量控制的系统工作和措施[J].科技创新与应用,2013,(16).

[4]贾国梁.浅析压力容器异种钢焊接常见缺陷及预防[J].中国化工装备,2016,(1).

压力控制器范文11

(中核辽宁核电有限公司,辽宁 兴城 125100)

【摘 要】详细介绍了三代非能动核电站稳压器的压力控制,包括有稳压器本体、压力测量以及压力控制等几个方面。另外,对比二代加核电站稳压器压力控制方式,总结出了三代非能动核电站稳压器压力的控制特点,并对其优缺点进行了分析。

关键词 三代非能动;稳压器;压力测量;压力控制

0 前言

压水堆核电厂一回路是一个封闭系统,在机组运行中发生的种种瞬态,如果反应堆产生的功率和蒸汽发生器输出功率之间产生不平衡,将会使主系统的水温产生变化,使回路中和反应堆内的水热胀冷缩,从而一回路压力变化。为了避免一回路压力失控,设置了稳压器。

稳压器是压水堆核电站一回路的主要设备,起着控制一回路压力、防止一回路超压以及补偿一回路水容积变化的重要作用。在稳态运行时,稳压器维持一回路压力稳定在整定值附近;在正常功率变化及运行瞬态期间,稳压器将一回路的压力控制在允许范围以内,以保证反应堆安全,避免发生紧急停堆事件,也不会使稳压器安全阀动作。

1 三代非能动稳压器设计特点[1]

三代非能动核电站的稳压器是一个包括上、下两个半球形封头的圆筒状容器。它采用碳钢材料制造,并在与一回路冷却剂接触的内表面上堆焊奥氏体不锈钢。在稳压器的顶部有一个喷淋管嘴和两个与安全阀和ADS系统阀门相连接的管嘴。喷淋流量通过自动控制的气动阀来调节。喷淋流量来自主泵出口和CVS辅助喷淋管线。

电加热器安装在下封头上的加热器套管内。加热器套管焊接在下封头上,并可以拆除以进行检查或维修。电加热器分为1组比例式电加热器和4组通断式电加热器,比例式功率连续可调,通断式只有投入和停运两种状态。

2 稳压器压力测量

三代非能动核电站稳压器压力测量共设置4个安全相关窄量程压力变送器和4个安全相关宽量程压力变送器,这些仪表属于保护和安全监测系统(PMS),为了防止电厂控制系统(PLS)故障影响保护和安全监测系统,信号进行了单向隔离处理。

4个窄量程压力仪表测量信号输入PLS用于稳压器压力控制,同时这四个信号输入PMS,四取二逻辑,在压力超过限值时触发相应报警和保护功能。其压力控制和动作定值如表1所示:

4个宽量程压力仪表测量信号输入PMS用于触发自动卸压系统第四级爆破阀开启,安全壳内换料水箱注射爆破阀开启以及正常余热排出系统热段吸入口隔离阀隔离功能。

3 三代非能动核电站稳压器压力控制

3.1 稳压器压力控制原理

在正常运行时,稳压器内下部是处于饱和状态的反应堆冷却剂,上部是饱和蒸汽。稳压器顶部布置有喷淋喷嘴,与一回路冷段相连,当需要降低压力时,喷淋阀开启,冷水通过喷嘴进入稳压器的汽空间,使蒸汽冷凝来降低压力。稳压器底部布置有电加热器,当需要升高压力时,电加热器通电,使稳压器液体加热蒸发,从而使压力升高。

3.2 压力控制逻辑

如图1所示,三代非能动稳压器压力控制接收来自PMS的稳压器压力信号,经过信号选择器得到压力测量信号,与压力参考值做比较,从而得到压力偏差信号,该偏差信号用来比例式电加热器控制、备用电加热器控制和喷淋阀的开度控制。

比例式电加热器在偏差为-103kPa至103kPa之间功率输出线性减小:从100%减小到0%;备用电加热器在偏差为-0.17MPa时投入,在偏差小于-0.14MPa时退出;喷淋阀的开度随偏差在0.17MPa至0.52MPa之间线性变化。汽机突然甩负荷或者快速降负荷但未引起反应堆停堆时,将产生100%开度信号送至稳压器喷淋阀。另外,为了防止喷淋突然投入造成喷淋喷嘴和波动管线的热瞬态,并保持稳压器与一回路水化学和硼浓度的一致性,三代非能动使用小流量旁路阀来保持连续的喷淋流量。

负荷调节模式下,满负荷运行时,稳压器压力控制策略会有相应变化,操纵员选择一组或两组备用电加热器连续运行,喷淋阀保持部分开启。

4 三代非能动稳压器压力控制优缺点

相比二代加核电站[2],三代非能动核电站稳压器容积增加了50%,由39.7m3增加到了59.5m3,从而增加了瞬态运行裕量,减少了反应堆非计划停堆次数,减少了安全阀的动作次数。另外由于采用了自动泄压系统,该设计消除了对快动作电动大流量卸压阀的需要,设计取消了原复杂的先导式安全阀,只采用较简单的弹簧加载式安全阀。

稳压器喷淋管线将主喷淋管线与辅助喷淋管线由同一个喷淋管嘴引入稳压器上封头,使得小的连续流即可保证喷淋管嘴不会产生热瞬态,与之相反,二代加电厂的辅助喷淋单独设置,没有连续喷淋流量流过,投入时会对管线产生很大的热冲击。另外,喷淋管线合二为一、三组先导式安全阀由两组自动卸压管线代替减少了稳压器上封头的开孔数,使得稳压器可以保持更好的强度,更大的运行可靠性。

三代非能动核电站化学和容积控制系统不是连续运行使得稳压器液位不能保持在固定的位置,而是在某一个区间内变化,因此对稳压器的压力必然也造成一定的影响。从而导致电加热器或喷淋的频繁启动,对设备的长期运行不利。

当机组处于负荷调节模式时,由于机组负荷受电网频率波动的影响,导致二回路带走的负荷不断变化,一二回路不平衡会导致稳压器压力来回波动,为了防止稳压器喷淋阀频繁启闭,并使之控制较为精细,三代非能动稳压器压力控制把负荷调节模式作为控制信号之一,使喷淋阀始终保持一定的开度,以达到更好的控制一回路压力并保护喷淋阀的目的。

5 总结

三代非能动稳压器压力控制,从系统结构到程序设计,与二代加核电相比都有很大不同,其结构更加简单,但是控制稍微复杂一些,由于还没有投入运行的三代非能动机组,故其运行的可操作性和可靠性有待在今后的工作中进一步验证。

参考文献

[1]顾军,主编.三代非能动核电厂系统与设备[M].北京:原子能出版社,2010.

压力控制器范文12

关键词:压力容器;焊接变形;控制与矫正

前言

随着我国社会经济的不断发展,在工业生产领域当中,焊接技术是一项十分良好的工业制造技术,其具有适用性强、操作方便、供需简单等优点,尤其是在压力容器的制造中更为重要。不过,由于施焊、组装、焊接工艺参数选择等方面的问题,使得压力容器焊接中常出现变形的现象。这种情况会对焊接接头的化学性能、力学性能等产生不良的影响,同时也会影响到后续的装配。而且,在焊接变形的矫正当中,也会降低压力容器的质量,增加生产成本,同时影响生产效率。

1 压力容器焊接变形的原因

压力容器是当前工业生产领域当中的重要设备,它是一种良好的密闭设备,内部盛装液体或气体,需要承载一定的压力。在实际生产中,反应容器、分离容器、换热容器、贮运容器等,都属于压力容器的范畴。在压力容器的焊接变形当中,主要包括大直径平焊法兰焊接变形、薄板焊接变形、管板焊接变形等不同种类的焊接变形。

1.1 大直径平焊法兰焊接变形

在大直径平焊法兰焊接变形当中,主要包括法兰焊接筒体变形、法拉直径变形、法兰端面变形等类型。其主要的原因是由于在焊接大直径平焊法兰与筒体的过程中,由于法兰焊道长、刚性差、直径达,因此需要较长时间才能够完成一圈的焊接[1]。这就使得焊缝熔合区的冷却、受热、以及焊缝间断冷却时间间隔过长,焊缝区的没有均匀受热,因此产生了不均匀的焊缝收缩,进而导致了焊接变形。如果采用单面连续焊接方式,冷却过程中会产生环向收缩应力,会对法兰焊接区周向收入部分造成影响,引起平面变形。焊缝环向焊接收缩量较大,也会进一步扩大变形,产生外凸、内凹等不规则的椭圆。在法兰端面具有较大的转力,能够引发筒体的变形。在实际生产当中,所测量的压力容器产品的尺寸信息,往往都会高于要求标准的数倍以上,对工业生产造成了十分不利的影响。

1.2 薄板焊接变形

在薄板焊接变形当中,根据变形程度的不同,可细分为局部变形、整体变形等。其中,局部变形主要包括角变形、波浪变形等,在实际生产中,断截面积的大小、焊接材料的热物理性能、焊缝数量的多少、焊接工艺参数的选择等因素,都会对其造成影响。整体变形主要包括纵向变形、扭曲变形、弯曲变形、横向变形等类型,具体指的是在完成焊接工作之后,整个压力容器的尺寸、结构比例等参数均发生了一定的变化。

热物理性能是一种宏观的热学性能,它是材料所固有的属性。对于薄板焊接变形来说,线膨胀系数、中热扩散率等因素能够对其产生巨大的影响。比较不锈钢板和碳钢板,如果材料的形状、厚度相同,选取同样的焊接工艺参数进行,在焊接之后,碳钢板的变形量要远远低于不锈钢板。对于线膨胀系数较大、热扩散率较低的材料来说,焊接线就应当取较小的能量值[2]。在薄板材料当中,由于断截面积通常比较小,所以焊接层数也不多,不会对焊接变形产生太大的影响。然而,在实际生产过程中,正是由于焊接层数较少,因而通常会调高电弧电压和焊接电流,以期能够一次性成型,这样就造成了严重的焊接变形现象。在压力容器的焊接过程中,焊接速度、电弧电压、焊接电流等焊接工艺参数具有十分重要的意义。在通常情况下,焊接电流和电压与焊接速度成反比,与结构变形度成正比。因此在焊接过程当中,应当对这些工艺参数进行有效的控制,从而对焊接变形的产生发挥一定的预防作用。

1.3 管板焊接变形

管板焊接变形主要包括波浪变形、拱形变形等类型,产生这些变形现象的主要影响因素包括焊接工艺参数、焊接层数、管板和筒体的坡口角度等。在焊接过程中,在确保能够熔透的基础上,应当能够将焊接电流尽量降低,防止局部过热而导致焊接变形。如果焊接材料的层数越多,就可能产生越大的角变形。由于材料层数较多,需要反复的进行焊接,材料也就会受到反复的加热和冷却,从而使变形量增加。所以,应当尽可能地减少焊接层数,从而降低焊接角变形的发生。同时在确保焊接强度的同时,还应当将焊角高度尽量降低。对于焊接接头的焊接角变形来说,管板和筒体的坡口角度、焊缝截面形状等因素,都会造成较大的影响。坡口处具有越大的角度,在焊接接头的上下部位就会发生越大的横向收缩量差别。所以,在确保能够焊透的基础上,应当尽量降低坡口的角度。如果筒体厚度在16毫米以上,就应当采用U型坡口。

2 压力容器焊接变形的控制与矫正

2.1 焊接变形的控制

在压力容器焊接进行之前,应当对焊缝的尺寸、形状等进行合理的设计和选择。焊缝的形状也就是坡口的形状。在厚度相同的平板对接过程中,U型坡口焊缝和双V型坡口焊缝所产生的焊缝角变形要小于单V型坡口焊缝。如果焊接结构能够进行两面施焊和翻转施焊,坡口形式就可以设计成两面对称的形式。对于焊缝的尺寸,在确保结构焊接性能的基础上,应当尽量降低焊缝的坡口角度[3]。

为了对焊接变形进行有效的控制,可采取散热法、留余量法、热平衡法等焊接工艺。其中,散热法主要是采取各种方式,迅速的散去施焊处的热量,降低受热区的焊接变形。在管板堆焊当中,这种方法应用的较为广泛。留余量法主要是在下料的过程中,适当的较大设计尺寸和零件尺寸,从而对焊件的收缩情况进行补偿。在不锈钢筒体与大尺寸封头的对接过程中,常采用此种方法。热平衡法主要针对的是不对称布置的焊缝结构,在不对称结构的焊接当中,时常会出现弯曲变形。因此在焊接过程中,可采用气体火焰同步加热的方法在焊缝对称位置上进行焊接。同时选择适当的加热工艺参数,就能够对焊接变形进行有效的控制。

2.2 焊接变形的矫正

在压力容器的焊接当中,由于可造成焊接变形的因素过多,因此,在实际工作中往往难以进行有效的全面控制,因此一些焊接变形的产生也是不可避免的。如果残余的焊接变形量超出了相应的标准,就应当采用适当的措施进行矫正[4]。热矫正法和冷矫正法是两种较为常用的矫正方法。其中,热矫正法主要是在局部进行火焰加热,产生反变形来抵消原焊接变形。冷矫正法主要包括机械矫正和手工矫正。在实际焊接生产中,要根据焊件的实际性能等因素,来选择最为合适的矫正方法。

3 结束语

压力容器是当前工业领域当中的重要应用设备,压力容器的制作目前采用的大多是焊接工艺。而在压力容器的焊接过程中,由于各种原因的影响,难免会产生一定的焊接变形。虽然能够采取一些措施进行控制,但由于影响因素过多,因而也无法完全避免。对此,应基于焊接变形的产生原因,采用适当的措施进行矫正,从而确保压力容器的应用性能。

参考文献

[1]邵东卫.压力容器焊接变形的控制与矫正[J].山东工业技术,2015,12:16.

[2]张美丽.厚壁压力容器焊接残余应力及变形的数值研究[D].西安理工大学,2010.