压力容器施工全面质量管理措施

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摘要：在现场对压力容器进行组装，必须要保证技术的高标准，同时施工难度巨大，需要投入大量时间成本才能完成现场组焊工作，工作强度较高。借助科学的准备工作，本文对组装场地以及工装机具直至各个核心技术展开详细研究，从而发现较为高质量的组装工艺以及具体的技术方案，进而找到合适的质量控制方法，并给出最终的实施对策，从而有效提高压力容器在现场进行组装的质量。

关键词：压力容器；施工；全面质量管理

一、压力容器施工概述

为了和普通的容器进行区分开，作为压力容器，必须要达到下述三个不同的标准：一是工作压力不能低于0.11Mpa；二是内直径不能低于0.15m，同时容积不能低于0.025m3，工作压力和容积之间的乘积不能低于2.5MPa-L；三是盛装介质必须是气体液化气体，同时介质的温度最高水平要低于它的准沸点的液体。通常情况下，位于石油的炼制还有化学工业制造方面会选择使用大量的压力容器。现阶段压力容器已经逐步突破之前的应用束缚，在很多的现代工业领域进行了大数量的应用，而且在民用和军工等各个部门都比较常见压力容器，而且压力容器成功推动了我国科学研究的发展。不过总的来说，在工业领域中，压力容器是最为常见的，无论是炼油化工行业还是航空航天或者是轻工领域，均有着压力容器的应用。由于石油工业不断进步，大量的液化石油气钢瓶逐步被应用到了饮食行业，还有旅游业，以及人们的日常工作和生活当中去。由于近年来世界能源危机的情况频发，很多国家重视了天然气的生产工作，核能发电成为各国关注的重点。同时部分国家致力于对海洋能源进行前所未有的研究以及开发。由于国际之间各个国家都在军备上展开了热烈的竞争，直接推动了航天事业的进步，需要注意到，航天器升空均要借助压力容器的辅助。一般情况下，压力容器有6大部分最终组成其容器本体（如图1所示），这6个部分分别是筒体以及封头，还有法兰与密封原件，同时包括开孔与接管，还有支座。而且除了这些要素以外，其中配备有安全装置，还有表计和对于多种生产工艺进行作用的各种组件。由于压力容器来说，本就有密封、承压和介质等特点，所以这使其非常容易出现爆炸等情况，而且燃烧起火的现象时有发生，使人员和财产安全都受到损失，各种环境污染事故也会频发。现阶段，各个国家都将它当成是最为核心的关注点。目前，全球很多国家在国家层面设立专门的部门以及相应的法律法规，对其具体的技术规范进行检验检查。

二、全面质量管理简介

所谓全面质量管理，即从质量出发、并由全员参与其中的管理体系，以使质量管理活动满足现代市场经济的要求，将顾客满意度当成最终目的，将整个过程管理当成是具有稳定作用以及动态性能的战略系统工程。一般情况下，全面质量管理选择更加科学完善，符合认识论的要求，也就是人们普遍强调的P、D、C、A循环法。PDCA由英文的计划（P1an）、执行（Do）、检查（Check）、处理（Action）这几个英文单词首个字母构成而来，其具体意思主要展示了质量管理一定要充分遵循的四个不同环节。对于项目质量的确定，往往从项目启动工作开始。通常业主围绕一个项目具体的花费，还有实际进度以及期望等有着非常严格的要求。但是对于专业设计人员来讲，进行设计工作时需要耗费大量的时间以及预算才能使业主的此类需求得到充分满足。因此，业主以及设计者之间达到需求平衡成为重中之重[1]。作为业主来讲，一定要位于其要求以及经济利益条件中与失败机会进行相应的平衡。但是对于专业设计人员来讲，则承担着相应责任，必须围绕最后完成项目范围里的公共健康进行适当的保护工作。作为施工者，必须围绕施工阶段的各种手段和技术与工序进行相关安全防范措施的制定以及责任划分。通常选择将施工划分为三个不同的环节，第一个环节是规划以及设计环节；第二个环节是施工环节；第三个就是维护以及运行环节。

三、全面质量管理应用于压力容器的措施

（一）组装质量体系的运行质量控制

在低温状态里，压力容器很容易遭到损害，同时，钢材质量较差也会导致这种现象的发生。同时，无论是制造缺陷还是安装缺陷，均会引发内部应力集中现象，且情况较为严重，所以会经常出现低温脆性断裂情况。在处于严重的低温环境下，应力集中部位峰值应力会与其他应力出现叠加，如设备总体薄膜应力，因此，低温压力容器的局部应力水平显著升高。但是，位于低温状态中，将致使钢材固有塑形变形能力出现降低，进一步导致脆性断裂。不管是进行低温压力容器制造还是进行安装，一定要找到科学手段逐步降低内部应力水平。对于钢板材而言，必须经过精细计算之后方可下料，以排版尺寸为依据进行下料，从而有效提升筒体的成型率。于二次下料时，需凭借围绕封头及球壳板展开，不断提高制作精度。制作完成之后在运输过程中，必须选择科学工具进行及时的加固，避免出现变形。如果安装组队的话，必须依据标准及时进行尺寸复查，假如出现板材超标状况，要进行及时的重复压制，最终使质量得以保证。假如出现偏差超标状况，那么强行组对将致使组装应力出现显著提升，所以，导致低温压力容器可能出现损坏。所以进行组对的话，必须要避免强行进行组对和组装的情况发生。旨在使体系更加高效科学的运行，进行了相关项目小组的设定。对于设备的运行进行全过程的监控，无论是组对还是焊接，一定要依据标准的工艺开展。等到顺利组对结束，要由公司检验人员实施检验，确认合格之后还需要项目小组检验人员再次确认，才能开始相应的焊接活动。而且，一定要进行返修方案的制定工作，同时要科学的审查方可对该方案同意。进行焊接时，对焊叉的焊接参数以及温度等进行严格检查。加强对焊后热处理方案执行情况的检查，对热电偶对应点的电焊及固定、调试的整个过程都开展全方位的监控活动。等到最终调试合格，再借助公司质量负责人和技术人员的检验进行确认签字方可开始充电，进行热处理时均要有热处理技术工作人员对工艺曲线进行监控。

（二）焊接施工质量控制的可行性办法

1.确保焊接工艺的科学性及合理性焊接工艺有具体的评定合格标准，要求其必须符合相关标准。外部环缝实施埋弧自动焊。埋弧焊机操作难度较大的情况下可采用手工电弧焊。旨在使压力容器最终的焊接质量得到保证，要按照全面质量管理这一要素由焊接材料引进的初始阶段便进行科学把关[2]。进行生产的初始时期，要对压力容器设计图纸进行详细的分析，对技术要求和国家标准以及法律法规进行了解，有效按照焊接材料标准和规定进行材料的选择工作，最终使焊缝技术性能不低于母材性能。而且必须要构建科学合理的材料管理制度，围绕其日常管理开展高效工作，要落实好材料标记移植制度，使材料全过程的追踪性得到落实。假如有要求的话，可以进行定期的复检活动来保证焊接材料最终质量能够达到相应的规定标准，使压力容器最终能够得到高质量的焊接。2.明确每条环缝的施工工序由于壳体的材料具有一定的特殊性，壁厚相对较厚，因此对焊接质量的要求较高，焊接起来每一个环节都比较复杂，焊接时间投入较长。仅仅完成一条环焊缝便要浪费大约25天时间，因此全部的环焊缝要在施工顺序上满足标准。一般来说，环焊缝科学的施工顺序为：坡口清理→环焊缝组对→焊前预热→环缝焊接（外壁）→消氢处理→背部清根、打磨→磁粉（MT）→内部坡口清理→环缝背部焊接→消氢处理→无损检测→内部堆焊（根据情况决定）→堆焊层打磨→堆焊层铁素体检测→焊后热处理→无损检测。待外部焊缝完成焊接之后，需要在第一时间开展后热销轻处理工作，之后开展背部清根以及打磨工作。3.焊前检查对于现场需要的各种配置满足焊接工艺的特殊设备进行及时的检查，使焊接能够有效开展下去。必须围绕其型号，还有使用状况和各种范围开展相应核查，使工作质量得以改善。进行选择焊接设备时，要充分认识到本身的经济实力。在正式焊接时，要对筒节具体的组队质量进行精准检查，严格按照规范要求检测筒节坡口设计表面是否符合质量要求，以坡口变暗及其边缘50mm处为中心，将油污、铁锈等清除干净。4.焊前预热环缝在准备焊接前，需采用专用工具对其实施焊前预热，并且需将温度控制于150℃以下的水平，选择红外线测温仪进行科学检查，必须满足预热温度所需标准，同时，预热温度时要保证筒体内外壁均可以满足相关的标准规定。5.焊接过程控制如果环缝外部满足了一定的预热温度标准，一定要在第一时间开展焊接工作。进行焊接工作时要不定时围绕焊接工艺参数开展及时抽查，这关系到电压以及电流强度等要素，一定要满足相应的焊接工艺需求。针对抽查焊缝温度此环节而言，温度必须要高于200℃。进行焊接时，必须对层间温度进行科学的控制，其温度需控制在275℃及以下。6.后热处理控制待外部焊缝完成焊接之后，需控制预热温度持续保持同一水平状态，第一时间对焊缝表面质量实施认真、细致的检查。如发现相关质量问题，要在第一时间内开展补焊工作或者是对其进行打磨修理。如果焊缝最终检查合格，那么马上围绕外部焊缝开展后热处理，将其温度上升至300℃到350℃之间，达到为期三个小时的保温，合理控制加热温度以及实践。经检查焊缝焊接成功且无任何质量问题后，便可及时实施后热处理。7.背部清根、打磨控制外部焊接结后热处理顺利完成之后，需对其背部进行清根打磨，处理形式包括碳弧气刨、砂轮打磨等，以此来预防出现裂纹，开始实施碳弧气刨时，首先需以沿着壳体外焊缝部位进行及时的加热，最终满足壳体内部标准。同时，及时清除定位焊熔敷金属。经清根打磨之后，需符合宽窄度一致这一标准，使质量得到保证。如果进行砂轮打磨，围绕所有氧化层开展清除工作，选择磁粉及时检查坡口表面质量，规避多种缺陷，比如裂纹、气孔等[3]。

（三）预热消氢过程的质量控制

1.预热、消氢工装。实施预热以及消氢工装时，必须严格按照相关规范要求执行，因为海拔较高的因素会致使空气氧含量急剧减少，充分燃烧液化气。在进行加热时，主要选用的是环形烧嘴。假如温度未达标，必须增加直形烧嘴，以此来继续加热工作。焊接筒体外部焊缝时，需提前在内部完善布置预热工装，并在短时间内完成加热。焊接筒体内部焊缝时，加热工作则需要在筒体外部来完成。2.预热、消氢的加热区域。宽度要求达到焊接接头中心及两端板厚的三倍之多，并且要求宽度的最小值需达到100mm及以上。3.预热、消氢的温度控制。采用电子测温仪或者温控表来监测和控制预热、消氢温度，电子测温仪受到测点表面形状的影响而产生变化，位于温度监控阶段，选择测温笔开展监控行为。预热、消氢温度无论是内壁还是外壁均要满足相应的标准。及时进行消氢，而且温度控制在300℃—350℃范围，持续三个小时的保温，要保证保温时间达到相应的标准。消氢时，需将焊缝两侧50mm处作为温度监测与控制的测量点。

四、结语

压力容器安全监理工程师需对专业容量有全面的了解和认识，并形成相关的知识体系，与此同时还要参加经国家安全监察机构认可的培训活动，经考核合格后持证上岗，借助各种技术以及质量手段，确保压力容器壳体现场组装的进度和质量，可以给现场组装人员一些指导性意见，从而提高我国大型设备现场组装的技术水平及质量水平，促进大型压力容器的技术发展与进步。

参考文献：

[1]周波.压力容器焊接安装中的质量节点控制[J].化学工程与装备，2021（02）：174-175.

[2]关宏图.压力容器焊接质量问题及控制措施分析[J].科技创新导报，2019（10）：93-94.

[3]海莹，张科，王莎.低温钢制压力容器施工工艺要点[J].石化技术，2018（09）：100.

作者：马宁 单位：七冶压力容器制造有限责任公司