摘要:压力容器制造误差产生在其生产全过程,与加工工艺、电焊接工艺、安装方法以及所有设奋、操作人员素质及熟练程度有很大的关系,必须控制好每道环节,才能确保制造误差控制在允许的范围内。
关键询:压力容器；弯曲加工；划线切割；安装；焊接
一、压力容器的形状
表面面积相同而容积最大的容器是球形容器,如果压力容器既可以制造球形的,也可以制造筒形的时候,那么制成圆筒形的还是最自然的,同时又符合于经济要求。
倘若容器不是呈球形或圆筒形,但受到压力的作用,也有变成球形或圆筒形的倾向。由于容器具有保持原来形状的反作用,所以便容器材料中产生各种各样的应力(见图1)
设计的球形或因筒形压力容器,由于制造时不能完全符合设计要求,以致产生局部或全部形阳规则时,也有上述情况。
图2所示，是由于焊接产生的角变形或不规则的形状,由于有形成球面的倾向,所以产生的总应力较设计应力大，安全系数因此而降低，所以当然要对此规定一个限度。
二、弯曲加工
压力容器最重要的结始工序就是变曲加工,平钢板由于塑性变形形成球面或因筒面,因而使板材的中心部分变薄,四周有变厚的倾向。当曲率半径小的情况下,对于这个问题要更加注意。
一般在板材进行弯曲加工时，情况如图3所示：最初，应力是在其弹性范围以内，其应力分布情况如（a）所示；再进一步弯曲时，应力进入塑性区，其分布情况如图（b）所示,当弯曲停止时,便留下一部分永久变形，残余应力便分布在图(b)中SS线两侧，如图(c)所示,SS线与垂线rr所夹角度就是所谓的回弹关系,屈服点低的钢材其回弹量小,屈服点高的钢材其回弹量大，当屈服点高的钢材进行弯曲加工时,须加大压力压制,采用这种强力压制时,为了不使局部产生变形,防止钢板厚度减薄，必须要一遍又一遍的压制，以便于整形，屈服点低的钢材，整形就比较简单。这项工作的操作，与熟练程度有很大的关系，若根据曲率半径及钢板厚度来看，认为不能进行冷压加工时那就要首先制成上下两块曲模胎具，将钢板加热，以降低其屈服点，然后再放入曲模胎具中进行弯曲,此时,必须十分注意弯曲终了后的冷却速度，以不使材质产生恶化。
弯曲加工完了后，要测量弯曲的误差。不论用什么的方法都不可能期待其精确度为±0，所以究竟采用多大的允许误差就成了质量管理上的问题。一般应根据焊接制品的使用情况、直径大小分别加以制定。图4所示，根据样板计算，最好在0/1000～1/2000之间。
三、划线切割
圆筒形容器的筒壁是单纯曲面加工，可以先在钢板上划线，经过切割下料，开坡口，然后进行弯曲加工，但球形容器及容器封头的的曲面不能展开，经过弯曲加工，然后再进行划线、切割。
根据设计、计算或图纸制成挠性样板(这种样板多数都是用薄铁皮做成的)，然后一块一块的进行划线。根据生产数量大小，也可以采用数控切断。
切断时，由于钢板是呈曲线状态，倘若使用自动切割器，必须要设法使切割器经常与切割线保持平行状态，各工场各自创造了各种可以调整倾斜度的台架。
采用气割切断时，必须里注意切口处的收缩会使曲率半径有减小的倾向。因此在切割之前最好将曲率半径略放大如图4(a)所示。切断以后用样板再进行检查，倘若曲率半径已超过了允许限度，必须进行修正。
一般都在切割的同时按照规定的坡口形式进行坡口加工，必须注意：坡口的角度，钝边的厚度都必须在图5所示的允许误差之内。
根据正确的划线进行切断时，在切割以后还要重新核对尺寸，测量各边的长度及对角线的长度，计算尺寸的误差必须要在允许范围之内(参阅图6)
四、安装
圆筒部分的安装，就是将筒节组装成一个圆筒，钢板卷成圆筒节后，可以马上点焊定位，所以比较容易。但是在组装成圆筒时，注意图筒节的两端必须平行，不要形成象图7那样筒节与筒节组装完毕以后，就将筒节与封头进行组装。在组装之前，必须要核对圆周及椭圆度。倘若因筒与封头的精确度都很好，安装就不成问题。倘若两者都些问题，那就必须十分注意。
倘若两者圆周长度误差不同，但坡口的错却在允许范围之内，按照图8(a)的方式按等分分布装配比较好。当两者圆周长度相同，倘若不精心装配，那就会形成图(b)的那种形式，形成复杂的应力。当圆周长度相异时，倘若不加注意，而是按顺序进行点焊，则成为图(c)所示的样子，这样的坡口错位就会超出允许范围，必须要加以注意。当封头是下料成形为瓜瓣然后组装成形的，主要的注意事项己如前所述，要求各部件形正确施工时，要逐项按顺序进行，放心大胆地逐项进行正确的施工。
五、焊接
在设计时，其重点就是考虑由焊接所产生的变形。
1、焊接横收缩
所谓横向收缩是指与焊缝成直角的收缩，这种收缩最容易测定，以前有过各种各样的研究。受横向收缩影响最大的就是焊入量与坡口钝边间隙。因此，在设计时必须考虑要使坡口的形状能以容纳最少的焊入量，钝边的厚度及间距要考虑型结产除焊根的范围以内。施工时，必须按规定的坡口形状，预定收缩量，从而使容器焊接收缩后的残余变形仍然能得到正确形状的容器(参照图9)。
2、焊接从收缩
纵向收缩是指焊缝方向的收缩，厚的平钢板所产生的这样的收缩，其收缩量不论大小都不会成为问题。但是，曲面则不然，这种收缩会产生细腰现象，所以必须要加以注意。
这种变形造成沿焊缝方向产生的残余应力接近于屈服点。当水压试验时，由于水压试验产生拉伸作用，但拉伸后，仍然有一部分永久变形残留下来(也就是说拉伸以后原形不变地保留下来)。因此，就必须考虑焊缝还要另再进行拉伸处理，从而经过较为彻底的整形。
3、角变形
钢板两侧由于焊接收缩不均衡而产生角变形。由于这种变形，造成封头(分片组装)表面呈菊花形的外观，除了外观不好看以外，对于容器的强度也极为不利。
如果设想，在钢板进行对焊时外部和里面的焊入量相等，那么角变形就会小。但是，实际操作上先焊与后焊的效果有很大的差异。
图10（a）所示是内、外交叉焊接的顺序。(b)是采用电渣焊从里面一直焊到表面，焊接时间不考虑角变形问题。（c）是先在表面焊接，然后在背面开槽，再进行背面的焊接，表面与背面的坡口形状要仔细加以考虑。（d）是表面与里面的坡口深度相同。(e)是开槽的深度的一半。这样，这样，虽然里面焊接比较方便，但是里面一侧会产生弯曲，对比必领要加以注意。
一般对于开坡口的要求如图11所示，表面坡口角度a，在能以焊根之中的条件下愈窄愈好，最好在45～50度，考虑到切割误差以及安装误差，一般规定50～60度，当钢板厚度较大时，规定坡口呈U形。背面的坡口的角度B的大小，要便于背面铲根，一般规定90度左右，坡口的深度a、b要根据e而定。先确定e的深度，一般规定a、b、各项e的顶点0.4左右。钝边的厚度为c，要根据焊接穿透力并考虑到容易安装，多数规定为2～3毫米。据以上各点选定坡口形状时，既要考虑到不致于造成坡口加工错误，又要考虑提高坡口加工质量，所以要使坡口的种类尽量少，形式简单，根据工场的实际工作方法选定。
4当厚度较大的钢板焊入量大时，须要进行退火处理，但在退火时要加以十分注意，防止产生变形。
参考文献：1、《钢制压力容器规范》
2、《焊接手册》
