三种压力容器生产过程中代表性问题

[摘要]压力容器生产企业有各自不同的资源、能力、经验和质保体系运行规定，制造过程和产品有各自鲜明的特色。企业质保体系的运行和制造现场检查是保证产品质量十分重要的两个着力点。本文针对三家生产企业在产生产过程中出现的三种代表性问题，结合企业生产实际，分析讨论了问题产生的原因，指出了问题的症结，给出了解决方案，有助于提高企业的压力容器产品质量。

[关键词]压力容器；产品质量；现场检验；质保体系；焊缝；母材

我国的压力容器生产行业发达，不同的压力容器生产企业生产资源、能力、经验和质保体系运行规定有很大的差异，企业的产品范围，产品数量各有特色，在压力容器的生产过程中，也产生了不同的问题。在压力容器生产过程中，特种设备质保体系的运行和现场检验是重中之重，产生的问题直接影响产品安全质量，必须得到足够的重视。本文针对不同生产企业在生产过程中出现的代表性问题，结合各生产企业自身实际，讨论分析如下：

1塔器裙座与封头焊接问题

塔器质量大，高度高，存在较大外载，工作时壁温温差大，所以塔器裙座与封头连接处焊缝附近有较大的应力[1]，因此裙座与封头的连接应合理选择连接形式[2]，严格按照标准和工艺施焊。在实际使用过程中塔器裙座与封头的焊缝也易产生腐蚀，甚至是在应力的作用下产生环向裂纹[3-4]，当情况严重时甚至会导致塔器倾倒。因此焊缝应圆滑过渡，保证强度的同时，降低应力集中。

1.1基本情况

甲企业持有A级资质，企业自身生产能力强，经验丰富。在某台塔器的现场监检过程中发现裙座与封头的焊缝存在焊接质量问题，现场图片如图1，设计图如图2。焊缝存在以下问题：焊缝过度不圆滑，存在尖锐区域造成应力集中；焊缝未填满，造成沟槽，易积水等造成腐蚀；焊缝尺寸不满足图纸要求，造成总体强度不足。监检员联系现场检验员、该焊缝施焊的焊工了解情况，焊工认为焊接强度足够，检验员也认为焊缝没有问题；现场扩大检查比例，发现旁边有两台同期生产的塔器也存在相同情况，均是由同一焊工施焊，同一检验员检验；检查该焊工施焊的其他的焊缝，符合要求；检查其其他焊工和检验员负责的其他塔器相同部位的焊缝，符合要求。

1.2问题与整改

相关人员存在以下问题：焊工不按图纸、焊接工艺施焊；检验员不按图纸、工艺检验；焊工、检验员培训不到位，对标准掌握不足，对设备相关焊缝重要性认识不足，存在粗心大意的情况。为保证焊接质量和设备安全，监检员联系质保工程师落实整改措施：组织对裙座与封头的焊缝进行补焊；补焊后再次100%磁粉检测；组织对焊工和检验的培训教育，落实责任；强化质保体系运行，将此类问题列为质保体系内一段时间的重点关注点，对所有质量控制点做到不错检，不漏检。

1.3分析

甲企业压力容器生产过程中出现的这个问题集中反映了对于非主要受压元件与主要受压元件之间的焊缝重视不足，现场操作者对所生产的设备知识储备不足，忽视了特殊设备对特殊焊缝的严格要求。这类企业的产品范围广，生产量大，人员流动也大，从业人员不能深入的掌握工作要点，又会因为工作经验丰富，想当然的操作。所以企业应强化质保体系作用，做好岗前培训、岗中检查，贴别是要对关键设备，关键焊缝重点关注，切实保证产品质量。

2表面气孔等焊接缺陷

气孔是焊缝中常见的焊接缺陷，气孔会消弱焊缝的有效截面，降低焊缝强度，严重时会造成穿孔泄漏[5]，内部气孔可以通过RT，TOFD等检测方法检出，近表面和表面气孔可以通过目视和MT、PT检测方法检出。对于不做无损检测的焊缝，气孔的检出则较为依赖焊工的操作水平和检验员的能力经验[6]。

2.1基本情况

乙企业持有D级资质，主要生产碳钢制低压容器，每年产量50台以下。在某设备制造现场巡查中，发现筒体与管板的C类焊缝存在黑色小点，打磨后，发现此为表面气孔，并且气孔体积变大，如图3所示；打磨3mm后消除；使用MT对此部位做探伤，无其他表面埋藏缺陷；对此焊缝其余部位增加MT检测，未发现其他缺陷。此焊缝为20%RT检测，对焊缝的射线底片检查发现，存在多个直径1mm气孔。统计此焊工近期的焊缝RT底片，发现近一个月的RT底片中，气孔缺陷出现频率上升。统计分析其他焊工的近一个月焊缝RT底片，不同程度存在气孔缺陷出现频率上升。经过与质保工程师、焊接工程师、焊工、检验员、焊材保管员等讨论，查阅相关的焊材库温湿度记录，焊条烘干记录，气象记录等，初步确认为是由于夏季高温，连续阴雨，空气湿度大，焊条烘干后使用过程中受潮，导致气孔产生。

2.2问题与整改

焊缝存在的问题：表面气孔；焊接焊渣未清理干净，妨碍目视检测。相关人员存在问题：焊工焊接后未打磨干净药皮，不能很好的检查已焊完焊缝；焊工在湿度较大的空间施焊；检验员焊缝外观检验过程粗心大意，不按照检验规程检验。监检员联系质保工程师落实整改：强化体系运行，严肃焊接纪律，加强焊接纪律检查；改善施焊环境；加强检验员专业技能、责任心教育。

2.3分析

乙企业压力容器生产过程中出现的这个问题集中反映了很多小制造厂受限于制造条件，有时受外力工作环境恶劣，不能很好的满足工作条件；焊工和检验员多线工作，忽视了对标准规范的遵守。所以针对这类企业应督促企业改善工作条件；充分重视每台产品的生产制造过程，各质保体系责任人做好岗位工作，做到班前提醒，班中检查，班后互查，合力做好产品质量保证工作。

3母材表面缺陷

在压力容器生产制造过程中，焊缝的质量是大家的关注重点，有时会忽视了对于母材缺陷的关注。GB150中规定，制造中应避免材料表面的机械损伤，对于尖锐伤痕及不锈钢容器耐腐蚀表面的局部伤痕刻槽等缺陷予以修磨。其中不锈钢等材料的母材表面质量是关注的重点，并且不锈钢容器的加工过程中经常为到达使用要求进行抛光，加工过程中会增加表面缺陷的出现可能[7-8]。

3.1基本情况

丙企业持有D级资质，主要产品为用于制药行业和日化行业的不锈钢搅拌罐，首次取证为两年前，产量50台以下。在制造现场巡检时发现在某台不锈钢搅拌罐的的筒体表面有均匀的凹坑，凹坑直径为1mm、2mm，深度1~1.5mm，均与分布筒体一周，如图4所示；检查同期制造的其他筒体，存在相同情况。经过与质保工程师、检验员、卷圆操作工讨论，怀疑为卷板机支撑辊有杂屑，检查卷板机，未发现杂屑；重新检查整个制造工艺，发现筒体卷圆后均进行了打磨抛光，检查打磨抛光机，发现抛光机的筒体支撑部件为橡胶轮，橡胶轮上发现有夹杂的杂屑。该产品后续加工中有换热夹套，并且在使用中有严格的清洁度要求，联系质保工程师、检验员等，对凹坑打磨消除，并将抛光机橡胶轮清理干净。

3.2问题与整改

制造设备存在的问题：与工件接触面有杂质。人员存在问题呢：抛光工抛光前未检查设备完好性、可用性；检验员对筒体表面检查不仔细，对不锈钢材料的使用要求不熟。监检联系质保工程师落实整改：加强设备的管理和使用，设备管理者和操作者确保设备完好可用，保证使用功能；加强体系人员的培训教育，增加作业人员对不锈钢材料特殊加工、检验知识的了解和掌握。

3.3分析

丙乙企业压力容器生产过程中出现的这个问题集中反映了取证时间短，经验不够丰富的生产企业，在特定产品生产的过程中，对于产品制造过程中的特殊要求掌握不足，对生产工具的重视不足。针对这类企业应强化体系运行，加强人员培训，掌握产品特殊要求；落实场地专用、生产设备专用，加强设备管理，保证设备的完好性。

4结论

通过对以上三个代表性问题的分析，我们可以得出以下有益的经验：(1)压力容器生产过程中出现的问题既有共性也有与每个企业相关的特性，因此在生产过程中，企业应立足自身，增强生产资源、生产能力、生产经验；(2)质量保证体系有效运行是压力容器产品质量的保证，企业应根据自己生产实际，建立有自己特色的，有效满足生产需求的质量保证体系，并将之行之有效的运行；(3)生产过程的从业者应当掌握所生产产品的相关知识，严格按照设计和工艺操作，遵守工艺纪律；(4)我们在监检中应该加强现场巡检，根据企业的实际情况，有针对性的关注重点环节，提高检验质量。

参考文献

[1]潘建华，崔军，姚左权，等．加氢反应器裙座支撑结构的有限元分析[J]．油气储运，2014，33(02)：190-193，199．

[2]赵菲．裙座与塔式容器不同连接型式的对比分析[J]．石油化工设备技术，2020，41(04)：26-31，53．

[3]侍毅．焦炭塔裙座环焊缝裂纹原因分析及改进措施[J]．化工机械，2020，47(02)：263-265．

[4]赵艳梅，郑国芬．焦炭塔裙座环缝裂因及安全分析[J]．化工设备与管道，2001(06)：33-38．

[5]朱健斌，郑敏荣．含气孔缺陷球形压力容器极限载荷的研究[J]．石油机械，2002(10)：9-11．

[6]李培峨．压力容器焊接缺陷及矫正措施[J]．特种设备安全技术，2020(04)：53，54，57．

作者:柳杰 单位:江苏省特种设备安全监督检验研究院太仓分院