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(四川化工職業技術學院,四川瀘州,646005)
摘要: 針對壓力控制器閥蓋加工過程中難以滿足形位公差要求、易拉裂等質量問題,對原有單沖模具成型工藝進行了分析,發現原工藝中采用“落料拉深二次拉深切邊、沖中孔沖凸緣孔”四副單工序模具的加工方式,會使毛坯在各工序模具重復定位時精度降低,導致產品成型質量不高,且生產效率低,生產成本高。為了解決上述問題,通過優化設計,將原有單工序加工方式改進為連續成型工藝,并根據工藝設計出連續級進模具。通過試制與批量生產,產品生產效率提高了5倍以上,有效提高了零件的加工質量,降低了操作人員的工作強度,完全滿足壓力控制器閥蓋的批量生產要求。
關鍵詞 :壓力控制器;閥蓋;拉深;工藝;模具。
Pressure controller valve Gellar deep molding processimprovement and mold design
Zhou LinJun,Li LinXin,Ren XiaoHong(Sichuan vocational college of chemical technology,Luzhou Sichuan, 646005)Abstract: For pressure control valve cover processing difficult to meet the shape and position tolerances,easy to crack and other quality problems, the original single-shot molding process were analyzed and found thatthe original process in a “Blanking DrawingThe second drawingTrimmingPunch in the holeConflict edge ofthe hole” Four deputy single-step mold processing methods, will reduce the accuracy of the rough mold process isrepeated at each location, resulting in molding quality is not high, and low productivity, high production costs. To solve the above problem, by optimizing the design of the original single-step processing methods to improvethe continuous molding process, and according to the technical design of the continuous progressive mold. Throughtrial and mass production, production efficiency is improved by more than five times, to effectively improve partquality and reduce the work intensity of operators, to fully meet the pressure control valve cover productionrequirements.
Keywords: pressure controller; valve cover;;drawing; process;die
1 產品結構及工藝分析
壓力控制器閥蓋在壓力控制器中用于連接壓力接頭與閥體的作用,壓力接頭固定在閥蓋上,如圖1 所示。閥蓋與閥體承受一樣的壓力,同時又要保證連接穩定不漏氣。圖2 為壓力控制器閥蓋產品圖,材料為SPEC(深沖光泊料),料厚1.5mm。該產品為帶凸緣筒形拉深件,最高拉深高度為29.5mm,筒形壁與凸緣非圓角過渡,拉深時,筒壁與筒底過渡圓角處容易拉裂,根據筒形結構,方形凸緣上的孔是裝配孔,有尺寸和位置度要求,所以,凸緣外形邊和產品上所有孔都在拉深成形后沖裁。產品展開的最大毛坯尺寸為D,計算方法如下:
2 產品的工藝改進
該產品原工藝采用的是“落料拉深二次拉深切邊、沖中孔沖凸緣孔”四道單工序成型,采用單沖模生產需采用四套模具生產,在工序間定位時,因人為因素,使定位精度差,產品質量穩定性較差,合格率只有約90%,而且生產率低,每小時生產300 ~ 400pcs,難以滿足生產要求。為了解決以上所述問題,對生產工藝進行改進,計劃采用用級進模生產,提高質量穩定性和生產效率,降低生產成本。
2.1 原工藝設計及生產效果
原生產工藝為:第一工序是開料、拉深,開料的板材寬度100mm,步距98mm,為了一次拉深就能達到產品高度,開料工件尺寸設為直徑94mm, 凸模直徑38.1mm, 拉深高度為30mm,凸模圓角R5,凹模圓角R8。第二工序整形,整形后高度為29.5mm, 凸模直徑37.9mm, 凸緣與筒壁的過渡區根據產品結構仿形加工凸模,凸模圓角半徑為R4。第三工序切邊、沖孔,此工序將凸緣的邊緣沖裁為邊長45mm 的方形,將圓孔底部直徑為8.9 的孔沖出,沖頭直徑預留磨損量,直徑為9.05。第四工序沖凸緣上的四個孔,孔直徑為3.8mm,沖頭直徑設為3.87mm。經過實際生產,單沖模的生產效率局限于最低生產效率的工序,第一工序在正常生產狀態時效率最低,平均每小時生產350pcs,這個生產效率難以滿足生產要求。由于第一、二工序成形后,工件外形發生變化,邊緣的不確定性,使工件在第二、三工序的模具上定位也不確定,容易生產出費品,費品率達15%。四個工序,需要增加四個操作人員,人力成本大,人為因素的不確定性會增高費品率,還可能進一步降低生產效率。
2.2 工藝優化設計
為了提高生產效率和保證產品質量,對產品的生產工藝進行優化,采用級進模生產工藝替換單沖模生產工藝,改進的工序圖如圖3 所示。料帶寬度102mm,步距93mm,材料利用率提高了3.2%。料帶采用雙邊導正,導正孔直徑5mm,保證了后序生產定位的準確性。圖3 中第⑴、⑶工序使拉深毛坯料與料帶隔離,且與料帶保持連接,毛坯料直徑89mm。圖3 中第⑸工序為首次拉深,拉深高度22.5mm,凸模筒壁直段直徑為52mm,凸模圓角半徑為R5,拉深系數0.58,從表1 中可查知,此工序符保拉深要求。圖3 中第⑺工序第二次拉深,拉深高度31.4mm, 凸模筒壁段直徑37.9mm, 圓角半徑為R4,拉深系數為0.73,符合拉深要求。圖3中第⑼工序空步,為以后改善模具預留工位。圖3 中第⑾、⑿工序為兩序整形工序,整形高度都為29.5mm,凸模筒壁段直徑37.9mm。圖3中第⒁工序沖孔,沖五也圓孔。圖3 中第⒂、⒃工序飛邊,沖裁凸緣邊緣。圖3 中第⒄工序出產品,利用料帶將產品推出模具,同時將料帶切斷。其余工序為空步工序,主要用于隔開工作工序,加強模板強度。
2.3 級進模具設計
圖4 為新設計的級進模具總裝圖,模具總長1840mm, 寬470mm, 閉合高度541mm, 上脫料板生程為25mm,采用250 噸位的雙曲柄沖床生產。生產前,料帶在自動送料裝置的控制下沿導料板和導料銷的導料槽均勻地從左往右送,步距為93mm;開模時,導料銷將料帶托在模板上方35mm 處,保證順利送料;第1 工位在料帶兩側沖出兩個直徑5mm 的導正工藝孔,隨后在32 個導正釘的精確定位下,逐工位的進行撕開、拉深、整形、沖孔和飛邊等的工序沖壓工作;切斷后的工件在料帶的推送下滑出模具。
模具中的下模板、上墊板、止檔板和脫料板均采用Cr12 鋼,熱處理要求硬度達到HRC52,其余的模板和墊板采用A3 鋼。拉深、整形的凸模和凹模的材質采用DC53,熱處理要求硬度HRC60 ~ HRC62;沖孔沖頭和沖孔鑲件也采用DC53, 熱處理要求硬度HRC60 ~ HRC62; 其余與料帶或工件相接觸的鑲件用Cr12 鋼。
2.4 改進后的級進模實際使用效果
通過試制與批量生產,采用級進模生產,生產率提高到平均每小時1800pcs,廢品主要出現在調模階段,廢品率可控制在0.3% 以下,人員只需一人,人力成本明顯下降,減少模具和人為的不確定因素,產品質量顯著提高。模具實物和產品實物圖如圖5 所示。
3 結論
通過合理的排樣設計、模具結構的優化設計,級進模生產工藝完全能滿足壓力控制器閥蓋零件的生產要求,其特點如下:
(1)拉深零件在生產過程采用級進模具,材料利用率提高,且操作靈活自如;
(2) 級進拉深模具減少了人為因素的影響,及換模定位不準的影響,提高了產品質量的穩定性,同時大大提高生產效率。
(3)本文為類似拉深零件的生產工藝及模具設計提供理論與實踐參考。
參考文獻:
[1] 王鵬駒, 成虹. 沖壓模具設計師手冊[M]. 北京:機械工業出版社,2009.
本文主要通過對工程中壓力管道壓力容器焊縫質量缺陷產生原因進行分析,論述了如何針對焊接材料、焊接過程、焊接質量檢驗等方面采取控制措施,從而實現管道壓力容器焊接施工質量控制的目標。管道的施工是建筑中不可缺少的一部分。
關鍵詞:
鋼質壓力管道焊接質量控制焊縫質量缺陷焊接過程控制焊接質量檢驗
中圖分類號:O213.1 文獻標識碼:A 文章編號:
前言
建設項目鋼質壓力管道壓力容器通常采用焊接方式連接,因此,焊接是管道安裝中最關鍵、最重要的一道工序。影響管道焊接質量的因素較多,主要有管材和焊材的質量、焊工的資格和操作能力、焊接施工工藝和操作過程等。
管道焊接質量控制有幾個重要環節:材料質量控制、焊接過程控制、焊接質量檢驗。材料質量控制是首要前提,焊接過程控制、焊接質量檢驗是必要條件。如果忽略了過程控制,僅靠最終檢驗的手段來控制,管道焊接質量容易產生隱患。因為大多數管道焊縫質量檢驗不是進行100%檢驗,而是按規范規定抽取一定比例檢驗,未抽檢到的焊縫的質量存在不合格的可能性。管道焊接質量必須重點針對這三個環節采取控制措施。
一、焊接質量的缺陷及產生的原因
1焊縫質量缺陷的分類:
1.1焊縫質量缺陷分表面質量缺陷和內部質量缺陷兩類。
1.2焊縫表面質量缺陷主要有裂紋、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、焊瘤、未焊透、1.3根部收縮、余高過大、外觀成形凹凸不平、角焊縫厚度不足或焊腳不對稱情況等。
1.4焊縫內部質量缺陷主要有裂紋、氣孔、夾渣、未熔合、未焊透等。
2幾類重要焊縫質量缺陷產生的原因:
2.1未焊透:電流強度不夠,運條速度太快;管道組對時,坡口的鈍邊太厚或間隙太小;焊條角度不對以及電弧偏吹;焊件散熱速度太快使焊融金屬迅速冷卻。
2.2氣孔:熔化金屬冷卻太快,氣體來不及從焊縫中逸出:如風速過大、溫度較低,或者焊工操作技術不良,運條速度太快,使焊肉很薄,冷卻過快,氣體來不及從焊縫中逸出;電弧太長或太短。電弧太長使空氣浸入熔池,太短則阻礙氣體外逸;焊條受潮;焊件及焊條上沾有油漆、油污等,受熱后放出氣體浸入熔池;
基本金屬及焊條化學成分不當,含碳氣過多,所含的合金成分使鐵水發粘,使熔渣粘度太大,阻礙氣體外逸;
2.3裂紋:焊接材料化學成分不當。碳及合金成分(鉻、鉬、錳)含量多,以及含磷、硫,促使產生裂紋;對于可淬性高的鋼,焊接措施不當,如未進行預熱或退火等;管道組對不正確,如焊低碳鋼時坡口小,間隙小,導致填充金屬少,強度低,焊縫冷卻快,應力較大,以致產生裂紋;點焊處尺寸較小,受外力或焊接應力作用而破裂;其他具有尖角的缺陷(如針狀氣孔、咬邊、未焊透等)未檢查并及時修復,由于應力作用而發展成裂紋。
二、焊接質量的控制
1管道及容器材料和焊接材料進場檢驗措施(材料方面的控制):
管材和焊材直接決定了管道焊接質量,各生產廠家的生產技術水平、產品質量參差不齊,材料進場前的運輸、保管等環節也會使材料的質量受到影響。做好管材和焊材進場檢驗是管道焊接過程質量控制的首要環節。材料檢驗的內容主要有以下幾方面:
1.1對材料質量證明文件進行檢查:檢查生產廠家名稱、出廠合格證、生產技術標準、質量證明書、產品標識;管材質量證明書件主要應有名稱、規格、型號、數量、鋼號、爐號或生產批號、化學成分,以及抗拉強度、屈服點、延長率、壓扁、彎曲、水壓試驗結果等機械和力學性能、工藝性能、晶間腐蝕、金相試驗、熱處理和探傷結果等內容;焊材質量證明書主要應有名稱、類別、牌號、規格、批號、熔敷金屬的化學成分和力學性能、外觀檢驗和抽樣焊接檢驗結果等。
1.2材料質量檢驗:主要檢驗管材、管件的表面銹蝕情況和焊縫,焊條藥皮有無脫落、受潮、開裂等情況,焊條或焊絲表面潔凈度。檢測管材和管件的壁厚、外徑的尺寸是否與設計選定的材料標準系列相符,管口橢圓度等偏差值是否滿足材料規范要求。到貨的管材、管件實物標識不清或與質量證明文件不符,或對產品質量證明文件中的特性數據或檢驗結果有異議,供貨方應按相應標準作驗證性檢驗或追溯到產品制造單位。國家規范有明確規定的,如合金鋼管道組成件應采用光譜分析或其他方法對材質進行復查,并應做標記。
2管道及容器焊接過程控制措施(施工過程方面的控制):
2.1焊接施工工藝控制:
(1)制定焊接施工工藝:焊條、焊絲及焊劑的選用,應根據焊接接頭兩側母材的化學成分、力學性能、焊接接頭的抗裂性、焊前預熱、焊后熱處理使用條件及施工條件等因素確定; 焊接工藝應明確管道母材的類別號和組別號、焊接接頭形式及簡圖、適用此焊接工藝的管道直徑和壁厚范圍、焊接位置和焊接方向、焊接方法和機械化程度、焊接材料的類別、焊接電流和電壓、焊接速度、保護氣體、預熱或焊后熱處理方法、環境溫度和濕度、風速的要求等方面。
(2)對焊接工藝進行評定:每種管道焊接施工前,必須有相適應的焊接工藝評定,經評定合格的焊接工藝才可作為工程焊接施工的依據。焊接工藝評定必須符合GB50236-98《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》及其他有關焊接規范、標準的規定,應根據管材的化學成分、力學性能、焊接性能、母材的厚度等進行分類,然后確定相應的焊接施工工藝,再選擇相應的母材、焊材進行焊接,并對焊接接頭進行外觀檢查、射線照相檢驗、力學性能試驗,以及金相組織、抗腐蝕、硬度等方面的檢驗、試驗和評定。
(3)焊接工藝卡管理:對于工程中各類焊接管道,均應根據焊接工藝評定編制焊接工藝卡,作為焊工、管工實際焊接作業的指導和依據。
2.2焊工的資格和能力核查:
焊工屬于特殊工種,必須對焊工合格證書進行審查,以確認焊工是否具有焊接操作的資格和能力,主要應核查兩個方面:焊工具有了合格證書,并不代表可以焊接所有的管道,只有“考試合格項目”適用范圍以內的管道,該焊工才能進行焊接操作,在此范圍以外的管道及不同的焊接方法,必須另行考試合格后才能進行焊接操作。焊接施工屬于實際操作工種及特殊工種,若焊工長期未進行實際操作,焊接能力則會下降,影響焊接產品的質量。焊工合格證必須經定期檢驗有效,才允許焊工繼續作業。
2.3管道及容器焊接操作過程控制:
(1)管道切割下料檢查:主要控制管口平面與管道軸線的垂直度,另外注意不銹鋼、合金鋼管道的切割工器具不得與碳鋼類材料混用,防止造成滲碳銹蝕。
(2)坡口加工的控制:主要應控制坡口角度、坡口的形式和細部尺寸等。
(3)管道組對控制:主要根據焊接工藝卡的要求檢查管口組對的間隙、平直度、錯邊量等,防止焊縫出現未焊透、焊瘤過大、焊縫寬度不合格等質量問題。
(4)焊接設備和工器具檢查:主要檢查焊接設備的焊接性能和安全運行狀況。有合適的引弧電壓、良好的調節電流的功能和足夠的功率。
(5)焊接施工環境檢查:主要是針對預制場地及施工現場的濕度、風速、清潔狀況等焊接環境進行檢查,如相對濕度應≤90%。,風速應
(6)對焊接操作進行巡檢:主要檢查焊工焊接時各項技術參數是否嚴格按焊接工藝卡執行。主要核查實際焊接操作的電壓、電流、焊接速度、焊條擺動、點固焊和打底焊方法、焊道層數及各層的焊接方法、清根、層間清理等,并對使用的焊條或焊絲的型號、規格和烘干、保溫、防潮、防污染等情況進行巡查。
(7)焊前預熱和焊后熱處理控制:焊前預熱和焊后熱處理必須制定相應的熱處理技術措施,主要應根據鋼材的化學成分、厚度、焊接形式、焊接方法、焊接材料及環境溫度等因素,明確加熱的方式(如感應加熱,火焰、電阻爐、紅外線輻射加熱等)、溫度、范圍和加熱速度,以及焊后維持恒溫的時間和冷卻降溫的速度。在熱處理過程中對其進行檢查并記錄。
(8)對某些特殊介質的管道焊接應有針對性的控制措施:不同項目的工藝介質各不相同,有的管道介質比較特殊,焊接質量對介質的產品質量會產生影響。因此,焊接過程控制還應根據管道介質的特性制定相應的措施。
(9)焊縫標識檢查:管道焊縫施焊完成并檢查后,應及時在焊縫附近做焊縫標識并記錄。焊縫標識的主要內容有焊口編號、焊接日期、焊工代號、固定焊口標記、表面質量檢驗結果、內部質量無損檢測結果及標記、焊縫返修標識,以及管段編號和管材標識等。各項標識應與焊接技術資料相符,不能有錯漏。
(10)焊接技術資料核查:焊接技術資料主要有焊接施工記錄、焊縫隙表面質量檢驗記錄、焊縫無損探傷檢測記錄、焊縫位置單線圖;主要核查資料的真實性、準確性、完整性、可追溯性,以及相互之間有無矛盾和錯漏,必要時應與現場的管道焊縫及其標識進行核對;統計有關數據是否符合設計和規范要求:應對每名焊工施焊的每種管道的施焊結果分別統計,其主要內容有:管段焊縫總數、焊縫檢測等級、數量及比例(活動焊口和固定焊口應分別統計)、返修數量和次數及加倍抽查的數量等。
3焊接質量檢驗控制措施(施工質檢方面的控制):
管道容器焊接質量檢驗通常分三步進行:首先是焊縫表面質量檢驗,然后是焊縫內部質量無損探傷檢驗,最后是管道容器系統壓力試驗。焊接表面質量和內部質量檢驗結果,必須達到設計和施工驗收規范要求的等級,才能認定為合格;焊縫缺陷判定及質量等級評定應符合GB50236-98及JB/T4730的有關規定。
3.1焊縫表面質量檢驗控制:
(1)采用目測和焊接檢測尺實測的方式檢驗外觀質量:主要檢查焊縫表面的裂紋、氣孔、夾渣、咬邊、未焊透、焊瘤、根部收縮、余高、焊縫外觀成形、角焊縫厚度、角焊縫焊腳對稱情況等。
(2)滲透檢驗:主要是在焊縫表面噴涂滲透檢測劑,通過顯示的跡痕,判定焊縫的缺陷,主要有著色法和熒光法兩種。
(3)磁粉檢驗:主要是在焊縫表面施加磁粉,對焊件進行磁化,通過顯示的磁痕,判定焊縫的缺陷。主要有干磁粉法、濕磁粉法、熒光和非熒光磁粉法。
3.2焊縫內部質量無損探傷檢驗控制:
無損探傷檢驗方法:焊縫內部質量無損探傷檢驗方法主要有射線透照檢測和超聲檢測。射線透照檢測比較直觀并能保留檢驗記錄,是最常用的檢測方法。
3.3管道容器系統壓力試驗控制:
(1)常用水進行容器的液壓強度試驗,也稱水壓試驗。耐壓試驗壓力一般為設計壓力的1.25倍。對不銹鋼進行水壓試驗時,要控制水的氯離子含量不超過25ppm。
(2)用氣體為介質進行氣壓強度試驗,試驗壓力一般為設計壓力的1.15倍。氣壓試驗危險性很大,應采取措施確保安全。
關鍵詞:壓力容器;制造;質量管理
前言
壓力容器在工業、能源等領域中的應用十分廣泛。壓力容器在應用的過程中會面臨復雜的使用工況和危害性較大的壓力容器內介質,一旦壓力容器因制造質量問題而導致安全事故的發生將會造成極為嚴重的人員和財產損失。因此,做好壓力容器制造質量的把控是十分必要且重要的。在壓力容器制造的過程中必須要做好壓力容器制造特征的把控,以便在壓力容器制造過程中最大限度的將壓力容器制造質量控制在合理的區間范圍內,確保壓力容器的制造質量。
1壓力容器制造特征分析
壓力容器經過多年的發展已經形成了多行業、多功能的發展特性。壓力容器的結構、參數以及品種等因壓力容器的應用而不盡相同。在壓力容器的制造過程中對于壓力容器制造安全性有著極為嚴格的規定,壓力容器多應用于高溫、高壓、強腐蝕等的環境下加之其內部盛放的介質也大多具備較強的腐蝕性和易燃、易爆性,因此對于壓力容器制造質量具有極高的要求。在壓力容器制造過程中會涉及到金屬材料、加工焊接、質量檢驗等多個環節。任何一個環節出現問題都會對壓力容器的制造質量造成極為嚴重的影響。
2壓力容器制造質量控制措施分析
2.1做好壓力容器制造質量控制體系的建立
在壓力容器制造質量的把控中首先需要從法律法規、質量控制以及組織等三個層面完成相關壓力容器制造質量控制體系的建立。法律法規從法律層面上為壓力容器制造質量控制體系提供相應的法律依據。組織體系則對壓力容器制造過程中的人員和組織架構進行了規定。質量控制系統則對壓力容器制造全流程中的所有與質量控制相關的內容進行規定。做好壓力容器制造質量體系的建立能夠對壓力容器制造過程進行規范,從而為壓力容器制造質量的控制提供相應的體系保證。
2.2做好壓力容器制造過程中的材料質量控制
壓力容器制造材料的質量控制是壓力容器制造質量控制的重點也是核心點之一。在壓力容器制造材料的質量控制中需要從壓力容器制造所使用的原材料、外購件、安全附件等幾個方向入手對壓力容器制造材料的質量進行控制。首先,壓力容器制造單位必須要在熟悉國際相關標準的基礎上加強對于壓力容器制造所使用材料及零件的質量把控力度,做好對于所采購材料制造商資質的考核和材料的進廠復檢,以確保壓力容器制造所使用材料的質量。在相關材料進廠時,需要對進廠材料的質量證明書等進行檢驗,對進廠材料的化學成分、力學性能以及制造工藝等進行復檢以確定其是否滿足相關要求。進廠材料入庫時需要對其進行相應的標識,確保進廠材料的可追溯性。在對壓力容器相關構件進行加工時,對于受壓元件的材料在切割或加工前必須要進行標記移植。待到相關檢驗人員完成檢驗確認后才能對受壓材料進行切割或是加工,以確保加工材料的準確性,避免誤用材料。在壓力容器制造過程中如需要使用代用材料須征得相關設計單位的同意批準。
2.3做好壓力容器制造過程中制造工藝的控制
在壓力容器的制造過程中會涉及到多道工序,如何將各種工序按照一定的工藝流程進行合理化配置是壓力容器制造質量控制的一個重要因素。在壓力容器制造質量制造工藝的編制上,工藝部門應當在壓力容器制造之前按照設計圖紙來對壓力容器制造工藝方案進行編制。編制成各道工序及零部件的工藝文件,待到工藝文件經過審核后方可進行加工使用,以確保壓力容器制造工藝流程的合理性和準確性。做好壓力容器制造工藝的控制對于確保壓力容器制造質量十分重要。在加工制造中壓力容器制造單位應當嚴格按照相關壓力容器制造工藝來進行加工制造。
2.4做好壓力容器制造過程中焊接質量的控制
在壓力容器制造過程中完成對于相關板材的加工后需要對各板材進行焊接,焊接是壓力容器制造過程中最主要的加工工序。其在一定程度上決定著壓力容器的性能狀況,因此在壓力容器制造過程中要注意做好對于壓力容器制造過程中焊接質量的控制。在焊接質量的控制中可以從焊材、焊接工藝、焊接缺陷防控等方面入手做好對于壓力容器制造質量的管控。在焊材的采購中,相關采購人員需要遵循擇優定點的采購原則,盡量實現配套采購。在焊材進廠驗收時驗收人員需要對焊材進行質量把控。在焊材的儲存上應當按照相關規定對焊材進行存放。在焊材使用之前需要對焊材進行一定的烘干作業,以確保焊接材料在規定的范圍內使用。在壓力容器焊接技術的選擇中,應當合理的選擇相關技術。在焊接接頭形式的選擇上,應當在對焊接板材的結構類型、板材的厚度以及母材性能進行綜合考慮的基礎上對焊接的接頭形式進行選擇。在接頭形式的選擇上需要確保接頭具有足夠的強度和良好的工藝性。同時還應確保焊縫質量檢查的可達性,以確保焊縫周邊具備進行探傷的條件。在壓力容器焊接方法的選擇上,對于結構件焊縫較長的適宜選擇埋弧焊。一般精度和厚度的零件則可以采用氣體保護焊的焊接方式。
此外,在接頭位置根據需要對立焊、平焊、仰焊等焊接方式進行選擇。在焊接工藝的選擇上,首先應當對焊接工藝進行一定的評定,確定焊接工藝是否滿足相關質量需求。在生產前,對產品采用的各重要焊接節點都必須要進行相關焊接工藝的評定,由生產單位完成焊接工藝指導書的編制,經過技術負責人審批后將焊接工藝指導書下發到制造單位完成壓力容器的制造。在完成后如有需要則由檢測人員將試件送交無損檢測。對于試制后存在問題的工件需要組織人員對問題進行分析。焊接結構是由眾多零部件所組成的,因此在壓力容器制造的過程中需要對焊接裝配工藝進行合理的編制。在壓力容器制造過程中,焊接與裝配是兩個有著緊密聯系的工序,在壓力容器制造過程中兩者需要多次穿行。為確保壓力容器制造質量,需要對這一過程進行全面的分析以便確定合理的確定。此外,在壓力容器裝配質量的控制上需要確定好壓力容器的裝配公差標準。完成裝配后需要對裝配質量進行嚴格的檢查。在加強對于壓力容器結構設計、工藝等方面質量管理的同時還需要加強對于焊接人員的控制,尤其是當在壓力容器制造過程中采用焊條電弧焊為主要焊接方式時,焊接人員的因素在壓力容器制造質量的影響中占據著主要因素。在焊接的過程中如焊接人員水平不足極易在焊接過程中出現未融合、氣孔、裂紋等的缺陷,這些缺陷的存在將會對壓力容器制造質量造成極為嚴重的影響。因此,在壓力容器制造過程中需要加強對于壓力容器焊接人員的培訓,提高焊工素質。完成了對于壓力容器的制造后需要通過無損檢測的檢測手段對壓力容器制造質量進行檢測評定,以避免壓力容器在制造過程中存在缺陷從而造成安全隱患。
3結束語
壓力容器制造質量對于壓力容器使用安全性有著極為重要的影響。本文在分析壓力容器在制造過程中的各種特征的基礎上,對壓力容器制造過程中的要點進行了分析介紹。
參考文獻
[1]張蘭青,劉國印.壓力容器制造質量控制方法研究[J].中小企業管理與科技旬刊,2011(7):323-323.
[2]張建文.大型不銹鋼復合鋼板壓力容器制造質量控制[J].石油化工設備,1997(3):31-35.
關鍵詞: 壓力容器質量 控制
中圖分類號:O213.1 文獻標識碼:A 文章編號:
1 前言
壓力容器在石油化學工業、能源工業、科研和軍工等國民經濟的各個部門都起著重要作用。和人們的生活、工作和學習緊密相關。壓力容器如果在設計,制造和安裝過程中得不到可靠的質量保證,一旦發生安全事故,其危險程度是無法估計的,因此為了壓力容器安全可靠使用,關注其質量問題就顯得尤為重要。本文將從壓力容器制造過程中影響質量的幾種因素入手,分析壓力容器制造質量控制的具體措施。
2 壓力容器質量概述
壓力容器的質量由設計質量、制造質量和安裝質量三部分組成,其中制造質量的好壞起著關鍵的作用。壓力容器作為特種設備之一,設計質量的好壞是關于其整體質量的第一步,一些制造廠家選用的設計單位技術力量不強,整體水平較低,就會出現在設計時選用的標準不正確的情況。要想提高壓力容器制造行業的水平,重點是加強質量過程的控制。只有把制造過程中的每個細節把握好,每個環節控制好,才能制造出質量優良的產品來。
3 壓力容器制造過程影響質量因素和控制措施
3 . 1 材料和零部件
壓力容器原材料和零部件的質量作為制造過程中的一個首要環節,制造廠家應對壓力容器制造用材料、零部件(外協外購件)的采購、驗收、標識、保管、發放和使用等作出規定,以確保壓力容器用材料、零部件的質量和準確無誤,從而保證壓力容器的制造質量,具體控制措施如下:采購員依據設計圖樣及采購說明書編制采購文件,對合格供方單位建立檔案,實行動態管理。采購文件編制審核后,采購員應與性價比高的供方單位簽訂采購合同,采購合同中應簽明質量保證協議,并明確驗貨方式。材料和零部件進廠后,材料檢驗員要按照國家標準的有關規定對材料和零部件進行檢驗和確認。檢驗合格的才能入庫,不合格必須進行標識和隔離。材料保管員應該按照材料和零部件的規格、型號、材質、批號進行待檢區、合格區和不合格區的管理,以防誤用。當使用與圖紙要求不同的材料時,應辦理材料代用手續后才能辦理領發料手續。
3.2 工藝
為了保證壓力容器產品形成的各個階段都處于受控狀態,確保產品質量滿足法規、標準的要求,壓力容器制造工藝、生產過程管理、工裝和模具也應該嚴格按照規定進行。首先壓力容器產品應編制工藝過程卡、工序卡、主要受壓零部件工藝流程卡等工藝文件,對批量生產的壓力容器編制通用的工藝規程,對新技術、新工藝含量多的新壓力容器產品,應制定工藝方案。
工藝文件制定完成之后,更重要的環節是在生產過程中嚴格執行工藝文件,例如,沒有按照評定合格的焊接工藝進行焊
接,外觀檢查沒有合格就進行了探傷等不符合工藝要求的操作等情況都是沒有執行工藝文件。
3.3 焊接
(1)焊接人員。作為壓力容器的焊接人員,必須有本單位的人員按《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規則》考試,取得相應特種設備作業人員焊接資格后,才能在有效期內擔任相應合格項目范圍內的焊接工作,嚴禁無證施焊和超項施焊。焊接人員在施焊時還應該嚴格按照焊接工藝指導書進行。
(2)焊接材料。焊接材料首先要滿足國家或行業標準,其次要按照相關規范、標準的要求進行驗收、入庫和使用。
(3)焊接工藝。焊接工藝文件作為指導焊工的關鍵文件,首先要根據壓力容器圖樣的技術要求、焊接規程及焊接工藝評定,制訂詳細正確的焊接工藝指導書。
(4)產品施焊。壓力容器產品焊接環境、焊接過程和焊接檢驗都要按照焊接工藝守則和焊接工藝卡的規定執行。
(5)焊接設備。所有與焊接有關的設備應由專人管理,設備上的電流表、電壓表按規定檢定附上合格標簽,并在有效期內使用。
(6)焊縫返修。焊接接頭無損檢測出現超標缺陷時,應當分析缺陷產生的原因,制定相應的返修或者補焊方案。一次焊縫返修經焊接責任師審批,二次以上焊縫返修由焊接責任師提出,報質保工程師審批。返修操作要嚴格按照返修工藝規定執行,返修后,應按照原檢驗要求重新檢驗檢測。
(7)施焊記錄。焊接現場施焊記錄也是壓力容器制造過程中的一個影響質量的重要因素,施焊記錄應該真實全面的反映出現場施焊的狀況。例如,每條焊縫所使用的焊材、焊接設備及電特性、焊材烘烤的情況、焊接工藝參數、預熱、后熱等狀況。
3 . 4 無損檢測
無損檢測作為保證壓力容器產品質量的一種重要檢測手段,無損檢測人員必須有本單位的人員經過培訓、考核,通過考試取得相應特種設備作業人員檢測資格證后才能從事相應項目的無損檢測工作。在進行無損檢測前,無損檢測人員要先按照無損檢測工藝和技術圖紙制定檢測方案。在進行檢測時,要做好檢測條件參數和質量情況的原始記錄,檢測完畢之后,由取得相應資格的人填寫檢測報告。
無損檢測結果顯示需要返修的,由檢測人員出具返修通知單并交委托單位進行返修。
3 . 5 耐壓試驗
耐壓試驗作為壓力容器制造完工后,檢驗產品強度和密封性能,確保其在運行中安全性的重要手段,必須嚴格準照國家相關規定執行。耐壓試驗前必須先收集并匯總所有檢驗、試驗記錄、報告等,經質量控制負責人審查合格后,并提交監檢確認才能進行。
耐壓試驗前,壓力容器各連接部位的緊固螺栓,應當裝配齊全,緊固妥當。試驗場地應當有可靠的安全防護設施,并且應
當經過單位技術負責人和安全部門檢查認可。試驗時,壓力容器上焊接的各種臨時受壓元件,應采取適當的措施,保證其強度和安全性。保壓期間不得采用連續加壓來維持試驗壓力不變,試驗過程中不得帶壓緊固螺栓或向受壓元件施加外力。試驗時發現有滲漏情況,應當泄壓修補后重新進行試驗。
3 . 6 檢驗與試驗
檢驗與試驗作為壓力容器制造過程中的最后一道工序起著重要的作用。檢驗與試驗控制活動要在檢驗與試驗責任師監督控制下進行,當進貨檢驗與試驗和過程檢驗與試驗都完成后才能進行最終檢驗與試驗。
檢驗與試驗前,檢查人員應確定檢驗與試驗的場所、環境、溫度、介質、安全防護、工裝、試驗負荷等是否滿足安全技術規范。所有的進貨、過程和最終檢驗與試驗都要根據有關程序文件的規定做好記錄。
4 結語
隨著科技的不斷發展,新材料、新工藝不斷出現,近年來我國壓力容器的質量得到了很大程度的發展和提高,基本上可以滿足企業生產的需要。本文通過對壓力容器制造過程中影響因素的分析,提出了相應的控制措施,希望對相關從業人員有一定的幫助。
參考文獻
[1]和麗鋒.壓力容器制造缺陷對殼體安全的影響[J].中國新技術新產品,2010(1):142
關鍵詞 制造壓力容器;焊接;質量管理措施
中圖分類號 TG457 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)051-0094-01
和其他的焊接結構有區別,壓力容器基本都屬于受壓全焊結構,它的焊接接頭負擔著和受壓殼體一樣的壓力、溫度以及物理或者是化學作用,除了需要和殼體材料大體一樣的靜載荷強度外,還需要充分的塑性以及韌性。焊接質量管理階段不僅存在著制約還存在著聯系,不管是哪個階段在管理方面存在漏洞都可以導致壓力容器在質量方面出現缺陷,因此一定要對壓力容器在焊接質量控制方面高度關注。
1 焊前開始前的準備及控制
1.1 焊接人員方面的準備
焊接人員主要有技術方面的人員和操作方面的人員以及檢驗方面的人員。焊接技術人員在圖紙向實際制造工藝轉化方面的能力一定強,此外,還要進行有效的焊接工藝的制定。焊接操作人員必須具備合格的證書,該證書必須符合質量監督相關部門的要求,在具備證書的前提下,在證書期限內進行合格項目的焊接工作。焊接檢驗人員要有依照國家要求、工藝以及圖紙的相關規定對焊接質量進行控制的能力。該項工作主要有焊縫外觀方面的質量檢驗以及焊縫內部方面的質量檢驗。
1.2 材料方面的準備
所用材料一定要有相關的質量證明書,該證書不僅要求內容清晰、全面,而且要和實物一致,標記必須可以辨別,此外,還要滿足有關的規定。入廠材料在需要的時候最好進行再次檢驗。焊條藥皮要有光滑的外表、沒有氣孔以及機械損傷,此外,藥皮要沒有偏心,而且焊芯沒有銹蝕情況的出現,還要針對熔敷金屬對其化學成分進行分析,注意一定要滿足相關的要求。焊絲直徑要滿足規定檢查,要對鍍銅層的牢固情況以及纏繞完成后的起鱗和剝離情況進行確認。其表面一定要光滑,切記存在毛刺、氧化皮以及銹蝕等不利于焊接質量的物質,同時還要對其化學成分進行分析,注意要滿足相關的要求。
焊條在未使用時,要根據生產廠家關于焊材包裝方面的規定以及焊接工藝方面的規定對其烘干,同時要記錄好烘干實測溫度以及具體的保溫時間。焊工領用材料時一定要有領用單,保管員要在焊材領用單記錄編號和領用數量。要對焊條進行冷卻,當達到室內溫度4h以后,一定要根據工藝實施再次烘干。
1.3 焊接所處的環境
在對受壓元件進行制造以及需要返修時,要是溫度在0℃以下,缺乏預熱手段,就避免實施焊接工作。在雨雪天氣要避免露天作業。當氣體保護焊時風速超過2 m/s,其他的焊接措施風速超過10 m/s時要避免實施焊接工作。當環境相對濕度超過90%時要避免實施焊接工作。
1.4 焊接工藝方面的準備
在對壓力容器產品進行施焊之前,一定要根據由國家能源局認可的《承壓設備焊接工藝評定》的相關要求,實施對受壓元件焊縫、受壓元件彼此互焊的焊縫、存在于永久焊縫里面的定位焊縫,并以上提到焊縫的返修焊縫等在焊接工藝方面的評估。在評定過程中,關于接頭型式和材料種類以及焊接工藝并厚度覆蓋方面都要符合公司產品在焊接方面的要求,而且其覆蓋率一定要實現100%。
2 對焊接過程實施的控制
1)在進行產品施焊的過程中,焊接操作人員一定要遵守焊接工藝規程的相關標準開展施焊工作,焊接檢驗人員對操作人員在工藝方面的執行要進行嚴格的監督。焊工結束焊接以后,要在焊縫周圍規定好的部位設置焊工鋼印,并記錄施焊情況,然后讓焊接檢驗人員進行簽字進行再次的確認,這樣的話,有利于焊接質量的追溯性。2)根據《固定式壓力容器安全技術監察規程》的標準對產品焊接試板進行焊接,當對產品試板進行檢驗并且符合要求后,才能開始后面的工序。要開展焊后熱處理工作的壓力容器,要對產品試板隨爐實施熱處理工作,接著再實施機械性能試驗。3)在對受壓元件關于焊接接頭進行無損檢測后,要是存在超標缺陷的話,首先應找出原因,制定可行的返修方案,然后才能進行返修。且返修部位應當按照原要求經過檢測合格。要求焊后消除應力熱處理的壓力容器,一般應當在熱處理前焊接返修,如在熱處理后進行焊接返修,應當根據補焊深度確定是否需要進行消除應力處理。焊縫相同位置的返修次數最好不要多于2次,要是多于2次的話,在未返修時要向制造企業的技術負責人進行申請以獲得批準,還要把返修次數、位置、以及返修的具體情況都寫進壓力容器的質量證明文件中。
3 對焊后實施的檢驗控制
3.1 外觀方面的檢驗
焊縫表面要避免出現裂紋、要確保沒有熔合以及填滿情況、避免氣孔和可視的夾渣等問題的出現;焊縫和母材的過渡一定要圓滑;角焊縫在外形方面一定要呈凹形且過渡要圓滑;以疲勞分析為根據進行設計的壓力容器,要把縱和環焊縫方面的余高去掉,讓焊縫和母材都具有平齊的表面;要是高強鋼容器以及焊縫系數都是1的話,要避免咬邊的出現。
3.2 無損方面的檢測
只有外觀檢驗符合要求的焊縫,才能進行無損探傷檢驗的申請。壓力容器關于焊接接頭進行的無損檢測措施的選取以及具體比例要根據《固定式壓力容器安全技術監察規程》的有關要求
執行。
3.3 耐壓方面的試驗
針對壓力容器進行的耐壓試驗要根據《固定式壓力容器安全技術監察規程》的相關要求執行。保壓階段內要避免通過連續加壓的方式來使試驗壓力穩定;在耐壓試驗結束后,因為焊接接頭以及接管泄漏原因而導致返修的,以及返修深度超過厚度二分之一的壓力容器,要進行再次的耐壓試驗。
4 結束語
在現實的生產以及檢驗實踐過程中,要嚴格遵守國家法律法規,以鍋爐以及壓力容器在焊接技術方面的多年實踐為出發點,
進行經驗的總結,關于壓力容器在制造以及檢驗方面,要對其焊接工藝、材料以及檢驗等的質量控制不斷強化,這樣的話,有利于使壓力容器產品有一個合格的焊接質量,進而促使壓力容器產品有一個較高的安全性能。
參考文獻
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