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(四川化工职业技术学院,四川泸州,646005)
摘要: 针对压力控制器阀盖加工过程中难以满足形位公差要求、易拉裂等质量问题,对原有单冲模具成型工艺进行了分析,发现原工艺中采用“落料拉深二次拉深切边、冲中孔冲凸缘孔”四副单工序模具的加工方式,会使毛坯在各工序模具重复定位时精度降低,导致产品成型质量不高,且生产效率低,生产成本高。为了解决上述问题,通过优化设计,将原有单工序加工方式改进为连续成型工艺,并根据工艺设计出连续级进模具。通过试制与批量生产,产品生产效率提高了5倍以上,有效提高了零件的加工质量,降低了操作人员的工作强度,完全满足压力控制器阀盖的批量生产要求。
关键词 :压力控制器;阀盖;拉深;工艺;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 产品结构及工艺分析
压力控制器阀盖在压力控制器中用于连接压力接头与阀体的作用,压力接头固定在阀盖上,如图1 所示。阀盖与阀体承受一样的压力,同时又要保证连接稳定不漏气。图2 为压力控制器阀盖产品图,材料为SPEC(深冲光泊料),料厚1.5mm。该产品为带凸缘筒形拉深件,最高拉深高度为29.5mm,筒形壁与凸缘非圆角过渡,拉深时,筒壁与筒底过渡圆角处容易拉裂,根据筒形结构,方形凸缘上的孔是装配孔,有尺寸和位置度要求,所以,凸缘外形边和产品上所有孔都在拉深成形后冲裁。产品展开的最大毛坯尺寸为D,计算方法如下:
2 产品的工艺改进
该产品原工艺采用的是“落料拉深二次拉深切边、冲中孔冲凸缘孔”四道单工序成型,采用单冲模生产需采用四套模具生产,在工序间定位时,因人为因素,使定位精度差,产品质量稳定性较差,合格率只有约90%,而且生产率低,每小时生产300 ~ 400pcs,难以满足生产要求。为了解决以上所述问题,对生产工艺进行改进,计划采用用级进模生产,提高质量稳定性和生产效率,降低生产成本。
2.1 原工艺设计及生产效果
原生产工艺为:第一工序是开料、拉深,开料的板材宽度100mm,步距98mm,为了一次拉深就能达到产品高度,开料工件尺寸设为直径94mm, 凸模直径38.1mm, 拉深高度为30mm,凸模圆角R5,凹模圆角R8。第二工序整形,整形后高度为29.5mm, 凸模直径37.9mm, 凸缘与筒壁的过渡区根据产品结构仿形加工凸模,凸模圆角半径为R4。第三工序切边、冲孔,此工序将凸缘的边缘冲裁为边长45mm 的方形,将圆孔底部直径为8.9 的孔冲出,冲头直径预留磨损量,直径为9.05。第四工序冲凸缘上的四个孔,孔直径为3.8mm,冲头直径设为3.87mm。经过实际生产,单冲模的生产效率局限于最低生产效率的工序,第一工序在正常生产状态时效率最低,平均每小时生产350pcs,这个生产效率难以满足生产要求。由于第一、二工序成形后,工件外形发生变化,边缘的不确定性,使工件在第二、三工序的模具上定位也不确定,容易生产出费品,费品率达15%。四个工序,需要增加四个操作人员,人力成本大,人为因素的不确定性会增高费品率,还可能进一步降低生产效率。
2.2 工艺优化设计
为了提高生产效率和保证产品质量,对产品的生产工艺进行优化,采用级进模生产工艺替换单冲模生产工艺,改进的工序图如图3 所示。料带宽度102mm,步距93mm,材料利用率提高了3.2%。料带采用双边导正,导正孔直径5mm,保证了后序生产定位的准确性。图3 中第⑴、⑶工序使拉深毛坯料与料带隔离,且与料带保持连接,毛坯料直径89mm。图3 中第⑸工序为首次拉深,拉深高度22.5mm,凸模筒壁直段直径为52mm,凸模圆角半径为R5,拉深系数0.58,从表1 中可查知,此工序符保拉深要求。图3 中第⑺工序第二次拉深,拉深高度31.4mm, 凸模筒壁段直径37.9mm, 圆角半径为R4,拉深系数为0.73,符合拉深要求。图3中第⑼工序空步,为以后改善模具预留工位。图3 中第⑾、⑿工序为两序整形工序,整形高度都为29.5mm,凸模筒壁段直径37.9mm。图3中第⒁工序冲孔,冲五也圆孔。图3 中第⒂、⒃工序飞边,冲裁凸缘边缘。图3 中第⒄工序出产品,利用料带将产品推出模具,同时将料带切断。其余工序为空步工序,主要用于隔开工作工序,加强模板强度。
2.3 级进模具设计
图4 为新设计的级进模具总装图,模具总长1840mm, 宽470mm, 闭合高度541mm, 上脱料板生程为25mm,采用250 吨位的双曲柄冲床生产。生产前,料带在自动送料装置的控制下沿导料板和导料销的导料槽均匀地从左往右送,步距为93mm;开模时,导料销将料带托在模板上方35mm 处,保证顺利送料;第1 工位在料带两侧冲出两个直径5mm 的导正工艺孔,随后在32 个导正钉的精确定位下,逐工位的进行撕开、拉深、整形、冲孔和飞边等的工序冲压工作;切断后的工件在料带的推送下滑出模具。
模具中的下模板、上垫板、止档板和脱料板均采用Cr12 钢,热处理要求硬度达到HRC52,其余的模板和垫板采用A3 钢。拉深、整形的凸模和凹模的材质采用DC53,热处理要求硬度HRC60 ~ HRC62;冲孔冲头和冲孔镶件也采用DC53, 热处理要求硬度HRC60 ~ HRC62; 其余与料带或工件相接触的镶件用Cr12 钢。
2.4 改进后的级进模实际使用效果
通过试制与批量生产,采用级进模生产,生产率提高到平均每小时1800pcs,废品主要出现在调模阶段,废品率可控制在0.3% 以下,人员只需一人,人力成本明显下降,减少模具和人为的不确定因素,产品质量显著提高。模具实物和产品实物图如图5 所示。
3 结论
通过合理的排样设计、模具结构的优化设计,级进模生产工艺完全能满足压力控制器阀盖零件的生产要求,其特点如下:
(1)拉深零件在生产过程采用级进模具,材料利用率提高,且操作灵活自如;
(2) 级进拉深模具减少了人为因素的影响,及换模定位不准的影响,提高了产品质量的稳定性,同时大大提高生产效率。
(3)本文为类似拉深零件的生产工艺及模具设计提供理论与实践参考。
参考文献:
[1] 王鹏驹, 成虹. 冲压模具设计师手册[M]. 北京:机械工业出版社,2009.
本文主要通过对工程中压力管道压力容器焊缝质量缺陷产生原因进行分析,论述了如何针对焊接材料、焊接过程、焊接质量检验等方面采取控制措施,从而实现管道压力容器焊接施工质量控制的目标。管道的施工是建筑中不可缺少的一部分。
关键词:
钢质压力管道焊接质量控制焊缝质量缺陷焊接过程控制焊接质量检验
中图分类号:O213.1 文献标识码:A 文章编号:
前言
建设项目钢质压力管道压力容器通常采用焊接方式连接,因此,焊接是管道安装中最关键、最重要的一道工序。影响管道焊接质量的因素较多,主要有管材和焊材的质量、焊工的资格和操作能力、焊接施工工艺和操作过程等。
管道焊接质量控制有几个重要环节:材料质量控制、焊接过程控制、焊接质量检验。材料质量控制是首要前提,焊接过程控制、焊接质量检验是必要条件。如果忽略了过程控制,仅靠最终检验的手段来控制,管道焊接质量容易产生隐患。因为大多数管道焊缝质量检验不是进行100%检验,而是按规范规定抽取一定比例检验,未抽检到的焊缝的质量存在不合格的可能性。管道焊接质量必须重点针对这三个环节采取控制措施。
一、焊接质量的缺陷及产生的原因
1焊缝质量缺陷的分类:
1.1焊缝质量缺陷分表面质量缺陷和内部质量缺陷两类。
1.2焊缝表面质量缺陷主要有裂纹、气孔、夹渣、咬边、未熔合、焊瘤、未焊透、1.3根部收缩、余高过大、外观成形凹凸不平、角焊缝厚度不足或焊脚不对称情况等。
1.4焊缝内部质量缺陷主要有裂纹、气孔、夹渣、未熔合、未焊透等。
2几类重要焊缝质量缺陷产生的原因:
2.1未焊透:电流强度不够,运条速度太快;管道组对时,坡口的钝边太厚或间隙太小;焊条角度不对以及电弧偏吹;焊件散热速度太快使焊融金属迅速冷却。
2.2气孔:熔化金属冷却太快,气体来不及从焊缝中逸出:如风速过大、温度较低,或者焊工操作技术不良,运条速度太快,使焊肉很薄,冷却过快,气体来不及从焊缝中逸出;电弧太长或太短。电弧太长使空气浸入熔池,太短则阻碍气体外逸;焊条受潮;焊件及焊条上沾有油漆、油污等,受热后放出气体浸入熔池;
基本金属及焊条化学成分不当,含碳气过多,所含的合金成分使铁水发粘,使熔渣粘度太大,阻碍气体外逸;
2.3裂纹:焊接材料化学成分不当。碳及合金成分(铬、钼、锰)含量多,以及含磷、硫,促使产生裂纹;对于可淬性高的钢,焊接措施不当,如未进行预热或退火等;管道组对不正确,如焊低碳钢时坡口小,间隙小,导致填充金属少,强度低,焊缝冷却快,应力较大,以致产生裂纹;点焊处尺寸较小,受外力或焊接应力作用而破裂;其他具有尖角的缺陷(如针状气孔、咬边、未焊透等)未检查并及时修复,由于应力作用而发展成裂纹。
二、焊接质量的控制
1管道及容器材料和焊接材料进场检验措施(材料方面的控制):
管材和焊材直接决定了管道焊接质量,各生产厂家的生产技术水平、产品质量参差不齐,材料进场前的运输、保管等环节也会使材料的质量受到影响。做好管材和焊材进场检验是管道焊接过程质量控制的首要环节。材料检验的内容主要有以下几方面:
1.1对材料质量证明文件进行检查:检查生产厂家名称、出厂合格证、生产技术标准、质量证明书、产品标识;管材质量证明书件主要应有名称、规格、型号、数量、钢号、炉号或生产批号、化学成分,以及抗拉强度、屈服点、延长率、压扁、弯曲、水压试验结果等机械和力学性能、工艺性能、晶间腐蚀、金相试验、热处理和探伤结果等内容;焊材质量证明书主要应有名称、类别、牌号、规格、批号、熔敷金属的化学成分和力学性能、外观检验和抽样焊接检验结果等。
1.2材料质量检验:主要检验管材、管件的表面锈蚀情况和焊缝,焊条药皮有无脱落、受潮、开裂等情况,焊条或焊丝表面洁净度。检测管材和管件的壁厚、外径的尺寸是否与设计选定的材料标准系列相符,管口椭圆度等偏差值是否满足材料规范要求。到货的管材、管件实物标识不清或与质量证明文件不符,或对产品质量证明文件中的特性数据或检验结果有异议,供货方应按相应标准作验证性检验或追溯到产品制造单位。国家规范有明确规定的,如合金钢管道组成件应采用光谱分析或其他方法对材质进行复查,并应做标记。
2管道及容器焊接过程控制措施(施工过程方面的控制):
2.1焊接施工工艺控制:
(1)制定焊接施工工艺:焊条、焊丝及焊剂的选用,应根据焊接接头两侧母材的化学成分、力学性能、焊接接头的抗裂性、焊前预热、焊后热处理使用条件及施工条件等因素确定; 焊接工艺应明确管道母材的类别号和组别号、焊接接头形式及简图、适用此焊接工艺的管道直径和壁厚范围、焊接位置和焊接方向、焊接方法和机械化程度、焊接材料的类别、焊接电流和电压、焊接速度、保护气体、预热或焊后热处理方法、环境温度和湿度、风速的要求等方面。
(2)对焊接工艺进行评定:每种管道焊接施工前,必须有相适应的焊接工艺评定,经评定合格的焊接工艺才可作为工程焊接施工的依据。焊接工艺评定必须符合GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》及其他有关焊接规范、标准的规定,应根据管材的化学成分、力学性能、焊接性能、母材的厚度等进行分类,然后确定相应的焊接施工工艺,再选择相应的母材、焊材进行焊接,并对焊接接头进行外观检查、射线照相检验、力学性能试验,以及金相组织、抗腐蚀、硬度等方面的检验、试验和评定。
(3)焊接工艺卡管理:对于工程中各类焊接管道,均应根据焊接工艺评定编制焊接工艺卡,作为焊工、管工实际焊接作业的指导和依据。
2.2焊工的资格和能力核查:
焊工属于特殊工种,必须对焊工合格证书进行审查,以确认焊工是否具有焊接操作的资格和能力,主要应核查两个方面:焊工具有了合格证书,并不代表可以焊接所有的管道,只有“考试合格项目”适用范围以内的管道,该焊工才能进行焊接操作,在此范围以外的管道及不同的焊接方法,必须另行考试合格后才能进行焊接操作。焊接施工属于实际操作工种及特殊工种,若焊工长期未进行实际操作,焊接能力则会下降,影响焊接产品的质量。焊工合格证必须经定期检验有效,才允许焊工继续作业。
2.3管道及容器焊接操作过程控制:
(1)管道切割下料检查:主要控制管口平面与管道轴线的垂直度,另外注意不锈钢、合金钢管道的切割工器具不得与碳钢类材料混用,防止造成渗碳锈蚀。
(2)坡口加工的控制:主要应控制坡口角度、坡口的形式和细部尺寸等。
(3)管道组对控制:主要根据焊接工艺卡的要求检查管口组对的间隙、平直度、错边量等,防止焊缝出现未焊透、焊瘤过大、焊缝宽度不合格等质量问题。
(4)焊接设备和工器具检查:主要检查焊接设备的焊接性能和安全运行状况。有合适的引弧电压、良好的调节电流的功能和足够的功率。
(5)焊接施工环境检查:主要是针对预制场地及施工现场的湿度、风速、清洁状况等焊接环境进行检查,如相对湿度应≤90%。,风速应
(6)对焊接操作进行巡检:主要检查焊工焊接时各项技术参数是否严格按焊接工艺卡执行。主要核查实际焊接操作的电压、电流、焊接速度、焊条摆动、点固焊和打底焊方法、焊道层数及各层的焊接方法、清根、层间清理等,并对使用的焊条或焊丝的型号、规格和烘干、保温、防潮、防污染等情况进行巡查。
(7)焊前预热和焊后热处理控制:焊前预热和焊后热处理必须制定相应的热处理技术措施,主要应根据钢材的化学成分、厚度、焊接形式、焊接方法、焊接材料及环境温度等因素,明确加热的方式(如感应加热,火焰、电阻炉、红外线辐射加热等)、温度、范围和加热速度,以及焊后维持恒温的时间和冷却降温的速度。在热处理过程中对其进行检查并记录。
(8)对某些特殊介质的管道焊接应有针对性的控制措施:不同项目的工艺介质各不相同,有的管道介质比较特殊,焊接质量对介质的产品质量会产生影响。因此,焊接过程控制还应根据管道介质的特性制定相应的措施。
(9)焊缝标识检查:管道焊缝施焊完成并检查后,应及时在焊缝附近做焊缝标识并记录。焊缝标识的主要内容有焊口编号、焊接日期、焊工代号、固定焊口标记、表面质量检验结果、内部质量无损检测结果及标记、焊缝返修标识,以及管段编号和管材标识等。各项标识应与焊接技术资料相符,不能有错漏。
(10)焊接技术资料核查:焊接技术资料主要有焊接施工记录、焊缝隙表面质量检验记录、焊缝无损探伤检测记录、焊缝位置单线图;主要核查资料的真实性、准确性、完整性、可追溯性,以及相互之间有无矛盾和错漏,必要时应与现场的管道焊缝及其标识进行核对;统计有关数据是否符合设计和规范要求:应对每名焊工施焊的每种管道的施焊结果分别统计,其主要内容有:管段焊缝总数、焊缝检测等级、数量及比例(活动焊口和固定焊口应分别统计)、返修数量和次数及加倍抽查的数量等。
3焊接质量检验控制措施(施工质检方面的控制):
管道容器焊接质量检验通常分三步进行:首先是焊缝表面质量检验,然后是焊缝内部质量无损探伤检验,最后是管道容器系统压力试验。焊接表面质量和内部质量检验结果,必须达到设计和施工验收规范要求的等级,才能认定为合格;焊缝缺陷判定及质量等级评定应符合GB50236-98及JB/T4730的有关规定。
3.1焊缝表面质量检验控制:
(1)采用目测和焊接检测尺实测的方式检验外观质量:主要检查焊缝表面的裂纹、气孔、夹渣、咬边、未焊透、焊瘤、根部收缩、余高、焊缝外观成形、角焊缝厚度、角焊缝焊脚对称情况等。
(2)渗透检验:主要是在焊缝表面喷涂渗透检测剂,通过显示的迹痕,判定焊缝的缺陷,主要有着色法和荧光法两种。
(3)磁粉检验:主要是在焊缝表面施加磁粉,对焊件进行磁化,通过显示的磁痕,判定焊缝的缺陷。主要有干磁粉法、湿磁粉法、荧光和非荧光磁粉法。
3.2焊缝内部质量无损探伤检验控制:
无损探伤检验方法:焊缝内部质量无损探伤检验方法主要有射线透照检测和超声检测。射线透照检测比较直观并能保留检验记录,是最常用的检测方法。
3.3管道容器系统压力试验控制:
(1)常用水进行容器的液压强度试验,也称水压试验。耐压试验压力一般为设计压力的1.25倍。对不锈钢进行水压试验时,要控制水的氯离子含量不超过25ppm。
(2)用气体为介质进行气压强度试验,试验压力一般为设计压力的1.15倍。气压试验危险性很大,应采取措施确保安全。
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.
关键词: 压力容器质量 控制
中图分类号:O213.1 文献标识码:A 文章编号:
1 前言
压力容器在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用。和人们的生活、工作和学习紧密相关。压力容器如果在设计,制造和安装过程中得不到可靠的质量保证,一旦发生安全事故,其危险程度是无法估计的,因此为了压力容器安全可靠使用,关注其质量问题就显得尤为重要。本文将从压力容器制造过程中影响质量的几种因素入手,分析压力容器制造质量控制的具体措施。
2 压力容器质量概述
压力容器的质量由设计质量、制造质量和安装质量三部分组成,其中制造质量的好坏起着关键的作用。压力容器作为特种设备之一,设计质量的好坏是关于其整体质量的第一步,一些制造厂家选用的设计单位技术力量不强,整体水平较低,就会出现在设计时选用的标准不正确的情况。要想提高压力容器制造行业的水平,重点是加强质量过程的控制。只有把制造过程中的每个细节把握好,每个环节控制好,才能制造出质量优良的产品来。
3 压力容器制造过程影响质量因素和控制措施
3 . 1 材料和零部件
压力容器原材料和零部件的质量作为制造过程中的一个首要环节,制造厂家应对压力容器制造用材料、零部件(外协外购件)的采购、验收、标识、保管、发放和使用等作出规定,以确保压力容器用材料、零部件的质量和准确无误,从而保证压力容器的制造质量,具体控制措施如下:采购员依据设计图样及采购说明书编制采购文件,对合格供方单位建立档案,实行动态管理。采购文件编制审核后,采购员应与性价比高的供方单位签订采购合同,采购合同中应签明质量保证协议,并明确验货方式。材料和零部件进厂后,材料检验员要按照国家标准的有关规定对材料和零部件进行检验和确认。检验合格的才能入库,不合格必须进行标识和隔离。材料保管员应该按照材料和零部件的规格、型号、材质、批号进行待检区、合格区和不合格区的管理,以防误用。当使用与图纸要求不同的材料时,应办理材料代用手续后才能办理领发料手续。
3.2 工艺
为了保证压力容器产品形成的各个阶段都处于受控状态,确保产品质量满足法规、标准的要求,压力容器制造工艺、生产过程管理、工装和模具也应该严格按照规定进行。首先压力容器产品应编制工艺过程卡、工序卡、主要受压零部件工艺流程卡等工艺文件,对批量生产的压力容器编制通用的工艺规程,对新技术、新工艺含量多的新压力容器产品,应制定工艺方案。
工艺文件制定完成之后,更重要的环节是在生产过程中严格执行工艺文件,例如,没有按照评定合格的焊接工艺进行焊
接,外观检查没有合格就进行了探伤等不符合工艺要求的操作等情况都是没有执行工艺文件。
3.3 焊接
(1)焊接人员。作为压力容器的焊接人员,必须有本单位的人员按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》考试,取得相应特种设备作业人员焊接资格后,才能在有效期内担任相应合格项目范围内的焊接工作,严禁无证施焊和超项施焊。焊接人员在施焊时还应该严格按照焊接工艺指导书进行。
(2)焊接材料。焊接材料首先要满足国家或行业标准,其次要按照相关规范、标准的要求进行验收、入库和使用。
(3)焊接工艺。焊接工艺文件作为指导焊工的关键文件,首先要根据压力容器图样的技术要求、焊接规程及焊接工艺评定,制订详细正确的焊接工艺指导书。
(4)产品施焊。压力容器产品焊接环境、焊接过程和焊接检验都要按照焊接工艺守则和焊接工艺卡的规定执行。
(5)焊接设备。所有与焊接有关的设备应由专人管理,设备上的电流表、电压表按规定检定附上合格标签,并在有效期内使用。
(6)焊缝返修。焊接接头无损检测出现超标缺陷时,应当分析缺陷产生的原因,制定相应的返修或者补焊方案。一次焊缝返修经焊接责任师审批,二次以上焊缝返修由焊接责任师提出,报质保工程师审批。返修操作要严格按照返修工艺规定执行,返修后,应按照原检验要求重新检验检测。
(7)施焊记录。焊接现场施焊记录也是压力容器制造过程中的一个影响质量的重要因素,施焊记录应该真实全面的反映出现场施焊的状况。例如,每条焊缝所使用的焊材、焊接设备及电特性、焊材烘烤的情况、焊接工艺参数、预热、后热等状况。
3 . 4 无损检测
无损检测作为保证压力容器产品质量的一种重要检测手段,无损检测人员必须有本单位的人员经过培训、考核,通过考试取得相应特种设备作业人员检测资格证后才能从事相应项目的无损检测工作。在进行无损检测前,无损检测人员要先按照无损检测工艺和技术图纸制定检测方案。在进行检测时,要做好检测条件参数和质量情况的原始记录,检测完毕之后,由取得相应资格的人填写检测报告。
无损检测结果显示需要返修的,由检测人员出具返修通知单并交委托单位进行返修。
3 . 5 耐压试验
耐压试验作为压力容器制造完工后,检验产品强度和密封性能,确保其在运行中安全性的重要手段,必须严格准照国家相关规定执行。耐压试验前必须先收集并汇总所有检验、试验记录、报告等,经质量控制负责人审查合格后,并提交监检确认才能进行。
耐压试验前,压力容器各连接部位的紧固螺栓,应当装配齐全,紧固妥当。试验场地应当有可靠的安全防护设施,并且应
当经过单位技术负责人和安全部门检查认可。试验时,压力容器上焊接的各种临时受压元件,应采取适当的措施,保证其强度和安全性。保压期间不得采用连续加压来维持试验压力不变,试验过程中不得带压紧固螺栓或向受压元件施加外力。试验时发现有渗漏情况,应当泄压修补后重新进行试验。
3 . 6 检验与试验
检验与试验作为压力容器制造过程中的最后一道工序起着重要的作用。检验与试验控制活动要在检验与试验责任师监督控制下进行,当进货检验与试验和过程检验与试验都完成后才能进行最终检验与试验。
检验与试验前,检查人员应确定检验与试验的场所、环境、温度、介质、安全防护、工装、试验负荷等是否满足安全技术规范。所有的进货、过程和最终检验与试验都要根据有关程序文件的规定做好记录。
4 结语
随着科技的不断发展,新材料、新工艺不断出现,近年来我国压力容器的质量得到了很大程度的发展和提高,基本上可以满足企业生产的需要。本文通过对压力容器制造过程中影响因素的分析,提出了相应的控制措施,希望对相关从业人员有一定的帮助。
参考文献
[1]和丽锋.压力容器制造缺陷对壳体安全的影响[J].中国新技术新产品,2010(1):142
关键词 制造压力容器;焊接;质量管理措施
中图分类号 TG457 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0094-01
和其他的焊接结构有区别,压力容器基本都属于受压全焊结构,它的焊接接头负担着和受压壳体一样的压力、温度以及物理或者是化学作用,除了需要和壳体材料大体一样的静载荷强度外,还需要充分的塑性以及韧性。焊接质量管理阶段不仅存在着制约还存在着联系,不管是哪个阶段在管理方面存在漏洞都可以导致压力容器在质量方面出现缺陷,因此一定要对压力容器在焊接质量控制方面高度关注。
1 焊前开始前的准备及控制
1.1 焊接人员方面的准备
焊接人员主要有技术方面的人员和操作方面的人员以及检验方面的人员。焊接技术人员在图纸向实际制造工艺转化方面的能力一定强,此外,还要进行有效的焊接工艺的制定。焊接操作人员必须具备合格的证书,该证书必须符合质量监督相关部门的要求,在具备证书的前提下,在证书期限内进行合格项目的焊接工作。焊接检验人员要有依照国家要求、工艺以及图纸的相关规定对焊接质量进行控制的能力。该项工作主要有焊缝外观方面的质量检验以及焊缝内部方面的质量检验。
1.2 材料方面的准备
所用材料一定要有相关的质量证明书,该证书不仅要求内容清晰、全面,而且要和实物一致,标记必须可以辨别,此外,还要满足有关的规定。入厂材料在需要的时候最好进行再次检验。焊条药皮要有光滑的外表、没有气孔以及机械损伤,此外,药皮要没有偏心,而且焊芯没有锈蚀情况的出现,还要针对熔敷金属对其化学成分进行分析,注意一定要满足相关的要求。焊丝直径要满足规定检查,要对镀铜层的牢固情况以及缠绕完成后的起鳞和剥离情况进行确认。其表面一定要光滑,切记存在毛刺、氧化皮以及锈蚀等不利于焊接质量的物质,同时还要对其化学成分进行分析,注意要满足相关的要求。
焊条在未使用时,要根据生产厂家关于焊材包装方面的规定以及焊接工艺方面的规定对其烘干,同时要记录好烘干实测温度以及具体的保温时间。焊工领用材料时一定要有领用单,保管员要在焊材领用单记录编号和领用数量。要对焊条进行冷却,当达到室内温度4h以后,一定要根据工艺实施再次烘干。
1.3 焊接所处的环境
在对受压元件进行制造以及需要返修时,要是温度在0℃以下,缺乏预热手段,就避免实施焊接工作。在雨雪天气要避免露天作业。当气体保护焊时风速超过2 m/s,其他的焊接措施风速超过10 m/s时要避免实施焊接工作。当环境相对湿度超过90%时要避免实施焊接工作。
1.4 焊接工艺方面的准备
在对压力容器产品进行施焊之前,一定要根据由国家能源局认可的《承压设备焊接工艺评定》的相关要求,实施对受压元件焊缝、受压元件彼此互焊的焊缝、存在于永久焊缝里面的定位焊缝,并以上提到焊缝的返修焊缝等在焊接工艺方面的评估。在评定过程中,关于接头型式和材料种类以及焊接工艺并厚度覆盖方面都要符合公司产品在焊接方面的要求,而且其覆盖率一定要实现100%。
2 对焊接过程实施的控制
1)在进行产品施焊的过程中,焊接操作人员一定要遵守焊接工艺规程的相关标准开展施焊工作,焊接检验人员对操作人员在工艺方面的执行要进行严格的监督。焊工结束焊接以后,要在焊缝周围规定好的部位设置焊工钢印,并记录施焊情况,然后让焊接检验人员进行签字进行再次的确认,这样的话,有利于焊接质量的追溯性。2)根据《固定式压力容器安全技术监察规程》的标准对产品焊接试板进行焊接,当对产品试板进行检验并且符合要求后,才能开始后面的工序。要开展焊后热处理工作的压力容器,要对产品试板随炉实施热处理工作,接着再实施机械性能试验。3)在对受压元件关于焊接接头进行无损检测后,要是存在超标缺陷的话,首先应找出原因,制定可行的返修方案,然后才能进行返修。且返修部位应当按照原要求经过检测合格。要求焊后消除应力热处理的压力容器,一般应当在热处理前焊接返修,如在热处理后进行焊接返修,应当根据补焊深度确定是否需要进行消除应力处理。焊缝相同位置的返修次数最好不要多于2次,要是多于2次的话,在未返修时要向制造企业的技术负责人进行申请以获得批准,还要把返修次数、位置、以及返修的具体情况都写进压力容器的质量证明文件中。
3 对焊后实施的检验控制
3.1 外观方面的检验
焊缝表面要避免出现裂纹、要确保没有熔合以及填满情况、避免气孔和可视的夹渣等问题的出现;焊缝和母材的过渡一定要圆滑;角焊缝在外形方面一定要呈凹形且过渡要圆滑;以疲劳分析为根据进行设计的压力容器,要把纵和环焊缝方面的余高去掉,让焊缝和母材都具有平齐的表面;要是高强钢容器以及焊缝系数都是1的话,要避免咬边的出现。
3.2 无损方面的检测
只有外观检验符合要求的焊缝,才能进行无损探伤检验的申请。压力容器关于焊接接头进行的无损检测措施的选取以及具体比例要根据《固定式压力容器安全技术监察规程》的有关要求
执行。
3.3 耐压方面的试验
针对压力容器进行的耐压试验要根据《固定式压力容器安全技术监察规程》的相关要求执行。保压阶段内要避免通过连续加压的方式来使试验压力稳定;在耐压试验结束后,因为焊接接头以及接管泄漏原因而导致返修的,以及返修深度超过厚度二分之一的压力容器,要进行再次的耐压试验。
4 结束语
在现实的生产以及检验实践过程中,要严格遵守国家法律法规,以锅炉以及压力容器在焊接技术方面的多年实践为出发点,
进行经验的总结,关于压力容器在制造以及检验方面,要对其焊接工艺、材料以及检验等的质量控制不断强化,这样的话,有利于使压力容器产品有一个合格的焊接质量,进而促使压力容器产品有一个较高的安全性能。
参考文献
[1]赵淑珍.驻厂监检中应加强压力容器焊接工艺的审查[J].中国特种设备安全.2010,10:40-43.
[2]郭徽,李涛.焊制压力容器筒体的准确下料[J].石油化工设备,2010,39(2):69-70.