如何預防壓力容器的應力變形

壓力容器是一種能夠承受壓力的密閉容器都屬于壓力容器。壓力容器的用途極為廣泛，它在工業、民用、軍工等許多部門以及科學研究的許多領域都具有重要的地位和作用。其中以在化學工業與石油化學工業中用zui多，僅在石油化學工業中應用的壓力容器就占全部壓力容器總數的50 %左右。

1．火焰切割變形
(1)筒節：大直徑殼體短筒節下料(料較長且較窄)時，其端口的火焰切割加工邊易發生變形。因切割溫冷卻后，加工邊產生收縮，直線邊變為“弧線”邊，筒節輥圓后，其端口就不在一個水平面上，誤差較大時，滿足不了組對和焊接的要求。應采取對稱切割或機械加工等方法避免產生變形。
(2)封頭：成型封頭火焰凈料切割后，其端口周邊會產生收縮，使封頭口徑變小。嚴重時，收縮后的封頭口徑滿足不了尺寸要求。對整體成型的封頭端口加工，如采取火焰切割，則其成型模具設計時要考慮切割后的收縮量；對瓣片式組合封頭的端口加工，如采取火焰切割，則封頭組裝時口徑要適當放大，以彌補切割后的收縮量。也可采取機械加工的方法避免產生變形。
(3)機加工件坯料(主要是鋼板坯料)：這種坯料多用于壓力容器上的大型法蘭或密封圈等。火焰切割后，由于鋼板脹縮不均，致使坯料板面不平，嚴重時造成坯料面的加工量不夠。應在坯料板切割后進行平整矯形，對難以矯形的坯料板，可適當增大其加工余量。
2．加工失穩變形
加工失穩變形往往是在已成型的封頭或筒節上開大型孔(如容器的裝卸孔)、由于開孔區及其附近穩定性減弱，造成殼體局部或部件的變形。盡量避免在單筒節或單封頭上直接開大孔，可視情況將殼體組裝成大段或整體后再開大孔；開大孔前將開孔區用緊貼殼體的筋板進行加強，組焊接管后殼體處于整體穩定狀態時，再把加強板撤掉。
3．焊接變形
焊接工藝是容器焊接的技術要求和操作規定，包括：采用的焊接方法、焊接坡口、焊條種類及直徑，焊接工藝參數、焊接順序、焊道層數、焊前和焊后的處理、焊接環境要求以及防變形、反變形措施等。焊接工藝必須經過工藝評定達到合格，而且在焊接操作過程中必須嚴格執行工藝要求。
根據壓力容器和大型部件的焊接條件和焊接量，預先分析焊接將要產生的變形大小和形態，有針對性地制定的控制措施：
(1)對多焊道的大型壓力容器，例如球形容器，應先組裝聯結成整體后再進行焊接，焊接應對稱進行，并要遵守規定的焊接順序。
(2)對多焊道的大型部件，如瓜瓣式組合封頭和由瓣片組合的殼體過渡段，除執行上述要求外，還應在施焊場地設口形固定卡具。
(3)較長且分多節組焊的壓力容器，其筒節下料時尺寸要適當放出焊接收縮量，以避免出現焊后殼體縮短現象。
(4)對壓力容器，特別對結構復雜的壓力容器的組焊，要采取合理的組裝順序和焊接防變形措施，確保其制造中不變形。
(5)反變形措施：根據實踐經驗或推算，預先在焊接件上向焊接變形相反的方向給以變形，焊接后這個預變形量剛好得到抵消，具體做法是：壓力容器筒節的縱縫對接處兩端頭壓弧時，在發生焊接變形方向的相反向留出反變形量；組合式瓣形封頭和過渡段模具尺寸考慮抵消焊接變形的反變形量。
4．熱處理變形的預防措施
(1)熱處理爐必須符合規范要求，爐內溫度均勻準確，爐壁火焰噴嘴處應設擋火墻，嚴禁火焰直接接觸或接近熱處理件。
(2)長度較大的壓力容器進爐后，要加臨時支座支墊，所用數量視容器具體尺度而定。
(3)直徑較大、厚度較薄的殼體，一般應進行內部加強。
(4)分段預制的壓力容器，分段端口處應設加強支撐。
(5)對受溫易失去穩定的壓力容器部件，也應根據具體情況進行加固加強。