摘要： 压力容器是一种可靠性要求非常高的特种设备。由于压力容器工作条件苛刻、容器内介质危害性大极易发生事故，危机人身和财产安全，因此压力容器产品的质量必须安全可靠。在此根据压力容器生产制造本身特性，对压力容器制造过程各个环节的质量管理做一番论述。
Abstract： The pressure vessel is the special equipment with a very high reliability requirements. Due to the harsh working conditions of the pressure vessel and the vessel media with great harm， it is prone to cause accidents and threat the personal and property safety， so the pressure vessel products must be safe and reliable. According to the characteristics of manufacturing pressure vessels， quality management about all aspects of the pressure vessel manufacturing process is discussed.
关键词： 压力容器；质量管理；焊接工艺
Key words： pressure vessels；quality management；welding process
中图分类号：TH49 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）30-0071-03
1 概述
随着工业生产水平的发展，压力容器在日常生活、科学研究、工业生产中应用日趋广泛，与此同时压力容器工作环境复杂，其性质也决定了在使用过程中具有特殊的危险性，一旦发生事故，破坏性极大，给国家、企业和社会带来巨大的损失。因此压力容器制造过程的质量管理显得十分之重要，必须准确把握压力容器制造的特征，有效防止制造过程中出现的各类问题，确保制造质量。
2 压力容器制造特征
①压力容器种类繁多。由于压力容器在各个行业中的广泛应用性，使得其功用、类别呈多样性化发展，即使在同一行业，不同的工作环境和功能要求，也造成其结构、参数、品种各不相同。②设计制造过程极具规范性。压力容器在设计和制造过程中既要遵守既有法律法规，符合国家规定的标准，同时又要符合各个行业的专业要求，遵守相关安全规范和标准。③安全性要求极高。压力容器多在高温、高压、强腐蚀的环境下进行使用，其盛放的介质也大多是易燃、易爆，腐蚀性物质。故而制造过程必须严格遵循技术规范和标准要求。④生产工艺复杂。压力容器生产过程涉及金属冶金、机加工、材料力学、材料化工、检验检测等众多领域的内容。生产过程复杂性大，因此对生产流程的控制必须十分严格。生产人员也应具备相应的技术资格。
3 压力容器制造质量控制
3.1 建立压力容器制造质量保证体系 压力容器制造质量保证体系由三部分组成：法规体系、质量控制体系和组织体系。法规体系为质量控制体系提供了法律依据，它规定了企业的质保人员应该依照什么进行质量控制、工作程序是什么、应该达到什么标准，工作见证有哪些等等。组织体系体现的是体系的架构，通过对机构和人员的组织来达到质量控制体系的要求。质量控制体系是质量管理过程的具体体现。
质量保证体系遵循质量保证体系→质量控制系统→控制环节→控制点层展开的管理原则。其中质量系统通常包括设计、工艺、材料及零部件、焊接、热处理、检验与试验、无损检测、理化检验、设备和检验与试验装置质量控制系统等。实施质量保证体系应做好人员的任用，区分职责和权限；编制质保手册、程序文件、作业（工艺）文件、记录等一系列质量保证体系文件；动员全体人员参加，做好宣传和学习；同时建立检验以及信息反馈的渠道。做到贯彻实施，有章可循，统一思想，统一步调，规范企业的质量行为和活动。
3.2 材料的质量控制 原材料、外协/外购件、安全附件等材料的质量控制是压力容器质量控制工作的重要环节。从以下几方面进行保证：
①制造单位必须在熟悉国家标准以及图样设计要求的基础上加强材料及零件的采购监控力度，通过对材料进行复验或对供货单位进行考察、评审、追踪等方法，确保所使用的压力容器材料符合相应标准。
②制造单位的材料责任人对材料的质量必须进行严格把关。材料进厂时，有必要核查材料的质量证明书，确认材料的制造标准不低于设计文件、国家标准以及相关标准规范的规定。若质量证明书为原件，则检查其制造标准是否符合设计技术要求，化学成分、力学性能、制造工艺是否符合要求。若材料为批量购进，还需核查质量证明书批号是否唯一，同一批号的化学成分、力学性能是否一致。若经销商提供的质量证明书为复印件，有必要索取其原件进行校对。另外必须确保材料上的有效标志必须与质量证明书完全一致，否则不得使用。材料入库时需进行标识，保证其可追溯性。
③用于制造受压元件的材料在切割或加工前应进行标记移植，经检验员确认后方允许进行切割或加工，以防止错用、误用材料，同时保证材料的可追溯性。
④材料代用时需取得原设计单位的同意，同时需经过企业有关部门的批准。
⑤材料的入库、发放、回收设专人管理。
3.3 制造工艺的控制 压力容器的制造是将多道工序通过一定工艺流程进行合理配置而成的一个过程。在制造之前，相关技术部门应当根据设计图纸确定工艺方案，编制生成各道工序及零部件的工艺文件，工艺文件需经过审查方可投入使用，以保证工艺流程合理，正确，完整。制造工艺的控制便是通过严格遵循工艺文件的指导而得以完成，因此作业现场工作人员必须具备一定的识别能力，对工艺文件相当熟悉。制造单位应制定相关规章制度，以保证工作人员严格按照工艺文件的指导进行备料、零件的成型制作，克服工作的随意性，从而达到对制造工艺质量的控制要求。
3.4 焊接质量的控制 压力容器制造过程中，焊接是最主要的工序，它在一定程度上决定着压力容器的性能状况，因此必须对焊接过程进行严格控制。主要从焊接材料、焊接工艺、焊接方法、施焊人员、焊接缺陷等方面进行
管理。
3.4.1 焊接材料的管理和控制 ①焊接材料的采购。采购人员应具备足够的焊接材料基本知识，采购时遵循择优定点的原则，在可能的条件下，应实现配套采购。②焊接材料的验收。验收时，验收人员应检查外包装是否完好、有无受潮现象，包装标准是否清晰，牢固，与实物是否符合；核对质量证明书所提供的数据是否齐全，是否符合相关规定要求。③焊接材料的库存保管。焊接材料的储存库应保持适宜温度及湿度。室内温度应在5℃以上，相对湿度不超过60%。室内保持干燥、清洁，不得存放有害物质。同时储存库须配备烘干保温设施。焊接材料保管人员应具备有关焊接材料保存的基本知识，定期对库存焊接材料进行检查。④焊接材料的使用。焊接材料使用时应按先入先出原则进行发放，以避免超过库存期引起不良后果。使用前应对焊接材料进行烘干，作业现场需配备保温筒，保证焊接材料在规定的温度范围内使用。⑤焊接材料的回收。焊接工作结束后剩余的焊接材料进行回收时，应作清理，保证焊接材料整洁、无污染。
3.4.2 焊接质量的技术控制 合理的焊接技术选定能保证产品质量优良的情况下保持高生产率、低成本、好的综合经济指标。在因此在进入生产阶段之前，应当考虑好焊接技术的选用。
①接头形式。根据产品的结构类型、工件厚度、母材性能选用合适的接头形式，首先焊接接头必须具备足够的强度，这可以通过计算或者试验保证；其次，焊接接头应有合理的工艺性，比如采用焊条电弧焊时应当保证焊工能接近焊缝，操作过程能清楚观察焊接部位，运条方便等；同时应保证焊缝质量检查的可达性，其周围必须具备进行探伤的条件。
②焊接方法。结构件焊缝长宜选用埋弧自动焊；短焊缝、打底焊缝选用手工电弧焊；一般精度和厚度的零件多采用气体保护焊，等等。不同的焊接方法热源不同，各有最适宜的焊接厚度范围。接头位置需要立焊、平焊、仰焊、横焊、全位置焊等也影响焊接方法的选择。
③焊接设备。根据焊接方法、实际需求、生产条件进行合理选用。
④焊接材料。由焊缝金属性能、焊件的工作条件、焊条操作工艺性、焊缝金属抗裂性等方面综合考虑，选用合理的焊接材料。
3.4.3 焊接质量的工艺控制 ①焊接工艺评定。焊接产品制造过程中，其焊接工艺是否正确、先进、合理关系到产品的质量。为了确保焊接产品质量，正式焊接之前，对产品采用的各重要焊接节点都必须进行焊接工艺评定。由生产单位编制焊接工艺指导书，经技术负责人审批，安排有资格的熟练焊工进行焊接工艺评定试件的焊接工作。完成后如有需要则由检验员开“无损检测委托单”将试件送交无损检测。否则直接送机加工车间加工力学性能试样。加工完毕后送理化室进行试验。根据试验结果数据编写焊接工艺评定报告。评定结果不符合应召集有关人员查找原因，重新制定焊接工艺指导书，重复评定程序。直至得到合格的结果。②焊接工艺文件。依据评定合格的焊接工艺编制用于实际生产的焊接工艺指导书以及指导生产的焊接工艺文件。施焊人员必须严格遵照工艺文件进行生产作业。③焊接结构的装配工艺。焊接结构都是由许多零部件组成，正确选择装配焊接工艺可以高质量、高效率、低成本地完成焊接任务。由于焊接与装配是密切相关的两个工序，很多场合下都是交错进行的，因此必须做全面的剖析，焊接前应经过详细规划讨论，选择合适的装配顺序，如整装整焊、随装随焊、部件总装焊接等，准备好工装、量具，配齐必须的装配设备。确定好装配的公差标准。做好划线定位或者工装定位等工作。装配完成后需对装配质量进行
检查。
3.4.4 施焊人员管理 焊接质量除了与结构设计、工艺制定、焊接管理等因素密切相关外，还有焊工个人的因素，这是不可忽视的，尤其当采用焊条电弧焊为主要的焊接方法时，焊接质量很大程度上更是取决于焊工的操作水平。每一条焊缝都是焊工焊出来的，焊接设备是由焊工操作的，焊接参数是由焊工设定的，如果焊工的操作技能水平低下，很容易使焊接出来的焊缝产生未熔合、未焊透、夹渣、气孔、咬边、裂纹等缺陷，这些缺陷往往成为焊接结构开裂并导致破坏的根源。因此提高焊工素质，增强焊工的责任心，理论水平和操作技能十分必要。制造单位应录用已取得合格证书的焊工或者组织施焊人员参加上岗考试。保证制造单位内部焊接人员具备必要的理论知识以及符合要求的实际操作技能，能够运用各种焊接方法对各种材料进行焊接，能解决一般结构生产问题。定期对焊工进行技术培训，成立焊工管理制度，制定考核计划，定期对焊工进行考核以及资格审查。
3.4.5 无损检测 无损检测是压力容器制造质量控制关键过程的重点。常用的无损检测方法有射线、超声波、电磁辐射、磁粉、涡流等。它在不损害被检产品的情况下，对产品表面以及内部的缺陷进行检测，是检验焊接质量的有效方法。无损检测的应用渗透在压力容器生产的整个过程之中，从原材料进厂、产品加工、一直到产品装配完毕出厂都需要无损检测的参与，检测工作的好坏直接影响着产品的质量。做好无损检测工作，首先必须明确符合设计要求的检测方法、检测比例、评定标准、合格级别。其次应保证无损检测操作人员具备相应资格，足够的实践经验，以及对产品生产工艺的熟悉。最后应当保证无损检测仪器设备的质量，采用要求较高的器材能得到更为合理的结果。对于检测结果指出的不符合项，应当及时处理，并根据相关标准规定再次进行无损检测。
3.4.6 几何尺寸和外观质量的控制 压力容器几何尺寸和外观质量的检查工作容易被忽视，但实际上由此引起的问题往往能导致严重的后果。焊缝的咬边会引发应力集中的情况，如果情况轻微，可通过修磨进行消除，若情况严重，则应该进行补焊。容器壁的机械划伤和电弧烧伤，焊缝的飞溅、焊瘤、凹坑、小鼓包等应该进行打磨处理，情况严重应安排进行无损检测。大鼓包不宜打磨，应该进行超声测厚，有必要时进行超声波检测。如果检查中发现过热现象，则应进行硬度测定，过热区域及其周围应进行表面无损检测。设备的内壁不直度应控制在设计要求范围之内，尤其是内壁接触介质的工作面，否则会增加设备附加应力，影响化学工艺流程。
3.4.7 焊后热处理 焊后热处理是使固态金属通过加热、保温、冷却的方法，改善其内部组织，从而获得预期性能的工艺过程。常见的焊后热处理有消除应力退火、正火、正火加回火、淬火加回火（调质处理）等。其主要作用是降低残余应力，增加组织稳定性，软化硬化区，促使氢逸出，提高耐应力腐蚀能力，增加接头的塑性、韧性和高温力学性能等。焊后热处理一般只对重要产品或者重要部位才要求进行，对焊后残余应力不大或需保留一部分残余应力（如多层容器包扎层板的焊后残余应力）的产品，就不需要进行焊后热处理。没有或虽有少量淬硬组织，但仍保持一定的塑性和韧性，在运行中不会产生不良影响的，也不需要进行焊后热处理。
4 结语
压力容器是各领域中应用广泛的一种设备，其危险性高，设备使用可靠性要求严格，因此制造单位必须严格执行国家规定的法律法规以及相关标准，控制好生产过程中的各个环节，不断完善质量管理的体制，强化生产管理责任心和管理理念，才能确保压力容器的制造质量，提高设备使用的可靠性，防止各类事故的发生。
参考文献：
[1]中国化工装备协会压力容器制造质量保证体系建立及实施使用教程[Z].北京：中国计量出版社，2011，1.
[2]王威强，吴俊飞.承压设备安全技术与监察管理[M].北京：化学工业出版社，2008，7.
[3]张应立，周玉华.焊接质量管理与控制读本[M].北京：化学工业出版社，2010，6.
[4]王纪兵.压力容器目视检测技术基础[M].北京：中国石化出版社，2012，6.
[5]JB/T 4730-2005，承压设备无损检测[S].新华出版社，
2005，07，26.
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