孙华东
中国石油天然气第七建设有限公司 山东胶州 266300
摘要：高压厚壁容器在化工行业的应用越来越广泛，容器筒体实体的质量直接决定着化工生产的成效，制造厚壁高压容器在工艺上要求高，制造过程复杂。本文介绍了高压厚壁压力容器筒体的下料、预弯、成形、矫圆、组对、焊接等制造工艺和质量控制措施。
关键词：厚壁；压力容器；筒体；制造工艺
0引言
高压厚壁压力容器向着高温、高压、厚壁、大型化发展，压力容器的工作压力达到30MPa以上，筒体壁厚达到200mm以上，直径也达到Φ12000mm。高温、高压的大型压力容器在筒体制造上不容易控制，压力容器制造厂在厚壁筒体制造过程中容易的出现质量问题，如卷筒时不认真执行工艺要求，易发生筒体直径偏差较大、钢板折断、纵缝开裂等现象。
1.筒体的制作
1.1钢板下料，根据高压厚壁压力容器施工图，主体依据容器要求尺寸进行排版，避开开孔位置在焊道上，主体板下料根据直径计算周长，要求下料时板材对角线、长度、宽度控制在1.5毫米以内。
1.2筒体钢板周长超过15米以上，一般采用2张拼接，根据焊接工艺要求进行坡口角度切割。
2.钢板预弯卷制
2.1钢板滚弧时要考虑钢板延展，钢板的厚度与筒体直径之比大于1~3%时，则考虑钢板卷制的延展量，预完后进行实际尺寸测量后切割，保证按照图纸要求的直径误差范围之内。
2.2为了不改变材料的原来热处理状态，筒节成形尽量采用冷成形，冷卷一般按中性层展开尺寸下料，钢板为防止钢板折断，要在钢板四周打磨2毫米的圆弧角，避免钢板延迟裂纹的发生。
2.3筒节预弯卷制时，由于卷板机的特性，下辊水平位移过小，在预弯时会产生直段，所以要留预弯直段，考虑1.5～2倍的板厚（根据卷板机卷制能力大小），预留100-250毫米，小直径筒体可以不留预弯量。
对于有些小径厚壁筒节因受设备能力限制需要中温热卷成形时，受焊接方法、焊接规范、板材材质、厚度、直径大小等影响。
2.4通过对卷板机性能的操作经验，压头预弯需要2-3次。确定数值后保证直段和弧度的过渡段要预制100-200毫米，第二遍要比第一遍下压3毫米，保证整个压头弧度（不小于500毫米）的均匀，小直径筒节不留压头余量，才能保证第三遍要求数值。
2.5筒节板预弯（压头）筒体板预弯在压力机进行时，在预弯处画出素线（压胎位置线）筒节板在预弯设备上应找正，第一次下压量不宜过大，可分多次压制成形，并用样板检验。
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2.6筒节预弯样板采用2米的样板测量，间隙不得大于2毫米；弧板预弯间隙不得大于1.5毫米。
2.7筒节的成形（卷板）筒节板在预弯、二次划线、切割直边、加工纵焊缝坡口后便进行卷板成形。
2.8成形时根据板厚、直径大小、材质、设备能力等具体情况可分别选用冷成形或热成形工艺，一般来说尽量选用冷成形工艺，以保持材料的原来热处理状态。对于厚壁小直径或受限于设备能力的筒节可选用中温成形。
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2.9钢板厚度超过100毫米卷制时，需在加热炉升温到200度，出炉采用吊车4只板钩吊装，板钩在吊装过程中易发生滑脱现象，需要人工量尺寸或找吊装位置来掌握平衡。卷制时，先进行板端压头，用样板测量弧度，板的两端达到标准要求后进行中间部位卷制。卷制时开始水平部位使用普通钢管管辅助，吊车配合进行，板材的强度和厚度达到支持拱高塌陷幅度最小为止，卷制到可以合口的部位，吊车配合进行纵缝的点焊加固，吊装到焊接架上进行埋弧焊焊接。
筒节回圆
3.1钢板80毫米以下钢板卷制成筒节纵缝焊接好后，回圆时要比组对纵缝时多向下压2毫米，在卷板机上多转几圈，通过应力释放达到圆度值，回圆样板检查尤为重要，椭圆度最大值在焊道部分，直径超过4.5米的需要拼板形成两道纵缝，进行回圆必须进行焊道位置多方测量和压力调整，达到圆度值要求。
3.2钢板厚度超过100毫米筒节焊接后还要进行二次加热，回圆时卷板机压力非常大，对钢板产生的外力会作用在筒体其它部位，所以要在钢板200度时尽快利用很短的时间回正找圆。
3.3圆度达到标准规定(筒节内径的1%，尽量不大于15mm）或图样要求。
3.4筒节6米以内的的环焊缝坡口加工在校圆后经机加工而成，对于6米以上的直径筒体组对纵缝时保证筒节端部平面度比较容易，可以在筒节成形前（卷板前）加工环缝坡口。
3.5为了提高焊接质量和效率，厚壁筒节环缝坡口一般选用窄间隙坡口形式，外坡口保证在24毫米左右， 窄间隙坡口在加工的过程中，由于筒节有一定的圆度，可能有局部加工时达不到坡口尺寸要求，可以进行打磨修整。
3.筒体组对焊接
4.1筒节在加工完环缝坡口后，根据排版图进行组对，组对时应严格控制筒体的错边量和直线度，一般错边量控制在等于小于壁厚的1/8倍，且不超过20mm；直线度允差应不大于筒体长度的1/1000，当直立容器壳体长度超过30m时，直线度允差应不大于（0.5L/1000）+15。
4.2筒体焊接时一定要严格按焊接工艺进行，纵缝焊接时在匀速转动的托辊上进行，要对焊接部位采取不断加热方式进行施工，确认焊丝和焊药符合焊接要求，控制好焊接电流电压，一般进行倒班一次性焊接完成，焊接时采用一道压一道排焊的方法，便于气孔析出，满足焊道强度要求。
4.3过程中控制好工序焊接质量，及时对焊接缺陷进行处理，焊接内外口后进行热处理，保证消氢处理时间。
结束语
厚壁压力容器筒体的制作中材质要求越来越高，制作过程中有很多不确定因素发生，控制的好可减少筒节板在成形过程中发生折断或在校圆过程中发生焊缝裂纹等质量问题，施工同时要创新的工作方法，同时也降低了施工成本。
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