蔡继红
利丰工程技术（天津）有限公司 天津市 300000
摘要：随着我国工业结构的不断深化，越来越多的工业生产离不开高压容器。随着工业技术不断改造升级，化工机械高压容器筒体的制造工艺也得到了大幅度提升，并且在形式上有更加多元化的发展。单层和多层两种形式成为目前最主流的两个大类，制造方法也多种多样，有单层卷焊、整体锻造、多层包扎、热套式、绕带式以及绕板式等，本文也就化工机械高压容器筒体的制造进行深入的分析。
关键词：化工机械；高压容器；筒体制造
引言：
我国工业领域的高速发展对机械制造产业来说无疑是巨大的机遇，大量化工机械伴随着工业发展获得巨大的技术进步，高压容器作为工业生产中最常见的一种设备，在化工、炼油以及多种重工业生产中都有重要的作用。由于使用范围广泛，在不同产业生产中，其型号和结构也有不同的变化，这对高压容器的制造精度和质量提出极高的要求。如何采取有效手段提升高压容器制造的技术水平，这是整个机械制造行业当前最棘手的问题之一。
一、高压容器筒体的相关设计分析
考虑到在工业生产中的作业环境，高压容器的厚度是首要设计要素。而在设计过程中大部分情况下比较重视计算厚度和厚度附加值这两个因素，计算厚度可根据高压容器筒体所受到的压力求得，而厚度附加值则需要根据钢材厚度负偏差及腐蚀裕量等数值进行系统计算。随着我国高压容器设计及制造技术的不断提升，偏向于材料力学方面的参数越来越受到行业的重视，在某种程度上意味着高压容器筒体的材料力学性能将成为目前及未来的重要研究目标和方向。
二、高压容器筒体的制造工艺分析
（一）高压容器筒体单层卷焊式制造工艺
化工机械高压容器筒体从制造工艺上大致可以分为单层卷焊式、整体锻造式、锻焊式等几种方式，其中单层卷焊式因为可以广泛应用于中低压容器，因此在化工机械制造中已经成为最热门的高压容器筒体制造工艺[1]。
由于高压容器筒体在厚度方向的材料具有整体性，同时也是为了防止高压容器筒体体内出现介质腐蚀，因此高压容器筒体的筒壁只有一层。在高压容器筒体的制造上，化工机械行业一般都会直接选用钢板，通过大型卷板机将厚钢板卷成需要尺寸的圆筒，然后对纵焊缝进行焊接变为筒节，各个筒节通过环焊缝焊接得到满足要求的单层卷焊式高压容器筒体。在制造过程中仍有几点需要注意。厚钢板在进入大型卷板机变为圆筒前有必要对厚钢板坯进行加热，防止卷板过程中钢板出现断裂的情况。另外，为了能够承受较大的压力，同时考虑到材料厚度及力学性能的限制，通过单层卷焊式成型的高压容器筒体设计时一般会选择特性相配的高强度低合金钢。
然而这种钢具有焊接裂纹敏感性较大的缺陷，因此在对筒节的焊缝进行逐步加工的过程中需要尤其避免裂纹的出现，否则高压容器筒体便会直接报废。
（二）高压容器整体锻造式制造工艺
高压容器筒体的整体锻造式制造工艺是化工机械行业中最早使用的制造工艺之一，主要应用于高压和超高压容器的制造，其制造的工艺过程与单钢板成型的单层卷焊式制造工艺有明显的不同。整体锻造式工艺主要用到的器械是水压机，钢坯在送进水压机进行筒体加工前会先进行穿孔，穿孔后在加热环境下穿一芯轴，在水压机完成加工后只要再进行内外壁的加工工作便可以得到一个完整的高压容器筒体[2]。
整体锻造式制造出来的高压容器筒体和单层卷焊式相比，由于避免了较薄弱的深环焊缝和纵焊缝，在强度上有着不可比拟的优势。但是其缺点也相当多，制造工艺要求的水准较高，制造时需要非常大的冶炼、锻压和机加工设备，材料消耗量大，钢材利用率低，机械加工量大，制造周期过长。
（三）高压容器筒体多层包扎式制造工艺
多层包扎式制造工艺目前也是化工机械行业中较常见的一种制造工艺，这种工艺在对原材料钢板的选用上有着较为严格的要求。一般来说钢板的厚度要保证在12至23毫米之间，在其他一些情况下可选用8至13毫米之间厚度的钢板。钢板通过卷焊变成内筒，然后将瓦片型的层板完全覆盖在卷焊成内筒的钢板上，在钢索固定的情况下对其进行点焊，钢索解除后再经过点焊、铣平、磁粉检测以及逐层包扎等步骤后便可以得到最基础的筒节，之后对筒节进行机械加工和组焊便可以得到所需尺寸的高压容器筒体。
（四）高压容器筒体热套式制造工艺
在高压容器筒体的热套式制造工艺中，筒体之间的嵌套是这项工艺技术的关键，通过将两层之上的圆筒与外筒套嵌合到一起，便可以实现高压容器筒体的加工。值得注意的是，在开始对筒体之间进行嵌套前需要对钢板进行卷制，同时外筒套在与多层筒套接触前也需要对其进行加热预处理。只有在外筒套经过加热后，筒内部过大的残余应力便可以降到可控范围，而热套式高压容器筒体根据其所需要的厚度可以分为厚度等分的2至5层圆筒，用厚度适中的钢板卷成筒节后，通过组焊以及环焊等加工形式便可以消除筒节中的应力，减少热套式高压容器筒体出现裂纹的可能[3]。
三、结束语
综上所述，我国化工机械高压容器筒体根据所需容器尺寸和用途的不同，选用的制造工艺也不尽相同。多种多样的制造工艺各有优缺点，如何根据各类制造工艺的利弊进行选择成为化工机械制造中最重要的课题之一。本文就化工机械高压容器筒体的制造进行简要的分析，希望能给相关从业人员一点参考。
参考文献：
[1]耿家晨. 化工机械高压容器筒体的制造探究[J]. 南方农机, 2018(11).
[2]翟培培. 热套式超高压容器的设计及有限元分析[J]. 化工装备技术, 2017(05):41-44.
[3]沈奕欧. 谈复合钢板的化工压力容器制造工艺[J]. 黑龙江科技信息, 2017(16):84-84.