如何预防压力容器的应力变形

压力容器是一种能够承受压力的密闭容器都属于压力容器。压力容器的用途极为广泛，它在工业、民用、军工等许多部门以及科学研究的许多领域都具有重要的地位和作用。其中以在化学工业与石油化学工业中用zui多，仅在石油化学工业中应用的压力容器就占全部压力容器总数的50 %左右。

1．火焰切割变形
(1)筒节：大直径壳体短筒节下料(料较长且较窄)时，其端口的火焰切割加工边易发生变形。因切割温冷却后，加工边产生收缩，直线边变为“弧线”边，筒节辊圆后，其端口就不在一个水平面上，误差较大时，满足不了组对和焊接的要求。应采取对称切割或机械加工等方法避免产生变形。
(2)封头：成型封头火焰净料切割后，其端口周边会产生收缩，使封头口径变小。严重时，收缩后的封头口径满足不了尺寸要求。对整体成型的封头端口加工，如采取火焰切割，则其成型模具设计时要考虑切割后的收缩量；对瓣片式组合封头的端口加工，如采取火焰切割，则封头组装时口径要适当放大，以弥补切割后的收缩量。也可采取机械加工的方法避免产生变形。
(3)机加工件坯料(主要是钢板坯料)：这种坯料多用于压力容器上的大型法兰或密封圈等。火焰切割后，由于钢板胀缩不均，致使坯料板面不平，严重时造成坯料面的加工量不够。应在坯料板切割后进行平整矫形，对难以矫形的坯料板，可适当增大其加工余量。
2．加工失稳变形
加工失稳变形往往是在已成型的封头或筒节上开大型孔(如容器的装卸孔)、由于开孔区及其附近稳定性减弱，造成壳体局部或部件的变形。尽量避免在单筒节或单封头上直接开大孔，可视情况将壳体组装成大段或整体后再开大孔；开大孔前将开孔区用紧贴壳体的筋板进行加强，组焊接管后壳体处于整体稳定状态时，再把加强板撤掉。
3．焊接变形
焊接工艺是容器焊接的技术要求和操作规定，包括：采用的焊接方法、焊接坡口、焊条种类及直径，焊接工艺参数、焊接顺序、焊道层数、焊前和焊后的处理、焊接环境要求以及防变形、反变形措施等。焊接工艺必须经过工艺评定达到合格，而且在焊接操作过程中必须严格执行工艺要求。
根据压力容器和大型部件的焊接条件和焊接量，预先分析焊接将要产生的变形大小和形态，有针对性地制定的控制措施：
(1)对多焊道的大型压力容器，例如球形容器，应先组装联结成整体后再进行焊接，焊接应对称进行，并要遵守规定的焊接顺序。
(2)对多焊道的大型部件，如瓜瓣式组合封头和由瓣片组合的壳体过渡段，除执行上述要求外，还应在施焊场地设口形固定卡具。
(3)较长且分多节组焊的压力容器，其筒节下料时尺寸要适当放出焊接收缩量，以避免出现焊后壳体缩短现象。
(4)对压力容器，特别对结构复杂的压力容器的组焊，要采取合理的组装顺序和焊接防变形措施，确保其制造中不变形。
(5)反变形措施：根据实践经验或推算，预先在焊接件上向焊接变形相反的方向给以变形，焊接后这个预变形量刚好得到抵消，具体做法是：压力容器筒节的纵缝对接处两端头压弧时，在发生焊接变形方向的相反向留出反变形量；组合式瓣形封头和过渡段模具尺寸考虑抵消焊接变形的反变形量。
4．热处理变形的预防措施
(1)热处理炉必须符合规范要求，炉内温度均匀准确，炉壁火焰喷嘴处应设挡火墙，严禁火焰直接接触或接近热处理件。
(2)长度较大的压力容器进炉后，要加临时支座支垫，所用数量视容器具体尺度而定。
(3)直径较大、厚度较薄的壳体，一般应进行内部加强。
(4)分段预制的压力容器，分段端口处应设加强支撑。
(5)对受温易失去稳定的压力容器部件，也应根据具体情况进行加固加强。