摘要：自从改革开放以来，我国的工业领域发展速度就越来越快，促进了我国的工业化发展，也带动了我国的经济社会发展，其中，工业生产中，压力容器的应用十分普遍，压力容器的质量和使用质量直接影响着我国的工业生产和发展，所以近几年来的工业生产中，十分重视压力容器的质量和使用。本文中，就压力容器中高压气瓶无缝技术进行介绍。
关键词：压力容器；设计；制造
1前言
压力容器广泛应用于化工、轻工、能源、冶金、航天等领域。复合材料压力容器分内压容器（如氧气瓶等各种气瓶）和外压容器（深潜器等）两种。目前，复合材料压力容器正以独特的优势（质量轻、结构效率高、失效形式安全、耐腐蚀性好）在飞机、潜艇、火箭等运载工具及医疗方面广泛应用。
无缝压力容器由于没有焊接接头，整体结构连续，不仅耐疲劳性能特别优于焊接压力容器，而且定期检验内容简单，花费较小，因此钢制无缝压力容器特别适合于组装成高压气体长管拖车或高压气体储气瓶组，用于运输和储存难于液化的气体如氢气、氦气、天然气、氧气、氮气、氩气。
2钢制无缝压力容器的应用
工业气体应用最多的是氧气、氮气，随着工业的发展越来越多工业气体得到应用，如氩气、氢气、氦气、天然气等。由于这些气体的临界温度很低，一般在-162～-268℃，液化后储存和运输的难度很大，被称为永久气体。这些永久气体长期以来是被压缩到15～20MPa充装到气瓶中储存和运输的。我国的气瓶制造业兴起较晚，早期曾使用过德国、法国、美国等14个国家的气瓶，直到1957年国营东北机器制造厂设计、制造出我国第一批容积40L、工作压力150大气压的钢制无缝气瓶，才结束了气瓶完全依赖进口的历史。
工业气体是钢铁、化工、电子、医疗、金属加工等工业的基础之一，随着经济的快速增长，促进了我国工业气体行业的发展，尤其是外国气体公司的进入，使我国工业气体迅速走上大型化的道路。工业气体行业的大型化伴随着高压气体的运输在我国迅速的发展起来。我国生产的气瓶已不能满足大型化运输的需要，因此都使用从国外（如英国的BOC、法国的法液空、德国的MESSER）进口的高压气体长管拖车运输高压工业气体。早期进口的长管拖车上装载的气瓶直径只有14″（355mm）。到20世纪90年代进口的长管拖车上装载的气瓶直径达到22″（559mm），气瓶的长度达到11m，单只气瓶的容积达2250L。长管拖车上8只气瓶的总水容积达到18000L，大大提高了运载能力和经济效益。
3钢制无缝压力容器的制造与检验
钢制无缝压力容器目前国内外普遍采用的是在大口径无缝钢管两端经锻造或旋压收口的成型工艺，收口形式是带颈球型封头。根据材质的需要采用整体正火或淬火+回火（调质）热处理工艺，提高材料的综合力学性能，满足设计和使用的需要。热处理合格后经机械加工出两端颈部的螺纹，用螺塞封闭以承受压力。容器的内外表面需进行喷丸处理后喷漆、烘干。
钢制无缝压力容器的制造工艺并不复杂，但钢制无缝压力容器的制造自始至终都是整体加工，因此从第一道工序起每一工序都需要专用设备进行加工制造，所需设备不仅是大型化的，而且每台设备都需要按照工艺的要求进行专门的设计和制造。
钢制无缝压力容器的制造的大部分设备采用程序控制，因此设备的调试和工艺参数的确定非常重要。关键工序在投产前都必须进行严格的工艺评定，如成形、热处理工序等。钢制无缝压力容器的检验与焊接容器也有极大的不同。焊接压力容器的检验一般是靠通用的检测设备与检查人员的技术水平、判断能力、经验和责任心结合起来实现的，如RT、UT、MT、PT，水压试验、气密性试验等。钢制无缝压力容器的检测则大部分是靠专用的检测设备与计算机采集数据和判断来实现的，避免了人为因素的影响。检测设备在每次使用前都要用标准器进行鉴定后才能使用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆钢制无缝压力容器的检测包括以下内容:
（1）无缝钢管进厂后的复验，除《压力容器安全监察规程》规定的内容外，还需要对无缝钢管进行100%超声检测、100%超声测厚。
（2）在锻造或旋压时应采用远红外测温装置，控制始锻（旋）温度和终锻（旋）温度，并应有详细的记录。（3）钢制无缝压力容器整体热处理时应严格控制工件的温度和热处理炉的温度，并应有温度自动记录，检查人员应在温度自动记录和热处理报告上签字确认。
（4）螺纹的加工应采用专用的数控机床，螺纹加工后应使用螺纹环规、塞规进行检测。
（5）移动式无缝压力容器应进行外测法水压试验，试验时容器垂直放入充满水的封闭容器中，在无缝压力容器内充水加压到试验压力，并按规定的时间保压，待无缝压力容器充分变形后，记录下变形体积，卸压后再记录下无缝压力容器的永久变形体积，同时在试验中记录下无缝压力容器的实际水容积和实际重量。整个试验过程、试验数据的采集和记录、数据处理和试验结果的判断都由计算机控制，而且每次试验前必须用标准瓶对外测法水压试验装置进行鉴定，试验系统经鉴定符合标准要求后才可以进行试验。
（6）无缝钢管、钢制无缝压力容器的超声检测和超声测厚都需使用专用设备，其检测数据的采集、统计、处理都由计算机控制，由计算机出具检测报告，并在计算机内储存备查。超声检测和超声测厚前同样需要用标准样管对检测设备进行鉴定。
（7）调质处理后的钢制无缝压力容器还应进行100%磁粉检测，检测部位包括钢制无缝压力容器的直筒体部分、封头部分和颈部的螺纹，磁粉检测也需要使用专用设备对钢制无缝压力容器进行磁化，用灵敏度试片对磁场强度进行检测。
（8）钢制无缝压力容器的气密性试验是在水下进行的，以便更好地检测泄漏点。
（9）钢制无缝压力容器内部喷丸后要用专用的内窥拍摄设备检测内表面的质量，并用计算机储存备查。以上这些检测项目和检测方法都与焊接压力容器不同，钢制无缝压力容器的检测要求是严格的，它对保证产品质量起到重要的作用。
4高压气瓶发展前景
随着科学技术的发展，压力容器的应用领域不断拓宽，其种类和数量迅速增加。为节省材料，降低制造、运输和安装过程中的能耗，实现安全与经济并重、安全与资源节约并重的发展理念，轻型化已成为压力容器主导的发展方向。轻型化的目的是在确保安全的前提下减薄壁厚、减轻重量。实现压力容器轻型化对节能降耗、提高产品经济性和竞争力具有十分重要的意义。
以最小容器重量、最小应力集中系数等为目标函数，在给定的基本结构形式、材料以及载荷温度等设计条件的基础上，运用计算机辅助优化设计方法，可以在确保安全性的同时，有效减轻容器重量，实现压力容器的轻型化。
5结束语
随着化学工程技术的持续发展，压力容器应用越来越广泛，对容器质量的高要求迫使化工工厂必须加强压力容器制作质量控制。本文对钢制无缝压力容器的简要介绍，旨在引起从事压力容器专业人士的关注，希望我国钢制无缝压力容器的技术水平得到进一步的提高。
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论文作者:张曼
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
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