摘要：进入21世纪以后，中国的工业发展水平不断迈进一个又一个新高峰，机械设备制造的相关工艺不断完善，而高压容器正是其中最为重要的一种设备，其在化工领域、炼油行业等发挥着不可替代的关键性作用。其往往具有多样的种类，同时需要承受10千帕以上的压力，因此我们必须要从多个方面采取措施保证筒体的建造质量，保证化工机械的稳定安全运转。
关键词：化工机械; 高压容器; 筒体; 制造工艺;
1 高压容器筒体可靠性设计
从高压容器筒体的设计标准来看，工作人员在进行设计的时候务必要对其筒体的厚度进行保证，充分分析其自身厚度以及厚度附加量。其中，自身厚度指的主要是根据相关公式计算承载压力所需要的筒体厚度，而厚度附加量指的则是钢材厚度负偏差等因素。在化工生产行业不断发展、各种制造技术日益发展的今天，基于材料力学而存在的容器筒体可靠性设计正在受到越来越多的重视和关注。以现阶段我国化工机械高压容器筒体制造发展情况来看，根据弹性失效中径公式，计算筒体的厚度、机械强度等数值，能够有效的提升高压容器筒体的可靠性。在承受巨大的运行压力时，筒体不可避免的会出现开裂、变形等问题，因此在实际工作中允许设备有一定的失效概率。
2 化工机械高压容器筒体制造分析
2.1 单层卷焊式高压容器筒体制造
单层卷焊的高压容器筒体通常由一整块单一化材料制成，这样就有效的避免了其他介质可能带来的腐蚀效果，保证了筒体本身的稳定性。另外，单层筒体可以分成单层卷焊式、整体锻造式等几种类型，目前单层卷焊式高压容器筒体是最常见的、应用最为广泛的一种筒体制式，其主要是利用大型卷板机将一整块钢板卷曲成圆筒状，再利用焊接材料将其连接成为一整个筒节，最后经过封头处理即可焊接成为高压容器。整体锻造式，顾名思义就是将筒体和法兰进行整体锻造，使之成为一个整体性的结构，整个结构中不包含有焊接缝，整体锻造法是高压容器筒体制造中最早使用的工艺，随着时间的推移，其生产效率低下等问题逐渐显露，因此现今的应用率比较有限。特别需要提到的是，单层卷焊式制造工艺生产出来的筒体厚度比较大，这有效的提升了高压容器筒体的承压能力，再加上目前材料科学不断发展，各种高强度低合金钢开始逐渐与高压容器筒体制造相结合，更是有效的提升了筒体本身的稳定性能，但是这种新型材料具有裂纹敏感性，因此制造人员必须要保证焊接的质量，否则很有可能导致筒体承压能力下降。
2.2 整体锻造式高压容器筒体制造
这种制造工艺可以说是伴随着高压容器生产而出现的，是目前应用时间比较长的一种生产形式，在生产过程中需将钢坯中间打出孔洞，而后经过长时间的高温加热使钢坯的硬度发生变化，此时根据需要制作的尺寸选择合适的芯轴穿入其中，再利用水压机等大型压力设备对酸化钢坯进行锻造，使之内壁与芯轴尺寸完全贴合，最后再经过内壁和外壁的瑕疵处理，即可形成一个完整的高压容器筒体构件，如有特殊需求也可以利用螺纹进行筒体连接，但是这种连接方式不太常见。这种整体式锻造方法所具备的优势在于，锻造出来的筒体可靠性非常高，承受巨大的压力也能保持形状等性能的稳定性；当然其也有一定的不足之处，那就是利用整体锻造法加工筒体往往需要很长的时间才能结束工序，另外在制造过程中钢坯的损耗率比较大，不利于化工机械高压容器的高效生产。
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2.3 多层包扎式高压容器筒体制造
在实际的化工机械高压容器筒体制造中，多层包扎式制造工艺可以说是应用最为广泛、处理效果最佳的一种制造技术，这种多层包扎式生产工艺主要是利用厚度在12～25毫米之间的钢板进行卷焊处理，而后利用射线检测工艺、机械加工工艺等处理焊缝，而后把实现准备好的瓦片铺设在筒体内壁，利用钢丝点焊提升筒体的承压能力，最后只需要对筒体存在的一些细节进行处理，即可结束高压容器筒体的制造流程。
2.4 绕带式高压容器筒体制造
绕带式高压容器的筒体制造主要是利用多层钢带对筒体进行缠绕从而确保筒体的承压能力，一般来说我们可用的钢带可以分成槽型钢带和扁平钢带这两种，整体来看制造工艺和上文提到的多层包扎式制造工艺并无二致，因此我们需要研究的主要对象在于这两种结构的制造。
（1）槽型钢带式筒体
为保证筒体的稳定性，需要将内层筒体的厚度控制在筒体整体厚度的1/4左右，在检验检测人员确认厚度无误的前提下即可进行螺纹加工，而后利用形成的三个螺纹槽连接第一层钢带。一般来说，常见的钢带尺寸在80mm×8mm左右，其主要的原材料为高质量钢板，其具有极强的螺纹贴合能力和承压能力，在保证高压容器筒体本身可靠性方面有不可替代的作用。
（2）扁平钢带式筒体
扁平钢带式高压容器筒体制造工艺和槽型钢带式有所不同，其主要是利用多层扁平式钢带对高压容器筒体的内筒进行缠绕。为保证内筒本身的稳定性，通常需要利用20毫米左右厚度的钢板进行单层卷焊制造，分别制造几个单节以后利用焊接工艺使之融为一体。特别需要强调的是，每个筒节之间的焊接缝应该有意识的错开，保证两个纵缝之间的距离在20cm以上，否则即使经过焊接也可能由于压力的单向增加发生变形开裂等问题。在内筒焊接保质保量的结束以后，工作人员可利用打磨设备处理焊接缝，最后经过无损检测和热处理工艺的强化即可开始钢带缠绕。
2.5 绕板式高压容器筒体制造
绕板式高压容器筒体制造工艺和绕带式高压容器筒体制造工艺有一定的相似之处，其主要是利用薄钢板制造成筒节缠绕在筒体的内筒上，其优势十分明显，比如制造流程便捷、制造工艺简单以及安全性有保证等等，但是同时我们也必须要认识到，由于外部的薄钢板筒节主要通过焊接技术进行连接，和多层包扎式制造工艺相比缺少了一些加固和再处理流程，因此其稳定性可能较多层包扎式制造工艺生产出的筒体更低一些。绕板式高压容器筒体的结构主要可以分成3个部分，分别是内筒、绕板以及外筒，其中内筒的钢板厚度一般在10～40mm左右，通过卷焊工艺进行加工形成一个完整的筒体；绕板结构的钢板厚度比较小，基本上保持在五毫米左右即可，以一种连续不断的形式缠绕在内筒的外壁上，为内筒增加厚度的同时提供足够的承压能力，在这个过程中会不可避免的形成一定的缝隙，所以说制造人员还需要利用楔形板进行加固，防止缝隙处因较大压力发生变形开裂。
经过长时间的发展和探索，目前我国化工机械高压容器生产方面已经取得了一定的成果，制造工艺多种多样，除了上文中提到的五种高压容器筒体制造工艺之外，还有热套式制造工艺等多种高压容器筒体制造技术，在实际生产过程中我们需要根据具体情况选取最合适的生产工艺。
3 结语
总而言之，筒体制造是高压容器各个部件制造中最重要的一个构成部分，能否保证筒体的制造质量以及制造效率，直接关系到化工机械高压容器的最终运转效果，也影响着化工生产的全流程稳定性，因此我们必须要充分的认识到高压容器筒体制造的重要性，从多个角度保证其可靠性。更重要的是，务必要对现有的几种高压容器筒体制造工艺进行综合性分析，牢牢把握每种工艺的特征、制造流程以及优缺点，根据实际生产需求选择最恰当的制造工艺，为我国化工领域的长效发展打下坚实的基础。
参考文献
[1]曲维峰.化工机械高压容器筒体的制造研究[J].科技传播, 2016, 8（01）:104-105.
[2]韩明轩, 刘丝嘉.化工机械高压容器筒体的制造探索[J].科技创业家, 2014（05）:84.
论文作者:冯彩霞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/29
标签：容器论文; 高压论文; 厚度论文; 体制论文; 制造工艺论文; 化工机械论文; 单层论文; 《基层建设》2019年第21期论文;