基于压力容器设计问题的探讨

王文涛

（沈阳东方钛业股份有限公司，辽宁沈阳 110168）

基于压力容器设计问题的探讨

王文涛

（沈阳东方钛业股份有限公司，辽宁沈阳 110168）

针对压力容器设计问题对其使用寿命的影响进行介绍，在此基础上重点探讨在设计环节中比较常见的问题，以及所带来的使用安全影响。并对设计阶段解决此类问题的有效措施进行总结，帮助提升设计工作质量。

压力容器；容器设计；设计问题；设计措施

1 压力容器设计问题对其使用寿命的影响

设计过程中受参数信息误差的影响，压力容器很难计算出一个准确的使用寿命，并且在这样的环境下，也增大了压力容器的运营风险性，一旦使用中的压力容器出现参数不达标的现象，内部的受力环境也会发生明显变化，最终造成容器损坏，危及到操作的安全。设计期间对容器使用寿命判断计算也是十分重要的，关系到后续使用环节中检修更换的时间。一旦容器超出了设计的安全使用计算寿命，继续投入使用在性能稳定性上自然得不到保障。除设计期间各项参数计算不合理之外，对金属材料受到氧化腐蚀的时间进行计算也不合理，这样的环境下所开展的容器压力值测定也受到了严重的影响。针对压力容器的使用寿命问题需要在设计阶段采用技术方法来解决，对使用寿命做出合理的判断后续性能稳定性提升也可以顺利进行[1]。

2 压力容器设计期间的常见问题

2.1 低温压力容器界线问题

在对低温压力容器的使用期间的界线进行确定时，通常会定义在-20℃，但在对材料的低温状态下性能判断仍然存在误差问题，这样并不能达到理想的使用效果，对于低温界线的确定也是从缺口部分来进行的。钢材料在压力环境下，自身使用性能稳定性会发生很大的变化，因此在设计期间会将压力控制在材料所能够承受的范围内，这样才不会造成严重的隐患问题。钢材在设计阶段所选择的厚度与使用温度有很关系，进入到低温使用环境下，需要将钢材的厚度加大，这样才能够确保其内部压力保持在使用稳定的环境下，但目前的设计环节中由于对低温界线确定不明确，在此基础上开展的后续设计也不能判断出合理的钢材选择厚度，长时间在这样的环境下不利于压力容器的安全使用。

2.2 最大允许工作压力问题

压力容器所能够承受的压力也有一个确定的数据值，设计期间由于对最大工作压力计算不合理，容器使用期间对压力的控制自然也不能达到质量安全标准。最大压力值是根据容器外层厚度的计算来进行的，计算出材料在损坏前所能够处于的最薄弱状态，根据这一数值对最大工作压力值做出计算。这一参数的确定需要结合使用环境受力分析实验来得到，也是设计环境中比较容易出现问题的，并且问题发生通常也是关联的，通常是由于材料的厚度选择不合理造成的，在所计算的最大压力值中并没有达到使用规定的安全标准，同时也与实际情况之间存在很大的误差。

2.3 压力容器的焊接问题

在对接缝处进行焊接处理时，需要根据使用中的压力值计算来进行，这样才能更合理地判断其中所存在的问题。焊接材料选择，焊接过程中的温度控制都很容易出现误差问题，需要在设计阶段对这些参数值做出计算，在此基础上开展的焊接施工才能更加安全稳定。焊接问题在设计阶段比较常见，同时也关系到设计任务开展是否可以顺利进行[2]。压力容器的密闭性一旦不达标，使用期间会出现不同程度的泄漏问题，威胁到使用者的人身安全，对内部材料也不能起到保护作用。

3 解决压力容器设计问题的对策

3.1 根据设计计算参数结果选择材料

在设计任务开展前，要对压力容器的各项使用参数进行详细计算，在此基础上所进行的工作任务也不会受到影响，并且能够更合理的判断其中所存在的问题。钢材厚度选择可以通过使用中的最大压力值计算得出，并对低温界线做出判断，各项参数确定之后，接下来开展的设计任务也可以更顺利进行。同时在设计期间还需要对容器使用环境中存在的隐患问题做出判断，包括材料可能会受到的腐蚀影响，这样才能够更好地提升压力容器质量安全。

3.2 确定最大允许工作压力配合焊接

明确压力容器使用过程中的最大允许工作压力，在此基础上所开展的焊接任务也不会受到其影响，技术人员在对焊接材料的选择上也有了明确的针对方向，避免影响到后续施工任务的正常开展。所计算的结果需要进行检验，反复验证后进入到最终的制作环节，对于焊接温度控制也需要科学精准，否则很容易影响到材料使用阶段的稳定性，一旦钢材变形，容器内的压力也会因此而发生改变。确定最大允许工作压力值后，所进行的焊接处理才能更稳定开展，将压力容器的接缝处理在理想的运行使用范围内。焊接时间在规定值范围内，以免因时间过长造成钢材发生高温性能变化，使用后不能承受压力造成安全隐患。

3.3 压力容器设计的焊接接头系数

在对焊接接头部分的系数进行计算确定时，根据常见的技术性问题来探讨其原理，确定焊接接头系数有利于容器制作过程对焊接时间的控制。针对压力容器的使用安全以及焊接问题，设计人员要严格按照规定来进行计算，并以提升使用安全性为前提，在此基础上重点探讨可能遇到的问题，在焊接处理过程中针对常见问题采取规避措施，达到更理想的工作效果，最终的工作质量也能够得到保障。明确了设计阶段常见的问题，有针对性的采取解决预防措施，更有助于提升工作任务的完成质量，压力容器使用过程中的安全控制也更能顺利进行。

4 结束语

设计者应认真研究标准和法规的技术及管理规定，提高解决压力容器设计问题的能力，特别是解决特殊结构压力容器的能力，以增加设计、建造中的技术含量，保障压力容器安全。

[1] 刘亚明.压力容器设计过程中的常见问题及防范对策探究[J].科技风，2013，（10）.

[2] 王雅丽.关于压力容器设计中常见问题及设计优化的探讨[J].科技与企业，2013，（11）.

Discussion on Pressure Vessel Design

Wang Wen-tao

Introduces the influence of pressure vessel design problem on its service life.On this basis，it focuses on the more common problems in the design process and the impact of the use of safety.And the design stage to solve such problems to sort out effective measures to help improve the quality of the completion of the design work.

pressure vessel；container design；design problem；design measure

TH49

B

1003–6490（2016）09–0055–02

2016–08–10

王文涛（1983—），男，辽宁阜蒙人，工程师，主要从事压力容器设计工作。