开孔补强设计在压力容器设计中的应用探析

李勇

（江西气体压缩机有限公司）

开孔补强设计在压力容器设计中的应用探析

李勇

（江西气体压缩机有限公司）

压力容器在应用的过程中，其开孔补强设计为重要的核心步骤。随着压力容器应用的逐渐增多，关于压力容器设计的开孔补强设计，也引起了较多人群的关注。其开孔补强设计是否具备一定的安全性和可靠性，对于行业整体的发展影响也较大。本文针对此类现状，进行简要的分析。

开孔补强设计；压力容器；应用分析

随着我国经济的快速发展，当前工业方面的发展也较快，其中关于压力容器在工业发展中的应用也较多。压力容器在应用的过程中，为了方便外部设备连接和维护，其整体设计中会存在部分的开孔设计。当前针对开孔补强设计在压力容器设计中的应用，也引起了研究人员和从业人员的注意。笔者针对当前开孔补强设计在压力容器设计中的应用，进行简要的分析探讨，以盼能为我国此类设备的设计发展提供参考。

1 开孔补强设计

开孔补强为压力容器中常见的应用技术之一，其技术的主要内容为：压力设备在应用的过程中，需要进行一定的维护和管道连接。因此为了设备的安全性，压力容器进行开孔之后。针对开孔局部范围内需进行改善设计，通过增大局部范围内的壳体厚度或整体式的补强，以达到设备的安全性。

2 压力容器

压力容器在生活中较为常见，一般情况下分为高中低三个压力等级，其中根据其用途又分为工业用途和民用。一般情况下指的盛装液体或者气体，具备一定压力或能够承受一定压力的密闭设备，称之为压力容器。生活中常见的压力容器如：油罐车、锅炉、液化气罐等。由于压力容器具备一定的承压能力，因此在其外部受到挤压或碰撞，引起爆炸等危险事故的机率较高。

3 开孔补强设计在压力容器设计中的应用

当前关于开孔补强设计在压力容器设计中的应用效果较好，受到了使用者广泛的认可。其中主要的应用技术为：补强圈设计应用、整体锻件应用。针对两类应用技术，笔者进行简要的剖析介绍。

3.1 补强圈设计应用

压力容器在设计的过程中，根据其设计用途的不同，其开孔补强技术也有所差异。例如局部补强技术和整体补强技术。考虑到经济性和局限性，当前针对局部补强技术的应用较多。其中针对局部补强技术代表性技术为：补强圈设计。

补强圈技术主要的操作方式为，通过对压力容器的表面焊接补强板块。以此达到开孔部位整体的厚度不断增加，最终达到补强的效果保证了压力容器的安全性。其中关于补强圈技术中需要注意的方面为：补强中所采用的补强板不能大于压力容器开孔区域厚度的1.5倍。主要原因为一旦补强板厚度大于开孔区域1.5倍，其最终会造成应力承接不均匀，由此使得压力容器在使用的过程中存在安全隐患。

此外关于整体补强技术，主要的应用标准为：一旦局部补强技术不能完全承担压力容器压力。则应该针对压力容器进行整体的补强技术，以此达到设备应力均匀承载达到设备的安全实用性。

3.2 整体锻件应用

当前关于开孔补强技术，主要分为局部补强技术和整体补强技术，理论上分析整体煅件技术的应用效果要强于局部补强技术。但在实际应用的过程中，由于设备外形或煅件的硬度、延展性等问题。在进行焊接时会出现较多的问题，增加了工程的难度，最终使得设备设计成本增加。因此当前针对使用局部补强技术或者整体煅件补强技术，需要根据设备的现实情况进行分析。

4 当前开孔补强设计在压力容器设计应用中出现的问题

关于开孔补强设计在压力容器设计中的应用，整体的发展较为稳定。但在细节方面还存在了一些问题。例如：设计中的金属腐蚀问题、技术发展与硬件发展存在一定的问题。针对此类问题，笔者进行简要的剖析研究。

4.1 设计中的金属腐蚀问题

当前在压力容器的应用中，化学压力容器以及特殊环境压力容器占据了较大的一部分。化学压力容器在使用的过程中，涉及到化学反应等情况。在此背景下压力容器在应用的过程中，会产生设备腐蚀的情况。在此背景下，当前针对此类压力容器的开孔补强中，整体的补强体系，还缺少对此类事件的长远研究。

4.2 技术发展与硬件发展存在一定的问题

当前整体开孔补强技术理论知识较为全面，发展也较为稳定。但在实际应用的过程中，还是出现了一些问题。例如技术发展与硬件发展存在一定的问题，主要体现为理论知识充足，但硬件存在问题。例如一些理论中所提通过高效合金材料，提高设备应力的承载能力。但在硬件技术发展的过程中，部分的合金材料虽理论上可以实现，但在现实应用中硬件材料并不能很好的落实应用。主要存在的原因为：硬件材料产量、硬件材料价格。

5 针对存在问题的改善方式

针对当前开孔补强设计在压力容器设计应用中存在的问题，笔者分析案例提出了以下两点建议：加入防腐蚀性材料的应用、加强合金材料的研究和试点应用。针对两点建议笔者进行简要的分析介绍。

5.1 加入防腐蚀性材料的应用

气候在变化的过程中，空气雨水都可能对压力设备造成一定的腐蚀性，化工应用中的压力容器更是如此。因此长时间的持续甚至会导致设备出现损坏现象，为了保证设备的安全性，并且增加设备的应用效率。当前关于压力设备的腐蚀现状，研究人员可以针对补强材料加入防腐蚀材料，或两种技术同时应用。例如在压力设备完成开孔补强之后，再针对其外部表面进行防腐涂层的处理。

5.2 加强合金材料的研究和实验应用

当前技术在发展的过程中，其中存在的问题还较多。为了有效的促进此类技术的发展，研究人员应加强针对合金材料的研究。并进行小范围的实验应用，以此达到降低维护资本，并提升设备的安全性能。

6 结束语

当前关于开孔补强设计在压力容器设计中的应用，主要的技术手段为：补强圈设计应用、整体锻件设计应用。随着当前技术的快速发展，开孔补强设计在压力容器设计中的应用，整体的发展较为稳定。但在细节方面还存在了一些问题例如：设计中的金属腐蚀问题、技术发展与硬件发展存在一定的问题。针对此类问题，笔者分析案例提出两点建议：加入防腐蚀性材料的应用、加强合金材料的研究和试点应用。以此完成设备应用的安全性，并提升设备在应用过程中的稳定性。

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[2]周金卫.开孔补强设计在压力容器设计中的应用探析[J].化工管理，2014（23）：45.

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1004-7344（2016）30-0231-01

2016-10-12