浅谈不锈钢制压力容器的设计

文/石丽杰，沈阳东方钛业股份有限公司

浅谈不锈钢制压力容器的设计

文/石丽杰，沈阳东方钛业股份有限公司

文章首先分析了压力容器壁设计中需要达到的标准，结合实际使用方向来开展。在此基础上结合当前技术应用情况，重点介绍需要注意的问题，以及技术应用中所带来的先进功能，帮助提升不锈钢材料使用效率，在压力容器生产设计中达到更稳定效果，满足制造以及生产中的安全规定标准。

不锈钢；压力容器；容器设计

1 不锈钢制压力容器壁厚的设计

不锈钢制压力容器壁厚设计要建立在使用需求基础上，壁厚应该是均匀一致的，其中不存在夹渣情况，对于使用中容易产生的问题，可以进行局部壁厚强化设计，使用时压力容器可以应对不同压力，避免自身结构受到压力破坏影响。设计方案中计算出的厚度与实际压力容器锻造会产生差异性，例如某不锈钢压力容器在设计规定的厚度为14mm，实际制造中则规定厚度不可以小于12mm，是允许存在一定误差的，只要将误差控制中在合理范围内便是安全的。除此之外厚度也不能超过14mm，否则将造成材料浪费，焊接接头处理中按照14mm标准进行，可能会产生接头处理不达标的情况，影响到压力容器内部承受能力，当压力达到峰值时焊接部位可能会发生开裂的现象，造成最终使用安全性受到影响。壁厚设计期间需要将不锈钢材料的允许误差值标记在其中，从而达到更优化效果，压力容器壁厚度达标并合理选择接缝处理技术，是容器生产制造任务进行的基础部分。

2 不锈钢压力容器焊接技术

2.1 不锈钢压力容器焊接接头处理

根据压力容器整体大小来进行接头部分选择处理，确保接头部分衔接后强度上可以与其他位置保持一致。接头部分在焊接前做好清洁工作，确保其中不存在油污等污染物质，否则焊接处理衔接程度并不理想。接头部分的焊接尺寸要保持一致，观察在焊接过程中是否存在尺寸误差现象，随着加工处理进行及时调整，焊接接头处理是后续制造任务开展的基础，只有达到这一小锅后才能展开其他衔接处理。焊接期间还需要避免出现焊稀释现象，焊接前可以在接头部分涂抹一层保护材料，及时焊接温度很高，也不会因此不锈钢材料性质发生改变。

2.2 接头焊接后的损伤检测

焊接后很容易出现损伤情况，尤其是接缝部分，焊接后需要进行损伤检测，使用荧光材料来进行，将材料均匀涂抹在压力容器表层，当存在裂缝缺陷时材料能够进入到焊接部位中，显示出一条荧光颜色的裂痕痕迹。检测人员观察到这一现象后，进行接下来的损伤处理，或者进行二次高温融化方法来帮助解决问题，保障不锈钢压力容器焊接部分的安全性，接下来所开展的各项设计任务也能达到最佳效果，以设计方案为基础所开展的各项焊接任务可以顺利进行，帮助提升最终设计使用稳定性。损伤检测结表示接下来的维护方向，以及焊接需要继续深入强化的部分。压力容器根据不同使用需求，可以进行局部针对性的强化，所应用焊接技术也要具有强化效果，使接头部分焊接强度与压力容器壁保持一致。

2.3 焊接接头处的维护与检修

焊接接头部分使用中承受风险能力相对薄弱，为避免使用中出现严重的质量安全问题，需要定期检修维护，在设计期间对检修时间做出精准计算，并确保各项控制计划中需要继续深入完善的部分。要根据不锈钢压力容器实际使用中受到的损伤情况来计算出维护时间，达到规定时间穗压力容器进行损伤检测，尤其是焊接接缝部分，作为重点维护部分来检测，观察是否由于长时间使用带来隐患，及时将风险隐患排除，压力容器的使用安全性达标后，将检测得到的参数结果保存到档案中，从而实现对压力容器优化设计、制造、使用的目标。

3 不锈钢压力容器表面设计制造

3.1 加强材料切割防护

对不锈钢压力容器进行切割时，材料尺寸上尽可能避免出现误差，减少后期切割处理量，压力容器完整度得到保障后不容易出现加工超量现象，提升原材料使用效率。材料切割需要进行精准的计算，根据计算结果进行加工处理，从而达到最佳处理效果，切割过程中温度比较高，不加以防护会造成不锈钢材料在高温状态下发生性质改变，难以进行接下来的加工处理以及防护，技术方法选择是尤为重要的，通过技术方法之间的相互结合，来达到最佳设计方案落实效果，技术人员所开展的现场加工优化也有了明确的针对对象。

3.2 不锈钢材料清洁处理

不锈钢材料化学性质比较稳定，不容易产生氧化反应，在材料投入使用前也需要对表面进行清洁处理，使用弱盐酸对材料表面擦拭，将氧化造成的污染物质彻底祛除掉，恢复材料的表面化学性能稳定性。要注意擦拭的时间与盐酸反应总用量，以免清洁处理过量造成材料表层损伤，影响到最终的压力容器使用强度。表面清洁处理与不锈钢材料连接使用是同等重要的，只有材料表面清洁程度达标，才能进行压力容器设计制造，焊接过程中的接缝处理才更加稳固，不会由于氧化物质造成焊接期间不锈钢材料连接不稳定的现象。

3.3 不锈钢材料机械切割

使用不锈钢材料制作前需要切割处理，在设计方案中标记好各个部分切割尺寸，并进行更深入的尺寸强化，实际操作中受机械工具影响会产生不同程度的误差，因此设计方案中会标准误差循序出现的范围，将其控制在安全范围内。不锈钢切割技术应用要重点观察尺寸是否合理，避免发生切割超量的问题，保障不锈钢材料使用性能可以得到良好发挥，增大压力容器使用安全性。

4 结语

由上可知，在腐蚀介质和诱因（如划伤、飞溅、割渣等）存在的条件下，不锈钢也能与腐蚀介质发生缓慢的化学和电化学反应被腐蚀，而且在一定条件下的腐蚀速度相当快而产生锈蚀现象，尤其是点蚀和缝隙腐蚀，不锈钢件的腐蚀机理主要为电化学腐蚀。因此，不锈钢压力容器在制造过程中应采取一切有效措施，尽量避免锈蚀条件和诱因的产生。实际上，许多锈蚀条件和诱因（如划伤、飞溅、割渣等）对于产品的外观质量也有显著的不利的影响，在容器制造过程中采取必要的防护技术和表面处理技术加以改善。

[1]张瑞鹏.S32205+Q345R双相不锈钢复合板压力容器设计及制造要点[J].石油化工设备,2016,45(4):85-89.

[2]原守恒.浅谈薄壁不锈钢压力容器焊接制造难点的控制[J].工程技术:全文版,2016(12):00233-00233.