不同用途压力容器在设计过程中的技巧

司马朋飞，仝先锋

（洛阳中广石油化工机械设备有限公司，河南 洛阳 471000）

1 压力容器发生事故的原因分析

在平常的使用过程中，压力容器由于在设计安装，盛放介质种类，运输规划中忽视了一些细节，而这些细节又牵动着整个设备的安全运转，是不容忽视的。没有精密准确的数据，就会在设计上有纰漏，而制作压力容器往往是按精密的设计图纸来制造组装，设计准则一旦破坏，就会在运行中超过所能承受力范围发生不可预估的危险，所以在制作压力容器准备阶段一定要做好数据调查、程序布控，正式试运行阶段定期检测排查安全隐患。当然压力容器除了这些客观事故外，还有一些因周围环境改变造成不同程度的破坏。主要有以下三种：疲劳破坏、韧性破坏（延性破坏）、压力容器及管道的腐蚀。设计生产者在选用不同的材料进行制造时，需要确定此压力容器满足的力学性能、耐腐蚀性、可加工性能和经济性的要求。在实际的生产过程中，设计者还要对容器内外部的受力情况再次重新分析，确定变薄后压力容器的受力情况，当加厚后压力容器的各项性能都重新发生了变化，如果没有再次检验很容易出现断裂的风险。

2 压力容器的设计使用寿命问题及对策

任何一个产品设计的时候都要考虑其使用寿命的问题，特别是像压力容器这种精密的工业设备，其使用寿命要求比一般产品要求更高。通常对于压力容器这种产品通常采用预计年限的方式预估使用寿命，再在其基础上考虑影响其寿命的因素，对材料和设计方式进行优化处理，对不同的设计方案进行相应的处理。使用寿命低会增加成本的支出，所以在初步设计时应秉持择优的原则，压力容器对材料的要求较高，应在经济能力允许的范围内，增加设备的安全性和应力数值。制造者在生产过程中应充分考虑压力容器的使用寿命和后期保养问题的衡量。设计者在预算压力容器的使用年限时往往依靠以往的经验和设计，而忽略了现实测量这一环节，造成材料、温度和环境的不适应性，再加上操作人员的不规范使用，至使压力容器的使用年限直线降低。并且设计人员在设计生产压力容器时应在设计图纸上，明确标记压力容器的使用年限，和标准使用年限，避免造成新的不确定因素。

3 压力容器设计过程中热处理问题的对策

压力容器最常见也最易出现的是热处理问题，在对于低合金或者碳钢进行热处理工艺，当然显而易见的设计成无缝钢管是对压力容器安全性比较适合的选择，低合金钢卷制也可以符合设计的要求，如果生产者采用了后者的施工方法，忽略最为关键的热处理的问题，在此基础上延展性不好的钢板和脆性水平较高的钢板，在热处理之后的冷却过程里，会发生较大幅度的变形，并且硬度水平也差于之前，这个问题不光存在在普通钢板上，在筒壁较厚的小直径筒体卷材上也有体现。这会影响压力容器的安全性问题，从而出现裂痕，从根本的原因在于热处理过程中的内应力的增大，对材料的延展性进行了改变，降低了性能。极易危害，对人员和生产产生极大的影响。对于一些特殊用途的钢板，在正常的热处理后要加入退火的工艺，来提高钢板的硬度和延展性。

根据国家行业标准规定，钢板冷成型受压器件要进行热处理恢复器件的性能，例如承装毒性为高度和极度介质的器件；（对碳钢、低合金钢）成形前厚度大于16mm者等，许多压力容器的设计厂商和单位在外壳体设计时都能完成其条件但是在接管的时候，往往会忽略了这个问题。

4 压力容器技术进展分析

随着科学技术的创新在压力容器技术的发展过程中，在许多方面也有着不同的变化，在压力容器应力应变的分析数据评定方面比以前更加的详细。在压力容器逐渐走向大型化的基础上，对于压力容器的耐久疲劳问题需要予以材料技术上的关注。在压力容器的设计过程中谨遵设计规范和行业标准，通过计算机详细的数据模型的处理，能够使压力容器的应用在经济上予以节约，从有效性上提高产品的质量，从基础层面上保证了产品的安全性。另外制造压力容器材料的不断革新和新型材料的出现，例如一些高强度的低合金钢的需求量不断增大，对于压力容器材料应加大重视。压力容器的设计方案在不断提升，带给生产施工者的是更高的要求准则和技术，压力容器的设计和生产不是分割独立开来的，而是互相反馈、互相影响，总的方针是满足社会发展生产的需求，材料受力数据处理以后也会更加依赖计算机的发展。

5 结语

综合所述，在压力容器设计中的各项问题，如压力容器的使用寿命、最大耐压值、材料的选择、焊接接头系数选用、开孔补强等，在设计时就需要多方面的去考虑，查找专业知识，这样设计出的压力容器在使用过程中才会安全可靠。在设计之时务必要全面的考虑到各个方面的专业知识，唯有这样才能确保设计出来的压力容器安全可靠的运行。压力容器制造的核心关键在于设计者水平，好的设计者能够对与压力容器，从选材和整体质量有着安全性的把控。另外对于后期的维护和再次升级也更能够得心应手