压力容器设计中的问题与防范措施

2019-02-11李福强

时代农机 2019年6期

李福强

（江苏信得石油机械股份有限公司，江苏盐城 224753）

伴随着我国社会经济的快速发展，工业化建设也取得很大进展，在工业生产过程中，压力容器是一种重要的设备，直接关系到工业企业的生产效率和产品质量。基于此。我国很多的研究人员加大压力容器方面的研究。与此同时，相关单位要逐步规范压力容器的设计、制作、质量和维修等方面的标准。可是，压力容器在设计过程中还存在很多的问题，直接影响到压力容器的整体质量，阻碍了基本功能的发挥。为了有效提升压力容器的设计质量，需要充分了解设计中存在的问题，同时制定出合理的预防措施。

1 设计原则

1.1 焊缝需要与应力集中保持合理间距

设计人员在设计压力容器的时候要注重焊缝部位的处理，正确的选择焊缝的具体位置，确保符合容器的实际需求，避免因为质量问题，在实际运用过程中带来不利影响。因此，在选择焊缝位置的时候，要和应力集中保持恰当的距离。针对于压力集中处，有一定的复杂性，如果是在比较混乱应力的情况下，在焊缝的时候就会直接影响到后续的使用，造成容器的损坏。所以，在压力容器设计前期要重点分析焊缝的合理区域，进而确保焊缝处理的科学性。

1.2 对于结构不连续处需要进行圆滑过渡

压力容器的整体结构中会出现一些不连续的区域，这些部分对容器有着很大的影响，处理不到位直接破坏了整体结构。尤其是要以力学角度进行分析，导致局部应力出现混乱，从而严重影响到具体应用。所以，对于一些不连续部位的圆滑处理是非常重要的，主要是对于相应转角的处理，从而有效提升曲率半径。

2 问题分析

2.1 材料选择问题

在设计压力容器的时候，最主要的是如何选择容器材料，材料质量对压力容器的生产质量有着非常重要的影响，甚至会影响到压力容器的强度、使用年限、结构性能等，经过全面分析，材料问题表现在以下几个方面：①在选择材料型号的时候存在一定的缺陷，如，压力容器设计过程中选择材料质地和强度并不能达到容器生产的标准；②在选择压力容器材料的过程中，一个重要因素就是材料的厚度，如果材料厚度不符合设计标准，就会直接影响到容器结构性能和强度，对容器使用的可靠性带来不利影响；③针对于选择材料应用方面，如果缺少一定的经济属性，那么在后期生产过程中，就会存在一定的问题，影响到压力容器的正常生产。

2.2 热处理问题

压力容器生产过程中，热处理也是一个非常重要的环节，同时热处理质量直接影响到容器运用的效果。因此，在容器处理的设计环节，要具备一定的合理性，依据压力容器热处理的具体状况分析，存在的主要问题有以下几个方面：①在设计容器热处理的过程中，并没有一个规范的标准，存在一定的缺陷在后续生产过程中的热处理环境会出现操作不当的情况；②在压力容器热处理设计过程中，最主要的一个问题还是由于缺乏完整性。如，当前设计人员虽然注重容器壳体和封头部位的设计，设计效果也很理想，但是，在接管热处理设计环节，通常会忽视容器的安全性，直接影响到了容器的整体应用效果。

2.3 法兰设计问题

在设计压力容器的时候，要重视法兰设计，作为压力容器的重要组成内容，在设计法兰的过程中存在的一些问题直接会导致容器的使用效果降低，从而引发严重的问题。因此，在压力容器设计过程中要合理控制法兰设计。目前我国在法兰设计过程中，最主要的问题就是尺寸设计和强度设计方面并不能符合最基本的标准，引发了后续的安全问题，导致强度和尺寸问题最主要是由于计算机执行程序缺乏科学性，尤其是在实际匹配过程中效果并不是很理想，存在很多的问题，导致比较严重的后果。

2.4 使用寿命问题

在压力容器设计过程中，人们比较重视使用年限问题，在实际设计的时候很容易出现一些问题，设计人员在具体设计过程中并不是很重视容器使用年限方面的设计，使压力容器设计并不是很明确使用寿命。在后期生产过程中带来不利影响，严重的会埋下很大的安全隐患问题。此外，在压力容器设计过程中，尽管标记出压力容器的具体使用年限，但是，设计人员通常会依据自己的工作实践经验来确定寿命数值。所以存在很大的偏差，导致使用寿命出现问题。

3 防范策略

3.1 对材料进行优化选择

压力容器设计环节中会出现材料问题，导致容器整体质量出现问题，在具体设计环节，要合理优化和控制材料选择，确保材料的应用的价值真正的发挥出来。在优化材料选择的过程中，涵盖了以下几点内容（2）系统的分析压力容器运用的材料性能和特点，特别是深入的分析材料的耐腐蚀性、韧性、强度和受力等性能，保证容器材料具备比较高的应用效果；（2）在选择容器材料的过程中，要明确材料的具体厚度，依据压力容器的具体要求，合理的确定容器材料的厚度，保证容易应用可靠性能的提升；（3）压力容器生产过程中不管使用何种材料都有严格执行比较强的力度，确保经济性能达到预期的效果，避免材料价格过高，影响生产的可行性。

3.2 对热处理进行规范

在压力容器的设计过程中，热处理环节的设计还存在很多的问题和缺陷。设计人员要进行比较规范和标准的设计，通过不断优化设计方案，更加规范设计压力容器热处理，主要通过程序化和系统化两个方向入手。程序化是在设计图纸中明确压力容器热处理的具体工序和内容，从而保证热处理的质量。系统性主要是通过全面的分析压力容器质量的各类影响因素，综合考虑热处理设计的相关部位，保证压力容器质量达到相关标准。

3.3 对法兰进行精准计算

在设计压力容器法兰的时候，设计的精确度，主要是通过科学计算来明确法兰的厚度、尺寸等指标。针对于计算过程中的影响因素，例如，受力情况，连接方式，法兰结构材料等，通过全面的分析保证法兰借工环节的质量达到相关标准，进而提高容器整体质量。

3.4 改善使用寿命

针对于压力容器的使用年限来说，设计人员要依据各类指标和有关规定，进行系统的分析，根据相关标准进行合理的设计。并且，设计人员要全面遵循最基本的原则，在设计图纸中要明确标注出压力容易的使用年限。从而科学设计出容器使用寿命，同时要全面分析容器的使用环境，确保应用可靠性的提升，防止出现质量问题。依据压力容器使用的材料，科学计算内部和外部的压力差一级耐腐蚀性能，从而计算出使用年限。