對壓力容器的設(shè)計中容易忽視問題的專題研究

羅偉航

摘要：隨著我國工業(yè)化程度的不斷提高，對各種工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量要求也不斷的提高，而壓力容器作為現(xiàn)代生活中使用率較高的工業(yè)產(chǎn)品，遇到的問題也越來越復(fù)雜，出現(xiàn)問題帶來的后果也越來越嚴(yán)重，而本文章則重點進(jìn)行對壓力容器的問題研究，希望能夠避免重大損失。

關(guān)鍵詞：安全 壓力容器 問題解決

一、壓力容器的現(xiàn)狀

壓力容器顧名思義，是一種改變壓力的容器，在古代人們沒有辦法解決對于壓力的準(zhǔn)確掌握，掌控壓力，而現(xiàn)在工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，我國綜合國力和工業(yè)化建設(shè)的突飛猛進(jìn)，對壓力容器也越來越依賴，也提出了越來越高的水準(zhǔn)，因為壓力容器的作用范圍已經(jīng)涉及到了人類生活的方方面面，在能源上、軍工上、石油化工上、還有人們的正常生活當(dāng)中，例如在夏天，當(dāng)人們適應(yīng)了空調(diào)的存在就再也回不去了，這就是一個很典型的例子，壓力容器是一個一旦出現(xiàn)就再也離不開的產(chǎn)品，因此壓力容器的安全問題也就成了必須要解決的問題，隨著壓力容器的發(fā)展，這類產(chǎn)品的安全還是可以得到保障的。需要正確的操作，規(guī)范化的設(shè)計，一旦處理不當(dāng)還是會造成質(zhì)量安全，造成人員和財產(chǎn)損失。所以現(xiàn)在壓力容器的發(fā)展可以總結(jié)為：有了很大的發(fā)展，質(zhì)量安全問題還算可靠，但還有很大的發(fā)展?jié)摿π枰l(fā)掘，隨著時代的變化，這個發(fā)展還會繼續(xù)，而安全問題還是需要進(jìn)一步的提升。

二、壓力容器的設(shè)計方法

在這一篇幅中會重點描述壓力容器的設(shè)計方法，在設(shè)計壓力容器的時候要滿足工業(yè)設(shè)計，還要滿足制作要求，在檢驗方面的要求，在強度和剛度上也要先經(jīng)過合理的計算，確定好零部件的尺寸，選擇合適的材料，這些都是在設(shè)計上的。在做工方面，也有一定的要求，要提前設(shè)計和選擇材料，在制作上要嚴(yán)格的規(guī)范資料，確保密封性。這些是在設(shè)計上都要考慮的問題，而在具體的設(shè)計上又分為了常規(guī)設(shè)計和分析設(shè)計，如圖3所示是常規(guī)設(shè)計和分析設(shè)計。

現(xiàn)在工業(yè)產(chǎn)品都需要一定的理論知識作為支撐，而壓力容器的設(shè)計就需要以物理學(xué)上的壓力學(xué)的知識來做保障，例如圖2中所示的強度理論值，而這也只是作為壓力容器開發(fā)的重要標(biāo)尺，隨著壓強的增大，內(nèi)壁所受的壓力并不是隨著直線增長而是有一定的曲線變化，是成指數(shù)的增長。

而單層圓筒的優(yōu)點是不存在層間松動等薄弱環(huán)節(jié)，能較好地保證簡體的強度，而缺點也是比較明顯的，單層厚壁圓筒對制作設(shè)備的要求比較高，耗材上也是非常的明顯，段焊式圓筒存在比較深的縱、環(huán)焊接，不便于焊接和檢驗，這也就導(dǎo)致包扎工序繁瑣，費時費工，效率低，而且在安全性上也沒有百分之百的保障，還有熱套式，例如圖3，這種方法優(yōu)點是：套合層數(shù)少，效率高，成本低，縱焊縫質(zhì)量容易保障，缺點是只能夠套合短簡，簡節(jié)間環(huán)焊縫多，而且要求準(zhǔn)確的過盈量，對筒節(jié)的制造提出比較高的要求，還有整體多層包扎式，繞板式，槽形繞帶式，扁平鋼帶傾角錯繞式，這些都是比較常用的幾種方式，他們的主要優(yōu)缺點表現(xiàn)在設(shè)計和制作工藝以及耗材上。在安全性上也都可以保證正常的使用。

三、容易忽略的問題

在壓力容器的使用上，材料問題是一個比較關(guān)鍵的問題，選材直接影響最后產(chǎn)品的質(zhì)量.在選材上不能因為價格而忽略安全問題，在實際的設(shè)計和開發(fā)中，會相應(yīng)的增加所用鋼板的厚度，來提高其抗壓能力，但只追求抗壓能力也是不可取的，要綜合考慮，考慮設(shè)計溫度，介質(zhì)特性，材料的焊接性能，加工難易，以及整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計等等，都是需要考慮的問題，例如在設(shè)計壓力比較大的殼體時，可能會想到使用碳素鋼，而該材質(zhì)也會帶來一些列其他方面的問題，例如制作工藝、運輸?shù)碾y度上等等。還有法蘭的問題。法蘭作為重要的密封工具。在我國的工業(yè)設(shè)計和使用上提出了非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對各種法蘭也有了一定的嚴(yán)格要求，法蘭作為重要的密封工具一旦發(fā)生問題就會導(dǎo)致機(jī)器的工作異?？梢詴砣藛T的傷亡和經(jīng)濟(jì)的損失，而在壓力容易的受力情況上來看，不同類型的法蘭其受力的側(cè)重點也不一樣，因此設(shè)計應(yīng)該準(zhǔn)確的選擇法蘭的類型，還要根據(jù)壓力容器的介質(zhì)特性、溫度、壓力等來選取相應(yīng)的法蘭材料和壓力等級的法蘭。

在分氣缸的設(shè)計上。最容易忽視的部分就是出氣口和進(jìn)氣口直接的有效距離，，在設(shè)計的過程中就應(yīng)該根據(jù)具體的工藝參數(shù)來選擇方案。還有焊接上，保證焊接口的距離，減少局部作用力等等，還有支架的設(shè)計上，不能夠隨意的擺放，應(yīng)該根據(jù)設(shè)計需求，進(jìn)行合理的設(shè)計，增加穩(wěn)定性。

在儲氣罐的設(shè)計上，要嚴(yán)格的遵守設(shè)計規(guī)范，全方面的考慮問題，既要保證材料的耐用性，還有考慮到材質(zhì)的抗壓性，這就要求特別注意儲氣罐的材質(zhì)選擇和尺寸的設(shè)計。尤其要考慮到儲氣罐的罐體直徑和長度的比值。選擇合理范圍內(nèi)設(shè)計方案。

結(jié)論：在現(xiàn)代生活中.我們已經(jīng)過了那個只要花更多勞動就可以獲得更多收獲的年代，更多的是智力上的勞動，而壓力容器的設(shè)計就是一個高尖端的智力勞動，我們國家作為后來居上者，這些都是幾代人的共同努力，一個時代有一個時代的使命，我們這個時代就是要把我們國家的壓力容器設(shè)計提高一個檔次。不僅僅是實用性上還有安全上，在價格上要做到反減，在上面的論述中充分的對板塊的方式進(jìn)行表述，就現(xiàn)狀還有現(xiàn)在工藝水平以及問題和未來的發(fā)展方向進(jìn)行分析，像法蘭、材料等諸多問題都是現(xiàn)在需要解決的問題，盡管現(xiàn)在的提升空間沒有那么的大，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這兩個關(guān)鍵的因素一定會迎來質(zhì)的轉(zhuǎn)變。