壓力容器設(shè)計(jì)及制造常見(jiàn)問(wèn)題淺析

王海軍

（江蘇中圣壓力容器裝備制造有限公司江寧分公司，江蘇 南京211112）

近年來(lái)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷提升，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使壓力容器廣泛應(yīng)用在我國(guó)的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，如：餐飲、生物制造等。隨著壓力容器應(yīng)用范圍的不斷拓展，壓力容器需求量日益劇增，使壓力容器出現(xiàn)了各種各樣的類(lèi)型，然而在設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中還存在著眾多的問(wèn)題。由于壓力容器的質(zhì)量決定著壓力容器的實(shí)際使用效果，所以在對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)與制造期間，需要控制好細(xì)節(jié)問(wèn)題，針對(duì)存在的問(wèn)題提出相應(yīng)的解決措施，進(jìn)而增強(qiáng)壓力容器的使用質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)理想的使用效果。

1 壓力容器設(shè)計(jì)及制造常見(jiàn)的問(wèn)題

（1）材料使用不合理。壓力容器在設(shè)計(jì)與加工期間，需要按照設(shè)計(jì)要求挑選合理的材料，防止因材料不合格導(dǎo)致壓力容器在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，所以在挑選材料期間，需要全面掌握材料的使用性能，然而材料的好壞會(huì)因溫度和濕度等外界因素產(chǎn)生的直接影響，導(dǎo)致壓力容器在設(shè)計(jì)與加工期間出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題。

（2）使用壽命問(wèn)題。就目前來(lái)看，壓力容器在設(shè)計(jì)其使用年限期間同樣會(huì)存在各種各樣的問(wèn)題。第一，設(shè)計(jì)人員忽略了壓力容器使用期限的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有明確規(guī)范壓力容器的使用期限，導(dǎo)致其在使用過(guò)程中比較隨便，在一定程度上使壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)在實(shí)際投放使用過(guò)程中會(huì)直接影響其使用壽命。第二，雖然壓力容器在設(shè)計(jì)以及加工生產(chǎn)過(guò)程中，明確規(guī)定了壓力容器的使用周期，但是設(shè)計(jì)人員的工作經(jīng)驗(yàn)同樣會(huì)直接影響壓力容器使用周期的長(zhǎng)短，因此規(guī)定的壽命數(shù)值缺乏科學(xué)性。

（3）法蘭設(shè)計(jì)問(wèn)題。壓力容器在設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中最為明顯的問(wèn)題即法蘭設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，尤其是從尺寸與強(qiáng)度方面來(lái)看，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不符合設(shè)計(jì)要求的情況，對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)安全性與穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響，在具體運(yùn)用過(guò)程中很容易出現(xiàn)安全問(wèn)題。究其原因主要是由于在法蘭設(shè)計(jì)期間，出現(xiàn)了較大的偏差，導(dǎo)致法蘭設(shè)計(jì)匹配度與尺寸不一致。

（4）熱處理問(wèn)題。在設(shè)計(jì)壓力容器過(guò)程中，熱處理問(wèn)題也是常見(jiàn)的問(wèn)題之一，倘若發(fā)生熱處理問(wèn)題，就不能使壓力容器應(yīng)用的規(guī)范性與合理性得到有效保障，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行帶來(lái)不利影響。首先，壓力容器在進(jìn)行熱處理期間，倘若未嚴(yán)格遵照施工規(guī)定進(jìn)行操作，由于操作不合理，會(huì)對(duì)最后的設(shè)計(jì)結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重影響，不能使壓力容器的設(shè)計(jì)質(zhì)量與使用性能得到有效保障。其次，壓力容器熱處理比較片面。目前在對(duì)壓力容器熱處理問(wèn)題進(jìn)行解決過(guò)程中，主要將封頭與殼體當(dāng)作主要工作，缺乏對(duì)接管處進(jìn)行熱處理操作，最終不能實(shí)現(xiàn)理想的熱處理效果。

2 壓力容器設(shè)計(jì)制造常見(jiàn)問(wèn)題的解決策略

（1）選擇合格的制造材料。在設(shè)計(jì)與制造壓力容器期間，需要選擇合格的生產(chǎn)加工材料，在選擇材料期間，需要遵照壓力容器設(shè)計(jì)與制造要求選擇標(biāo)準(zhǔn)化的材料，進(jìn)而結(jié)合行業(yè)的需求，挑選合格的材料進(jìn)行加工生產(chǎn)。在壓力容器制造期間，倘若材料相對(duì)稀少，不能采購(gòu)，需要按照設(shè)計(jì)與制造要求，選擇其他合適的材料進(jìn)行代替，在代替期間，需要得到有關(guān)技術(shù)工作人員的批準(zhǔn)，然后才可以生產(chǎn)壓力容器。不論是替換材料還是原始材料，都需要按照有關(guān)要求進(jìn)行使用。

（2）保證使用壽命符合相關(guān)要求。第一，設(shè)計(jì)人員需要高度重視壓力容器的設(shè)計(jì)使用期限，確定壽命數(shù)值，在加工制造期間需要將壽命數(shù)值作為標(biāo)準(zhǔn)，從而使壓力容器的質(zhì)量與性能的合理性得到有效保障。第二，壓力容器使用壽命確定之后，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)自己的工作經(jīng)驗(yàn)，然后全面考慮壓力容器材料的性能與使用環(huán)境等，運(yùn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，完成對(duì)壓力容器實(shí)際運(yùn)用情況的模擬，從而使壓力容器設(shè)計(jì)壽命周期的科學(xué)性與規(guī)范性得到有效保障。

（3）明確計(jì)算法蘭數(shù)值。法蘭設(shè)計(jì)是壓力容器設(shè)計(jì)過(guò)程中不可缺少的重要內(nèi)容，法蘭設(shè)計(jì)的效果決定著壓力容器整體設(shè)計(jì)的質(zhì)量。增強(qiáng)對(duì)法蘭設(shè)計(jì)的管理與控制能夠使壓力容器的設(shè)計(jì)質(zhì)量得到進(jìn)一步提升。從國(guó)際方面來(lái)看，Waters法是壓力容器在設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常使用的法蘭設(shè)計(jì)方式。在具體設(shè)計(jì)時(shí)還需要采用科學(xué)的方法對(duì)壓力容器法蘭設(shè)計(jì)進(jìn)行核算，經(jīng)過(guò)全面考慮法蘭結(jié)構(gòu)、受力狀況等，按照壓力容器設(shè)計(jì)與生產(chǎn)加工的要求，得到準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)而使壓力容器設(shè)計(jì)制造質(zhì)量得到進(jìn)一步增強(qiáng)。

（4）規(guī)范熱處理設(shè)計(jì)。壓力容器在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要根據(jù)具體情況，開(kāi)展好熱處理設(shè)計(jì)工作，從而使熱處理的安全性與合理性得到有效保證。首先，在對(duì)壓力容器進(jìn)行熱處理工作中，要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)流程開(kāi)展，同時(shí)設(shè)計(jì)人員要充分了解設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容，結(jié)合圖紙上標(biāo)注的內(nèi)容開(kāi)展操作，使熱處理的標(biāo)準(zhǔn)性與規(guī)范性得到保證，最終實(shí)現(xiàn)良好的熱處理效果。其次，還需要立足于整體角度，全面考慮壓力容器熱處理內(nèi)容，特別是精準(zhǔn)核算換熱管原有的頻率，根據(jù)Macduff-Feglar法計(jì)算標(biāo)注，將換熱管原有頻率進(jìn)行明確計(jì)算。一般情況下，在換熱管固有頻率核算中廣泛的運(yùn)用了Macduff-Feglar法，如此一來(lái)能夠使換熱管原有頻率計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性得到有效保障。另外，還需要根據(jù)具體狀況，開(kāi)展好各個(gè)階段的熱處理工作，如：封頭、殼體等，加大對(duì)各個(gè)零部件熱處理工作的掌控力度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)良好的設(shè)計(jì)效果。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)使壓力容器設(shè)計(jì)制造的合理性得到有效保障，有利于增強(qiáng)壓力容器的制造質(zhì)量，延長(zhǎng)其使用時(shí)間。所以，設(shè)計(jì)工作人員需要著手于壓力容器設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，加強(qiáng)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)的掌控，使設(shè)計(jì)水平得到明顯提升。在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)工作人員還需要充分了解壓力容器的設(shè)計(jì)規(guī)范，遵照各種設(shè)計(jì)要求，選擇合適的設(shè)計(jì)材料，確保使用壽命符合相關(guān)要求，通過(guò)準(zhǔn)確的計(jì)算法蘭數(shù)值，有效的解決壓力容器在設(shè)計(jì)與制造中存在的各種問(wèn)題，通過(guò)完善壓力容器設(shè)計(jì)方案，避免在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)多種多樣的問(wèn)題，使壓力容器的使用安全性得到有效保障，為工業(yè)生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)的專(zhuān)業(yè)化服務(wù)。