壓力容器設(shè)計(jì)過程中常見的問題分析

朱守芳

摘要：現(xiàn)如今，壓力容器運(yùn)用的越來越廣泛，特別是在石油化工等工業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用更加普遍。但是壓力容器具有一定的危險性，對企業(yè)的正常生產(chǎn)運(yùn)營有著直接的影響。因此，在設(shè)計(jì)壓力容器時就要重視這些非安全性因素，結(jié)合這些壓力容器的設(shè)計(jì)問題來提出有效的解決辦法和防范方略，從而設(shè)計(jì)和制作出更加具有可靠性和安全性的壓力容器，提高壓力容器的安全效應(yīng)，為企業(yè)的安全運(yùn)營提供更好的保障。

關(guān)鍵詞：壓力容器設(shè)計(jì);常見問題;解決對策

引言

科學(xué)合理的壓力容器設(shè)計(jì)，對壓力容器的安全性、穩(wěn)定性有著至關(guān)重要的影響。因此，在壓力容器的設(shè)計(jì)上必須要選擇具有極強(qiáng)專業(yè)技術(shù)的工作人員對壓力容器設(shè)計(jì)方案進(jìn)行反復(fù)考量，選用最為優(yōu)質(zhì)的材料，做好壓力容器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的分析工作，全面考慮到壓力容器后期的維護(hù)與檢修工作。只有這樣，才能做好壓力容器的設(shè)計(jì)工作，使其在實(shí)際生產(chǎn)過程中得以穩(wěn)定運(yùn)行。

1壓力容器的重要性

壓力容器應(yīng)用廣泛，尤其在石化領(lǐng)域中的作用十分重要。它的功能性非常特殊，稍有不慎就可能造成人身財(cái)產(chǎn)損失。因?yàn)檫@種破壞性，容器被界定為特種設(shè)備。在建造安裝壓力容器的過程中，其設(shè)計(jì)會在很大程度上影響其可靠性與安全性，壓力容器的設(shè)計(jì)會對生命安全和生產(chǎn)安全產(chǎn)生很大影響。壓力容器的設(shè)計(jì)和制造要具有較強(qiáng)的專業(yè)性，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具備較強(qiáng)的綜合素質(zhì)和高超的專業(yè)素養(yǎng)，其材料選擇，強(qiáng)化措施，受力分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，操作簡便、制造安裝、檢驗(yàn)、維護(hù)與使用等，都應(yīng)該綜合考慮。但是在設(shè)計(jì)壓力容器的過程中，一些生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)計(jì)人員，不能完整地理解國家標(biāo)準(zhǔn)或制造安裝規(guī)范，嚴(yán)重依賴計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中不能周密地考慮，設(shè)計(jì)條件過度理想化。如此以來，在設(shè)計(jì)壓力容器的過程中，形成了安全隱患，對壓力容器的可靠性和安全性產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。

2壓力容器設(shè)計(jì)過程中的常見問題

2.1在材料選擇上出現(xiàn)問題

在進(jìn)行壓力容器設(shè)計(jì)時，材料的選用要結(jié)合壓力容器的使用年限、結(jié)構(gòu)性能以及強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。與此同時，由于設(shè)計(jì)人員在選用材料時經(jīng)常會受到容器外觀大小、用戶的特別需求、壓力電器的使用環(huán)境等條件影響，且壓力容器一般多在溫度較高、壓力較高的環(huán)境中運(yùn)轉(zhuǎn)，在選用材料時肯定會對壓力容器的內(nèi)外受力狀況以及耐腐蝕性產(chǎn)生影響，在選用壓力容器材料時多是由比較嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定的。

2.2熱處理問題

根據(jù)我國壓力容器熱處理的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀來說，仍存在一定的問題，主要集中于以下兩個方面：其一，沒有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。由于沒有對壓力容器的熱處理設(shè)計(jì)制定嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，因此造成了很多壓力容器設(shè)計(jì)過程中熱處理操作較為粗糙，存在很多十分明顯的不足之處，對后續(xù)的生產(chǎn)造成較大的影響;其二，熱處理的完整性。壓力容器設(shè)計(jì)過程中的熱處理，必須確保其完整性才能保障壓力容器的設(shè)計(jì)和后續(xù)的生產(chǎn)達(dá)到一個較為理想的狀態(tài)，但是由于在設(shè)計(jì)過程中對熱處理完整性缺乏重視，可能會存在比如忽視了壓力容器接管的熱處理，對壓力容器的可靠性和安全性產(chǎn)生了影響。

2.3使用壽命設(shè)計(jì)問題

壓力容器的使用壽命的設(shè)計(jì)在整個設(shè)計(jì)過程中是非常重要的環(huán)節(jié)，但也很容易產(chǎn)生一定問題，比如：部分設(shè)計(jì)人員在工作過程中并沒有對使用壽命的設(shè)計(jì)加以重視，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)過程中沒有對壓力容器的可使用年限做出詳細(xì)的解釋并進(jìn)行標(biāo)注，或者是僅僅依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了粗略的估算，而存在一定的偏差，從而對其后續(xù)的使用造成影響，嚴(yán)重時可能會導(dǎo)致一些安全問題的發(fā)生。

3壓力容器設(shè)計(jì)過程中常見問題的解決對策

3.1材料的解決對策

材料是壓力容器設(shè)計(jì)的核心和重點(diǎn)。在設(shè)計(jì)壓力容器時，要運(yùn)用科學(xué)、合理的壓力容器來設(shè)計(jì)，要重視壓力容器設(shè)計(jì)材料的屬性與壓力容器的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求相符。因此，在壓力容器設(shè)計(jì)中，材料的合理運(yùn)用和變更都要結(jié)合壓力容器的使用標(biāo)準(zhǔn)和用途來制定合理的解決辦法和措施，從而設(shè)計(jì)出更加適用的壓力容器。

3.2熱處理問題的解決對策

熱處理問題是壓力容器設(shè)計(jì)過程中最為常見的問題。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者對于直徑大約在400mm，厚度大約在20mm的碳鋼或低合金鋼容器等器具，最好將其設(shè)計(jì)成為無縫鋼管，因?yàn)闊o縫鋼管不易影響壓力容器的整體設(shè)計(jì)效果及各項(xiàng)功能的使用。過厚的鋼板或硬度過大的鋼板其可塑性相對較差，特別是直徑小但厚度大的筒體，它在冷卻后發(fā)生卷曲變形的幅度相對較大，而且硬度越高其卷曲變形幅度越大。這是由于其內(nèi)在應(yīng)力相應(yīng)增大的緣故，可塑性在快速降低進(jìn)而直接影響容器的實(shí)際使用情況。甚至還會出現(xiàn)輕微裂痕，嚴(yán)重影響壓力容器的使用安全。因此，對于厚度相對特殊的鋼板，在其冷卻成型后必須要追加退火工藝，提高鋼板本身的強(qiáng)度和硬度，保障壓力容器的設(shè)計(jì)符合安全要求。

3.3使用年限的解決對策

在壓力容器使用年限的估算上，壓力容器的設(shè)計(jì)人員必須要認(rèn)真掌握有關(guān)壓力容器設(shè)計(jì)方面的所有技術(shù)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對壓力容器使用年限的研究力度，注重每一個可能會對壓力容器使用年限產(chǎn)生影響的因素。運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，對壓力容器的實(shí)際使用年限進(jìn)行科學(xué)估算，避免在壓力容器設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)延長或縮短使用年限的問題。設(shè)計(jì)人員必須要做好壓力容器的觀察工作，明確掌握壓力容器實(shí)際受到的腐蝕情況，若壓力容器受到嚴(yán)重腐蝕就會大幅縮短壓力容器的使用年限。因此，壓力容器的設(shè)計(jì)人員必須要根據(jù)壓力容器的實(shí)際腐蝕速率對壓力容器的使用壽命進(jìn)行合理估算。同時，結(jié)合壓力容器受到的外力情況，對壓力容器的諸多參數(shù)進(jìn)行更加精確的估算。此外，還可模擬實(shí)際工作環(huán)境，使工作數(shù)據(jù)更加接近實(shí)際。在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)上必須設(shè)定統(tǒng)一的使用規(guī)則，考慮到壓力容器在實(shí)際工作過程中的復(fù)雜工作環(huán)境和可能出現(xiàn)的各種受力情況，務(wù)必做好壓力容器的消耗檢查工作，最大限度的保證壓力容器設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性，確保壓力容器的運(yùn)行安全。

結(jié)束語

總的來說，如果要確保壓力容器設(shè)計(jì)工作的順利完成，一定要嚴(yán)格遵守各項(xiàng)規(guī)章和工作流程。針對設(shè)計(jì)過程中一些常見的問題，要不斷對其進(jìn)行探究和優(yōu)化，結(jié)合設(shè)計(jì)方案及時做出應(yīng)對或是修改，保障所設(shè)計(jì)的壓力容器的安全性和可靠性。

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