淺析壓力容器設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及解決措施

周陽(yáng)

【摘??要】科技的進(jìn)步，促進(jìn)工業(yè)建設(shè)事業(yè)得到快速發(fā)展。在工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)于壓力容器應(yīng)用而言，其穩(wěn)定性以及安全性是至關(guān)重要的因素，這兩方面也是保證壓力容器在后續(xù)應(yīng)用中，不斷提升其價(jià)值的重要保障，對(duì)于壓力容器在可靠性方面保障而言，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中對(duì)其進(jìn)行有效控制是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，特別是在當(dāng)前嚴(yán)厲容器設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題影響下，更需要對(duì)其進(jìn)行深入分析，促使設(shè)計(jì)流程能夠得到不斷深化與完善，使設(shè)計(jì)得到有效提升，為壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量提供保障。本文就壓力容器設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及解決措施展開(kāi)探討。

【關(guān)鍵詞】壓力容器設(shè)計(jì);問(wèn)題;措施

引言

壓力容器的設(shè)計(jì)關(guān)系到了工業(yè)生產(chǎn)的安全，是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中比較特殊一個(gè)環(huán)節(jié)，因?yàn)檫@個(gè)環(huán)節(jié)如果設(shè)計(jì)的不合理的化，在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)一些爆炸事故，不但會(huì)對(duì)企業(yè)自身的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的影響，也會(huì)對(duì)企業(yè)周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成影響。優(yōu)化壓力容器的設(shè)計(jì)是工業(yè)企業(yè)和有關(guān)部門(mén)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中必須要做的，因?yàn)閮?yōu)化壓力容器的設(shè)計(jì)可以使壓力容器的性能和安全性得到提高，使工業(yè)生產(chǎn)的安全性得到有效的提升。選材不同、組織結(jié)構(gòu)不同、焊接的方法不同都會(huì)對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)的合理性產(chǎn)生重要的影響，壓力容器的設(shè)計(jì)過(guò)程也非常的復(fù)雜，需要有專(zhuān)業(yè)知識(shí)技能、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富的人對(duì)壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，對(duì)壓力容器進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。

1壓力容器設(shè)計(jì)問(wèn)題分析

1.1材料問(wèn)題

常見(jiàn)問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下三方面：（1）類(lèi)型錯(cuò)誤。針對(duì)壓力容器的不同質(zhì)地與強(qiáng)度要求，應(yīng)該選擇相適應(yīng)類(lèi)型的材料，若選擇錯(cuò)誤，就會(huì)給后續(xù)工作帶來(lái)不便。（2）材料缺陷。在具體設(shè)計(jì)中，若材料本身質(zhì)量存在缺陷，那么就無(wú)法保障壓力容器的結(jié)構(gòu)性與強(qiáng)度，會(huì)給后續(xù)使用帶來(lái)不良影響。（3）缺乏對(duì)材料經(jīng)濟(jì)屬性的考慮。在選擇過(guò)程中，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)材料經(jīng)濟(jì)屬性的考慮，否則會(huì)嚴(yán)重影響后續(xù)生產(chǎn)制造工作。

1.2熱處理問(wèn)題

壓力容器生產(chǎn)過(guò)程中，熱處理也是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，同時(shí)熱處理質(zhì)量直接影響到容器運(yùn)用的效果。因此，在容器處理的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要具備一定的合理性，依據(jù)壓力容器熱處理的具體狀況分析，存在的主要問(wèn)題有以下幾個(gè)方面：①在設(shè)計(jì)容器熱處理的過(guò)程中，并沒(méi)有一個(gè)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，存在一定的缺陷在后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中的熱處理環(huán)境會(huì)出現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)那闆r;②在壓力容器熱處理設(shè)計(jì)過(guò)程中，最主要的一個(gè)問(wèn)題還是由于缺乏完整性。如，當(dāng)前設(shè)計(jì)人員雖然注重容器殼體和封頭部位的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)效果也很理想，但是，在接管熱處理設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，通常會(huì)忽視容器的安全性，直接影響到了容器的整體應(yīng)用效果。

1.3法蘭設(shè)計(jì)問(wèn)題

在容器設(shè)計(jì)中，法蘭設(shè)計(jì)同樣重要，可以說(shuō)法蘭是壓力容器中最重要的組成部分，所示在法蘭設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中發(fā)生問(wèn)題，對(duì)容器應(yīng)用效果，將會(huì)造成嚴(yán)重影響，因此，嚴(yán)格控制法蘭設(shè)計(jì)是壓力容器設(shè)計(jì)重要最重要的環(huán)節(jié)。以我國(guó)當(dāng)前在法蘭設(shè)計(jì)的實(shí)際情況分析，其較為突出的問(wèn)題就是在尺寸設(shè)計(jì)方面與強(qiáng)度設(shè)計(jì)方面未滿足其基本要求，導(dǎo)致其出現(xiàn)一系列的安全問(wèn)題，出現(xiàn)強(qiáng)度、尺寸不合理的主要原因在于，計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序缺少合理性造成的，特別在具體匹配性效果方面在，有著較多的問(wèn)題，所造成的后果較為惡劣。

1.4使用年限設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

在對(duì)壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中通常會(huì)出現(xiàn)使用年限過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所使用的壓力容器通常會(huì)超過(guò)限定的年限，由于這些壓力容器在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中會(huì)被磨損、腐蝕從而導(dǎo)致壓力容器的安全性降低、工業(yè)生產(chǎn)中的安全隱患變得更多，如果在實(shí)際使用的過(guò)程中人員操作不當(dāng)則有可能引發(fā)安全事故對(duì)企業(yè)的生命財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅。所以，必須要將壓力容器的使用年限設(shè)計(jì)到最佳的位置。

2壓力容器設(shè)計(jì)解決措施

2.1合理選擇材料

在對(duì)材料進(jìn)行選擇時(shí)，相關(guān)工作人員必須充分考慮壓力容器運(yùn)用條件、力學(xué)特性、材料來(lái)源以及耐腐蝕性要求等，保證材料性能與上述要求相符。在選擇材料時(shí)，應(yīng)該從以下兩方面要求入手：一方面，力學(xué)性能要求。V型缺口試樣的沖擊功規(guī)定值應(yīng)該達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，并且材料斷后伸長(zhǎng)率應(yīng)該超過(guò)鋼板標(biāo)準(zhǔn)較高值。另一方面，通用要求。設(shè)計(jì)運(yùn)用的材料應(yīng)該與國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相符，具備清晰壓力容器質(zhì)量與規(guī)格標(biāo)志，還應(yīng)該有相應(yīng)的質(zhì)量證明書(shū);專(zhuān)用鋼帶制造單位必須具備特種設(shè)備制造的許可證書(shū);使用要求與《規(guī)程》要求相符;材料質(zhì)量證明書(shū)內(nèi)容必須清晰、完整，并具備相應(yīng)的質(zhì)檢章。此外，若用戶提出了壓力容器變薄新要求，那么設(shè)計(jì)人員應(yīng)該重新分析容器受力情況，并獲得其最大減薄程度;若用戶要求壓力容器變厚，那么設(shè)計(jì)人員則要對(duì)各方向拉應(yīng)力進(jìn)行考慮，避免出現(xiàn)脆性干裂問(wèn)題。

2.2對(duì)熱處理進(jìn)行規(guī)范

在壓力容器的設(shè)計(jì)過(guò)程中，熱處理環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)還存在很多的問(wèn)題和缺陷。設(shè)計(jì)人員要進(jìn)行比較規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，通過(guò)不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，更加規(guī)范設(shè)計(jì)壓力容器熱處理，主要通過(guò)程序化和系統(tǒng)化兩個(gè)方向入手。程序化是在設(shè)計(jì)圖紙中明確壓力容器熱處理的具體工序和內(nèi)容，從而保證熱處理的質(zhì)量。系統(tǒng)性主要是通過(guò)全面的分析壓力容器質(zhì)量的各類(lèi)影響因素，綜合考慮熱處理設(shè)計(jì)的相關(guān)部位，保證壓力容器質(zhì)量達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3對(duì)法蘭進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算

在壓力容器法蘭設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，其設(shè)計(jì)有著更加精準(zhǔn)的要求，其精準(zhǔn)設(shè)計(jì)主要借助合理的計(jì)算，對(duì)法蘭厚度、尺寸以及厚度等指標(biāo)進(jìn)行明確，因此，需要精準(zhǔn)的計(jì)算為其提供保障。對(duì)于計(jì)算保障而言在，需要考慮的因素較多，比如，受力狀況、鏈接方式以及法蘭結(jié)構(gòu)材料等，均需要進(jìn)行綜合分析，只有這樣，才能夠使法蘭加工環(huán)節(jié)的質(zhì)量得到保障，進(jìn)而提升容器整體設(shè)計(jì)水平。

2.4使用年限設(shè)計(jì)的防范策略

結(jié)合上文，對(duì)如何設(shè)計(jì)壓力容器的使用年限的問(wèn)題，提出壓力容器設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)壓力容器使用年限的過(guò)程中一定要進(jìn)行多方面的考量，必須要嚴(yán)格參照有關(guān)部門(mén)對(duì)于壓力容器使用年限的要求，保證壓力容器的使用年限能夠在要求的時(shí)間內(nèi)根據(jù)工業(yè)企業(yè)的實(shí)際情況設(shè)計(jì)最佳的使用時(shí)間。也要注意壓力容器在實(shí)際使用過(guò)程中材料、腐蝕性承受以及存在的安全隱患的影響，使壓力容器能夠安全、可靠的在使用年限里進(jìn)行使用。還有就是壓力容器的設(shè)計(jì)人員不但對(duì)壓力容器的實(shí)際使用年限進(jìn)行多方面的考量，還要對(duì)壓力容器使用過(guò)程中使用者操作失誤的情況考慮在內(nèi)，必須要在設(shè)計(jì)圖紙的合適位置表明壓力容器的使用年限、安全提醒、以及正確的使用方法。這樣才能設(shè)計(jì)出使用年限合理的壓力容器。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，做好壓力容器設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了一項(xiàng)重要工作。因此，必須結(jié)合實(shí)際情況，通過(guò)合理選擇材料，加強(qiáng)對(duì)使用壽命重視以及規(guī)范熱處理等措施，有效解決材料、壽命以及熱處理等設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題，提高壓力容器設(shè)計(jì)質(zhì)量與水平，從而將其作用充分發(fā)揮出來(lái)。

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（作者單位：山東舜業(yè)壓力容器有限公司）