壓力容器設計過程中的常見問題及防范對策探究

1、<p>　　壓力容器設計過程中的常見問題及防范對策探究</p><p>　　[摘 要]壓力容器作為一種工業(yè)特種設備，應用范圍已經(jīng)越來越廣泛。因此，設計部門和設計人員必須對壓力容器的安全性能進行全面考慮，盡量將所有問題都防患于未然，提高壓力容器的安全性，進而保障人民的生命和國家的財產(chǎn)安全。本文探討了壓力容器設計過程中的常見問題及防范對策。 </p><p>　　[關鍵詞]壓力容器；

2、設計；問題；防范對策 </p><p>　　中圖分類號：TH49 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）02-0195-01 </p><p>　　壓力容器的技術設計規(guī)定都是為其質(zhì)量和安全服務的， 因此設計人員定要較少技術問題，保證壓力容器的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效益。 </p><p>　　一、壓力容器設計過程中的常見問題 </p><

3、;p>　　1、關于壓力容器的設計使用年限 </p><p>　　任何工業(yè)化產(chǎn)品都有著一定的使用壽命，一旦超過使用壽命，必然會導致產(chǎn)品的整體或者某些部件老化，涉及不到安全問題的產(chǎn)品超過使用年限之后，就可以根據(jù)具體的情況進行更換；而涉及到安全問題的產(chǎn)品一旦超出使用壽命，則難以保證其工作的安全性，就比如壓力容器。因此，壓力容器的設計必須明確其使用年限，在使用的過程中一旦即將達到使用期限，則必須提前進行更換。新版的

4、《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》的發(fā)布，規(guī)定了設計單位必須在設計圖紙中明確標注此壓力容器的設計使用年限，而舊版就沒有這項規(guī)定，由此標志著壓力容器的使用年限問題已經(jīng)得到了國家的重視。但是明確標注了使用年限的同時，也要明確標注此使用年限的前提使用條件，因為很多企業(yè)人員在實際使用的過程中，雖然看到了年限，但是經(jīng)常采用習慣性的操作方式，這就會使得壓力容器的使用年限降低。因為設計的使用年限往往是在理想環(huán)境中的使用年限，而在實際應用中，溫度、介質(zhì)

5、等等因素都會或多或少給產(chǎn)品部件造成一定的影響從而又影響到產(chǎn)品的整體使用年限。 </p><p>　　2、 關于壓力容器設計材料 </p><p>　　工業(yè)機械產(chǎn)品的材質(zhì)對于產(chǎn)品整體的性能起著核心的作用，材料的不同使得各個產(chǎn)品的屬性也有所不同，對于壓力容器亦是如此，材料的問題是壓力容器設計過程中的關鍵問題。然而以當前的普遍現(xiàn)狀來看，在壓力容器的設計中，對于材料的選擇和取舍都要受著來自諸多方面

6、的影響，比如用戶有著特殊的要求，或者壓力容器需要在極特殊的環(huán)境下運行，或者使用壓力容器的人員不一致，又或者對容器的體形、大小和外觀有著特殊的要求等等。對于壓力容器來說，比其他工業(yè)機械產(chǎn)品對材料的要求要更高，因為壓力容器的工作環(huán)境往往過于極端，而倘若材料對所處的環(huán)境不耐受，就會導致內(nèi)部外部的壓力或介質(zhì)的腐蝕給容器材料造成巨大的損傷而導致安全事故的發(fā)生。因此，壓力容器的設計要針對不同種類的材料進行相應的檢測，包括耐力程度和抗腐蝕程度等。但是

7、在實際的設計中又經(jīng)常存在這樣的問題，用戶若提出要求將容器的材料進行降低厚度處理，設計人員則會按照要求重新對容易材料變薄之后的各項耐力指標進行計算以便重新設計，但是有相反的情況出現(xiàn)時，比如用戶要求將材料加厚，這時設計人員往往容易忽略容器材料加厚也可能造成脆性斷裂的風險，而不重新考慮。 </p><p>　　3、 關于壓力容器設計中的熱處理問題 </p><p>　　在目前的壓力容器設計中，存

8、在很多這樣的情況，設計人員都會對壓力容器的殼體和封頭進行熱處理，卻容易忽視接管設計中的熱處理問題。有關資料曾經(jīng)明確指出，鋼板冷成形受壓元件在很多的情況下都需要進行熱處理。比如盛裝具有極高毒性和腐蝕性介質(zhì)的壓力容器，或者有應力腐蝕性介質(zhì)的容器，又或者碳鋼及低合金鋼，成形后的厚度下降10%等等情況，一旦出現(xiàn)冷成形變形率不符合規(guī)定的情況，則必須采用相應的熱處理來使材料恢復其原有的性能。 </p><p>　　4、關于壓

9、力容器設計中分氣缸和儲氣罐的設計問題 </p><p>　　在壓力容器的分氣缸設計中，其出氣口和進氣口之間的有效距離經(jīng)常容易被忽視。而在設計的過程中，根據(jù)相應的具體工藝參數(shù)使出氣口和進氣口的距離得以準確定位是非常重要的環(huán)節(jié)，另外控制好分氣缸的開口和環(huán)焊縫之間的距離也有著重要作用，能夠減小局部應力的影響以更好地保證分氣缸的正常運作。 </p><p>　　二、壓力容器設計過程中常見問題的防范

10、對策 </p><p>　　1、合理設計年限及開孔，防止應力腐蝕 </p><p>　　壓力容器的設計使用年限問題應該嚴格遵循《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》中的要求，圖紙中應該明確給出壓力容器的使用年限。設計者在設計時要認真考慮設計容器各方面的影響因素，提高其可靠度，不斷減少其安全隱患。設計者可根據(jù)壓力容器材料的耐腐蝕能力、最大腐蝕速度及內(nèi)外部受到的壓力差等，計算出此壓力容器的最大腐蝕

11、承受度及最大腐蝕速率后，可依據(jù)公式計算出容器的安全使用年限。其次，由于外部使用環(huán)境對于容器有較大的影響，設計者應模擬最惡劣的使用環(huán)境中推算其使用壽命。最后，設計者圖紙設計時還應考慮到使用者對其壽命的影響，設計者應在圖紙中標明使用條件，規(guī)范要求容器使用中的承壓部件的狀況、容器壁厚等參數(shù)。 </p><p>　　壓力容器屬于厚壁接管，一般都需要進行補強設計。設計中可參照殼體材料的特點、性質(zhì)、功能等進行優(yōu)選和設計，要保

12、證接管補強材料的材質(zhì)同壓力容器殼體材料性質(zhì)一致，全面維護金屬材質(zhì)的融通性。在選擇厚壁接管補強方法時，要確保接管材質(zhì)強度等級同被開孔容器材質(zhì)強度等級保持一致，然而，強度等級過高的接管材料并不能發(fā)揮正面的補強功效，甚至會有負作用，這會在整體上影響容器結構的牢固度與穩(wěn)定性。如果接管材料強度等級較低，則需對接管壁做增厚處理，保證其良好的補強效果，同時適度控制接管的有效流通面積，需要多重操作，不僅增加施工工序，也難以控制和確保開孔補強效果，有損容

13、器功能與作用的發(fā)揮。設計時可采用無縫鋼管技術，也可采用鍛件加工技術，來優(yōu)化厚壁連接補強技術，有效控制容器補強的誤差，如果補強設計的壓力很小，對于補強的質(zhì)量與效果要求相對較小時，因此可以采用厚度適宜的無縫鋼管，相反，則應該選擇鍛件加工技術。 </p><p>　　2、針對壓力容器材料替換引起的設計問題 </p><p>　　前面提到了材料的改變對壓力容器的影響，所以在各個部件的連接位置，還有

14、管道的彎折位置，無論是當材料變厚還是變薄都要進行相關的處理，比如當材料變厚的時候封頭和各個地方鏈接的地方要削成平邊角，當然還要考慮焊接對于材料的影響。 </p><p>　　3、針對壓力容器設計過程中熱處理問題的對策 </p><p>　　很多壓力容器的設計人員為了降低制作成本，在設計壓力容器的時候很多連接的部分都使用碳鋼或者低合金鋼，雖然這些材料可以利用無縫管制作，理論上可以滿足設計要求

15、，而且還減少成本，但是工作人員往往會忽略對這些材料進行熱處理，因為碳鋼或者低合金鋼在成型之后不經(jīng)過合適的熱處理，就會使得材料發(fā)生微小的晶體破碎，使其硬度和強度雖然有所上升，但是可塑性卻反而下降，這樣壓力容器在實際的應用過程中就會出現(xiàn)裂紋，從而造成安全事故，所以應該對這些材料進行嚴格的符合國家標準的指標要求的熱處理過程。 </p><p>　　4、關于壓力容器設計中分氣缸和儲氣罐的設計問題 </p>

16、<p>　　對于壓力容器設計中分氣缸的設計問題，主要應該控制好出氣口和進氣口之間的距離，在設計過程中應當根據(jù)容器的實際用途進行準確計算確定其距離。對于儲氣罐的設計也要把握好材料和尺寸，罐體的長度和直徑的比值必須設定在合理的范圍之內(nèi)，才能確保整體容器的使用性能。 </p><p>　　總之，作為壓力容器的設計者，應當全面貫徹和理解國家現(xiàn)行的標準和規(guī)范，在工作中，應避免一些不應該出現(xiàn)的錯誤，你的一個小小的錯

17、誤就可能會釀成一場災難性的事故。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 柳秀梅，袁興海.化工壓力容器選材與補強設計分析[J]. 化工管理. 2015（03） </p><p>　　[2] 周新房.淺談化工壓力容器設計選材問題[J]. 科技視界. 2014（26） </p><p>