探析壓力容器設(shè)計(jì)中的問(wèn)題與解決要點(diǎn)

摘 要：隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步，國(guó)內(nèi)工業(yè)技術(shù)在一定程度上有所提高和進(jìn)步。壓力容器設(shè)計(jì)是工業(yè)設(shè)計(jì)中的重要一項(xiàng)，其設(shè)計(jì)工作已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步與提高。由于科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，壓力容器設(shè)計(jì)中所需要的原材料、設(shè)計(jì)方法已經(jīng)受到多方面的限制，不能與現(xiàn)代化發(fā)展需求相適應(yīng)。筆者通過(guò)多年多壓力容器設(shè)計(jì)工作的參與，發(fā)現(xiàn)壓力容器設(shè)計(jì)中的使用年限、熱處理功能等方面的問(wèn)題和弊端亟待改進(jìn)，下文中，筆者將具體針對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)特點(diǎn)、壓力容器設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，壓力容器設(shè)計(jì)優(yōu)化策略進(jìn)行分析和論述。

關(guān)鍵詞：壓力容器設(shè)計(jì)；問(wèn)題；解決要低

一、國(guó)內(nèi)壓力容器設(shè)計(jì)情況概論

在石油化工領(lǐng)域范圍內(nèi)，壓力容器是一種備受人們關(guān)注的設(shè)備，在很多工業(yè)類的企業(yè)中，都要運(yùn)用到壓力容器，特別是在石油化工企業(yè)中，壓力容器占據(jù)著無(wú)可代替的重要地位。現(xiàn)階段，我國(guó)在壓力容器設(shè)計(jì)上，還存在不少問(wèn)題，有待人們對(duì)其進(jìn)行有效解決。同時(shí)，壓力容器具有較為特殊的物理特性，在使用的過(guò)程中，一不小心，便有可能造成大量的財(cái)產(chǎn)損失與人員傷員。因此，很多企業(yè)都將壓力容器列為特種設(shè)備。對(duì)壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)，從某種程度上來(lái)說(shuō)是一種專業(yè)性比較強(qiáng)的工作，對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，其必須要有非常高的專業(yè)素養(yǎng)與綜合素質(zhì)。當(dāng)前，有很多生產(chǎn)廠家的設(shè)計(jì)人員沒(méi)能足夠?qū)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者制造與安裝的規(guī)范理解通透，雖然當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)可以代替人們做很多事情，包括設(shè)計(jì)。但是很多設(shè)計(jì)人員在運(yùn)用計(jì)算機(jī)時(shí)，表現(xiàn)得過(guò)于依賴，而沒(méi)有意識(shí)到計(jì)算機(jī)只是一種輔助的手段。還有此設(shè)計(jì)人員，把設(shè)計(jì)條件想象得過(guò)于完美，使得各種安全隱患頻頻出現(xiàn)在壓力容器的設(shè)計(jì)中。針對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)中，時(shí)而會(huì)出現(xiàn)一些與技術(shù)規(guī)定相關(guān)但又理解不準(zhǔn)的設(shè)計(jì)技術(shù)問(wèn)題，由此引出了各種不合理的結(jié)構(gòu)或技術(shù)要求，造成了制造方面不必要的材料和工時(shí)浪費(fèi)，有時(shí)還涉及壓力容器安全性能。有關(guān)單位及其設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)中的技術(shù)條款和典型問(wèn)題作出準(zhǔn)確分析和正確理解，不斷提高壓力容器設(shè)計(jì)的科技水平。

二、壓力容器設(shè)計(jì)中的常見問(wèn)題

（一）壓力容器材料代用之后的設(shè)計(jì)更改問(wèn)題。從設(shè)計(jì)者的角度來(lái)看，壓力容器的材料是不能隨便進(jìn)行更改的，否則發(fā)生一絲微妙的變化，都有可能影響到壓力容器的其他性能。因?yàn)楫?dāng)壓力容器的材料發(fā)生了變化之后，那么壓力容器的受力情況、耐腐蝕程度以及內(nèi)應(yīng)力都會(huì)相應(yīng)地產(chǎn)生一系列的變化。在通常情況下，只要對(duì)材料進(jìn)行了更改，重新計(jì)算受力情況是設(shè)計(jì)者們必須要做的一件事情。但是，在現(xiàn)實(shí)工作中，則不是這樣的大多數(shù)情況下只有設(shè)計(jì)者發(fā)現(xiàn)材料從厚變?yōu)楸≈?，才?huì)細(xì)心地對(duì)新材料進(jìn)行計(jì)算，看其是夠能對(duì)壓力條件予以滿足，并對(duì)其承受相應(yīng)的壓力進(jìn)行分析，看其安全系數(shù)是否達(dá)標(biāo)。如果材料是變得更厚的話，那么設(shè)計(jì)者就會(huì)想當(dāng)然的認(rèn)為在材料的強(qiáng)度增加的情況下，其受力程度便沒(méi)有再進(jìn)行計(jì)算的必要。

（二）壓力容器的設(shè)計(jì)使用壽命問(wèn)題。根據(jù)新版的相關(guān)規(guī)程規(guī)定，很多安全問(wèn)題的產(chǎn)生都是因?yàn)閴毫θ萜鞒^(guò)其服役期，為了降低這種情況的發(fā)生率，壓力容器的使用壽命應(yīng)該在原設(shè)計(jì)樣圖中進(jìn)行明確，而且相關(guān)的制造單位應(yīng)該將這項(xiàng)工作做好。這相比舊版的而言是一個(gè)很大的進(jìn)步。然而，在壓力容器的設(shè)計(jì)使用壽命問(wèn)題上，很多設(shè)計(jì)者對(duì)其的重視程度通常都是不足的，更也沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行足夠的考慮，所以即便對(duì)使用壽命進(jìn)行了相關(guān)注明，設(shè)計(jì)者也會(huì)根據(jù)管理標(biāo)志或者經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，從而把壓力容器使用壽命這一比較大的影響因素給忽略掉了。

（三）壓力容器設(shè)計(jì)過(guò)程中的熱處理問(wèn)題。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，鋼板冷成形受壓元件，當(dāng)符合以下條件時(shí)，壓力容器設(shè)計(jì)單位一定要對(duì)壓力容器殼體設(shè)計(jì)過(guò)程予以注意，并對(duì)設(shè)計(jì)要求給予充分的滿足。一是，圖樣對(duì)應(yīng)力腐蝕的容器有注明；二是，對(duì)低合金鋼、碳鋼，成形后其減薄量超過(guò)了9%；三是，具有高度或者極度危害介質(zhì)的盛裝毒性的容器；四是，對(duì)低合金鋼、碳鋼，要求做材料沖擊試驗(yàn)的任何一個(gè)條件，同時(shí)低合金鋼、變形率碳鋼以及其他材料大于6%，應(yīng)該在其成形之后，對(duì)其展開相關(guān)的熱處理工作，使其材料的性能得以恢復(fù)。

三、壓力容器設(shè)計(jì)中的解決要點(diǎn)

（一）壓力容器材料代用后的解決要點(diǎn)。在設(shè)計(jì)壓力容器的過(guò)程中，如果有必要對(duì)材料進(jìn)行代用，那么設(shè)計(jì)者一定要高度重視厚板對(duì)薄板進(jìn)行替代的情況，特別是要對(duì)其連接結(jié)構(gòu)的變化予以足夠的重視。在進(jìn)行加厚的主體與封頭連接的時(shí)候，可以將封頭作為著眼點(diǎn)展開削邊處理。

（二）壓力容器的設(shè)計(jì)使用壽命解決要點(diǎn)。設(shè)計(jì)者在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要對(duì)新出版的相關(guān)規(guī)程與規(guī)定進(jìn)行理解與掌握，并根據(jù)相關(guān)要求，對(duì)設(shè)計(jì)使用壽命的衡量與計(jì)算工作予以足夠的重視。在壓力容器的腐蝕問(wèn)題上，最大腐蝕速度應(yīng)該是設(shè)計(jì)者的計(jì)算依據(jù)，對(duì)腐蝕速率與腐蝕裕量予以確定，從而將壓力容器的設(shè)計(jì)使用壽命計(jì)算出來(lái)。在設(shè)計(jì)圖紙的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員有必要對(duì)使用壽命予以標(biāo)注。

（三）壓力容器設(shè)計(jì)中的熱處理解決要點(diǎn)。壓力容器設(shè)計(jì)單位對(duì)容器的接管進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，不僅要對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)要求予以滿足，還要對(duì)成形后的熱處理要求設(shè)計(jì)規(guī)范給予充分的重視。如果熱處理要求與相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求不相符合，那么設(shè)計(jì)的接管也會(huì)與要求不相符合，從而出現(xiàn)各種安全隱患。需要注意的是，加工冷卻超厚的鋼板之后，可以適當(dāng)?shù)卦黾釉俳Y(jié)晶退火工藝，從而使得鋼板的硬度、強(qiáng)度與塑性都能得到增加。

綜上所述，壓力容器設(shè)計(jì)工作的對(duì)象具有特殊性和復(fù)雜性，因此設(shè)計(jì)工作者子在完成設(shè)計(jì)任務(wù)的過(guò)程中，需要將遵循人身安全、財(cái)產(chǎn)安全的設(shè)計(jì)原則，遵從國(guó)家有關(guān)政策標(biāo)準(zhǔn)和操作準(zhǔn)則，提升壓力容器設(shè)計(jì)中的科學(xué)技術(shù)水平。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)上存在的不合理問(wèn)題，并及時(shí)提出改進(jìn)、調(diào)整措施，增強(qiáng)壓力容器的使用性能和使用期限，切實(shí)提高壓力容器產(chǎn)品的科學(xué)技術(shù)含量和創(chuàng)新性。

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作者簡(jiǎn)介：王曉嬌，大連冷凍設(shè)備制造有限責(zé)任公司。