對壓力容器的機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)的探討

摘要：現(xiàn)如今，壓力容器機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)是科技研究人員所關(guān)注的重點(diǎn)問題。因此，本文首先對壓力容器進(jìn)行了簡單的概述，然后分析了其可靠性方面的要求，最后探討了壓力容器機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)方式，借此提升壓力容器機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)水平。

關(guān)鍵詞：壓力容器；機(jī)械強(qiáng)度；可靠性；設(shè)計(jì)

進(jìn)行壓力容器機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)的過程中，尺寸是科研人員需要參考的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，科學(xué)技術(shù)研究人員需要按照不相同的壓力容器實(shí)況設(shè)計(jì)可靠性。壓力容器機(jī)械強(qiáng)度可靠性可以劃分成設(shè)計(jì)與生產(chǎn)、運(yùn)用與修護(hù)等流程。機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)是比較復(fù)雜的流程，因而此次研究對壓力容器機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)展開了論述。

一、壓力容器的基本概述

所謂的壓力容器就是一種承壓設(shè)施，通常是說采用在一定壓力流體的存儲與輸送、以及傳熱和反應(yīng)的密封性容器。壓力容器在采礦行業(yè)、冶金行業(yè)、化工行業(yè)等運(yùn)用甚廣，再者，壓力容器也運(yùn)用與人們生活的各個方面。伴隨著科技的不斷發(fā)展，壓力容器制作水準(zhǔn)也日漸提升，壓力容器所牽涉到的科目比較多，有較強(qiáng)的綜合性?；ぎa(chǎn)品與醫(yī)藥產(chǎn)品是根據(jù)相應(yīng)的工藝流程，在一定情況下使用和其相匹配的機(jī)械設(shè)施生產(chǎn)的。而工業(yè)的不斷發(fā)展，帶動了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，壓力容器已經(jīng)在石油領(lǐng)域、化工行業(yè)等各個行業(yè)與領(lǐng)域中運(yùn)用廣泛，與此同時(shí)壓力容器數(shù)量逐步增加，容積大的設(shè)施也逐步增多。根據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，化工廠里面有半數(shù)以上的設(shè)施均是壓力容器范疇。

二、對壓力容器機(jī)械強(qiáng)度可靠性要求分析

在現(xiàn)如今的石油化學(xué)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的時(shí)候，每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)均不簡單，部分設(shè)施生產(chǎn)工藝工程內(nèi)的任意設(shè)施產(chǎn)生問題均會直接影響到產(chǎn)品的品質(zhì)，或者導(dǎo)致生產(chǎn)不能正常開展，威脅到人身設(shè)施運(yùn)營的安全性與穩(wěn)定性。可是，由于中國的石化工業(yè)高速發(fā)展，壓力容器在各行各業(yè)中均得到了有效的使用。但是，人們還需要了解到的是，在工業(yè)運(yùn)用的壓力容器均需承受巨大的壓力以及溫度介質(zhì)，與此同時(shí)，操作條件尤為苛刻。所以，科技研究人員進(jìn)行壓力容器設(shè)計(jì)的過程中，對材料的挑選與強(qiáng)度計(jì)算等提出了高要求。

（一）使用年限操作修理便捷

從總體情況來看，化工物料可以腐蝕殼體結(jié)構(gòu)材質(zhì)，這也是石油化工壓力容器使用年限影響因素之一，假設(shè)未能對殼體結(jié)構(gòu)展開研究，化工物料會導(dǎo)致壓力容器器壁變薄，因此，科技研究人員設(shè)計(jì)壓力容器壓力的過程中，需要進(jìn)一步分析和研究附加腐蝕的原因，如此才可以保證壓力容器壓力設(shè)計(jì)可靠。并且，要想充分滿足某種特殊性需要，需要相關(guān)科技研究人員對頂蓋需要拆卸的實(shí)驗(yàn)容器展開設(shè)計(jì)工作，盡可能使用快拆的密閉結(jié)構(gòu)。如此就可以防止采用笨重的主螺栓來銜接，這樣一來就可以在很大程度上減少壓力容器制作費(fèi)用。

（二）具備經(jīng)濟(jì)實(shí)用性

要想增強(qiáng)壓力容器設(shè)計(jì)，需要增加對安全方面的思考，并且，科技研究人員在設(shè)計(jì)壓力容器的過程中，需要思考到壓力容器結(jié)構(gòu)的簡單性，可以給壓力容器制作以及探傷提供方便。假設(shè)出現(xiàn)部分超標(biāo)性問題，也可以即刻發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而有效處理，不僅可以將壓力容器制作費(fèi)用減少，還可以節(jié)省很多的容器修理成本與原材料。

（三）設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性

科技研究人員設(shè)計(jì)壓力容器的時(shí)候，在這之中最為核心的就是設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性與安全性，如此才可以保證完成對應(yīng)的生產(chǎn)活動，同時(shí)，石油化工壓力容器需要具備承受工藝生產(chǎn)方面的壓力，和溫度與工藝生成時(shí)候所需結(jié)構(gòu)與規(guī)格。并且，常規(guī)的化工生產(chǎn)物料具備一定的腐蝕性與毒性，假設(shè)處理不到位，易于出現(xiàn)火災(zāi)或者爆炸事故。因此，只要壓力容器運(yùn)行的過程中可以儲存一定的能量，倘若被釋放出來，壓力容器中的儲存性能就會在短期中釋放，從而出現(xiàn)破壞性事故。

三、對壓力容器機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)的方式分析

（一）計(jì)算壓力容器筒體的厚度

在1940年到1960年期間，科技研究工作人員對合金強(qiáng)度展開了有效的計(jì)算，從而觀察到了在一定條件下材質(zhì)的腐蝕深度分布情況。伴隨著科技的不斷發(fā)展，對于壓力容器研究也取得了一些進(jìn)展，因而，之后對于相關(guān)材質(zhì)腐蝕的研究成果也逐步增多。因此，可將壓力容器筒體腐蝕裕量計(jì)算出來，并且也可以將壓力容器筒體原本的厚度系統(tǒng)計(jì)算出來。根據(jù)蒙特卡羅的探索方式可以了解到，假設(shè)壓力容器筒體厚度是22毫米，則在其使用多年以后，壓力容器可靠性就是0.95。所以，在經(jīng)過很多次的實(shí)驗(yàn)以后可以了解到，壓力容器筒體厚度和其使用時(shí)間關(guān)系密切。在采用壓力容器的時(shí)候，其可靠性必須要比0.95還要高才行。

（二）有效采用受壓材料

挑選出不一樣的受壓材質(zhì)會影響到壓力容器機(jī)械性強(qiáng)度，因而挑選受壓材料就顯得尤其重要。相關(guān)人員在挑選受壓材料的過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)計(jì)壓力、外部環(huán)境、介質(zhì)腐蝕程度的參數(shù)進(jìn)行確定。另外，介質(zhì)的挑選也是非常重要的，介質(zhì)容易爆炸與燃燒會直接影響到受壓材料，因此可以說在所采用的壓力容器材料時(shí)需要充分滿足工作各方面的需要，并且遵從國家所設(shè)置的有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在這一基礎(chǔ)之上，合理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)也會使壓力容器的可靠性受到一定程度的影響。

（三）關(guān)注極限問題

在采用壓力容器的時(shí)候，筒體的厚度會產(chǎn)生一定程度上的改變，與此同時(shí)其也會在筒體的應(yīng)力作用條件下產(chǎn)生變化，因而開展壓力容器機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)充分思考到壓力容器所盛物體對于筒體的腐蝕速度和效率?？茖W(xué)技術(shù)研究人員在采用公式對壓力容器采用時(shí)的筒體厚度開展計(jì)算的時(shí)候，需要關(guān)注到可靠性受到損壞的現(xiàn)象：首先，壓力容器筒體產(chǎn)生屈服效果喪失；其次，壓力容器筒體產(chǎn)生斷裂。科學(xué)技術(shù)研究人員需要仔細(xì)研究與分析壓力容器在極限條件下失效的現(xiàn)象，提高壓力容器抗壓值與壓力容器機(jī)械強(qiáng)度可靠程度。

結(jié)束語：

目前，中國在壓力容器機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)層面并未制定出較為明確的要求。壓力容器機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)的最終目的就是為了保證壓力容器機(jī)械強(qiáng)度可以與安全規(guī)定相符。外部環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、應(yīng)力均是對壓力容器機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)的思考，因而需要人們增加對壓力容器機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)的關(guān)注力度。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：李德欽，男，23歲，黑龍江工業(yè)學(xué)院，機(jī)械工程系，14級機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)，在校學(xué)生。endprint