壓力容器設(shè)計中的問題與防范措施

王艷玲

（大連東方億鵬設(shè)備制造有限公司，遼寧 大連 116000）

在工業(yè)生產(chǎn)中，對于壓力容器應(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，不斷提升其價值的重要保障，對于壓力容器在可靠性方面保障而言，在設(shè)計環(huán)節(jié)中對其進(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)計中的一些問題影響下，更需要對其進(jìn)行深入分析。

1 問題分析

1.1 材料選擇問題

在容器設(shè)計中，容器材料選擇是一個較為重要的環(huán)節(jié)，對于材料的選擇，直接影響到壓力容器最終的生產(chǎn)質(zhì)量，嚴(yán)重影響容器的強(qiáng)度、使用壽命以及結(jié)構(gòu)性能等，通過對其進(jìn)行仔細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)其問題主要表現(xiàn)在以下方面，1） 在材料類型中選擇存在問題，比如，在設(shè)計中所選材料質(zhì)地以及強(qiáng)度并未充分滿足容器其生產(chǎn)要求；2） 在容器材料選擇中，其厚度也是一個重要影響因素，若是所選材料的厚度未滿足設(shè)計要求，對其結(jié)構(gòu)性能以及強(qiáng)度，同樣會造成不利影響，導(dǎo)致容器在應(yīng)用中的可靠性受到影響；3） 對于所選材料應(yīng)用而言，若是對其經(jīng)濟(jì)屬性缺少充分考慮，那么，在后續(xù)生產(chǎn)中，同樣會產(chǎn)生一些問題，嚴(yán)重時，會造成容器生產(chǎn)只制造無法順利進(jìn)行。

1.2 熱處理問題

在壓力容器設(shè)計中，還有一個重要環(huán)節(jié)就是容器的熱處理，并且熱處理質(zhì)量也會對容器應(yīng)用的可靠性造成直接影響，因此，在熱處理設(shè)計環(huán)節(jié)中，需要合理進(jìn)行設(shè)計。然而，以我國當(dāng)前容器熱處理實(shí)際現(xiàn)狀來看，其存在的問題不容樂觀，其問題主要表現(xiàn)在以下方面，1） 在熱處理設(shè)計環(huán)節(jié)中，缺少嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，一些熱處理設(shè)計的缺陷較為明顯，會在后期生產(chǎn)的熱處理環(huán)節(jié)中造成操作不當(dāng)?shù)葐栴}；2） 在容器熱處理環(huán)節(jié)中，還有一個較為重要的問題，就是完整性問題，比如，當(dāng)前在設(shè)計中雖然對容器殼體以及封頭較為重視，同時，其效果也較為理想，但是，在接管熱處理環(huán)節(jié)中，對其有著較為嚴(yán)重的忽視現(xiàn)象在，對于容器安全性而言，造成一定影響。

1.3 法蘭設(shè)計問題

在容器設(shè)計中，法蘭設(shè)計同樣重要，可以說法蘭是壓力容器中最重要的組成部分，所示在法蘭設(shè)計環(huán)節(jié)中發(fā)生問題，對容器應(yīng)用效果，將會造成嚴(yán)重影響，因此，嚴(yán)格控制法蘭設(shè)計是壓力容器設(shè)計重要最重要的環(huán)節(jié)。以我國當(dāng)前在法蘭設(shè)計的實(shí)際情況分析，其較為突出的問題就是在尺寸設(shè)計方面與強(qiáng)度設(shè)計方面未滿足其基本要求，導(dǎo)致其出現(xiàn)一系列的安全問題，出現(xiàn)強(qiáng)度、尺寸不合理的主要原因在于，計算機(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，有著較多的問題，所造成的后果較為惡劣。

1.4 使用壽命問題

在壓力容器設(shè)計中，使用壽命是人們較為關(guān)注的問題，然而，在實(shí)際設(shè)計中，存在一定缺陷與問題。設(shè)計人員對容器使用壽命設(shè)計方面缺少足夠的重視，導(dǎo)致其在容器設(shè)計中對使命壽命并未進(jìn)行詳細(xì)的明確，對后續(xù)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)造成極大影響，甚至還會存在安全隱患。

2 壓力容器設(shè)計過程中的防范措施

2.1 壓力容器設(shè)計使用年限問題的對策

針對壓力容器設(shè)計中的設(shè)計使用年限問題，設(shè)計人員要根據(jù)國家最新規(guī)定的技術(shù)規(guī)定與相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，合理設(shè)計壓力容器的使用年限。認(rèn)真研究各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)對壓力容器使用年限的影響，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)的計算，并做出合理的設(shè)計。設(shè)計者一般需要從三個方面思考設(shè)計使用年限：首先要著重考慮該種材料的耐腐蝕程度，尤其是在容器所承裝液體是腐蝕性物質(zhì)時，耐腐蝕性能對使用年限的影響更大。要精確計算出該容器的最大腐蝕承受度，一般要根據(jù)材料的最大腐蝕速度與內(nèi)外部的壓力差來計算。這兩個指標(biāo)對使用年限有較大影響。然后要考慮到壓力容器使用過程中的外部環(huán)境的因素，外部環(huán)境的壓力也會影響到壓力容器的使用年限。

2.2 壓力容器材料改變問題的對策

壓力容器設(shè)計材料的問題是一個比較大的問題，這是由于壓力容器在不同階段的材料是不同的，當(dāng)一個容器初期的設(shè)計材料較薄，而后期換為較厚的材料時，這中間的連接是一個問題。若在厚薄不同的鋼板結(jié)構(gòu)連接處出現(xiàn)問題，那么這個容器的安全性就沒有了保障。對于封頭部分使用了較厚的材料，而殼體部分材料較薄，這時候兩部分之間的連接結(jié)構(gòu)必須格外注意，封頭需要做削邊處理，將厚的部分逐漸削薄，直到能與殼體部分緊密連接為止。此外，筒體和管板之間的相互連接，當(dāng)厚度在很大程度上增加后，焊接部分的應(yīng)力就會降低，這對于壓力容器的焊接部分來說十分不利。而且，鋼板的厚度有時候?qū)θ萜鞯陌踩珕栴}也有很大影響，而且并不是說越厚安全性就越高。

2.3 壓力容器設(shè)計過程中熱處理問題的對策

壓力容器設(shè)計過程中的熱處理問題是一個重要問題。壓力容器的設(shè)計中需要進(jìn)行熱處理的地方要按照國家規(guī)定進(jìn)行熱處理，絕不能為了省下一些成本，就忽略了熱處理的重要性，從而埋下了安全隱患。鋼材經(jīng)過冷卻變形后，硬度和強(qiáng)度有所提升，但可塑性卻大大下降，若不進(jìn)行相應(yīng)的熱處理，會使鋼鐵內(nèi)部的晶粒發(fā)生破碎。冷卻后的內(nèi)部變化劇烈，硬化程度大大提高，對于安全性是個大大的挑戰(zhàn)。針對鋼板進(jìn)行的熱處理是必不可少的，能夠有效增加鋼板的可塑性。

3 結(jié)語

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，壓力容器設(shè)計作為我國工業(yè)設(shè)計的重要組成部分引起了越來越多技術(shù)人員的注意。壓力容器作為我國一項(xiàng)重要的工業(yè)設(shè)備，設(shè)計人員應(yīng)該在設(shè)計的工作中嚴(yán)格以“安全第一，預(yù)防為主”的原則進(jìn)行設(shè)計，在我國最新規(guī)定的基礎(chǔ)上，要從各個角度提高壓力容器的可靠性。