压力容器设计中若干问题探析
压力容器设计的常见问题与解决措施
压力容器设计的常见问题与解决措施航空航天快速发展,许多燃气企业也在不断的进步,促进社会的发展,满足人们生产生活的需要。
但是航空航天和燃气企业有个共同的特点,它们都需要一定的压力容器来承载相应的资源,这就需要运用到压力容器。
不同的物质对于压力容器的需求也不相同,所以在进行压力容器的设计时,要对市场进行综合考量,设计多种压力容器满足社会需求。
如果压力容器设计上出了问题,就会影响压力容器的后期的运行,引发许多危险事故。
从压力容器的相关内容、常见问题以及解决措施三个方面展开论述,目的是提高压力容器设计的效果,满足现在社会生产的需要。
标签:压力容器;设计方法;常见问题;解决措施1压力容器的概念与分类压力容器能够承载一定的压力,通常用来贮存液体和气体的装置。
航空航天、燃气企业经常会用到压力容器。
针对不同的物质种类,需要运用不同的压力容器。
我国的压力容器分为超高压容器、高压容器、中压容器以及低压容器。
在压力容器的使用当中,需要考虑它盛装的物体。
其中蕴含的物质可能会有毒、也有可能是易燃易爆、或者是无毒也不会易燃易爆,都需要进行有效的区分,再选择合适的压力容器。
压力容器还具有不同的类型,包括有储运、分离、换热、反应等,它们都具有不同的功能,在使用过程中也会有不同的应用。
2压力容器设计的常见问题2.1压力容器的造价问题在压力容器的设计过程中,各种材料的选择以及技术的使用都需要花费大量的金钱,这就会导致压力容器生产过程中花费的成本较高,会相关企业造成一定的压力。
影响压力容器造价的原因主要分三个方面,分别是结构复杂度、尺寸的发展以及材料的选择。
相关行业对于压力容器的要求非常高,必须选用高质量的材料进行加工,这就在一定程度上增加了企业的成本。
如果选用价格较低的材料来降低成本,就无法达到客户的需求,这在一定程度上增加了压力容器设计的困难。
可以选择高质量的材料,对于压力容器的结构和尺寸进行一定的调整,根据压力容器的具体用途设计出合理的大小,尽可能的节约材料,降低部分的成本支出。
压力容器设计的若干技术问题探究
Ch i n a Ch e mi c a l T r a d e
中国化工贸易
第 一 2 _ 0 i3
旦 工业工 程咨询设 计有 限公 司 。广 西南 宁 5 3 0 0 0 3)
摘
要 :作者通过 自己的设 计实践 ,探讨 了压力容器设计 中的若干重要参数 的选取 ,并对压力容器设计 中与技术规 范相 关但 又理解不准的设计 技 术问题
技 术问题, 作 了扼要解析, 以利设计规避, 供 同仁参考。
关键词 :F - - . . b 容 器 设计参数
是说 ,压力 试验之 所 以免 除 ,是 因为 这些容 器或 者不 具备做 压 力试验 的条 件 ,或者根 本就 不允 许做压 力试 验 。总之 ,免 除意味 着不 能做 而 不是 不去 做 ,因此不 能作 为一般 在制 造厂 内生 产 的压力容 器 不进 行压 与否 ,对 节 约材 料 、减 少/ J n T _ 制造 困难 和确 保 安全 有着 重要 的意义 。 力试 验的 依据 。需要 说明 的是 ,这里 的压 力试 验系 指耐压 试 验 。压 力 另外 ,压 力容器 设计 中 的许多 规定往 往 是从 总体 考虑 的 ,规 定 的含义 试验免 除 的后果 是 减少了 压力容 器制 造过 程 中的一 个检验 环 节 ,当然 较为 原则 ,需要 设 计人 员在全 面分 析 、深刻领 会 的基 础上 ,针对 具体 需要 采取 相应 的补 救措施 以保 证压 力容器 的质 量 和安全 。所 采取 的措 条 件按 相 应的技 术规 定执 行 ,才能 达到 合理 设计 的 目标 ,否则会 陷入 施 取决于 使用 者和 设计者 对容 器的要 求 ,一般 性 的措施 如下 :提 高对 技术误 解 ,出现一些 不合理 的设计 内容 。 压 力容 器材 料 的要 求 :即提 高其 化学 成分 、力学 性能 和 检验 的要求 ; 提 高结构 设 计的要 求 :即尽量 采用 全焊 透接 头 、避免 出现严 重 的几何 重要技 术参数 的确定 不 连续现 象 ; 提 高无损检测 的比例和 级别 ; 提高 容器 的超压 泄放 的 1 . 腐蚀 裕量 容 器 壁厚 的腐蚀 裕 量 ,严 格地 说是 由介 质对 材料 的腐 蚀速 率和 设 能 力 。压力 试验是 设计 者需要 重 点考 虑的 问题 ,是否 可 以免除 以及免 备 的预期 使用 年限 确定 的 。但 对 于大 多数 工艺过 程 ,都难 以给 出材 料 除后应 采取 哪些措 施也 是设 计者需 要 重点考 虑 的问题 。设 计者 不能 也 确 切的腐 蚀速 率 ,而是 由设备 设计人 员笼 统地 给 出腐蚀 裕量 ,这样 对 不应该 轻易 提 出免除 压力 试验 的要求 ,更 不应 该在 设计 阶段 忽略 了免 设 备的 成本及 安全 存在 较 大误 差 ,建 议 由工艺 专业参 照标 准或 工 程统 除压 力试验 所应 该采 取的 措施 ,而在 制造 完成 后提 出免 除压力 试验 的 规定给 出 明确 的腐蚀 速 率 ;对 于接 管 的腐蚀 裕量 ,目前 对取 值 的大 要求 。 小尚有 争议 ,有 的 以容 器 壳体 的腐蚀 裕量 作 为接管 的 腐蚀裕 量 ,有的 3 . 管 壳程压 力问题 当管壳 式换热 器管 程压 力高 于壳 程压 力时 ,大部 分设 计人 员 都知 取 容器 壳体 的 1 , 2 做 为接 管的 腐蚀 裕量 ,若 以前 者确 定接 管 的腐 蚀裕 量 ,则 对于 薄壁 接管 的开 孔补 强明 显不够 。因此 ,对于 接管 的腐 蚀裕 道提 高壳程 试 验压 力与管 程相 等 ,然后 需要校 核 圆筒在 试验 水压 状况 量 ,建 议取 与简体 的腐 蚀 裕量 相 同 ,对 于小直 径或 簿壁 接管 ,则 应采 下 的周 向应 力 。管 法兰都 具有 压力 等级 ,试验 壳程 水压 的压 力提 升 以 取适 当的补强 措施 ,如厚壁管 或锻制 管等 。 后 ,假如 依然 根据 正常操 作情 况选 择壳 程管 法兰 具有 的等 级压 力 ,将 会 对 以后的正 常运 行产 生不 利的影 响 。应 当根据对 应 的规 定标准 ,试 2 . 焊接结 构 . 5 倍 就行 。 球 形封 头 与圆筒 连接 的焊 接 问题 。球形封 头 与圆 筒连接 的环 向 接 验 水压 的压 力 只需小于 规定温 度情况 下无 工作 冲击压 力的 1 头位置 的 圆筒 经线 半径 曲率产 生 了变化 ,进 一步 造成 设计 结构 出现 了 同时管板 ,应校核其 强度 。试验 壳程压 力提升至 试验 管程压 力 的等级 , 问 题 。根 据 G B 1 5 0 . 1 一 G B1 5 0 . 4 — 2 0 1 l 焊接 接 头 分类 方式 的规 定 ,一 为了保证可 靠安全 性。校核过 程 中 ,将设计 管程压 力作为壳 程 的压力 , 般将 轴 向承受 应力 的焊接 接头规 定为 B类焊 接 接头 ,将纵 向承 受应 力 并 且设 计管程 压力 数值 为零 ,在 没有温 差 的状况 下 ,模型 的计 算可 以 的焊 接接头 规定为 A类 焊接接 头 ,位于 圆筒之 中的 A类 焊接 接头所 承 根 据不带法 兰 的固定管板实 行 。 4 . 换 热器的结 构问题 受 的应 力相 当于 B类焊接 接头 的 2 倍 。可 是针 对球形 封 头与 圆筒 连接 固 定管板 式换 热器 拉杆 固定端 的设 置 。设计 过程 中应 当充 分考 虑 的环 向接头 ,规定 其是 A类 焊接 接头 ,在实 际设计 过程 中假如 应用 此 结 构明显 是错 误 的 。在 这样 的状 况下 ,假 如使 用削 薄方 法应 当缩短 半 组装管 束 、振动 管柬 、挡板 结 构防 冲以及 固定 方式 等系 列 问题 。当换 球 球壳 的一段 ,削 薄封 头球 形在 几何 图形 上 的筒体 部分 ,可 以利用 堆 热器 具有 比较小 的直径 时 ,焊 接壳体 与 防冲板 ,可 利用 明穿工 艺 。设 3较远 的另一 端管 板 上 ;当换热 焊 的方 法对 封头球 形进 行 局部 加厚 。削 边简体 端部 方法 具有 较好 的受 置 的拉杆 固定端 应 当在离壳 程 介质 进 1 激 烈 ,从而对 产 品 的设计 提 出了更 高 的要 求 。压 力容器 设计 中经 常会 遇 到一 个设 计参 数在 不 同的设 计规 定 中有不 同的 解释 ,参数 选择 正确
压力容器设计问题的探讨
压力容器设计问题的探讨【摘要】本文主要通过笔者多年来的设计实践,探讨了压力容器设计中的若干重要参数的取之,同时制定了压力容器设计质量保证体系。
【关键词】压力容器;设计参数;质量管理随着我国市场的开放和商品流通领域的日益扩大生产,产品质量的竞争更为激烈。
这对产品设计的质量提出了更高的要求,使过去的一些传统的管理方法和措施已不适用,急待充实、完善、更新。
在设计压力容器过程中,我们经常会遇到这样的问题:一个重要的设计参数,在不同的设计规定中有不同的解释。
如果参数选择正确,对节约材料,减少加工制造困难,降低成本,确保安全都具有重要意义。
1.若干重要技术参数的确定1.1腐蚀裕度容器壁厚的腐蚀裕度,严格的说是由材料的腐蚀速度和及设备的使用寿命决定的。
但对于多数工艺过程,都难以给出材料确切的腐蚀速度,而是由设备设计人员笼统的给出腐蚀裕量,这样对设备的成本及安全都有根大误差。
建议工艺参照标准确定准确的腐蚀速度,对于接管的腐蚀裕度,目前对取值的大小尚有争议,有的以挥器壳体的腐蚀裕度做为接管的腐蚀裕度,有的取容器壳体的1/2做为接管的腐蚀裕度,若以前者碲定接管的腐蚀褡度,则对于薄壁接管的开孔补强明显不够。
因此对于接管的腐蚀裕度,建议立与筒体的腐蚀裕度相同,对于小直径或簿壁接管,则应采取适当的补强措施,如厚壁管等。
1.2焊接结构在《压力容器安全技术监察规程》中,对于焊接坡口型式的修改属于制造工艺问题叙述不够准确。
坡口的型式直接影响了焊接质量及经济效益,如果坡口型式选择正确,不仅焊接质量可靠,而且可提高焊接效率,降低焊接庄力,减小焊接变形,增强抗裂性。
因此建议,当被焊件厚度较小时,可用i型v型坡口形成的接头;当厚度较大时,可用x型接头;厚度大于60tnnl时,用u型坡口较理想,能实现现双面焊,则双u型坡口更理想。
接管与壳体的焊缝是容器所有焊缝中最难控制,也是最易产生问题的地方。
而目前图纸上对接管与容器莲接焊缝的使此类焊缝质量不易保证。
压力容器标准件设计选型若干问题探讨
图 1 组合截面积 As a与 I X-X 计算示意
)对 于 长 颈 对 焊 法 兰 , 当工作压力不小于 3 ( 法兰工作温 度 下 的 最 大 许 用 工 作 压 力 的 0. 8倍 时, 法兰与圆筒的 对 接 焊 缝 必 须 进 行 1 0 0% 的 射 / 线检测或超声检测, 检测结果不低于 J B T 4 7 3 0 . 2 —2 《 承压设备无损检测 第 2 部分 : 射线检测 》 0 0 5 标准中的 Ⅱ 级为合格 。 这是因为长颈法兰与圆筒 的对接接头不仅承受着圆筒中由内压引起的轴向 薄膜应力 , 而且还 承 受 由 法 兰 力 矩 引 起 的 轴 向 弯 轴向弯曲应力是按许 曲应力 。 而在法 兰 设 计 时 , 其中不计焊接接头 用应力的 1. 5倍 进 行 控 制 的, 系数 , 即认 为 焊 接 接 头 系 数 等 于 1。 故 在 工 作 压 力接 近 法 兰 最 大 许 用 工 作 压 力 时 , 必须进行 1 0 0% 射线检测或超声检测 。 当容器壳体 的 A、 B 类焊接接头的无损检测 要求不满足上述 要 求 时 , 设计人员应在总图上注 明 。 如某 U 型管式换热器 , 内径 6 管程设 0 0mm, , 计压力为 4. 工作温度为4 设计温 3 5 MP a 4 0 ℃, 管程 A、 度为4 5 0 ℃, B 类焊接接头进行2 0% 的局 / 部 射 线 检 测, B T Ⅲ 级 合 格。 管 箱 法 兰 选 用 J
综述
·5 石油化工设备技 术 , 2 0 1 2, 3 3( 2) 4· P e t r o C h e m i c a l E u i m e n t T e c h n o l o q p g y -
压力容器标准件设计选型若干问题探讨
陈盛秒
压力容器设计常见问题
5. 法兰使用材料问题 GB150-1998《钢制压力容器》9.1.4规定: 带颈法兰应采用热轧或锻件加工制成,加工后的法 兰轴线须与原坯件的轴线平行。必要时采用钢板制造带 颈法兰时,必须符合下列要求: a) 钢板应经超声检测,无分层缺陷; b) 应沿钢板轧制方向切割出板条,经弯制,对焊 成为圆环,并使钢板表面成为环的侧面; c) 圆环的对接接头应采用全焊透结构; d) 圆环对接接头应经焊后热处理及100%射线或超 声探测,合格标准按JB4700的规定。
5.使用石棉(石棉橡胶)垫的限制。
下列情况下不允许使用: ⑴ 介质为环氧乙烷时;
⑵ 靠真空泵维持的真空系统;
⑶ 不允许有微量纤维混入的介质,如航空汽油和航
空煤油;
⑷ 有卫生要求的法兰连接。
6.碳素钢和低合金钢的高温石墨化问题 碳素钢和16MnR低合金钢长期在高于425℃ 的温度下工作时,会因渗碳体分解而产生石墨化 倾向,使材料的强度、塑性和冲击值下降,钢材 明显变脆。因而设计时必须考虑有否有长期在高 于425℃温度下长期使用的问题,若需要在高于 425℃温度下长期使用,就不能选用这些材料。
1.关于管壳式换热器设计中的金属温度 标志在铭牌上的管、壳程设计温度,分别为管 程管箱的和壳程壳体的设计温度。对于同时受管、 壳程温度作用的元件可按金属温度确定设计温度, 也可按较高侧的设计温度。 金属温度可按附录F(提示的附录)求得,或 在已使用的同类换热器上测定,也可根据成熟的设 计经验确定。 低温换热器的设计温度按附录A(标准的附录) 确定。
谢谢各位
3.关于容器上检查孔的设置 3.检查孔的开设位置要求如下: 。 (1)检查孔的开设应合理、恰当,便于观察或清 理内部; 《 (2)手孔应开设在封头上或封头附近的筒体上。 4.球形储罐应在上、下极板上各开设一个人孔 (或制造工艺孔)。
压力容器的设计问题分析
压力容器的设计问题分析摘要:本论文旨在对压力容器的设计问题进行分析,并探讨相关的挑战和未来发展方向。
首先介绍了压力容器的定义、分类和设计原则,以及力学性能要求。
然后详细讨论了材料选择与应力分析、结构设计与优化、焊接和连接技术,以及压力容器的安全性评估和监测等关键问题。
在现有问题和挑战方面,指出了安全性问题、材料选择和性能、环境影响以及监测与维护等方面的挑战。
本论文的研究有助于同业者更好地理解和解决压力容器设计中的问题,提高其安全性、可靠性和可持续性。
关键词:压力容器,容器设计,问题分析,探讨1压力容器设计的基本原理1.1 压力容器的定义和分类压力容器是指能够承受一定的内外压力,并用于储存、运输或处理液体、气体或多相物质的设备。
它们通常由金属或合金材料制造而成,具有一定的强度和密封性能。
现如今,压力容器广泛应用于化工、石油、能源、制药、食品等不同的领域。
根据结构和功能特点的不同,压力容器可分为以下几类:(1)容器类型:常见的容器类型包括储罐、反应器、分离器、换热器等等。
(2)压力等级:根据承受的压力范围,压力容器可分为低压容器、中压容器以及高压容器。
(3)安装位置:压力容器可以分为立式容器、卧式容器和倾斜式容器,根据实际需要安装在不同位置和方向上。
1.2 压力容器设计的基本原则和流程压力容器设计需要遵循以下基本原则和流程:(1)确定设计条件:确定容器的工作压力和温度等不同的设计条件,并根据相关规范和标准进行选择。
(2)材料选择:根据设计条件、介质性质和环境要求选择合适的材料,比如常用的钢材、合金材料等等。
(3)结构设计:设计容器的结构形式、壁厚、尺寸和连接方式等,以满足强度、刚度和泄漏要求。
(4)强度校核:进行容器的应力分析和强度校核,确保设计的容器在工作条件下具有足够的强度和稳定性。
(5)密封性设计:确保容器具有良好的密封性能,防止泄漏和安全隐患的发生。
(6)监测和维护设计:考虑容器的监测和维护手段,以保证容器安全运行和使用寿命。
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策1. 引言1.1 背景介绍压力容器是工业生产中常用的装置,用于存储、运输或处理各种气体、液体或固体物质。
在压力容器设计过程中,常常会遇到一些问题,如果不加以注意和解决,可能会带来安全隐患和经济损失。
因此,对于压力容器设计中的常见问题及对策的探讨变得尤为重要。
在压力容器设计中,材料选择不当是一个常见的问题。
如果选择的材料强度不足或者耐蚀性差,容器可能会在工作过程中出现断裂或腐蚀现象,从而导致事故发生。
另外,设计计算不准确也是容易被忽视的问题之一。
如果设计计算不够精确,容器的承载能力可能无法满足实际工作条件,导致容器失效。
此外,几何形状不合理和操作条件考虑不周也会影响压力容器的安全性和稳定性。
为了解决这些问题,需要严格控制材料选择,确保选用符合标准和要求的材料。
同时,进行精确的设计计算,确保容器在工作过程中能够承受各种力的作用。
优化几何形状也是提高容器稳定性的重要措施,可以减少应力集中和减轻负荷。
最后,充分考虑操作条件,包括温度、压力、介质性质等因素,确保容器在各种工况下都能够正常工作。
通过有效地解决压力容器设计中的常见问题,可以提高容器的安全性和可靠性,保障工业生产过程的顺利进行。
在面对不断增长的工业需求和严格的安全要求下,压力容器设计师需要不断总结经验,不断改进设计方法,以确保压力容器的质量和安全性。
2. 正文2.1 压力容器设计中的常见问题在压力容器设计中,常见问题包括材料选择不当、设计计算不准确、几何形状不合理、以及操作条件考虑不周等方面。
材料选择不当可能导致压力容器的强度不足或耐久性不足,从而造成安全隐患。
设计计算不准确可能导致压力容器在使用过程中出现失效或漏气等问题。
几何形状不合理可能导致应力集中、疲劳破坏等问题,影响压力容器的使用寿命。
操作条件考虑不周可能导致压力容器在实际操作中受到过大的压力或温度变化,从而影响其安全性和稳定性。
对策包括严格控制材料选择,确保选择符合压力容器设计要求的材料;精确进行设计计算,确保设计计算符合相应标准和规范;优化几何形状,避免应力集中和疲劳破坏;充分考虑操作条件,确保压力容器在不同操作条件下的安全性和稳定性。
压力容器分析设计需讨论的若干问题
材料 和制造 检 验 比规则 设计要 求 高 。压力 容器 分析
设 计考 虑 的主要 失 效 行 为 有 : 量 塑 性 变形 和弹 塑 过 性失 稳 、 塑性疲 劳 和渐增 性 的塑性 变形 、 性疲 劳和 弹
二次 应力 是为 满 足结 构 变 形 协 调 条 件 , 附加 在 一 次
应力 之上 , 一 自平衡 力 系 , 是 在容 器标 准 给 出些应 力分 类 原则 和一 些典 型结
构 的应 力分类 表 。严 格 来 说 , 力沿 截 面 的分 布与 应
应力 分类 没有 直 接 联 系 , 能 说 所 有 的 均 匀分 布应 不 力和 线性 分布 应 力 都 与安 定 载荷 有 关 , 所有 非 线 性 分 布 的应力 与安 定 载 荷 无 关 , 因此 有 均 匀 和线 性 分
1 应 力分解
应 力分 解 是将有 限 元分析 计 算 的弹性 名义 应力 线性 化 处理 , 解 为 均匀 分 布部 分 、 性 分 布 部 分 、 分 线
非 线 性分 布部 分 , 照板 壳理 论 , 参 均匀 分布 部分 称 为 薄膜 应力 , 线性 分 布部分 称 为弯 曲应力 , 实这 样 的 其 称呼 是不 精确 的 , 在板壳 理论 中 , 薄膜 应力 和弯 曲应
布 作用 范 围超 过 14壁 厚 的峰 值 应 力 , 有 非 线 性 / 也
分 布 的二 次应力 ( 内 、 如 外壁 温度 交替 变化 的 内压 圆 筒 , 应力 沿壁 厚非 线性 分 布 , 递增 性 塑性 变形棘 热 对 轮 效 应有 影响 ) 。
3 评 定 准 则
定 准则 提 出参 考 意见 。
小, 主要 在总 体结 构不 连续 处 , 自限性 。 峰值应 力 有
浅谈压力容器设计及容易忽视的问题
浅谈压力容器设计及容易忽视的问题贾瑞只秦志勇(鹤壁市鑫大化工机械有限公司,河南鹤壁458000)应用科技睛要】在设计压力容器时,都应该参照有关的国家规范和标准的最新版本。
设计得正确、合理与否,不仅涉及到制造、检验等环节的难易程度。
影响到压力容器产品的制造成长和运转费用,而且直接关系到产品运行的可靠性。
p:键词】压力容器;设计;问题1概述压力容器投入运行之前,要经过酾十、制造、检验、安装、运行监督和维修等多个环节,设计是其中一个十分重要的环节,遵照某一实用的标准和规范。
按我国标准化法的规定,标准可分为国家标准、行业标准、地方标潍睬1企业标准。
压力容器的规范和标准为了适应设计、制造和检验各个方面的发展,必须定期进行审查并做出修订。
2压力容器设计21压力容器的设计要求石油、4Z-学-产业的生产过程非常复杂,设备生产工艺过程中任何设备出了事故都会影响产品质,或使生产无法继续进行甚至会危及设备和人身的安全。
因此存由化工用压力容器一般需要满足以下几个方面的要求:1)保证完成工艺生产。
石油化工压力容器必须能承担工艺过程所要求的压力、温度及具备工艺生产所要求的规格(直径、厚度、容积)和结构(开孔接管、密封等)。
2)运行交全可靠。
"i-L t生产的物料往往具葡虽烈的腐蚀性、毒性,容易燃烧引起火灾,甚至发生爆炸等恶性事故压力容器工作时内部储存着一定的能量,一旦发生破坏,容器内部储存的能量将在极短的时间释放出来,具有极大的摧毁力。
:3)预定的使用寿命。
影响召由化工用压力容器使用寿命的主要因素是化工物科对壳体结构材料的腐蚀,它会使容器器壁减薄甚至烂穿,因此在设计容器时必须考虑附加腐蚀裕量来保证满足使用年限的要求。
4)制造、检验、交装、操作和维修方便。
提出这一要求的目的,一方面是基于安全性的考虑,因为结构简单、易于制造和探伤的设备,其质量就容易得到保证,即使存在某些超标缺陷也能够准确地发现,便于及时予以消除;其次,这样做的目的也是为了满足某些特殊的使用要求,如对于顶盖需要经常装拆的试验容器,要尽量采用快拆的密封结构,避免使用笨重的主螺栓连接;又如对于有清洗、维修内件要求的容器,需设置必要的人孔或手孔;再是,这样做自然会带来经济上的好处,可以刚氏容器的制造成本。
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策压力容器是工业生产中常见的设备,用于加工、储存和输送各种气体、液体和粉末。
它们承受着高压、高温或低温等复杂的工作环境,因此在设计和制造过程中要特别注意安全性和可靠性。
在压力容器设计中常常会遇到一些问题,下面就让我们来浅谈一下这些常见问题及对策。
一、焊接质量问题焊接是压力容器制造过程中最关键的环节之一,焊接质量直接影响着容器的安全性和可靠性。
常见的焊接质量问题包括焊接缺陷、焊接接头设计不合理和焊接接头处的应力集中等。
为了解决这些问题,首先应该加强焊工的技术培训,提高他们的焊接水平和质量意识;其次要严格控制焊接工艺参数,确保焊接质量符合标准要求;最后要设计合理的焊接接头结构,减少应力集中并提高接头的疲劳寿命。
二、材料选择和损伤问题压力容器的材料选择直接关系到其抗压性能和耐腐蚀性能。
选择不当或材料损伤都会导致容器失效。
为了避免这些问题,首先应该在设计阶段就对材料进行严格筛选和检测,确保材料符合要求;其次要加强对材料的管理和保养,及时发现并处理材料损伤问题;最后要严格按照材料的使用规范来设计和制造压力容器,确保其安全性和可靠性。
三、安全阀和压力表问题安全阀和压力表是压力容器的重要保护装置,它们直接关系到容器的安全运行。
常见的问题包括安全阀和压力表的选择不当、安装位置不合理和维护不及时等。
为了解决这些问题,首先应该对安全阀和压力表的性能和使用要求有清楚的了解,确保其选择和安装符合标准要求;其次要加强对安全阀和压力表的维护保养,及时发现并处理问题;最后要加强对安全阀和压力表的使用管理,确保其在容器运行过程中起到应有的作用。
四、设备结构设计问题压力容器的结构设计直接关系到其承压性能和使用寿命。
常见的结构设计问题包括受力分析不合理、结构尺寸设计不合理和支撑方式选择不当等。
为了解决这些问题,首先应该加强对设备结构设计的理论研究和实践经验总结,确保设计合理性;其次要加强对设备结构的计算分析,确保其受力性能符合要求;最后要结合实际情况对设备结构进行合理优化,确保容器的安全运行。
压力容器设计制造的问题及解决对策
压力容器设计制造的问题及解决对策压力容器是一种常见的工艺设备,在化工、医药、食品等行业都有广泛应用。
随着工业发展的迅猛,压力容器的设计制造也面临着一些问题和挑战。
本文将探讨压力容器设计制造中存在的问题,并提出相应的解决对策。
一、设计问题1.材料选择不当。
压力容器的制造材料通常是金属材料,而不同的工作条件对压力容器材料的性能要求也不同。
选材不当可能导致容器在工作过程中出现失效或事故。
解决对策:对于不同工作条件下的压力容器,应根据具体情况选择合适的材料,并对材料进行充分的测试和验证,确保其符合设计要求。
2.设计强度不够。
在使用压力容器的过程中,可能会受到内部或外部的压力,如果设计强度不够,就会存在安全隐患。
解决对策:在设计压力容器时,必须充分考虑各种工作条件下的压力情况,进行强度计算和模拟分析,确保设计的容器具有足够的强度和稳定性。
3.焊接质量不合格。
焊接是压力容器制造中不可或缺的工艺,焊接质量直接影响到容器的使用性能和安全性。
解决对策:在焊接过程中,必须严格按照相关规范和标准进行操作,保证焊接质量符合要求。
对焊接接头进行全面的检测和检验,确保质量合格。
二、制造问题1.工艺方面存在缺陷。
在压力容器的制造过程中,可能会出现工艺方面的不足,例如工艺流程不合理、设备不足等问题,影响容器的制造质量。
解决对策:在制造过程中,应充分合理规划工艺流程,确保每个环节都符合相关标准和要求。
对关键工艺环节进行监控和控制,及时发现和解决问题。
2.质量管理不到位。
如果在压力容器的制造过程中质量管理不到位,就很容易出现质量问题,导致产品的安全性和可靠性受到影响。
解决对策:建立完善的质量管理体系,对每个制造环节进行严格的控制和管理,确保产品质量满足设计要求。
三、技术问题1.缺乏相关技术人才。
压力容器的设计制造需要丰富的工程经验和专业知识,缺乏相关技术人才会影响产品质量和生产效率。
解决对策:加强人才培养和引进工作,培养一批具有丰富经验和专业知识的技术人才,确保能够满足压力容器设计制造的需求。
压力容器设计过程中常见的问题分析
压力容器设计过程中常见的问题分析压力容器是工业生产中重要的容器设备,是用于承装一定的气体或液体的密闭设备。
由于通常所承装的是有毒、危害性介质,因此对压力容器的设计、制造要求非常严格。
根据生产中的作用,压力容器通常被分为三类,其设计、制造、检验等也都有不同的标准。
然而,在实际设计过程中,由于影响设计的因素较为复杂多样,设计人员往往不能完全兼顾考虑,导致设计的压力容器经后期制造加工出现各种各样的问题。
本文中,笔者就压力容器设计过程中常见的各类问题进行分析,并结合自身工作实际提出一些解决应对的措施和办法。
标签:压力容器设计;常见问题;解决对策引言21世纪以来,随着全球化经济趋势的发展,全球制造业领域竞争格局发生重大调整与变化。
为应对激烈的国际竞争,不断推进制造强国建设,国务院制定出台《中国制造2025》。
压力容器作为工业生产领域中的重要应用性设备,随着中国制造战略的推进,也迎来新的发展机遇与挑战。
要保障实际生产高效、稳定持续推进,就需要压力容器的设计一定要不断打磨与提升。
一、压力容器的重要性压力容器应用广泛,尤其在石化领域中的作用十分重要。
它的功能性非常特殊,稍有不慎就可能造成人身财产损失。
因为这种破坏性,容器被界定为特种设备。
在建造安装压力容器的过程中,其设计会在很大程度上影响其可靠性与安全性,压力容器的设计会对生命安全和生产安全产生很大影响。
压力容器的设计和制造要具有较强的专业性,设计人员应该具备较强的综合素质和高超的专业素养,其材料选择,强化措施,受力分析,结构设计,操作简便、制造安装、检验、维护与使用等,都应该综合考虑。
如此以来,在设计压力容器的过程中,形成了安全隐患,对压力容器的可靠性和安全性产生了严重影响。
二、压力容器设计过程中的常见问题(一)在材料选择上出现问题在进行压力容器设计时,材料的选用要结合压力容器的使用年限、结构性能以及强度进行设计。
与此同时,由于设计人员在选用材料时经常会受到容器外观大小、用户的特别需求、压力电器的使用环境等条件影响,且压力容器一般多在温度较高、压力较高的环境中运转,在选用材料时肯定会对压力容器的内外受力状况以及耐腐蚀性产生影响,在选用压力容器材料时多是由比较严格的标准和规定的。
压力容器设计制造的问题及解决对策
压力容器设计制造的问题及解决对策【摘要】压力容器在工业生产中扮演着至关重要的角色,但设计制造中存在一系列安全隐患。
本文从安全隐患、材料选择与制造工艺、老化和腐蚀问题、设计标准以及生产质量控制等方面进行了深入分析,提出了相应的解决对策。
针对存在的问题,本文建议采取严格的质量控制措施,加强材料科研与生产质量监管,提高设计标准的严谨性和完备性。
通过对压力容器设计制造问题的全面剖析和解决对策的提出,旨在进一步提高压力容器的安全性和可靠性,保障工业生产过程中的安全稳定。
展望未来,应加强科研与产业界的合作,促进压力容器行业的技术升级和创新发展,为工业生产提供更加可靠的设备保障。
【关键词】压力容器、设计、制造、安全隐患、材料选择、制造工艺、老化、腐蚀、设计标准、质量控制、问题、对策、发展方向。
1. 引言1.1 背景介绍压力容器是一种用于贮存或传递气体、液体或蒸汽等介质的设备,在化工、石油、医药、食品等行业广泛应用。
随着工业的发展和现代化生产的需求增加,对于压力容器的设计和制造要求也越来越高。
由于压力容器的特殊性和工作环境的复杂性,设计制造过程中往往会存在一些安全隐患和质量问题。
压力容器设计中存在的安全隐患主要包括设计不当导致的结构强度不足、焊接质量不合格、腐蚀等问题。
针对这些问题,可以通过加强材料的选择和制造工艺控制、增加厚度、采用适当的支撑和防护装置等方式来解决。
在压力容器的使用过程中,老化和腐蚀是一个普遍存在的问题。
要解决这一问题,可以采用定期检测和维护保养的方法,及时更换老化部件。
压力容器设计制造中存在的问题需要多方面的对策来解决,包括提高设计水平、加强质量控制、完善管理制度等方面。
只有不断改进和完善,才能确保压力容器在工业生产中的安全可靠运行。
结束。
1.2 问题概述压力容器是工业生产中常见的一种设备,用于承受内部或外部的压力,并在其中储存或处理液体、气体等物质。
压力容器设计制造中存在着一些安全隐患,给工作人员和环境带来潜在的风险。
压力容器制造监检中对若干问题的处理
压力容器制造监检中对若干问题的处理发布时间:2021-12-01T08:40:28.512Z 来源:《科学与技术》2021年25期作者:苏衍志[导读] 由于压力容器在工业生产中的重要作用,所以要对压力容器的制造过程进行严格要求,如果制造质量不过关就会造成严重的事故。
苏衍志菏泽市产品检验检测研究院,山东菏泽 274000摘要:由于压力容器在工业生产中的重要作用,所以要对压力容器的制造过程进行严格要求,如果制造质量不过关就会造成严重的事故。
以下是笔者监检工作中发现的一些设计或者制造缺陷,对于提高产品质量具有重要意义,特在此加以介绍、讨论。
关键词:压力容器设计制造监督检验1夹套封闭结构不合理1.1问题的发现某制造厂将加氢釜的设计图样送给笔者审查,经仔细査看,加氢釜的夹套封闭结构疑似存在问题:焊接结构类似于GB150-2011《压力容器》附录D图D.22(C),但未标明封闭件与内筒的夹角的角度,图纸上的夹角目测约45°左右,超出GB150—2011?压角度规定,遂与制造厂联系,制造厂设计人员表示刚取得设计许可,经验尚不丰富,未注意到该处结构要求。
但是容器制造已经基本完成,夹套与内筒已经组焊完毕,经现场实际测量封闭件与内筒的夹角在42°到45°之间。
1.2法规标准的要求GB150—2011附录D图D.22(C)%封闭件与内筒的夹角的角度应不大于30°,实际封闭件与内筒的夹角已经超出范围,如何整改是个难题,如果简单地按照GB150-2011附录D图D.22(C)设计,将封闭件割掉重新与夹套筒体焊接,使得封闭件与内筒的夹角的角度不大于30°,如果仅仅割掉封闭件,则封闭件与夹套筒体的焊缝作为B类焊缝,要求进行射线探伤检测但无法实施,也没有使用可记录超声检测的条件,只能将夹套全部割下重新按要求焊接和检测,这样处理难度太大,而且很容易割伤内筒,稍有不慎整个设备就报废了,制造厂一时找不到好的整改办法。
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策压力容器是一种特殊的工业设备,广泛应用于化工、石油等领域。
在设计压力容器时,需要考虑多方面的因素,以满足使用环境的要求,并确保容器的安全可靠。
本文将从常见的设计问题入手,探讨压力容器设计中的注意事项及对策。
1. 强度不足问题在容器运作过程中,容易受到内部压力的作用而发生剪切力、弯曲、扭曲等力,如果容器的强度不足,则会发生破裂、震动、变形等危险,威胁到工作人员的安全。
为了避免这种情况的出现,设计师需要对容器的强度进行全面分析,确定合理的材料强度、壳体厚度和基本结构,保证容器能够承受内部压力的作用。
2. 腐蚀问题由于压力容器常常用于携带腐蚀性强的物质,如氢氟酸、硫酸等,容器内部材料和表面很容易遭受长时间的腐蚀,而且腐蚀可能会对容器的强度产生不利影响。
因此,在容器设计时,需要选择能够耐受腐蚀的材料,并参照相关标准要求制订腐蚀控制措施,如使用外层防腐涂层、定期清洗内壁等。
3. 渗漏问题由于容器内部承受高压,因此容易出现泄漏问题。
特别是在容器的连接处和焊接点,有时会出现不良的接缝,导致介质泄漏,危及使用者的安全。
在容器设计时,需要对使用环境和容器受力情况做全面分析,确保连接和焊接点的密封性,并进行严格的检验和测试,确保容器的整体安全和稳定性。
4. 防爆问题压力容器的使用环境多数是易燃易爆等危险场合,如果容器本身存在引起爆炸的隐患,会对使用者的生命财产造成巨大的威胁。
因此,需要在容器设计时考虑防爆问题,并根据标准要求设置适当的安全装置,如压力阀、温度计、防爆门等,以确保容器在爆炸时能够自动排放内部压力,避免对周围环境和人员造成危害。
以上所述是在设计压力容器时需要关注的一些常见问题及对策。
设计师在进行容器设计时,需要充分考虑各种因素,准确把握使用环境和技术要求,确保容器的强度、安全性和密封性等各方面指标能够符合国家标准和客户要求,确保容器在运作中稳定可靠,为工作人员的安全和环境保护提供有力保障。
压力容器设计中几个问题的探讨
105科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 工 业 技 术随着社会的发展,压力容器广泛应用到国民经济的各个领域。
在石油、化工系统中,压力容器约占整个系统投资的60%左右,压力容器设计质量的好坏直接影响到设备安全性、可靠性、先进性,影响到国民财产和人民生命安全。
而设计是一个综合性非常强的工作,要求设计人员具有广泛的知识、经验。
例如:材料性能、容器的结构、元件的受力分析、防腐蚀措施、容器制造与检验等。
现在的设计是计算电算化、画图电脑化,设计者常常过分依赖于电算,而没吃透相关标准,也没有仔细推敲输入的数据是否正确,只重结果,忽视了中间计算过程,容易产生错误结论和安全隐患,直接将影响容器的安全可靠性,为此我们应引起足够的重视。
下面就压力容器日常设计中常见的几个问题进行了探讨,并给出了解决建议。
1 对长颈法兰,当工作压力大于或等于0.8倍JB/T4700—2000中规定的最大允许工作压力时,法兰与圆筒的对接焊缝的检测问题对长颈法兰,只要工作压力小于J B /T4700—2000规定的相应温度下的最大允许工作压力即可选用,并不做其它任何技术要求,这种做法是错误的,这是因为:长颈法兰直边段与对接圆筒的环焊缝不仅承受着圆筒中由内压引起的轴向薄膜应力,而且还承受由法兰力矩引起的轴向弯曲应力。
长颈法兰的最大应力通常发生于锥颈小端,即直边段与法兰锥颈的连接部位,其轴向弯曲应力已达到1.5[σ]t f。
故在直边段端部的轴向弯曲应力仍接近于1.5[σ]t f,加上由压力引起轴向薄膜应力0.5[σ]t f,则该截面处的轴向总应力可接近2[σ]t f,达到对接圆筒中的轴向应力(0.5[σ]t f)的4倍。
为此必须加强对该连接环缝的检测,将长颈法兰与圆筒的连接环焊缝与通常圆筒的环焊缝相区别。
法兰设计中,对轴向弯曲应力是按许用值1.5[σ]tf进行控制的,其中不计焊缝系数,即认为焊缝系数等于1。
关于压力容器设计中常见问题及设计优化的探讨
关于压力容器设计中常见问题及设计优化的探讨
王雅丽
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0 % 一 9 0 %。 因此 , 在保证容器使用要求 的前提 【 摘 要l压 力容 器设计的合理性 不仅影响容 器的制造 和成本 , 也影 质量 几乎 占据设备 质量 的8 在材 料选择 时, 应该 选择那 些价格 比较 低的材料 来降低制 造成本 。 响容 器的使 用安 全, 意义重大。 本文 分析 了 压力 容 器设计中常见的问题 , 并 下, 探讨了 压 力容器的优 化设计措施。 除 此之 外, 应该选择 合理 的结构尺寸, 这样可以降 低容器 壳体的质量 , 从而 实现 降低设备造价 , 最 终使得设备建 造经济和合理 。 【 关键 词l 压 力容器; 设计; 问题 ; 优 化设计
一
的强度 计算 和应力分析 , 以便确定 构件 的尺寸 和材 料, 最后 便是进 行图 其结 构的的尺寸要通过 计算来满足强度方面的要求 。 纸 的绘 制, 提 供设 计 的计算书和 其他 的技术 文件。 一 个压 力容器, 在 投 三. 压 力容器 的 设计 优 化 入使用 之前, 都 是要 经过设 计、 制造 , 安全、 检 验, 运 行以及 维护 等多方 新 科技 、 新 材料 以及 新技术 的使用, 使得压力容器在具有发展机 遇 面的工作, 设 计是其 中重要的环 节之一。 的 同时也面 临着挑 战。 客户使 用要求的增加 , 使得原来 的设计思路 以及 压 力容 器目前广泛 的应用于 包括化 学工业、 石油、 科 研 以及能源 工 方法 显得较 为的落后, 为了更 好的解 决这种 矛盾, 应该通 过适 当的减 少 从而使设备 的安全 业等 国民经济发展 的各行 各业 , 是 一种必不 可少的设 备。 在 压力容 器的 对应 力计算 过于严格以及合理增加许用应 力的数 值, 使用 时, 尤其 以石油和 化学工业对其设 计要求 较高 , 这主要 是 由于压 力 性得 到很大 的提高 。 要做 好压力容 器的设计优化 , 可以从 以下几个方面 容 器在 这些行业 使用 时会涉及 到使 用安 全性 , 所 以使得 其设 计 以及 生 着手 : 产的 过程都 比较 复杂, 要求 设备有过硬 的质量指标 , 才会确保在 使用中 1 . 选 用好材料 。 压 力容 器所 使用的材 料不仅要 具备很 好 的承受温 的安 全和 功能 的发挥 。 压 力容 器设 计 的主要 内容 有主 题设备 的工 艺设 度 、 耐 受 压力 , 还 需要 具 备 良好的 焊接 性 能 、 合理 的结 构 以及 密封 性 计以 及 附属设备 的选 型设 计、 设计 计算 和校 核以 及罐 的制 造施 工以 及 能 , 在这 些基础指标 达标 的情况下, 要优化其 经济 性以及使用安 全性 , 采取 的焊接 方式 。 所以 , 压力容器在设 计时, 需要满 足以下的要求 : 并做 好权衡, 不能盲 目的设计而导致 设备 的成本 增加。 2 . 区别对 待。 在 压力容 器设 计时, 需要做 好 区分对 待。 对 于不同的 1 、 满足 工艺要求。 压力容 器要求压力、 温度和工 艺生产 中所需 要的 其 失效的 表现 就会不 同。 即使 是 同一 个应 力, 由于其分布 的不同 比如 厚度 、 直 径以 及容 积等 要求 的规 格和诸 如开 口 孔 以 及密封 圈等 结 应 力, 构, 这些方面的要求 在其应用 于石油 行业 和化 工行业 中时是 必须要满 足 也会 造成失效 的表现 不同。 压力容 器中有 很多的负荷, 比如压 力容器内 部和 外部 的压力、 容器自 身的 重量、 容 器与外界的温度 差以及 容器所使 的要求 。
压力容器设计制造的问题及解决对策
压力容器设计制造的问题及解决对策压力容器是一种用来存储液体或气体的设备,通常用于工业生产和储存领域。
由于压力容器需要承受高压力,一旦设计或制造存在问题,就会对生产过程和人员安全造成严重威胁。
压力容器的设计和制造是一个复杂而重要的课题。
在这篇文章中,我们将探讨压力容器设计制造中可能出现的问题,并提出相应的解决对策。
一、设计问题1.1 材料选择不当在压力容器的设计中,材料的选择至关重要。
如果选用的材料强度不足,容器就会在工作压力下发生变形或破裂,造成严重事故。
在选择材料时,工程师需要考虑到工作条件、温度、腐蚀性等因素,合理选用合适的材料。
解决对策:建立严格的材料选择标准,进行经验积累和技术研究,确保选用的材料符合设计要求。
加强材料性能测试和监控,确保材料质量可靠。
1.2 结构设计不合理压力容器的结构设计应考虑到受力情况、工作条件、安全系数等因素,但有时设计师对这些因素考虑不足或考虑不全面,容易出现设计不合理的情况,导致容器在工作中出现安全隐患。
解决对策:建立完善的设计审查制度,加强设计师的培训和素质建设,提高其设计水平和综合能力。
加强设计方案的讨论和交流,引入更多的专家意见,确保设计的合理性和安全性。
1.3 温度和压力计算不准确在压力容器的设计中,温度和压力是两个重要的参数。
如果温度和压力的计算不准确,就会导致容器在工作中发生失效或事故。
解决对策:建立严格的计算和审查制度,加强工程师的培训和技术交流,提高其计算水平和经验积累。
引入先进的计算工具和软件,提高计算的准确性和可靠性。
二、制造问题2.1 加工质量不达标压力容器的制造过程中,加工质量直接影响到容器的安全性和可靠性。
如果加工质量不达标,就会导致容器在工作中出现裂纹、漏气等问题。
解决对策:建立严格的加工工艺和质量控制标准,加强制造过程的监督和检验,确保每个环节达到标准要求。
加强员工的培训和技术指导,提高其加工水平和责任意识。
2.2 焊接质量差2.3 检测手段不完备在压力容器的制造中,检测是一个至关重要的环节。
浅探压力容器设计的几个问题
浅探压力容器设计的几个问题摘要:压力容器在设计、制造、检验等环节都必须采取有效的控制手段。
本文对压力容器的设计、制造、检验及管理等诸方面进行了研究并提出了相应的处理意见。
本文对设计中的问题和改进措施进行探讨,使业内人员在压力容器设计、制造、检验等环节上能够正确运用,提高工作效率。
说明了压力容器的设计必须遵循有现行设计规范,对设计压力容器有指导意义。
关键词:压力容器设计问题及措施一、压力容器设计涉及到的几个问题1.压力容器的设计使用寿命问题受技术条件、管理体制和人员观念等因素的制约,压力容器的设计使用寿命问题一直没有得到应有的重视。
事实上,压力容器的设计使用寿命应该由设计者在图样上标注,设计者在设计时应考虑到影响容器使用寿命的因素,主要有:材料的力学性能如高温蠕变和高温断裂对时间的依赖性;腐蚀裕量中包含的设计寿命因素;载荷如周期性载荷等的时间性;违规操作或恶劣环境等非正常因素。
因此,正确的设计途径应是:设计者在确定容器设计使用寿命的基础上,充分地考虑以上四个因素的影响,合理地选择材料、确定腐蚀裕度、提出制造、检验和操作要求等等。
GB150-2011《压力容器》和新版《压力容器安全技术监察规程》都明确了设计单位在确定压力容器设计使用寿命上的责任。
应该指出,压力容器的设计寿命不一定等于实际使用寿命,它仅仅是设计者根据容器预期的使用条件而给出的估计,其作用是提醒使用者,当超过压力容器的设计寿命时应采取必要的措施如:经常测量厚度和缩短检验周期等。
压力容器的设计寿命是一个复杂的问题,涉及到材料选用、腐蚀基础数据、结构设计等一系列设计因素,能否准确地预计,反映了设计者的经验和水平。
应在图纸上标注压力容器的设计使用寿命,这样做才能真正体现对用户和对设备安全高度负责的精神。
2.压力试验的免除问题压力试验免除的后果是减少了压力容器制造过程中的一个检验环节,当然需要采取相应的补救措施以保证压力容器的质量和安全。
所采取的措施取决于使用者和设计者对容器的要求,一般性的措施如下:提高对压力容器材料的要求:即提高其化学成分、力学性能和检验的要求;提高结构设计的要求:即尽量采用全焊透接头、避免出现严重的几何不连续现象;提高无损检测的比例和级别;提高容器的超压泻放的能力。
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压力容器设计中若干问题探析
摘要:压力容器在工业生产中应用广泛,笔者从其设计方面问题进行探讨。
对其选材、补强、几种压力容器结构进行浅析。
关键词:压力容器;设计问题
1.总体设计问题概述
压力容器的设计一般有工艺条件中获得操作温度、操作压力、介质成分及特性、容器的尺寸。
根据已知条件选定初步尺寸,考虑何时的材料和机构,然后依据规范进行强度计算,确定筒体、风头及各个受压元件的壁厚。
容器设计中应注意以下因素:储存介质的特性,包括介质的毒性、腐蚀性、可燃性、密度、饱和蒸汽压力等;装量系数,特质容器内有液体和气体时,在温度变化时存在压力变化;温度,筒体在安装时与工作时存在较大的温差,需要在设计充分考虑温度补偿措施,否则易导致筒体不正常变形,严重影响容器的性能;容器的长泾比,要考虑工艺要求,不能单方面的扩大减小。
1.1.总体结构设计中局部应力问题
当各个部件组合成为一个容器整体时,会出现以下状况:
1.1.1.封头和筒体连接时,筒体的几何连续结构破坏,会出现不连续应力。
1.1.
2.容器接管开孔与容器筒体连接破坏了筒体内薄膜应力分布,也会产生不连续应力和应力集中。
1.1.3.容器在受到各种局部机械载荷时,容器筒体上产生叠加局部应力,目前没有统一解决方法,但是设计中要予以考虑。
1.2.容器设计中的结构设计问题,
1.2.1.常常是压力引起的应力,多数是局部弯曲应力,严重时回到石局部变形。
但是局部应力的作用范围有限,一般通过局部强度检核可以解决此类问题。
1.2.2.总体结构的几何不连续而产生的不连续性,由于容器设计需要满足各种功能性,对原本结构有破坏,会产生不连续应力,需要在设计上要通过常规设计规范对其进行补偿。
1.2.3.应力集中,在机构中,会存在应力集中情况,要分析应力集中部位,避免应力超过限值。
在结构设计中通常通过强度计算合理完善结构设计,在结构设计不能满足条件时对其进行适当的焊接结构设计补偿。
2.设备材料选取
压力容器材料的基本要求:要有较高的强度、刚度,良好的制造性能,并且与压力容器介质有良好的相容性。
2.1.在选材时,不考虑实际需求,直选最好的情况时有发生。
由于载荷和应力条件不同,以及受力状态下的工作环境不同,对钢材的力学性能有要求,要满足一定强度、塑性、韧性。
这不仅涉及压力容器以后运行安全,还包还经济合理性的问题。
合理的选择满足条件的材料需要综合考虑。
2.2.设计上对制作工艺的忽略
由于压力容器在制作中设计开孔焊接等等制造工艺,在设计时要对材料的制造性能进行设计上的考量。
譬如钢材,铸铁类焊接性能差,脆性高,要对其减少焊接结构设计。
3.开孔及补强设计
3.1.开孔不合理,应力过于集中
原本容器开孔接管后在应力分布和强度方面就会:破坏原有应力分布,并导致应力集中;接管处容器壳体与接管结构形成结构不连续应力;尤其在容器与接管在拐角处,应力集中明显。
对于开孔应力集中程度要设计上考量,减少应力集中,此外要在结构强度设计上,使因开孔削弱的结构性能得到补偿。
3.2.忽视开孔补强的作用
当开孔并伴有接管时,若开孔开的很小,并且满足GB150规定的不另行补强的最大开孔直径,可不必补偿处理。
当孔不满足条件时,必须做好补强措施,例如通过补强圈补强、接管补强、整锻件补强等等。
3.3.等面积补强计算
实际问题有时是筒体上开单独的一个孔,有时是多个孔局部集中。
在按照《钢制压力容器》补强设计规范处理时,要灵活处理,保证补强的质量和强度满足工艺要求。
4.卧式容器支座设计问题
4.1.卧式容器的鞍座结构设计和载荷分析
鞍座结构对卧式容器起到支撑作用,此外通过滚动支座可以满足容器的一定膨胀变化。
由于过多的支座的水平支撑性能很难保证,因此一般多采用双支座方式。
对于鞍座要做好,鞍座对卧式容器所受外力有载荷和支座反力。
通过对鞍座的载荷分析可以保证卧式容器固定,即保证了安全生产。
4.2.对于筒体应力的计算与校核
卧式容器除了考虑操作压力引起的薄膜应力外,还要考虑容器质量导致的筒体横截面积上的纵向弯矩和剪切力。
对于危险易失效的截面要进行强度或稳定性校核。
5.容器设计中的结构设计问题
压力容器结构设计涉及工艺、选材等等,对于承压容器,结构设计中应力和强度的处理显得尤为重要,在设计中要针对具体设计容器具体结构设计。
此外《压力容器安全技术监察规程》将压力容器分为三类,并对其设计、选材、制造检验及使用管理提出不同要求。
在此简述属于第三类压力容器情况:
5.1.高压容器;
5.2.中压容器(极度、高度毒性危害介质);
5.3.中压储存容器(易燃、毒性程度为中度危害介质,且PV乘积大于10Mpa m3);
5.4.中压反应容器(易燃、毒性程度为中度危害介质,且PV乘各大于等于0.5Mpa m3);
5.5.低压容器(极度、高度毒性危害介质,且PV乘积大于等于0.2Mpa m3);
5.6.高压、中压管壳式余热锅炉;
5.7.中压玻璃压力容器;
5.8.使用强度级别较高(指相应标准中搞拉强度规定值下限大于等于540Mpa)的材料制造的压力容器;
5.9.移动式压力容器;
5.10.球形储罐(容积大于等于50 m3);
5.11.低温液体储存容器(容积大于5 m3)。
对于具体容器类别要按其设计标准,不能混淆的套用其他设计规范,避免设计失策。
6.检验检测
压力容器的检验检测是按照国家规范和标准,以及行业标准,对容器的设计选材和结构的合理性、可靠性等进行检查,并提出结论意见和提出应采取的对策。
如果容器设计选材和结构不合理存在问题,可能造成事故。
因此有必要对容器设计过程进行全面检验。
合理的检验方法能防止设计缺陷,防止容器设计事故,保证其安全经济运行。
7.总结
随着石油化工、能源等工业的发展,技术条件和材料性能不断提高。
压力容器的规格尺寸越来越大,工作压力越来越高,结构和形状也越来越复杂,问题也变得复杂多样。
因此需要对其安全可靠性高标准严格要求,保证我们能正确的设计不同复杂工作条件下安全使用的压力容器。
设计工作还是任重道远,需要不断细化,不断规范化。
参考文献:
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