关于压力容器设计的若干技术问题 尹杰辉

关于压力容器设计的若干技术问题尹杰辉

发表时间：2018-03-22T16:20:02.877Z 来源：《基层建设》2017年第36期作者：尹杰辉[导读] 摘要：随着我国科技的不断发展，我国在压力容器设计方面仍存在一定的问题。

克拉玛依恒泰制造安装工程有限责任公司新疆昌吉阜康准东 831511 摘要：随着我国科技的不断发展，我国在压力容器设计方面仍存在一定的问题。压力容器设计一直秉承着严密的技术规格，但是其主要的技术在设计的过程中却会出现许多不同的情况，不能满足所有问题的解决，这就出现了一个亟待解决的难题。本文对这些问题作出了简要的分析。

关键词：压力容器；设计参数；技术问题；措施

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压力容器的概念

压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压)，且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa•L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa(表压)，且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa•L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶、氧舱等。

2压力容器设计中常见的若干技术问题

2.1压力容器材料选择不当

压力容器材料选择得当直接关系着压力容器各个参数指标是否能够达到国家要求。因此，无论什么工器具的制作和生产都离不开一个优质的原材料。材料的改变就会影响容器的性能和抗压能力等。但是，在选择材料的时候通常会受到一些外界因素的干扰，这时候设计人员必须要理清思路，严格把好质量关，

2.2耐压试验的免除问题

当前国家要求，每一项工业产品，必须有质量检验的合格标准，否则不予进入市场，因此压力容器虽然省略了耐压实验，但在其他方面上，还是有很多方式来保证压力容器质量的，由于质量检测的指标就那几项，因此，在检测的项目上质量必须过关。这并不意味着其他项目上不过关，也要达到最基本的要求。

2.3换热器的结构问题

在计算模型时，换热管在模型中起到压杆的作用，在管板与其的连接处则是起到支撑用途的折流板铰支端，使用压杆材料力学的计算方式进行运算。使用的计算方式要严格依据相关标准规定，确保计算结果准确无误，设备的使用安全可靠。

2.4压力容器的寿命设计问题

由于设计人员在操作压力容器时未能很好确定其的操作参数,进而难以精确估计整个容器的使用寿命。若压力容器的运行时间超出其所设计的使用寿命时,缺少相关的法规政策规定检修人员如何处理压力容器的故障,从而造成不必要的安全事故。对此,压力容器的寿命设计问题始终是国内设计单位及人员极其避及的问题之一。然而,在现实生活中,设计人员难免会遇到有关压力容器的寿命设计问题,具体原因主要包括以下几个方面:第一,材料的力学性能方面,比如高温断裂、蠕变等对时间的依存性较大。第二,载荷方面的因素,比如周期性的载荷。第三,受到腐蚀的因素制约,进一步影响了容器的使用寿命等。

2.5开孔补强问题

根据不同的需要容器的开孔直径也会有不同的变化，这时补强的范围也随之而跟着变化，但是在最外部的壳体的补强工作却没有太大的变化。这就需要做出一定的变化，尤其是那些管子问题，在管箱的长度上是一定的，这是不能做出改变的，但可以通过其他的进行补救，这就是补强技术，将这个技术应用在管箱上，就可以把这些复杂的问题处理好。 3压力容器设计技术措施

压力容器作为一种特殊的设备，储存的介质绝大部分是易燃、易爆、有毒或有腐蚀性的介质，其设计需要遵照专门的设计规范，并且世界各国对它的设计、制造、检验、使用等过程都作了明确的规定。其中，设计是整个过程的初始阶段，是保证设备安全运行的首要前提。设计者必须严格遵守文件规定进行设计。

3.1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。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。

3.2.抗腐、抗压设计

压力容器的抗腐蚀和抗压能力与容器内溶液施加的压力和腐蚀机理密切相关，因此在进行相关设计时要将不同的材料性质和介质流态等因素考虑进去，压力与腐蚀速度也存在着一定的联系，因此在对各类材料在不同的温度压力等因素下的抗腐蚀和抗压程度进行了深入的实验研究后，找出了热工艺处理、表面涂漆等多种有效的抗腐抗压工艺。

3.3疲劳设计

在压力容器投入使用期间，交变载荷循环出现的次数有限，部分容器所承担的各类应力没有超出承受上限，设备可以安全使用。但随者设计技术的发展和各类容器问题导致的问题频频出现，在进行压力容器的设计时，要确保接管等部位对于应力的承受上限低于材料所能承受的范围。

3.4有关压力容器在寿命方面的设计

压力容器的实际使用寿命与压力容器的预计使用寿命是不同的，因为，后者通常是指压力容器的设计人员为后期正常的运转而预先设计的，并做出初步的估计。然后将其估算的结果在设计图纸上显示出来，主要是为了给容器的操作员以明确的提示，当发现压力容器的使用寿命临近时，需要采取一定的措施来防止不安全事故的发生。

3.5塑性失效设计

由于压力容器会受到各类应力的影响，容易出现弯曲变形的情况出现，因此要预留出部分空间，一旦发生压力容器部分位置发生弯曲变形，容器的其他各处仍然具有一定的弹性，不会影响到设备的使用。在压力容器的报废标准中不应该以是否出现弹性失效判断是否对容器进行更换，这会导致出现不必要的浪费。因此在进行设计时要采取塑性失效设计，确保容器变形程度适中不会影响设备的运行。

3.6概率设计

通过计算方式还能够对于压力容器的运输可靠性进行分析，通过对压力容器的各组成部分进行概率的计算进行分配压力。使设计人员对于压力容器设计有了更加准确全面的了解，能够降低设备成本的前提下确保容器的质量和使用安全。

3.7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。

4结语

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。首先必须了解压力容器在生产操作方面的工艺条件和技术要求，这是进行压力容器设计的主要依据。特别是对所处理物料的性质，一定要弄清，在没有把握或缺乏使用经验时，必须进行模拟试验。对那些经反应易引起爆炸、燃烧的物料要严加注意，采取必要的安全措旌。因此在技术和安全方面必须要严格按照标准执行。设计人员不能粗心大意，要有效的理论结合实践，整个设计、制造过程全程跟踪，发现有任何隐患，立即整改，防止给用户带来损失。

参考文献：

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