压力容器设计过程中的常见问题及防范对策探究 徐振

压力容器设计过程中的常见问题及防范对策探究徐振

发表时间：2017-12-29T15:26:57.130Z 来源：《防护工程》2017年第22期作者：徐振

[导读] 随着社会的发展，压力容器愈来愈普遍应用于工业生产的各行各业中。

天津辰力工程设计有限公司天津 300400

摘要：随着社会的发展，压力容器愈来愈普遍应用于工业生产的各行各业中。压力容器具有特殊性，稍有不慎，就可能会造成爆炸等危险性事故，给人们的生命安全造成严重威胁。因此，国家相关部门及企业必须重视压力容器的设计工作，提高容器的质量及性能。同时，在长期的实践过程中，相关工作人员必须不断总结压力容器设计中存在的各种问题，并充分学习和借鉴其他单位的积极经验，以完善压力容器的设计工作。本文压力容器的应用技术分析，阐述压力容器设计中常见问题阐述。

关键词：压力容器；设计；措施

压力容器的设计核心在于设计者的技术水平，优秀的设计人员可以做好对压力容器的选材，对容器内部结构的设计和相关受力情况的分析，也可以对容器的后期养护工作等事项做到充分的考虑，综合的考虑对容器使用寿命影响较大的各种因素，更加科学合理的设计。此外，一个值得注意的问题就是，计算机的设计方法和预计数据都是不利于变通的，过多的依赖其得到的数据不具有完全的真实性，不能像工作人员那样对设计规范和标准等随环境变化而及时作出相应调整，这样的做法会在很大程度上缩短压力容器的使用期限，对使用者造成危害。为此，需要设计者严格按照设计的相关标准进行设计，设计的过程充分考虑相关因素，提高容器的质量，保证生产的平稳进行。

一、压力容器的概述

工业上的压力容器，是指盛装液体或者气体的、并且需要承载一定压力的密封容器，属于特种设备。压力容器在工业上的应用有着诸多种分类，根据不同的角度来看，大致可分为以下几类：①按所承受压力的不同分为低压容器、中压容器和高压容器、超高压容器；②根据盛装介质可分为非易燃容器、无毒容器；易燃容器或有毒容器、剧毒容器；③在不同工艺过程中的不同作用又分为反应容器、换热容器、分离容器和贮运容器。反应容器应用于为介质提供物理、化等反应；换热容器应用于完成介质的热量交换；分离容器是将介质的质量进行交换，将气体净化，使固体、气体、液体进行分离的容器；贮运容器用于盛装液体或者气体物料，帮助贮运介质或者平衡、缓冲压力的容器。

二、压力容器的应用技术分析

压力容器在实际应用中，有着一定的事故发生率。影响压力容器的事故发生率的因素很多，原理也相对较为复杂。在相同的条件下，在工业化的机械设备中，压力容器的事故发生概率最大[2]。然而压力容器的工作原理是承载稳定的负荷，与其他机械不同，不存在运行过程中涉及到的磨损或者零部件故障等问题，总结其发生事故的原因主要有几个方面。

1、使用和管理方面。首先，对压力容器的使用不符合要求，企业不具备相关的专业知识或者专业水平有限，再加上技术人员资质的缺乏，为事故造成了安全隐患。其次，盲目使用、盲目管理等，失控的管理状态也使压力容器的使用后患无穷。最后，相关行业监管不力，使得一些小规模的小厂商所生产的压力容器质量严重不符合标准。

2、技术方面。首先，压力容器的使用环节较为恶劣，不但容器内部需要承受不同程度的压力负荷，还有很多需要再高温或者极寒的环境下运行，工作介质又普遍具有腐蚀性。其次，压力容器在工作进行中，容易因为操作失误造成容器内的异常反应情况骤然加剧，容器破裂基本来不及被发现。最后，就是容器本身所隐藏的严重缺陷，包括制造中和设计过程中的遗留等。因此，在保证压力容器正常应用和正确操作的前提下，压力容器的安全设计方面，就成为了最重要的关键环节所在。

三、压力容器设计中常见问题的防范策略

1、压力容器设计使用年限对策。对这一问题，压力容器的设计人员需要在实际的设计工作中，认真掌握设计压力容器设计方面相关的技术规定与设计标准，在研究压力容器的使用寿命的问题上加大研究力度，注意到每个可能对压力容器的使用寿命造成重大影响的因素，运用先进的技术和高科技手段，从而更加准确的估计出压力容器的科学的使用期限，避免过长或者过短的预计其工作时间，为企业的生产增加经济效益，同时保证工作者以及周围人员的生命财产安全，真正做到安全生产。对于压力容器的使用年限的估计具体的需要从以下几个方面入手，首先就是压力容器受到腐蚀情况的，压力容器如果腐蚀较为严重，则会大大缩短其使用时间，材料的均匀腐蚀性能的指标就包括了腐蚀速率。设计者需要根据容器的腐蚀速率来合理的对容器的寿命作出合理计算，与此同时要结合其具体的受到外力的情况，得到压力容器的最大腐蚀裕量等参数，这样就可以让预计出的结果更加的精确和科学。我们还要注意到，在获取相应的数据时，要注意到环境对实验结果的影响，在模拟实际环境时，要尽可能做到环境的逼真和复杂，以便更接近真实的设计环境，这样的计算结果更加接近实际工作时的数据，至于图纸方面的问题，则需要设计人员进行全方位的考虑，设定同一的使用规则，图纸上注明的数据要清晰准确，设计人员还要考虑到压力容器在复杂条件下工作时的有关因素，使容器的使用者对压力容器的各个性能更加的了解，清楚掌握其受力状况，此外还要定期对容器的消耗情况做好检查，进一步保证容器的安全性和可靠性。

2、压力容器材料改变对策。压力容器的设计对于材料的选择是不断变化的，在不同阶段选择的材料不同，最值得注意的问题就是当设计时使用的较薄材料换成较厚的材料时，因为这样带来的影响是薄厚不同的钢板其连接结构不同，对于加厚的封头与壳体部分之间相互连接部分更应该格外注意，封头必须做好削边处理，此外，筒体和管板之间的相互连接，当厚度在很大程度上增加后，焊接部分的应力就会降低，这对于压力容器的焊接部分来说十分不利。除此之外，钢板的许用应力与厚度也有着密切的联系，有时设计者通过用较厚的钢板替代较薄的钢板，以为这样做可以更加牢固，实际上这是错误的想法，一旦以厚板代替薄板反而会为压力容器的应力预测带来困难，对估计的结果不准确，偏差较大，容易出现质量上的问题。因此，在设计时应尽量避免出现换板的现象，保证预计的准确性。

3、压力容器设计过程中热处理策。压力容器的热处理问题也是在设计过程中最为常见的问题，对于直径为400mm 左右，厚度为

20mm 的碳钢或者低合金钢的容器进行接管设计时，设计成无缝钢管是最好的选择，低合金钢卷制也可以符合设计的要求，如果设计者采用了后者的施工方法，却没有注意到热处理的问题，极易影响压力容器的整体设计效果及容器的各项功能，使得接管环节出现某种问题，此外，过厚的钢板或者硬度较大的钢板，通常塑性较差，小直径但厚度较大的筒体钢材冷却卷曲后变形的幅度较大，相应的硬度，也会发