低温压力容器设计中的关键问题

闵勇(南京大化机经济技术有限公司， 江苏 南京 210005)

低温压力容器设计中的关键问题

闵勇(南京大化机经济技术有限公司， 江苏 南京 210005)

在工业的生产过程中，低温压力容器的选择和应用方面存在着不少的问题，这些问题的出现严重阻碍了工业生产的发展与社会的进步。在工作中应该严格遵守低温压力容器的设计、焊接机检查的规定，这样才能确保工业生产正常运作。

低温压力容器；设计温度；结构

随着工业的快速发展与革新，在工业为我国带来发展优势的同时也面临着诸多的问题与挑战，在确定金属的温度、选择低温压力容器的材料、设计低温压力容器的结构以及在检查与焊接低温压力容器之中存在着不少的问题，这些问题的出现严重阻碍了工业生产的发展与社会的进步。钢材在低温环境的拉应力之下容易发生脆性的破坏，在选择钢材时应该考虑材料自身的拉力强度，如果材料的屈服强度比较弱，则在低温的容器中容易发生脆性的破坏，进而影响到工业的生产，对人们的生命及健康、财产的安全产生一定的威胁，所以在设计低温压力容器时，应该按照严格的标准与要求，这样才能使其工作正常运行。

1 确定金属的温度

低温压力容器中最为关键的因素是其设计温度的因素，所以在确定设计中的金属温度，由于不同的设计温度在选材、设计以及在产品的制造的过程中对其影响会有不同，所以需要在实际的工作中，根据其设计温度的要素，对环境温度、载荷条件、保温与保温以及介质的温度进行全方位、多角度的具体分析，在确定金属的温度中主要考虑到以下几方面要素：一是要以物质材料的温度确定金属的温度，在低温压力容器收到工作介质与受压元件直接接触时，这时环境与壁体的温度极为的相似，这时选取与金属温度相似的物质材料温度进行设计与计算。同时对于一些生产过程中对低温压力容器的应用能力开确定金属的温度，这样可以通过直接的实际测试来取值，对于厂房内与部分的车间处于无采暖与露天的情况之下放置，进而使其在设计时充分考虑到气温条件的变化对确定金属温度的影响。

2 选择低温压力容器的材料

由于低温压力容器的特殊性，所以在选择材料上有其严格的要求，对低温压力容器在安全要求、使用条件以及用途上进行充分的考虑的条件下，还应考虑到低温压力容器在选材上对设计的温度、壁厚、材料的拉力性、焊接等问题进行充分考虑，这样才能保证在选取材料上的科学性，具体选用材料上主要表现在以下几个方面：一是对低温条件下的用钢进行正火的处理，进而使钢性在转变温度下有所降低；二是在选用低温容器中的受压元件应该选用镇静钢，这样可以使钢材的焊接性与韧性更加的良好；三是选用低合金钢与低温用的碳素钢等各类钢材，这样可以应对V型的冲击试验；四是在使用中应该选用温度在零下100度到零下70度的钢材，这样可以保证钢材硬化处理所需要的强度；五是对于焊接材料的选用尤为关键，应该选用低温韧性强的相近材料，这样可以保证焊接的结实度等[1]。

3 设计低温压力容器的结构

在设计低温压力容器的结构中，需要避免尖角与出现应力集中的现象发生，确保容器结构中的韧性，对于在设计结构中所出现的问题要特别的关注，尽可能地保证低温压力容器的结构简单化，尽量减少焊接件在焊接过程中的受约束程度，尽可能减少各个截面的温度梯度，在结构的过渡机转弯处避免出现尖角与用力集中的现象发生，确保每个容器的元件部位的光滑程度；对于容器中的鞍座、耳座以及支腿的部位，在焊接的过程中需要利用连接板与垫板来避免与容器的外壳直接的进行焊接，在焊缝中应该采用连续焊，并且利用厚壁管对焊缝进行合理的布置，这样可以避免出现交叉的状况发生；对于焊后不能进行热处理的较为复杂的载荷附件需要进行单独的处理等[2]。

4 低温压力容器的检查与焊接

针对低温压力容器的对接接头中的设计温度应该低于零下40度，接头的厚度应该大于25毫米，并根据“容器”的规定化为第三类低温压力容器，根据介质的毒性、燃、爆等特点，对容器进行百分之百的超声检测，并对超声检测与局部的射线的对接接头，在监测的长度上不少于百分之五十，并且不少于250毫米[3]。对于在低温压力容器在焊接的过程中应该选用较小的焊接线，进行多道焊接，并严格遵守与控制焊接线的能量，确保焊接过程中表面的光滑程度，选用拉力强度大的钢材，这样才能确保在焊接的过程中与低温的条件下，钢材的脆断的破坏，进而影响到工业的生产与发展。

5 结语

综上所述，本文通过分析在确定金属的温度、选择低温压力容器的材料、设计低温压力容器的结构以及在检查与焊接低温压力容器之中存在着不少的问题，这些问题的出现严重的阻碍了工业生产的发展与社会的进步，在确定低温设计中，并不是全按照低温的设计，应该根据具体情况计算其拉力的大小，进而选用低温用钢，这样才能避免工业生产的浪费，所以一旦确定低温压力容器的温度，则在工作中应该严格遵守低温压力容器的设计、焊接机检查的规定，这样才能确保工业生产正常运作。

[1]魏红利．低温压力容器设计探讨[J]．科技情报开发与经济，2009，19(24)：147-149．

[2]刘卫平，周岚，徐庆山．低温压力容器的设计[J]．化学工程师，2009，19(3)：56-58．

[3]梦雅薇，葛志强．关于低温压力容器设计的若干问题的分析[J]．科技创新与应用，2012，(32)：169-171．