探析压力容器设计中的问题与解决要点

摘 要：随着市场经济的发展与进步，国内工业技术在一定程度上有所提高和进步。压力容器设计是工业设计中的重要一项，其设计工作已经取得了长足的进步与提高。由于科学技术的迅猛发展，压力容器设计中所需要的原材料、设计方法已经受到多方面的限制，不能与现代化发展需求相适应。笔者通过多年多压力容器设计工作的参与，发现压力容器设计中的使用年限、热处理功能等方面的问题和弊端亟待改进，下文中，笔者将具体针对压力容器设计特点、压力容器设计中存在的问题，压力容器设计优化策略进行分析和论述。

关键词：压力容器设计；问题；解决要低

一、国内压力容器设计情况概论

在石油化工领域范围内，压力容器是一种备受人们关注的设备，在很多工业类的企业中，都要运用到压力容器，特别是在石油化工企业中，压力容器占据着无可代替的重要地位。现阶段，我国在压力容器设计上，还存在不少问题，有待人们对其进行有效解决。同时，压力容器具有较为特殊的物理特性，在使用的过程中，一不小心，便有可能造成大量的财产损失与人员伤员。因此，很多企业都将压力容器列为特种设备。对压力容器进行设计，从某种程度上来说是一种专业性比较强的工作，对于设计人员来说，其必须要有非常高的专业素养与综合素质。当前，有很多生产厂家的设计人员没能足够对国家标准或者制造与安装的规范理解通透，虽然当今时代是一个网络信息时代，计算机可以代替人们做很多事情，包括设计。但是很多设计人员在运用计算机时，表现得过于依赖，而没有意识到计算机只是一种辅助的手段。还有此设计人员，把设计条件想象得过于完美，使得各种安全隐患频频出现在压力容器的设计中。针对压力容器设计中，时而会出现一些与技术规定相关但又理解不准的设计技术问题，由此引出了各种不合理的结构或技术要求，造成了制造方面不必要的材料和工时浪费，有时还涉及压力容器安全性能。有关单位及其设计工作人员应当对压力容器设计中的技术条款和典型问题作出准确分析和正确理解，不断提高压力容器设计的科技水平。

二、压力容器设计中的常见问题

（一）压力容器材料代用之后的设计更改问题。从设计者的角度来看，压力容器的材料是不能随便进行更改的，否则发生一丝微妙的变化，都有可能影响到压力容器的其他性能。因为当压力容器的材料发生了变化之后，那么压力容器的受力情况、耐腐蚀程度以及内应力都会相应地产生一系列的变化。在通常情况下，只要对材料进行了更改，重新计算受力情况是设计者们必须要做的一件事情。但是，在现实工作中，则不是这样的大多数情况下只有设计者发现材料从厚变为薄之后，才会细心地对新材料进行计算，看其是够能对压力条件予以满足，并对其承受相应的压力进行分析，看其安全系数是否达标。如果材料是变得更厚的话，那么设计者就会想当然的认为在材料的强度增加的情况下，其受力程度便没有再进行计算的必要。

（二）压力容器的设计使用寿命问题。根据新版的相关规程规定，很多安全问题的产生都是因为压力容器超过其服役期，为了降低这种情况的发生率，压力容器的使用寿命应该在原设计样图中进行明确，而且相关的制造单位应该将这项工作做好。这相比旧版的而言是一个很大的进步。然而，在压力容器的设计使用寿命问题上，很多设计者对其的重视程度通常都是不足的，更也没有对其进行足够的考虑，所以即便对使用寿命进行了相关注明，设计者也会根据管理标志或者经验估计，从而把压力容器使用寿命这一比较大的影响因素给忽略掉了。

（三）压力容器设计过程中的热处理问题。根据相关规定，钢板冷成形受压元件，当符合以下条件时，压力容器设计单位一定要对压力容器壳体设计过程予以注意，并对设计要求给予充分的满足。一是，图样对应力腐蚀的容器有注明；二是，对低合金钢、碳钢，成形后其减薄量超过了9%；三是，具有高度或者极度危害介质的盛装毒性的容器；四是，对低合金钢、碳钢，要求做材料冲击试验的任何一个条件，同时低合金钢、变形率碳钢以及其他材料大于6%，应该在其成形之后，对其展开相关的热处理工作，使其材料的性能得以恢复。

三、压力容器设计中的解决要点

（一）压力容器材料代用后的解决要点。在设计压力容器的过程中，如果有必要对材料进行代用，那么设计者一定要高度重视厚板对薄板进行替代的情况，特别是要对其连接结构的变化予以足够的重视。在进行加厚的主体与封头连接的时候，可以将封头作为着眼点展开削边处理。

（二）压力容器的设计使用寿命解决要点。设计者在进行设计的时候，一定要对新出版的相关规程与规定进行理解与掌握，并根据相关要求，对设计使用寿命的衡量与计算工作予以足够的重视。在压力容器的腐蚀问题上，最大腐蚀速度应该是设计者的计算依据，对腐蚀速率与腐蚀裕量予以确定，从而将压力容器的设计使用寿命计算出来。在设计图纸的过程中，设计人员有必要对使用寿命予以标注。

（三）压力容器设计中的热处理解决要点。压力容器设计单位对容器的接管进行设计的时候，不仅要对相关设计要求予以满足，还要对成形后的热处理要求设计规范给予充分的重视。如果热处理要求与相关设计规范要求不相符合，那么设计的接管也会与要求不相符合，从而出現各种安全隐患。需要注意的是，加工冷却超厚的钢板之后，可以适当地增加再结晶退火工艺，从而使得钢板的硬度、强度与塑性都能得到增加。

综上所述，压力容器设计工作的对象具有特殊性和复杂性，因此设计工作者子在完成设计任务的过程中，需要将遵循人身安全、财产安全的设计原则，遵从国家有关政策标准和操作准则，提升压力容器设计中的科学技术水平。在设计过程中，及时发现产品设计上存在的不合理问题，并及时提出改进、调整措施，增强压力容器的使用性能和使用期限，切实提高压力容器产品的科学技术含量和创新性。

参考文献

[1] 束怡.压力容器设计中容易忽视的问题研究[J].中国高新技术企业，2012（07）.

[2] 刘家平.近年压力容器制造（含设计）单位换证检查中发现问题综述（上）[J].中国化工装备，2011（02）.

[3] 李晓静.极端工况下压力容器设计缺陷评定标准的分析[J].新技术新工艺，2011（02）.

[4] 申长吉.压力容器设计过程中常见的问题分析[J].自动化应用，2011（06）.

[5] 丁子荣，刘立峰.压力容器设计中几个问题的探讨[J].科技资讯，2011（17）.

作者简介：王晓娇，大连冷冻设备制造有限责任公司。