可靠性方法在压力容器设计中的应用及探讨

任君艳

摘 要：近年来，随着我国社会经济的不断发展，压力容器设计的要求越来越高。在压力容器设计中，一定要重视可靠性方法，只有提高了压力容器的可靠性，才能保证容器的经济性和安全性。本文主要分析了压力容器和可靠性的定义，并重点讲述了压力容器设计的可靠性要求和可靠性问题，希望能够对相关负责人起到一定的帮助作用。

关键词：可靠性；压力容器；设计；定义；要求

中图分类号： TQ051.3 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）29-181-2

0 引言

从目前我国压力容器的发展现状来看，压力容器依然存在很多问题，与国外发达国家相比，压力容器设计水平依旧非常落后。在二十世纪初，我国就开始重视压力容器的研究，为了提高压力容器设计水平，相关研究人员就应该采用可靠性方法，重视压力容器设计的可靠性要求，比如备运行的可靠性、使用寿命的操作维修方便、经济实用性等。与此同时，还应该重视压力容器设计过程中需注意的问题，在保证压力容器设计质量的同时，还应该节省设计成本，从而保证我国压力容器的稳定发展。

1 压力容器的科学定义

为了保证压力容器的安全稳定运行和人们的生命财产安全，就必须不断提高压力容器的设计。一台压力容器的诞生第一步就是要对压力容器进行设计。在对压力容器进行设计时，一定要选择经济实惠的材料，并保证压力容器的安全性。与一般的容器相比，压力容器主要有三方面的不同，即内直径、工作压力、工作介质。与此同时，压力容器也有很广泛的用途，比如，科研、锅炉制造、石化、能源等方面的应用。针对压力容器结构来说，它能够分为接管、封头、筒体、密封元件、支座等。在压力容器中，如果受到了承压等外在因素的影响，如果处理不当，那么就会发生严重的事故——爆炸，给工作人员的生命财产带来很大的安全威胁。另外，由于压力容器自身因素的影响，目前很多国家都把对压力容器的检查放在了非常重要的位置，只有符合了相关标准，才能进入使用阶段。

2 可靠性的定义

对于所有的产品来说，可靠性非常的重要。要想使得产品达到真正的可靠性，就需保证产品不仅要满足消费者的需求，又能够不出现任何故障。据相关调查显示，产品的可靠性不仅与产品的制造有关，而且还与用户所处的位置、使用方法都有关系。因此，在规定时间内和规定的条件内，产品能够完成规定功能的程度被称之为可靠性。产品涉及的内容也比较多，其中包括设备、元器件、系统等。同时，规定的条件包括的内容也比较多，储存条件、使用条件、维护方法等。另外，产品的可靠性还与规定的时间有密切的关系，随着使用时间的不断增长，产品的可靠性和安全性都会有所下降，产品的元件构成也会所有老化，因此，产品的使用时间越长，那么就会给用户带来很大的安全隐患。最后，产品的可靠性还与规定的功能有紧密的联系，我们都知道，每个产品生产出来的目的就是要满足人们的日常生活或者工作需求，但是，由于各个企业自身条件的限制，使得生产出来的产品功能都有所不同，从而使得产品的可靠性也会有所不同。

3 压力容器设计的可靠性要求

针对锅炉制造来说，锅炉制造是一个非常复杂的过程，在制造的过程中一定会用到压力容器，如果在制造的过程中，生产环节出现了很重要的故障，那么就会直接影响产品的质量，也会严重威胁工作人员的生命安全。目前，随着我国科学技术的不断发展，压力容器设计越来越完善，但是在产品生产的过程中依然会受到工作高温、压力的影响，因此，相关锅炉制造企业就应该重视压力容器的设计研究，不断提高压力容器的可靠性，从而保证压力容器的运行稳定性。

3.1 设备运行的可靠性

对于压力容器来说，第一步非常重要的工作就是对压力容器的设计，只有保证了设计的完整性，才能保证生产活动的顺利进行。在锅炉制造中，压力容器一定要承受住高温、压力的影响，同时在具体的生产过程中，一定会产生腐蚀性物质，如果不对这些物质做一个很好的处理，那么就会引发很严重的安全事故，甚至爆炸。因此，锅炉制造企业就应该充分认识到压力容器设计的重要性，不断提高设备运行的可靠性，采用科学合理的手段来处理压力容器中的能量，减少压力容器的破坏性。

3.2 使用寿命长，操作维修方便

在锅炉生产的过程中，一定会用到很多的使用材料，这些材料有的具有腐蚀性，它会给设备壳体结构带来一定的腐蚀影响，从而缩短压力容器的使用寿命。但是，目前，很多研究人员没有重视对腐蚀材料的研究，忽视了腐蚀材料对容器壁的影响，因此，锅炉制造企业要想减少腐蚀容器壁的现象发生，那么就应该加大对腐蚀材料的分析力度，从而提高压力容器设计的可靠性。除此之外，锅炉制造企业还可以对需要拆装的顶盖进行设计，并采用快拆的密封结构，从而减少压力容器的制造成本。

3.3 经济实用性

在对压力容器进行设计的过程中，一定要考虑容器的安全性，同时还应该保证设计结构的简单。与此同时，在保证压力容器质量的同时，还要考虑企业的制造成本，一旦在设计的过程中发现了任何问题，就应该及时与专家和相关领导进行沟通，并采用科学的方式进行处理，争取最大的努力来减少维修费用，给企业造成更大的经济效益，从而保证企业的健康稳定发展。

4 压力容器设计时的可靠性问题

通过上文我们可以知道，在对压力容器进行设计时，最重要的问题就是要保证压力的可靠性，这个也是目前我国重点研究的问题。随着我国社会经济的不断发展和科学技术的不断进步，我国相关部门越来越重视压力容器设计问题，压力容器设计也变得更加完善。但是，从目前我国压力容器的发展现状来看，我国压力容器的设计中依然存在很多问题，可靠性不稳定。另外，在实际的设计过程中，安全阀的可靠性和压力的可靠性显得非常重要，比如PZ和PW关系上的具体数据与实际的工艺流程有很大的关系。当压力容器在正常运行时，安全阀却处于泄露状态，这样就会成为系统安全的一个压力控制器，下面我们就来具体说下压力容器的设计压力可靠性问题都包含哪些内容：

4.1 压力特征和压力差

在对压力容器进行设计时，一定要重视安全方面的问题，要保证压力容器的设计压力要大于安全阀的整体压力，但是，压力容器的设计压力也不要无限的增大，要控制在一定的范围内，同时压力容器能够在短时间内允许工作压力大于安全阀的排放压力。总之，为了保证压力容器设计的安全性，就必须要重视压力容器的正常工作压力，当压力容器在最高的正常工作压力大于安全阀的密封试验压力时，就能够保证全阀的正常运行，减少安全事故的发生。

4.2 压力容器设计过程中需注意的问题

随着计算机技术的不断发展，锅炉制造企业在压力容器设计中也开始使用计算机技术。目前，我国常规的设计就是计算的电算化以及画图电脑化，因此，这在一定程度上给设计人员提出了更高的要求，设计人员不仅要懂得压力容器设计的专业知识，而且还应该具备一定的计算机基础和电脑画图知识。但是，如果在设计的过程中，设计人员只是重视计算结果，忽视了计算过程，那么就会给压力容器埋下很大的安全隐患。特别是在选择钢材时，一定要首先对实际的压力容器所承受的压力和温度进行分析，选择高质量的钢材，虽然节省成本很重要，但是最重要的还是要保证产品的质量。除此之外，企业在选择材料时，一定不要盲目地追求钢板的等级，一定要根据自身生产的需求来购买材料，如果购买的材料结构过大，那么就会增大设备壳体壁厚，从而降低了产品的质量，而且这在很大程度上也给企业增加了材料购买成本。由此可见，企业在购买钢材时，一定要在保证产品质量的前提下，要尽量节省成本，并且还要提高压力容器的可靠性。

5 结束语

总而言之，压力容器设计是一项非常复杂且系统的设计工作，因此，在对压力容器进行设计时，一定要保证压力容器设计的可靠性，不断提高设备运行的可靠性，重视压力特征和压力差，在保证压力容器设计质量的同时，尽量降低压力容器的制造成本，从而推进压力容器设计的科学高效性。

参 考 文 献

[1] 矫立超，周昌玉，代巧，董浩.压力容器非概率可靠性设计方法[J].南京工业大学学报（自然科学版），2013，05：110-113.

[2] 刘有艳，周昌玉.压力容器筒体可靠性设计研究[J].机械设计与制造，2011，12：118-120.

[3] 楼旭铼.针对化工压力容器可靠性的设计论述[J].化工管理，2016，13：196.