对压力容器的机械强度可靠性设计的探讨

摘要：现如今，压力容器机械强度可靠性设计是科技研究人员所关注的重点问题。因此，本文首先对压力容器进行了简单的概述，然后分析了其可靠性方面的要求，最后探讨了压力容器机械强度可靠性设计方式，借此提升压力容器机械强度可靠性设计水平。

关键词：压力容器；机械强度；可靠性；设计

进行压力容器机械强度可靠性设计的过程中，尺寸是科研人员需要参考的关键数据，科学技术研究人员需要按照不相同的压力容器实况设计可靠性。压力容器机械强度可靠性可以划分成设计与生产、运用与修护等流程。机械强度可靠性设计是比较复杂的流程，因而此次研究对压力容器机械强度可靠性设计展开了论述。

一、压力容器的基本概述

所谓的压力容器就是一种承压设施，通常是说采用在一定压力流体的存储与输送、以及传热和反应的密封性容器。压力容器在采矿行业、冶金行业、化工行业等运用甚广，再者，压力容器也运用与人们生活的各个方面。伴随着科技的不断发展，压力容器制作水准也日渐提升，压力容器所牵涉到的科目比较多，有较强的综合性。化工产品与医药产品是根据相应的工艺流程，在一定情况下使用和其相匹配的机械设施生产的。而工业的不断发展，带动了国民经济发展，压力容器已经在石油领域、化工行业等各个行业与领域中运用广泛，与此同时压力容器数量逐步增加，容积大的设施也逐步增多。根据有关调查统计，化工厂里面有半数以上的设施均是压力容器范畴。

二、对压力容器机械强度可靠性要求分析

在现如今的石油化学产业生产的时候，每一个生产环节均不简单，部分设施生产工艺工程内的任意设施产生问题均会直接影响到产品的品质，或者导致生产不能正常开展，威胁到人身设施运营的安全性与稳定性。可是，由于中国的石化工业高速发展，压力容器在各行各业中均得到了有效的使用。但是，人们还需要了解到的是，在工业运用的压力容器均需承受巨大的压力以及温度介质，与此同时，操作条件尤为苛刻。所以，科技研究人员进行压力容器设计的过程中，对材料的挑选与强度计算等提出了高要求。

（一）使用年限操作修理便捷

从总体情况来看，化工物料可以腐蚀壳体结构材质，这也是石油化工压力容器使用年限影响因素之一，假设未能对壳体结构展开研究，化工物料会导致压力容器器壁变薄，因此，科技研究人员设计压力容器压力的过程中，需要进一步分析和研究附加腐蚀的原因，如此才可以保证压力容器压力设计可靠。并且，要想充分满足某种特殊性需要，需要相关科技研究人员对顶盖需要拆卸的实验容器展开设计工作，尽可能使用快拆的密闭结构。如此就可以防止采用笨重的主螺栓来衔接，这样一来就可以在很大程度上减少压力容器制作费用。

（二）具备经济实用性

要想增强压力容器设计，需要增加对安全方面的思考，并且，科技研究人员在设计压力容器的过程中，需要思考到压力容器结构的简单性，可以给压力容器制作以及探伤提供方便。假设出现部分超标性问题，也可以即刻发现，进而有效处理，不仅可以将压力容器制作费用减少，还可以节省很多的容器修理成本与原材料。

（三）设施运转可靠性

科技研究人员设计压力容器的时候，在这之中最为核心的就是设计的稳定性与安全性，如此才可以保证完成对应的生产活动，同时，石油化工压力容器需要具备承受工艺生产方面的压力，和温度与工艺生成时候所需结构与规格。并且，常规的化工生产物料具备一定的腐蚀性与毒性，假设处理不到位，易于出现火灾或者爆炸事故。因此，只要压力容器运行的过程中可以储存一定的能量，倘若被释放出来，压力容器中的储存性能就会在短期中释放，从而出现破坏性事故。

三、对压力容器机械强度可靠性设计的方式分析

（一）计算压力容器筒体的厚度

在1940年到1960年期间，科技研究工作人员对合金强度展开了有效的计算，从而观察到了在一定条件下材质的腐蚀深度分布情况。伴随着科技的不断发展，对于压力容器研究也取得了一些进展，因而，之后对于相关材质腐蚀的研究成果也逐步增多。因此，可将压力容器筒体腐蚀裕量计算出来，并且也可以将压力容器筒体原本的厚度系统计算出来。根据蒙特卡罗的探索方式可以了解到，假设压力容器筒体厚度是22毫米，则在其使用多年以后，压力容器可靠性就是0.95。所以，在经过很多次的实验以后可以了解到，压力容器筒体厚度和其使用时间关系密切。在采用压力容器的时候，其可靠性必须要比0.95还要高才行。

（二）有效采用受压材料

挑选出不一样的受压材质会影响到压力容器机械性强度，因而挑选受压材料就显得尤其重要。相关人员在挑选受压材料的过程中，应当根据设计压力、外部环境、介质腐蚀程度的参数进行确定。另外，介质的挑选也是非常重要的，介质容易爆炸与燃烧会直接影响到受压材料，因此可以说在所采用的压力容器材料时需要充分满足工作各方面的需要，并且遵从国家所设置的有关行业标准。在这一基础之上，合理的设计结构也会使压力容器的可靠性受到一定程度的影响。

（三）关注极限问题

在采用压力容器的时候，筒体的厚度会产生一定程度上的改变，与此同时其也会在筒体的应力作用条件下产生变化，因而开展压力容器机械强度可靠性设计，应当充分思考到压力容器所盛物体对于筒体的腐蚀速度和效率。科学技术研究人员在采用公式对压力容器采用时的筒体厚度开展计算的时候，需要关注到可靠性受到损坏的现象：首先，压力容器筒体产生屈服效果丧失；其次，压力容器筒体产生断裂。科学技术研究人员需要仔细研究与分析压力容器在极限条件下失效的现象，提高压力容器抗压值与压力容器机械强度可靠程度。

结束语：

目前，中国在压力容器机械强度可靠性设计层面并未制定出较为明确的要求。压力容器机械强度可靠性设计的最终目的就是为了保证压力容器机械强度可以与安全规定相符。外部环境、经济发展水平、应力均是对压力容器机械强度可靠性设计的思考，因而需要人们增加对压力容器机械强度可靠性設计的关注力度。

参考文献：

[1]孙维国. 对压力容器的机械强度可靠性设计的简单探讨[J]. 科技资讯. 2012（18）

[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）

作者简介：李德钦，男，23岁，黑龙江工业学院，机械工程系，14级机械设计制造及其自动化专业，在校学生。endprint