压力容器设计过程中常见问题处理

朱海军

摘要：压力容器作为石油行业生产的基础设备，对石油行业未来发展具有重要作用。但是，现阶段，压力容器的设计阶段存在诸多问题，严重影响设备的安全性能和可靠性能，这就要求设计工作人员要在设计工作中，注意这些设计问题，采取有效的应对措施，有效的延长压力容器的使用年限。

关键词：压力容器;设计工作;常见问题;问题处理

压力容器是我国工业企业生产过程中常用的基础性设备，并且，在市场经济快速发展以及科学技术创新完善的大背景下，我国工业行业领域在发展过程中已经取得来显著的成绩，尤其是压力容器等基础设备的设计专业技术水平的不断改进和突破。

一、 压力容器设计工作中的常见问题

（一） 热处理问题

针对低合金的钢材料和碳钢材料，需要进行冲击试验，其中，低合金钢材料和低合金碳钢材料，要在成型之后进行相应的热处理，有效的恢复材料的整体性能，并且，低合金钢材料和低合金碳钢材料要保证在成型之后的减薄量大于 10%，或者在成型之前的厚度大于 16 mm，这时候需要进行热处理操作，而且，要明确标准清晰具有应力腐蚀以及装有毒性介质的容器，需要进行热处理操作。但是，在压力容器的设计工作中，设计工作人员对压力容器的外部壳体设计工作没有足够的重视，或者没有按照相应的设计标准要求进行设计，以及对已经成型的压力容器没有进行二次热处理加工操作，严重影响着容器设备的设计质量和使用年限。

（二） 使用年限问题

现阶段，在压力容器的设计工作中，设计工作人员以及工业企业单位对压力容器使用寿命的重视程度在不断提高，基于此，设计工作人员要积极采取设计应对措施，有效的规避因延长容器设备的使用寿命，而导致容器设备出现严重的质量安全问题。但是，现阶段，我国在压力容器的设计工作中，明确标注压力容器使用年限的较少，这就会使得设计工作人员对容器设备的设计工作无法提高足够的重视，以及对无法全面的考虑到设计工作中存在的影响因素。除此之外，虽然，部分使用单位了解设计使用年限，但是，为了降低经济成本的投入等，会故意延长压力容器的实际使用换线，导致在使用过程中，存在严重的安全问题。

（三） 材料質量问题

通常情况下，设计使用材料影响压力容器设备的工作性能，因此，设计工作人员在进行压力容器设计工作时，要注重设计使用材料的选择。而且，在压力容器的设计工作中，要根据客户的实际要求、生产工艺、使用工况等诸多因素，来选择合适的设计材料。基于此，充分表明了设计施工材料是随着影响因素的变化而发生变化，这就会增加设计使用材料的选择难度。同时，在设计工作中，如果，设计使用材料厚度增加，设计工作人员未进行全面的分析，认为设计使用材料的实际承压能力也会增加，那么，这就会导致压力容器外部壳体的实际受力由平面应力转变为平面应变，从而导致容器设备出现断裂现象。

二、 压力容器设计工作中的问题处理

（一） 热处理问题的处理

在压力容器的设计工作中，针对20mm厚度、400mm直径的低合金钢材料和低合金碳钢材料的对接管，要将其设计成无缝钢管。从实际的理论层面来看，虽然，低合金钢材料的卷制，能够满足相应的设计标准要求，但是，未进行热处理操作，会使压力容器的实际性能受到影响，从而使接管工作中存在诸多问题，如钢板冷卷出现歪扭现象、钢板冷卷出现破碎问题等。同时，钢板在冷却变形之后，相应的强度和硬度都得到了明显提高，但是，其实际的可塑性却严重降低，为压力容器的设计制造带来了不便。因此，可以采用再结晶退火的处理方式进行处理，在降低硬度和强度的同时，提高其可塑性，有利于其力学性能的优化。

（二） 使用年限问题的处理

设计工作人员在进行压力容器设计工作时，要严格按照设计标准要求进行设计工作，充分在设计工作中考虑压力容器的使用年限。首先，要充分考虑设计工作的影响因素，如压力容器的使用工况、压力容器的设计材料、压力容器的耐腐蚀力等诸多内容;其次，要充分考虑设计使用材料的耐腐蚀性，以压力容器内部和外部的压力差、容器设备的腐蚀速度等为设计依据，来仔细计算容器设备的实际耐腐蚀力，确定容器设备的设计使用年限，并将相关设计参数进行详细标明。除此之外，针对压力容器的使用单位，要对已经超过使用年限的容器设备进行全面检查，有效降低安全事故的发生几率。

（三） 设计使用材料问题的处理

通常情况下，压力容器的设计使用材料是可以进行设计替换的，将薄的设计使用材料更换为厚的设计使用材料，而在设计过程中，设计材料的变化，会导致实际的连接结构发生变化，尤其是容器设备的壳体设计、加厚封头之间的有效连接等，必要时可以进行削边处理。与此同时，管板和筒体的实际连接结构也存在相应的设计问题，在增加设计使用材料厚度的情况下，会导致压力容器的焊接结构发生变化，如容器壳体与相应接管之间的焊接V型缝，转变为焊接X型缝，这样能够有效的降低焊接缝的实际填充量，减少焊接应力的发生，以及减少结构变形问题的出现。

三、结束语

综上所述，在压力容器的实际运行过程中，存在诸多风险影响因素，如果，设计工作人员处理不当，那么，会导致运行安全事故的发生，甚至，会带来严重的经济损失。因此，设计工作人员要严格按照相关标准要求进行设计，保证容器设备的设计质量和使用年限，为工业企业的稳定发展提供根本保证。

参考文献：

[1]朱国庆.压力容器设计中开孔补强设计的应用分析[J].现代制造技术与装备，2016（12）：67-68.

[2]顾贤.压力容器设计过程中的常见问题及防范措施[J].化工管理，2015（35）：15-15.

（作者单位：常州市乐萌压力容器有限公司）