浅析压力容器设计存在的问题及解决措施

周阳

【摘  要】科技的进步，促进工业建设事业得到快速发展。在工业生产中，对于压力容器应用而言，其稳定性以及安全性是至关重要的因素，这两方面也是保证压力容器在后续应用中，不断提升其价值的重要保障，对于压力容器在可靠性方面保障而言，在设计环节中对其进行有效控制是至关重要的环节，特别是在当前严厉容器设计中的一些问题影响下，更需要对其进行深入分析，促使设计流程能够得到不断深化与完善，使设计得到有效提升，为压力容器的生产质量提供保障。本文就压力容器设计存在的问题及解决措施展开探讨。

【关键词】压力容器设计;问题;措施

引言

压力容器的设计关系到了工业生产的安全，是工业生产过程中比较特殊一个环节，因为这个环节如果设计的不合理的化，在工业生产的过程中可能会出现一些爆炸事故，不但会对企业自身的生命财产安全造成严重的影响，也会对企业周边居民的生命财产安全造成影响。优化压力容器的设计是工业企业和有关部门在工业生产过程中必须要做的，因为优化压力容器的设计可以使压力容器的性能和安全性得到提高，使工业生产的安全性得到有效的提升。选材不同、组织结构不同、焊接的方法不同都会对压力容器设计的合理性产生重要的影响，压力容器的设计过程也非常的复杂，需要有专业知识技能、设计经验丰富的人对压力容器进行设计，而且在设计的过程中要结合工业生产的实际情况，对压力容器进行科学合理的设计。

1压力容器设计问题分析

1.1材料问题

常见问题主要表现在以下三方面：（1）类型错误。针对压力容器的不同质地与强度要求，应该选择相适应类型的材料，若选择错误，就会给后续工作带来不便。（2）材料缺陷。在具体设计中，若材料本身质量存在缺陷，那么就无法保障压力容器的结构性与强度，会给后续使用带来不良影响。（3）缺乏对材料经济属性的考虑。在选择过程中，还应该加强对材料经济属性的考虑，否则会严重影响后续生产制造工作。

1.2热处理问题

压力容器生产过程中，热处理也是一个非常重要的环节，同时热处理质量直接影响到容器运用的效果。因此，在容器处理的设计环节，要具备一定的合理性，依据压力容器热处理的具体状况分析，存在的主要问题有以下几个方面：①在设计容器热处理的过程中，并没有一个规范的标准，存在一定的缺陷在后续生产过程中的热处理环境会出现操作不当的情况;②在压力容器热处理设计过程中，最主要的一个问题还是由于缺乏完整性。如，当前设计人员虽然注重容器壳体和封头部位的设计，设计效果也很理想，但是，在接管热处理设计环节，通常会忽视容器的安全性，直接影响到了容器的整体应用效果。

1.3法兰设计问题

在容器设计中，法兰设计同样重要，可以说法兰是压力容器中最重要的组成部分，所示在法兰设计环节中发生问题，对容器应用效果，将会造成严重影响，因此，严格控制法兰设计是压力容器设计重要最重要的环节。以我国当前在法兰设计的实际情况分析，其较为突出的问题就是在尺寸设计方面与强度设计方面未满足其基本要求，导致其出现一系列的安全问题，出现强度、尺寸不合理的主要原因在于，计算机执行程序缺少合理性造成的，特别在具体匹配性效果方面在，有着较多的问题，所造成的后果较为恶劣。

1.4使用年限设计中存在的问题

在对压力容器进行设计的过程中通常会出现使用年限过长的问题，工业企业生产过程中所使用的压力容器通常会超过限定的年限，由于这些压力容器在工业生产的过程中会被磨损、腐蚀从而导致压力容器的安全性降低、工业生产中的安全隐患变得更多，如果在实际使用的过程中人员操作不当则有可能引发安全事故对企业的生命财产安全造成严重的威胁。所以，必须要将压力容器的使用年限设计到最佳的位置。

2压力容器设计解决措施

2.1合理选择材料

在对材料进行选择时，相关工作人员必须充分考虑压力容器运用条件、力学特性、材料来源以及耐腐蚀性要求等，保证材料性能与上述要求相符。在选择材料时，应该从以下两方面要求入手：一方面，力学性能要求。V型缺口试样的冲击功规定值应该达到规范标准，并且材料断后伸长率应该超过钢板标准较高值。另一方面，通用要求。设计运用的材料应该与国家、行业标准相符，具备清晰压力容器质量与规格标志，还应该有相应的质量证明书;专用钢带制造单位必须具备特种设备制造的许可证书;使用要求与《规程》要求相符;材料质量证明书内容必须清晰、完整，并具备相应的质检章。此外，若用户提出了压力容器变薄新要求，那么设计人员应该重新分析容器受力情况，并获得其最大减薄程度;若用户要求压力容器变厚，那么设计人员则要对各方向拉应力进行考虑，避免出现脆性干裂问题。

2.2对热处理进行规范

在压力容器的设计过程中，热处理环节的设计还存在很多的问题和缺陷。设计人员要进行比较规范和标准的设计，通过不断优化设计方案，更加规范设计压力容器热处理，主要通过程序化和系统化两个方向入手。程序化是在设计图纸中明确压力容器热处理的具体工序和内容，从而保证热处理的质量。系统性主要是通过全面的分析压力容器质量的各类影响因素，综合考虑热处理设计的相关部位，保证压力容器质量达到相关标准。

2.3对法兰进行精准计算

在压力容器法兰设计环节中，其设计有着更加精准的要求，其精准设计主要借助合理的计算，对法兰厚度、尺寸以及厚度等指标进行明确，因此，需要精准的计算为其提供保障。对于计算保障而言在，需要考虑的因素较多，比如，受力状况、链接方式以及法兰结构材料等，均需要进行综合分析，只有这样，才能够使法兰加工环节的质量得到保障，进而提升容器整体设计水平。

2.4使用年限设计的防范策略

结合上文，对如何设计压力容器的使用年限的问题，提出压力容器设计人员在设计压力容器使用年限的过程中一定要进行多方面的考量，必须要严格参照有关部门对于压力容器使用年限的要求，保证压力容器的使用年限能够在要求的时间内根据工业企业的实际情况设计最佳的使用时间。也要注意压力容器在实际使用过程中材料、腐蚀性承受以及存在的安全隐患的影响，使压力容器能够安全、可靠的在使用年限里進行使用。还有就是压力容器的设计人员不但对压力容器的实际使用年限进行多方面的考量，还要对压力容器使用过程中使用者操作失误的情况考虑在内，必须要在设计图纸的合适位置表明压力容器的使用年限、安全提醒、以及正确的使用方法。这样才能设计出使用年限合理的压力容器。

结语

综上所述，做好压力容器设计已经成为了一项重要工作。因此，必须结合实际情况，通过合理选择材料，加强对使用寿命重视以及规范热处理等措施，有效解决材料、寿命以及热处理等设计常见问题，提高压力容器设计质量与水平，从而将其作用充分发挥出来。

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（作者单位：山东舜业压力容器有限公司）