压力容器设计过程中常见问题分析

邓晶晶 毕征

摘 要：随着我国经济的高速发展，我国各行各业也呈现出良好的发展趋势。压力容器作为一种基础设备，在我国诸多工业行业，尤其是石化行业中，占据着重要的地位、发挥着重要的作用。但现阶段，压力容器设计过程中还存在着一些问题，严重影响着压力容器的安全性、可靠性及使用寿命，必须采取有效的对策予以处理。本研究中，笔者对压力容器设计过程中的常见问题进行了分析，并提出了相应的处理对策。

关键词：压力容器;设计过程;常见问题

引言

在工业生产的过程中所用到的压力容器，安全性和稳定性是其必须具备的两项条件，只有具备这两项条件才能保障此后工业生产的安全。压力容器的安全性和稳定性，需要在设计过程中进行严格的把控才能得以实现，当前，设计过程会受到各方面因素的影响，从而也产生了许多常见的问题亟待解决。

1压力容器设计原则

为确保压力容器质量达标，满足用户要求，在设计过程中应遵循以下几点原则。第一，满足工艺要求。压力容器在工业生产中应用比较广泛，所面临的工作环境和工作条件多种多样，这就需要结合实际使用要求，从压力、温度、生产工艺等几方面进行综合考虑，以满足不同工艺要求。第二，确保灵活实用性。为方便压力容器检查与维护，应在保证压力容器使用安全，以及基本功能有效发挥的前提下，尽可能的简化设计结构，降低维护维修难度，节约设计制作成本。第三，保证使用安全。压力容器是在特定压力条件下使用的，具有一定的风险性，如果因设计不合理造成故障问题，很容易引发安全事故，所以，在设计过程中，应着重考虑压力容器的安全性能，提高其使用安全系数，延长其使用寿命。这些都是压力容器设计过程中，所要遵循的基本原则。

2压力容器设计过程中的常见问题

2.1忽视压力容器的正常使用年限

压力容器一旦超出实际使用寿命必将给企业带来巨大的安全隐患。因此，必须对压力容器的实际使用寿命做出正确规定，要按照要求由设计人员在压力容器上标注预计的使用年限，对已使用疲劳的器具更应标注清楚实际的循环使用次数。然而这种做法往往被设计人员所忽视，对年限的考虑也不合理。尤其在预计使用年限的估算上往往都是按照设计人员本身的经验及惯例执行的。因此很容易在实际估算过程中延长或缩短使用时间，而且无法将所有可能影响到压力容器使用寿命的因素综合考虑清楚，从而使压力容器的设计方案有所变化，给压力容器的质量造成较大影响。

2.2在材料选择上出现问题

压力容器相关材料的选择会对容器的性能、安全性、抗磨损能力、结构和使用效果造成一定程度的影响，在设计过程中如果不对材料选择问题加以重视，对其进行充分考虑，很可能会对压力容器的生产制作及使用造成不利。具体来说，常见的问题主要存在以下几个方面：其一，材料类型选择错误。根据所设计的压力容器要求的强度和质地的不同，需要选择不同类型的材料，如果不选择相匹配的材料类型，在后续的工作中就会出现问题;其二，材料本身存在缺陷。在设计过程中，很可能由于选择了自身带有缺陷，品质低劣的材料导致压力容器的强度和结构性无法得到保障，影响到后续的使用;其三，没有考虑材料的经济属性。经济属性也是材料选择过程中一项必要的考量因素，如果不对其进行充分的考虑，会直接对后续的生产制造工作造成影响。

2.3压力容器设计过程中的热处理问题

热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。在压力容器的设计中，热处理是一种必不可少的处理手段。热处理对恢复材料性能有着无法取代的作用。钢板冷成形受压元件就是很好的例子，这种容器在很多情况下都需要进行热处理，比如盛装毒性为极度、高度危害介质的容器;有应力腐蚀性介质的容器等，冷成形的变形率有时会不符合指标的规定，这时进行热处理来恢复材料性能是最有效的一种技术手段。而设计者们在设计的时候，只关注到了压力容器的壳体、封头等，很容易忽略这个细节，不得不说是设计中的一个大问题。

3压力容器设计中常见问题的防范策略

3.1使用年限的解决对策

在压力容器使用年限的估算上，压力容器的设计人员必须要认真掌握有关压力容器设计方面的所有技术规定与标准，加强对压力容器使用年限的研究力度，注重每一個可能会对压力容器使用年限产生影响的因素。运用先进的科学技术手段，对压力容器的实际使用年限进行科学估算，避免在压力容器设计过程中出现延长或缩短使用年限的问题。设计人员必须要做好压力容器的观察工作，明确掌握压力容器实际受到的腐蚀情况，若压力容器受到严重腐蚀就会大幅缩短压力容器的使用年限。因此，压力容器的设计人员必须要根据压力容器的实际腐蚀速率对压力容器的使用寿命进行合理估算。同时，结合压力容器受到的外力情况，对压力容器的诸多参数进行更加精确的估算。此外，还可模拟实际工作环境，使工作数据更加接近实际。在图纸设计上必须设定统一的使用规则，考虑到压力容器在实际工作过程中的复杂工作环境和可能出现的各种受力情况，务必做好压力容器的消耗检查工作，最大限度的保证压力容器设计的科学性、合理性，确保压力容器的运行安全。

3.2科学选用容器材料

在设计压力容器时，第一点便是要选择最为合适的材料，以提升材料应用价值。首先，应全面了解不同类型材料的特点及属性，包括材料强度、韧性、受力特性、耐腐蚀性等，对其使用性能进行评估和比较，结合压力容器设计及使用要求，从性能较好的材料中做出选择。其次，还需要根据压力容器结构特点及强度要求，从材料厚度方面进行考虑，既要避免因厚度不足造成强度较弱问题，又要杜绝因厚度较厚造成压力容器重量过大问题。另外，应选用价格比较便宜的材料，以市场上常用材料为主，降低压力容器设计制造成本，确保能够顺利完成批量生产。

3.3压力容器设计过程中热处理问题的对策

压力容器设计过程中的热处理问题是一个重要问题。压力容器的设计中需要进行热处理的地方要按照国家规定进行热处理，绝不能为了省下一些成本，就忽略了热处理的重要性，从而埋下了安全隐患。钢材经过冷却变形后，硬度和强度有所提升，但可塑性却大大下降，若不进行相应的热处理，会使钢铁内部的晶粒发生破碎。冷却后的内部变化剧烈，硬化程度大大提高，对于安全性是个大大的挑战。针对钢板进行的热处理是必不可少的，能够有效增加钢板的可塑性。

结语

科学合理的压力容器设计，对压力容器的安全性、稳定性有着至关重要的影响。因此，在压力容器的设计上必须要选择具有极强专业技术的工作人员对压力容器设计方案进行反复考量，选用最为优质的材料，做好压力容器设计结构的分析工作，全面考虑到压力容器后期的维护与检修工作。只有这样，才能做好压力容器的设计工作，使其在实际生产过程中得以稳定运行。

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