压力容器设计中容易忽视的问题

摘 要：压力容器是人们生产生活以及科学研究工作开展中普遍应用的重要设备，主要负责盛装气体或液体，除了贮运功能，也可作为反应、换热和分离容器，当前随着实际应用需求增加，压力容器的种类和功能也逐渐增多，并发挥着越来越重要的作用。但在实际应用中，受到工作环境的主要影响，运行中危险性非常大，因此，对于设备质量和安全性能保障方面要求通常非常高，在容易设计过程中必须满足相关标准规程要求，还要满足实际应用需求，从而更有效的为实际应用提供可靠保障。本文主要研究在压力容器设计中比较容易忽视的问题，通过详细介绍分析，以期能为实际工作开展提供有效的建议。

关键词：压力容器;设计;问题

引言

在现代化社会发展中，压力容器在很多领域中都得到广泛应用，并对相应领域具体发展产生了非常大的推动作用，特别是在工业化建设中的化工领域，满足了各种严苛条件下的应用需求。压力容器得以实现在不同领域中的可靠应用，与压力容器的高标准设计存在非常大的关系，通过设计水平和各环节设计要点关注度的加强，可以最大限度的减少后续问题发生率，进而避免事故的发生或对生产质量造成不利影响。但在实际设计工作开展中，受到多方面因素的影响常会出现一些容易忽视的问题，最终导致安全隐患的遗留，降低压力容器的使用性能和安全可靠性，因此，必须加强设计工作开展的重视程度。

1 压力容器的设计要求概述

在对压力容器进行设计分析前，必须掌握设计方面的基本要求，从而更有效的保障实际设计满足各方面的基本要求和应用需求。其一，在设计过程中必须要满足支撑工艺生产顺利完成的要求，因为不同领域的工艺生产过程通常存在着一定的差异性，所以在设计过程中设计人员必须对压力容器应用的整个工艺过程进行全面了解，还要掌握运行过程中的条件需求，从而更有效的设计出规格标准满足实际工艺生产过程的压力容器;其二，保障安全可靠的运行，压力容器实际应用过程中，特别是在化工生产领域，很多原材料本身或在经过化学反应下都具备易燃易爆炸特性和腐蚀特性，还具有很大的毒害性，很容易自主发生爆炸及火灾事故，也会在外部影响下发生事故，会产生非常大的危害影响，因此，设计过程中必须确保压力容器本身的安全性能，还要保障其处于安全稳定化的运行条件，应重点加强固定设计和防护设计，进而避免外界因素的干扰影响;其三，压力容器属于一种易耗设备，在长期运行中很容易在不断腐蚀中质量保障效果降低，增加安全隐患风险，为减小风险发生概率，应做到在设计过程中进行压力容器材料的合理选择，并做好性能测试，还要经过科学的计算对结构进行合理设计，最终确保在可靠的焊接下，使得在规定的寿命周期内能够保障结构的牢固性，还要确保各方面性能能够得到有效保障;其四，在上述要求满足下，还要实现设计的经济性，要避免降低质量性能方面的要求，可从结构上进行简单优化设计，最好是避免使用过于贵重的材料，应通过设计检查工作的加强减少隐患遗留，进而实现维修成本的节约，在经济性的满足上要尽量确保压力容器的综合性价比。

2 压力容器设计中容易忽视的问题探讨

2.1 设计使用寿命保障问题

在压力容器实际应用过程中，很容易出现非正常的运行状况，在这种情况下操作参数也将会发生不确定变化，因此，在设计环节对于容器预期设计寿命保障方面，临界参数通常难以精准确定，进而使得在容器运行时间超过正常的设计寿命后，将很容易降低实际使用寿命，但目前在设计参数检验方面仍有待进一步研究，所以设计寿命仍难以得到有效保障。目前主要采取的措施是通过材料选用、力学性能测试、腐蚀数据测试和结构设计等方面进行设计因素的控制，需要压缩容器设计人员在图纸体上标明设计寿命和基本参数，但是要注意的是设计寿命与使用寿命并不等同，使用寿命还要受到后续操作、条件控制、管理和维护等多方面因素影响，总的来说，想要更好的提高设计寿命，设计人员多积累经验，提升自身技术水平，并确保设计中的认真态度。

2.2 压力试验免除问题

压力试验是设计考虑中不容忽视的环节，其中压力试验是否免除，以及在免除后可以采取的安全运行措施，这些都需要设计人员重点考虑，要思考问题的严重性。根据研究和以往经验可知，一般需要现场进行焊接操作的大型压力容器等做不了压力试验的情况下，压力试验可以免除，这些情况下的压力免除是因为开展试验的条件不足，很难允许顺利进行压力试验，对于专业的制造厂来说，不能以此为依据确定压力试验免除，要根据实际情况进行判断，在条件允许的情况下最好开展压力试验。压力试验也称耐压试验，是设计制造过程中检验设计参数是否达标的重要环节，在检验过程中发现问题，及时采取补救措施提升容器的质量和安全性能，所采取的措施主要从材料要求、结构设计要求、无损检测级别、容器本身超压泄放能力等方面进行提高。为避免压力试验免除造成的安全隐患遗留，最好在充分考虑下在确定是否免除，最好不要轻易提出，如果压力试验免除，则要及时采取相关措施，对压力容器进行加固設计补救，在设计图纸上要标明制造方面的特殊要求和推荐使用建议。

2.3 压力容器的温度界限问题

一般情况下，压力容器虽然很容易应对内部及外部高温环境，设计中也比较容易在高温界限上进行确定，但低温运行环境还是非常容易对压力容器造成不利影响，即在寒冷地区露天运行或者在无采暖条件的厂房内时，则需要设计人员重点对这方面的问题进行考虑。在这种情况下，设计温度的确定要根据实际运行情况进行考虑，当作为压缩气体的储存容器时，并且在无保温措施条件下，设计时在经过资料收集和计算后，最低温度界限可取比当地最低环境温度低3℃;当作为液体储存容器时，液体超过容积的四分之一以上且无保温措施下，最低温度界限可直接取当地的最低环境温度;如果是在有保温措施下，或者容器中的物料处于随时流动的状态，设计过程中最低温度界限则要多方面考虑，一般要考虑容器本身的容积、散热情况以及物料的温度流量，最终判断其壁温，在综合计算以及参考以往经验下确定最低温度界限。在温度界限确定后，即可有针对性的确定材料的低温力学性能、厚度、应力状态以及热处理状态，并为制造和检验环节指明基本要求。

3 结束语

总之，压力容器是社会发展各个领域中非常重要的设备，但在使用和设计要求方面也要非常高，需要从多方面出发考虑后进行严格控制。在压力容器易设计工作开展中，除了充分考虑设计基本要求以及上述提到的几方面问题，在实际工作开展中还应从更多方面进行考虑，最大允许工作压力、焊接接头系数选用、材料代用、设计超出标准规定范围、新材料应用、法兰选择、分气缸和储气罐设计等，这些方面都非常容易产生问题，需要在相关因素充分考虑下，并在严格遵循相关设计规范以及质量标准，以及科学精准计算下，进行合理设计，以更有效的满足长久安全运行需求。

参考文献：

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[3]张磊，谢文喆. 压力容器设计及容易忽视的问题[J].石化技术，2016，23（10）：203，198.

作者简介：

张静（1993，09-），男 汉族，籍贯：陕西渭南，毕业于延安大学，过程装备与控制工程，研究方向：压力容器设计工作。