低溫壓力容器設(shè)計中的關(guān)鍵問題

閔勇(南京大化機經(jīng)濟技術(shù)有限公司， 江蘇 南京 210005)

低溫壓力容器設(shè)計中的關(guān)鍵問題

閔勇(南京大化機經(jīng)濟技術(shù)有限公司， 江蘇 南京 210005)

在工業(yè)的生產(chǎn)過程中，低溫壓力容器的選擇和應(yīng)用方面存在著不少的問題，這些問題的出現(xiàn)嚴重阻礙了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展與社會的進步。在工作中應(yīng)該嚴格遵守低溫壓力容器的設(shè)計、焊接機檢查的規(guī)定，這樣才能確保工業(yè)生產(chǎn)正常運作。

低溫壓力容器；設(shè)計溫度；結(jié)構(gòu)

隨著工業(yè)的快速發(fā)展與革新，在工業(yè)為我國帶來發(fā)展優(yōu)勢的同時也面臨著諸多的問題與挑戰(zhàn)，在確定金屬的溫度、選擇低溫壓力容器的材料、設(shè)計低溫壓力容器的結(jié)構(gòu)以及在檢查與焊接低溫壓力容器之中存在著不少的問題，這些問題的出現(xiàn)嚴重阻礙了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展與社會的進步。鋼材在低溫環(huán)境的拉應(yīng)力之下容易發(fā)生脆性的破壞，在選擇鋼材時應(yīng)該考慮材料自身的拉力強度，如果材料的屈服強度比較弱，則在低溫的容器中容易發(fā)生脆性的破壞，進而影響到工業(yè)的生產(chǎn)，對人們的生命及健康、財產(chǎn)的安全產(chǎn)生一定的威脅，所以在設(shè)計低溫壓力容器時，應(yīng)該按照嚴格的標準與要求，這樣才能使其工作正常運行。

1 確定金屬的溫度

低溫壓力容器中最為關(guān)鍵的因素是其設(shè)計溫度的因素，所以在確定設(shè)計中的金屬溫度，由于不同的設(shè)計溫度在選材、設(shè)計以及在產(chǎn)品的制造的過程中對其影響會有不同，所以需要在實際的工作中，根據(jù)其設(shè)計溫度的要素，對環(huán)境溫度、載荷條件、保溫與保溫以及介質(zhì)的溫度進行全方位、多角度的具體分析，在確定金屬的溫度中主要考慮到以下幾方面要素：一是要以物質(zhì)材料的溫度確定金屬的溫度，在低溫壓力容器收到工作介質(zhì)與受壓元件直接接觸時，這時環(huán)境與壁體的溫度極為的相似，這時選取與金屬溫度相似的物質(zhì)材料溫度進行設(shè)計與計算。同時對于一些生產(chǎn)過程中對低溫壓力容器的應(yīng)用能力開確定金屬的溫度，這樣可以通過直接的實際測試來取值，對于廠房內(nèi)與部分的車間處于無采暖與露天的情況之下放置，進而使其在設(shè)計時充分考慮到氣溫條件的變化對確定金屬溫度的影響。

2 選擇低溫壓力容器的材料

由于低溫壓力容器的特殊性，所以在選擇材料上有其嚴格的要求，對低溫壓力容器在安全要求、使用條件以及用途上進行充分的考慮的條件下，還應(yīng)考慮到低溫壓力容器在選材上對設(shè)計的溫度、壁厚、材料的拉力性、焊接等問題進行充分考慮，這樣才能保證在選取材料上的科學性，具體選用材料上主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是對低溫條件下的用鋼進行正火的處理，進而使鋼性在轉(zhuǎn)變溫度下有所降低；二是在選用低溫容器中的受壓元件應(yīng)該選用鎮(zhèn)靜鋼，這樣可以使鋼材的焊接性與韌性更加的良好；三是選用低合金鋼與低溫用的碳素鋼等各類鋼材，這樣可以應(yīng)對V型的沖擊試驗；四是在使用中應(yīng)該選用溫度在零下100度到零下70度的鋼材，這樣可以保證鋼材硬化處理所需要的強度；五是對于焊接材料的選用尤為關(guān)鍵，應(yīng)該選用低溫韌性強的相近材料，這樣可以保證焊接的結(jié)實度等[1]。

3 設(shè)計低溫壓力容器的結(jié)構(gòu)

在設(shè)計低溫壓力容器的結(jié)構(gòu)中，需要避免尖角與出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象發(fā)生，確保容器結(jié)構(gòu)中的韌性，對于在設(shè)計結(jié)構(gòu)中所出現(xiàn)的問題要特別的關(guān)注，盡可能地保證低溫壓力容器的結(jié)構(gòu)簡單化，盡量減少焊接件在焊接過程中的受約束程度，盡可能減少各個截面的溫度梯度，在結(jié)構(gòu)的過渡機轉(zhuǎn)彎處避免出現(xiàn)尖角與用力集中的現(xiàn)象發(fā)生，確保每個容器的元件部位的光滑程度；對于容器中的鞍座、耳座以及支腿的部位，在焊接的過程中需要利用連接板與墊板來避免與容器的外殼直接的進行焊接，在焊縫中應(yīng)該采用連續(xù)焊，并且利用厚壁管對焊縫進行合理的布置，這樣可以避免出現(xiàn)交叉的狀況發(fā)生；對于焊后不能進行熱處理的較為復雜的載荷附件需要進行單獨的處理等[2]。

4 低溫壓力容器的檢查與焊接

針對低溫壓力容器的對接接頭中的設(shè)計溫度應(yīng)該低于零下40度，接頭的厚度應(yīng)該大于25毫米，并根據(jù)“容器”的規(guī)定化為第三類低溫壓力容器，根據(jù)介質(zhì)的毒性、燃、爆等特點，對容器進行百分之百的超聲檢測，并對超聲檢測與局部的射線的對接接頭，在監(jiān)測的長度上不少于百分之五十，并且不少于250毫米[3]。對于在低溫壓力容器在焊接的過程中應(yīng)該選用較小的焊接線，進行多道焊接，并嚴格遵守與控制焊接線的能量，確保焊接過程中表面的光滑程度，選用拉力強度大的鋼材，這樣才能確保在焊接的過程中與低溫的條件下，鋼材的脆斷的破壞，進而影響到工業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所述，本文通過分析在確定金屬的溫度、選擇低溫壓力容器的材料、設(shè)計低溫壓力容器的結(jié)構(gòu)以及在檢查與焊接低溫壓力容器之中存在著不少的問題，這些問題的出現(xiàn)嚴重的阻礙了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展與社會的進步，在確定低溫設(shè)計中，并不是全按照低溫的設(shè)計，應(yīng)該根據(jù)具體情況計算其拉力的大小，進而選用低溫用鋼，這樣才能避免工業(yè)生產(chǎn)的浪費，所以一旦確定低溫壓力容器的溫度，則在工作中應(yīng)該嚴格遵守低溫壓力容器的設(shè)計、焊接機檢查的規(guī)定，這樣才能確保工業(yè)生產(chǎn)正常運作。

[1]魏紅利．低溫壓力容器設(shè)計探討[J]．科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2009，19(24)：147-149．

[2]劉衛(wèi)平，周嵐，徐慶山．低溫壓力容器的設(shè)計[J]．化學工程師，2009，19(3)：56-58．

[3]夢雅薇，葛志強．關(guān)于低溫壓力容器設(shè)計的若干問題的分析[J]．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，(32)：169-171．