壓力容器制造廠設計現狀管窺

【摘 要】壓力容器是生產過程中必需的設備，被廣泛的應用到各個部門。很多壓力容器的操作和使用材料具有高壓、高溫、耐腐蝕、易燃易爆的特點，這些特點導致了壓力容器設計制造過程中存在不穩定因素，這就對設計者提出了較高的要求。本文對壓力容器設計、制造過程中容易出現的問題進行分析，希望能引起相關工作者的注意。

【關鍵詞】壓力容器；設計；問題

雖然在壓力容器設計制造的過程中以一定的規范作為制造的依據，但是人們在具體的設計制造的過程中對規范中的說明理解得不透徹，從而產生錯誤，直接影響設備的安全性能，這就對設計人員提出了更高的要求，不僅要進行全面的分析工作，還要對設計過程中的具體問題進行具體分析，嚴格按照標準來進行合理的設計，最大限度的發揮壓力容器的作用。

1.壓力容器的概念

隨著我國經濟的迅速發展，我國的科技水平也發生了巨大改變，這便為壓力容器的應用提供了廣闊的空間。在對壓力容器進行設計制造中，設計過程最為關鍵。設計是否合理對壓力容器的性能起到決定性作用。壓力容器一般用于工業生產過程中，為生產工藝過程提供反應的容器。為了確保壓力容器的安全使用，最大限度的為企業創造經濟效益，國家制定了相關的標準，對壓力容器設計的各項指標做出了明確的規定。

2.壓力容器設計過程中的注意事項

壓力容器在正式投入使用之前，會需要經歷很多監督、檢查的環節，設計是其中最為關鍵的一步，必須嚴格按照規定的標準開展工作。在對壓力容器進行設計的過程中，我們必須為設備的正常運行提供保障。壓力容器中通常盛放的是一些毒害性比較強、具有一定的腐蝕性的物質，這樣就增大了火災、爆炸事故發生的概率，對人民的生命財產造成很大的威脅。所以在設計過程中，工作人員要將規定的操作步驟銘記于心，嚴格按照規定的標準開展工作。由于生產是一個持續性動作，這對壓力容器工作而言是一項不小的挑戰，還會對壓力容器產生一定的破壞，進而影響到相關設備的正常工作，為維修工作帶來很大的困難。所以，壓力容器在設計制造的過程中必須嚴格遵守有關的規定，確保壓力容器在使用的過程中可以忍受溫度的變化，還要有一定的抗腐蝕性，并能夠保證其在長時間運行情況下還能進行正常的工作。

3.壓力容器設計中存在的問題

3.1材料的選用問題

壓力容器應用的范圍很廣，不同的環境條件下的工作要求不同，因此，壓力容器材料選擇在其設計過程中是一項艱巨的任務。壓力容器產生事故的主要原因就是材料選擇的不合理。在實際選材的過程中，要考慮設備的設計溫度、設計壓力、加工性能、材料的性能，不能根據設計工作者的自身經驗對鋼板的等級進行提升。對尺寸大，設計壓力高的設備，要在設計的過程中加大殼體壁的厚度，這樣不僅增加材料的耐用性，而且使得工程造價得到提升。

3.2開孔補強問題

如果容器的開孔過大，要求的設計壓力也很大，僅采用與圓筒相同厚度的補強圈是不夠的，這是由于隨著開孔的直徑逐漸變大，補強圈外徑與內徑的比例是逐漸變小的。當開孔的直徑到達一定的長度時，容器殼體的有效補強范圍不變，但是外強圈的外徑是逐漸減小的，此時，如果圓筒可承受壓力的計算厚度在名義厚度中占據的比例足夠大，那么就有很少的面積可以進行補強。如果使用和圓筒相同厚度的補強圈，當補強圈和內徑的比例與1.6較為接近時，就會導致不能滿足相應的補強要求，這時就要通過增加補強圈的厚度來進行彌補。同時，在對換熱器管箱進行開孔工作時，也可能會遇到補強設計的有關計算。有時可能管箱長度不夠導致無法滿足補強的有關規定，管箱長度的增加受到工藝條件的限制，雖然增加了補強圈，但是補強效果不盡人意。

3.3殼程按管程壓力試壓問題

管殼程設計過程中都是正壓力，管程試驗壓力是高于殼程試驗的壓力的，可以將殼程試驗的壓力提升到管程試驗的壓力開展設計工作。但是在這個過程中，其他元件的強度和結構通常不被設計工作者重視。GB150中對補強圈的厚度要求是不能超過殼體壁厚的1.5倍，但是在JB/T4736中規定補強圈的厚度不能超過30mm。在使用厚壁管的過程中容易忽略兩個問題，一個是削邊長度不能小于厚壁管和對接法蘭徑厚度差的3倍，另一個問題是接管實際的外伸高度不能將削邊和殼體的高度包括在內。

3.4管殼的壓力設計

在對管殼進行壓力設計的過程中，有幾點是需要引起特別的注意：壓力容器內的壓力是正壓力，在進行試驗的過程中，管程的試驗壓力不能低于壓力容器的殼程壓力。這就給設計工作者的工作帶來一定的困難，工作人員在對壓力容器進行設計的過程中，要努力使殼程壓力帶動管程壓力數值發生變化。在明白這個原理后，設計工作人員要對管筒的向應力情況進行校對，與此同時，要關注其他元件的耐受力情況。管道中的法蘭不是同級的，而是有區別的。當試驗殼程水壓提高后，如果還按照原來的要求對殼程管法蘭的等級壓力進行選擇，就會導致生產產品的不合格。因此，相關工作人員就要嚴格遵循標準，嚴格控制好試驗水壓的壓力在規定的范圍內。管板的強度也有規定的，為了確保設備的安全，要對管板進行校驗工作。

3.5換熱器結構問題

在進行換熱器結構設計的過程中，應當充分考慮到管束組裝、管束振動等問題。當換熱器的直徑比較小時，拉桿的固定端需要設置在離殼程介質進口的另一邊的管板上；當換熱器的直徑較大的時候，拉桿的固定端需要設置在接近殼程介質進口的管板上。

4.小結

在未來的工作中，我們要嚴格遵守我國的設計標準開展工作，設計工作者要對各個方案進行比較分析，盡量滿足節約成本、設備的安全可靠性等要求。在對壓力容器設計制造的過程中，不可避免的會遇到很多問題，我們要重視細節問題的處理，防患未然，對設計標準進行深入的學習，加強與同行工作者的工作交流，避免出現低級錯誤，從而提升我們設計壓力容器的能力，保證壓力容器安全的工作，從而為人們創造更多的利潤。 [科]

【參考文獻】

[1]居欣美.壓力容器制造廠設計現狀分析[J].石油化工設備，2013，10（01）：16-17.

[2]代東亮.壓力容器制造廠設計現狀分析[J].山東化工，2014，11（01）：12-13.

[3]費偉.關注與推進壓力容器設計體制進入國際化[J].壓力容器，2011，15（01）：32-33.