壓力容器設(shè)計與制造探討

張良城

（黃驊市鴻承企業(yè)有限公司，河北黃驊 061100）

壓力容器設(shè)計與制造探討

張良城

（黃驊市鴻承企業(yè)有限公司，河北黃驊 061100）

壓力容器作為工藝復(fù)雜的承壓設(shè)備，如何提高和改良其設(shè)計和制造是目前研究的熱點問題。壓力容器在很多的工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用，所以對于設(shè)計制造的工藝要求也很高。對于壓力容器而言，所有的設(shè)計和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)都要符合設(shè)計制造的要求，同時也要注意生產(chǎn)制造中容易出現(xiàn)的各種問題。針對壓力容器的設(shè)計構(gòu)成和特點以及制造過程中的質(zhì)量控制等因素展開討論，對壓力容器的設(shè)計制造進(jìn)行分析，并且在整個的制造過程中要求做到無損檢測，希望可以給相關(guān)人員提供參考。

壓力容器；設(shè)計制造；質(zhì)量提升

壓力容器目前在很多行業(yè)都被廣泛應(yīng)用，如果生產(chǎn)的壓力容器質(zhì)量出現(xiàn)問題，極易引起生產(chǎn)事故，造成人民財產(chǎn)的損失。所以，壓力容器的質(zhì)量必須作為壓力容器制造的首要環(huán)節(jié)加以把關(guān)和控制。一般壓力容器的制造包括設(shè)計，加工，焊接和最終的產(chǎn)品檢驗幾個環(huán)節(jié)。各個工藝之間相互配合，相互聯(lián)系，只有做好每一部分的生產(chǎn)加工工藝才可以完成整個特種設(shè)備的制造過程。壓力容器在制造和生產(chǎn)中具有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，從選材到設(shè)計要求又要符合國家級標(biāo)準(zhǔn)方才可以投入使用。

1 壓力容器的結(jié)構(gòu)和特點

1）壓力容器目前在各個工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用，所以作為特種設(shè)備，他有很多的參數(shù)和結(jié)構(gòu)特點。即使相同參數(shù)的產(chǎn)品，由于使用環(huán)節(jié)不同，再制造環(huán)節(jié)中要求的工藝也有所差異。

2）壓力容器的生產(chǎn)制造首先要求具有可靠的安全性，生產(chǎn)工藝和流程都要符合國家的安全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，同時國家的壓力容器制造標(biāo)準(zhǔn)也在隨時變化，對應(yīng)的制造工藝必須相應(yīng)做好調(diào)整。壓力容器的制造很多時候是在高溫高壓的環(huán)境下完成的，很多介質(zhì)材料都是具有毒性的有害物質(zhì)，所以在產(chǎn)品的設(shè)計之初，必須嚴(yán)格遵循各種規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，不可以大意。確定好壓力容器的連接處的焊接水平系數(shù)，確定受壓材質(zhì)，在使用條件和安全條件的前提下必須要將受壓材料的工藝性和經(jīng)濟放在制作前的首要位置上。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，有越來越多的新材料技術(shù)和新工藝被應(yīng)用到特種設(shè)備的加工制造中，也更加規(guī)范了各種設(shè)備的設(shè)計生產(chǎn)規(guī)范化。新的標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)范要從全方面出發(fā)去考慮設(shè)備制造加工的要求，故新標(biāo)準(zhǔn)逐漸把經(jīng)濟因素放到了比較重要的位置，這體現(xiàn)在新標(biāo)準(zhǔn)中對安全系數(shù)的降低。

3）壓力容器制造中很多的參數(shù)存在相關(guān)的信息，相似的產(chǎn)品在制作的過程中要做好相應(yīng)的統(tǒng)計信息工作，這些信息的匯總可以提升企業(yè)的制造加工水平，也可以提高企業(yè)的綜合競爭力。

4）壓力特種設(shè)備的制造要具有很強的專業(yè)性。設(shè)計和制造設(shè)計多個行業(yè)，多個學(xué)科。壓力容器的特種設(shè)備生產(chǎn)和制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)品也眾多。在壓力容器的制作過程中要以質(zhì)量為中心，調(diào)整好機械加工工藝。壓力容器特種設(shè)備很多都是以鈑金件為主進(jìn)行的生產(chǎn)焊接，所以對于焊接質(zhì)量有著嚴(yán)格的控制要求，這也是很多控制過程中最為薄弱的環(huán)節(jié)，必須把握好質(zhì)量關(guān)。

2 設(shè)計制造壓力容器時的參考條件

1）在安全的條件下進(jìn)行設(shè)計壓力容器，在很多石油化工的介質(zhì)材料中是含有很多有毒物質(zhì)和氣體的，甚至具有強烈的腐蝕性，并且有很多介質(zhì)是具有可燃性和爆炸的可能性，所以考慮壓力容器的時候必須重視安全可靠的設(shè)計，在工作溫度異常的條件下以及考慮介質(zhì)的腐蝕等特性時候，要考慮上述問題進(jìn)行運行安全的設(shè)計。

所以在把握壓力容器設(shè)計和使用壽命的前提下，結(jié)合承受的物質(zhì)的腐蝕性，往往會縮短壓力容器的使用壽命，尤其盛裝化工行的材質(zhì)，所以腐蝕量要盡量留出來，同時對壓力容器所采用的材料殼要耐腐蝕，在設(shè)計壓力容器的時候必須將防腐措施擺在首要位置上。為了將壓力容器使用其最大經(jīng)濟價值，也就是說設(shè)計的所有指標(biāo)都符合標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該采納以簡約的設(shè)計和提供材料節(jié)約的方案進(jìn)行，以便能夠降低壓力容器的成本。

2）疲勞設(shè)計。壓力容積的疲勞受到應(yīng)力的作用會超過壓力容器服刑的兩年甚至更多，并在循環(huán)使用次數(shù)相對減低，所以疲勞的問題被人們開始重視起來。

3）概率設(shè)計，這個設(shè)計來自于現(xiàn)代是以數(shù)學(xué)的統(tǒng)計為基礎(chǔ)的可以在設(shè)計中進(jìn)行對容器的全面的評價，例如經(jīng)濟的評估和安全的評估等。

3 壓力容器設(shè)計制造的發(fā)展方向

當(dāng)今社會科學(xué)技術(shù)大力推動和不斷創(chuàng)新的局面下，壓力容器的制造水平也不斷提高，主要表現(xiàn)在如下幾個方面∶

1）壓力容器不斷增加容量，超大型容器發(fā)展，大型容器的優(yōu)勢在于體積大并且在生產(chǎn)的時候可以節(jié)省材質(zhì)，降低投資風(fēng)險，節(jié)約能源并且增加了社會生產(chǎn)力，提高效率，降低成本。

2）因為壓力容器不斷增大，則生產(chǎn)材料的使用也應(yīng)該與時俱進(jìn)，因此對鋼材強度也越來越高。

3）壓力容器的制造有很多方法，傳統(tǒng)的制造主要是鍛造，卷焊以及包扎好熱套式等形式，1981年，德國采用了埋線的制造技術(shù)，這個年代對于焊接成型都可以采用這個焊接法制造容器，這項發(fā)明不僅節(jié)約資源，還能提升速度，所以得到大力推行和發(fā)展的。

4 壓力容器特種設(shè)備的質(zhì)量提升措施

壓力容器是最為重要的特種設(shè)備之一，設(shè)計制造質(zhì)量的好壞是整個設(shè)備質(zhì)量的關(guān)鍵因素。設(shè)計的技術(shù)能力量一定要具備整體團隊水平，如果設(shè)計環(huán)節(jié)就沒有做好質(zhì)量的把關(guān)，那么最終的產(chǎn)品就不能適應(yīng)產(chǎn)品使用的需求。首先在產(chǎn)品的材料選擇上，必須符合產(chǎn)品的使用環(huán)境，很多特種設(shè)備的事故都是由于材料選擇不當(dāng)造成的。要根據(jù)設(shè)備的使用做好化學(xué)分析，選擇既符合生產(chǎn)需求又具有良好經(jīng)濟性的材料，對于進(jìn)口的材料要加強管制，對材料的化學(xué)成分，化學(xué)性能和工藝做好相關(guān)數(shù)據(jù)的計算，另外在無損檢測方面也要加強監(jiān)管監(jiān)督。

5 結(jié)束語

壓力容器能否安全運行，在很大程度上取決于設(shè)計與制造質(zhì)量，而設(shè)計與制造質(zhì)量又與工程技術(shù)人員能否對標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)正確理解密切相關(guān)。近年來，壓力容器被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)及生活中，壓力容器具有高負(fù)荷、高強度、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安全要求高的特點，當(dāng)存在一些質(zhì)量問題時，容易引起安全事故的發(fā)生。這不僅影響到人們正常的工作生活，還給生命財產(chǎn)帶來巨大的威脅。因此對其設(shè)計與制造的要求也越來越高。在設(shè)計與制作壓力容器時，必須嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求進(jìn)行，同時要注意制造過程中出現(xiàn)的問題。

[1] 張磊，謝文喆.壓力容器設(shè)計及容易忽視的問題[J].石化技術(shù)，2016，（10）.

[2] 朱國慶.壓力容器設(shè)計中開孔補強設(shè)計的應(yīng)用分析[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016，（12）.

[3] 張國杰，趙振遠(yuǎn).壓力容器設(shè)計若干技術(shù)問題解析[J].化工管理，2016，（9）.

[4] 孫麗欣，胡文亮.壓力容器設(shè)計若干技術(shù)問題解析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（15）.

[5] 李鴻雁.淺談壓力容器設(shè)計應(yīng)注意的問題[J].黑龍江科技信息，2015，（19）.

Discussion on Design and Manufacture of Pressure Vessel

Zhang Liang-cheng

As a complex pressure equipment，how to improve and improve the design and manufacture of pressure vessel is a hot issue.Pressure vessels in a lot of industrial production and daily life has been widely used，so the design and manufacture of the process requirements are also high.For pressure vessels，all design and specification standards must meet the design and manufacturing requirements，but also pay attention to the production of easy problems.This article mainly discusses the design and manufacture of the pressure vessel and the factors such as the quality control in the manufacturing process.The design and manufacture of the pressure vessel is analyzed，and the non-destructive testing is required in the whole manufacturing process.It is hoped that the relevant personnel can be provided Reference recommendations.

pressure vessel；design and manufacturing；quality improvement

TH49

A

1003-6490（2017）02-0098-02