淺談不銹鋼制壓力容器的設計

文/石麗杰，沈陽東方鈦業股份有限公司

淺談不銹鋼制壓力容器的設計

文/石麗杰，沈陽東方鈦業股份有限公司

文章首先分析了壓力容器壁設計中需要達到的標準，結合實際使用方向來開展。在此基礎上結合當前技術應用情況，重點介紹需要注意的問題，以及技術應用中所帶來的先進功能，幫助提升不銹鋼材料使用效率，在壓力容器生產設計中達到更穩定效果，滿足制造以及生產中的安全規定標準。

不銹鋼；壓力容器；容器設計

1 不銹鋼制壓力容器壁厚的設計

不銹鋼制壓力容器壁厚設計要建立在使用需求基礎上，壁厚應該是均勻一致的，其中不存在夾渣情況，對于使用中容易產生的問題，可以進行局部壁厚強化設計，使用時壓力容器可以應對不同壓力，避免自身結構受到壓力破壞影響。設計方案中計算出的厚度與實際壓力容器鍛造會產生差異性，例如某不銹鋼壓力容器在設計規定的厚度為14mm，實際制造中則規定厚度不可以小于12mm，是允許存在一定誤差的，只要將誤差控制中在合理范圍內便是安全的。除此之外厚度也不能超過14mm，否則將造成材料浪費，焊接接頭處理中按照14mm標準進行，可能會產生接頭處理不達標的情況，影響到壓力容器內部承受能力，當壓力達到峰值時焊接部位可能會發生開裂的現象，造成最終使用安全性受到影響。壁厚設計期間需要將不銹鋼材料的允許誤差值標記在其中，從而達到更優化效果，壓力容器壁厚度達標并合理選擇接縫處理技術，是容器生產制造任務進行的基礎部分。

2 不銹鋼壓力容器焊接技術

2.1 不銹鋼壓力容器焊接接頭處理

根據壓力容器整體大小來進行接頭部分選擇處理，確保接頭部分銜接后強度上可以與其他位置保持一致。接頭部分在焊接前做好清潔工作，確保其中不存在油污等污染物質，否則焊接處理銜接程度并不理想。接頭部分的焊接尺寸要保持一致，觀察在焊接過程中是否存在尺寸誤差現象，隨著加工處理進行及時調整，焊接接頭處理是后續制造任務開展的基礎，只有達到這一小鍋后才能展開其他銜接處理。焊接期間還需要避免出現焊稀釋現象，焊接前可以在接頭部分涂抹一層保護材料，及時焊接溫度很高，也不會因此不銹鋼材料性質發生改變。

2.2 接頭焊接后的損傷檢測

焊接后很容易出現損傷情況，尤其是接縫部分，焊接后需要進行損傷檢測，使用熒光材料來進行，將材料均勻涂抹在壓力容器表層，當存在裂縫缺陷時材料能夠進入到焊接部位中，顯示出一條熒光顏色的裂痕痕跡。檢測人員觀察到這一現象后，進行接下來的損傷處理，或者進行二次高溫融化方法來幫助解決問題，保障不銹鋼壓力容器焊接部分的安全性，接下來所開展的各項設計任務也能達到最佳效果，以設計方案為基礎所開展的各項焊接任務可以順利進行，幫助提升最終設計使用穩定性。損傷檢測結表示接下來的維護方向，以及焊接需要繼續深入強化的部分。壓力容器根據不同使用需求，可以進行局部針對性的強化，所應用焊接技術也要具有強化效果，使接頭部分焊接強度與壓力容器壁保持一致。

2.3 焊接接頭處的維護與檢修

焊接接頭部分使用中承受風險能力相對薄弱，為避免使用中出現嚴重的質量安全問題，需要定期檢修維護，在設計期間對檢修時間做出精準計算，并確保各項控制計劃中需要繼續深入完善的部分。要根據不銹鋼壓力容器實際使用中受到的損傷情況來計算出維護時間，達到規定時間穗壓力容器進行損傷檢測，尤其是焊接接縫部分，作為重點維護部分來檢測，觀察是否由于長時間使用帶來隱患，及時將風險隱患排除，壓力容器的使用安全性達標后，將檢測得到的參數結果保存到檔案中，從而實現對壓力容器優化設計、制造、使用的目標。

3 不銹鋼壓力容器表面設計制造

3.1 加強材料切割防護

對不銹鋼壓力容器進行切割時，材料尺寸上盡可能避免出現誤差，減少后期切割處理量，壓力容器完整度得到保障后不容易出現加工超量現象，提升原材料使用效率。材料切割需要進行精準的計算，根據計算結果進行加工處理，從而達到最佳處理效果，切割過程中溫度比較高，不加以防護會造成不銹鋼材料在高溫狀態下發生性質改變，難以進行接下來的加工處理以及防護，技術方法選擇是尤為重要的，通過技術方法之間的相互結合，來達到最佳設計方案落實效果，技術人員所開展的現場加工優化也有了明確的針對對象。

3.2 不銹鋼材料清潔處理

不銹鋼材料化學性質比較穩定，不容易產生氧化反應，在材料投入使用前也需要對表面進行清潔處理，使用弱鹽酸對材料表面擦拭，將氧化造成的污染物質徹底祛除掉，恢復材料的表面化學性能穩定性。要注意擦拭的時間與鹽酸反應總用量，以免清潔處理過量造成材料表層損傷，影響到最終的壓力容器使用強度。表面清潔處理與不銹鋼材料連接使用是同等重要的，只有材料表面清潔程度達標，才能進行壓力容器設計制造，焊接過程中的接縫處理才更加穩固，不會由于氧化物質造成焊接期間不銹鋼材料連接不穩定的現象。

3.3 不銹鋼材料機械切割

使用不銹鋼材料制作前需要切割處理，在設計方案中標記好各個部分切割尺寸，并進行更深入的尺寸強化，實際操作中受機械工具影響會產生不同程度的誤差，因此設計方案中會標準誤差循序出現的范圍，將其控制在安全范圍內。不銹鋼切割技術應用要重點觀察尺寸是否合理，避免發生切割超量的問題，保障不銹鋼材料使用性能可以得到良好發揮，增大壓力容器使用安全性。

4 結語

由上可知，在腐蝕介質和誘因（如劃傷、飛濺、割渣等）存在的條件下，不銹鋼也能與腐蝕介質發生緩慢的化學和電化學反應被腐蝕，而且在一定條件下的腐蝕速度相當快而產生銹蝕現象，尤其是點蝕和縫隙腐蝕，不銹鋼件的腐蝕機理主要為電化學腐蝕。因此，不銹鋼壓力容器在制造過程中應采取一切有效措施，盡量避免銹蝕條件和誘因的產生。實際上，許多銹蝕條件和誘因（如劃傷、飛濺、割渣等）對于產品的外觀質量也有顯著的不利的影響，在容器制造過程中采取必要的防護技術和表面處理技術加以改善。

[1]張瑞鵬.S32205+Q345R雙相不銹鋼復合板壓力容器設計及制造要點[J].石油化工設備,2016,45(4):85-89.

[2]原守恒.淺談薄壁不銹鋼壓力容器焊接制造難點的控制[J].工程技術:全文版,2016(12):00233-00233.