不同用途壓力容器在設計過程中的技巧

司馬朋飛，仝先鋒

（洛陽中廣石油化工機械設備有限公司，河南 洛陽 471000）

1 壓力容器發生事故的原因分析

在平常的使用過程中，壓力容器由于在設計安裝，盛放介質種類，運輸規劃中忽視了一些細節，而這些細節又牽動著整個設備的安全運轉，是不容忽視的。沒有精密準確的數據，就會在設計上有紕漏，而制作壓力容器往往是按精密的設計圖紙來制造組裝，設計準則一旦破壞，就會在運行中超過所能承受力范圍發生不可預估的危險，所以在制作壓力容器準備階段一定要做好數據調查、程序布控，正式試運行階段定期檢測排查安全隱患。當然壓力容器除了這些客觀事故外，還有一些因周圍環境改變造成不同程度的破壞。主要有以下三種：疲勞破壞、韌性破壞（延性破壞）、壓力容器及管道的腐蝕。設計生產者在選用不同的材料進行制造時，需要確定此壓力容器滿足的力學性能、耐腐蝕性、可加工性能和經濟性的要求。在實際的生產過程中，設計者還要對容器內外部的受力情況再次重新分析，確定變薄后壓力容器的受力情況，當加厚后壓力容器的各項性能都重新發生了變化，如果沒有再次檢驗很容易出現斷裂的風險。

2 壓力容器的設計使用壽命問題及對策

任何一個產品設計的時候都要考慮其使用壽命的問題，特別是像壓力容器這種精密的工業設備，其使用壽命要求比一般產品要求更高。通常對于壓力容器這種產品通常采用預計年限的方式預估使用壽命，再在其基礎上考慮影響其壽命的因素，對材料和設計方式進行優化處理，對不同的設計方案進行相應的處理。使用壽命低會增加成本的支出，所以在初步設計時應秉持擇優的原則，壓力容器對材料的要求較高，應在經濟能力允許的范圍內，增加設備的安全性和應力數值。制造者在生產過程中應充分考慮壓力容器的使用壽命和后期保養問題的衡量。設計者在預算壓力容器的使用年限時往往依靠以往的經驗和設計，而忽略了現實測量這一環節，造成材料、溫度和環境的不適應性，再加上操作人員的不規范使用，至使壓力容器的使用年限直線降低。并且設計人員在設計生產壓力容器時應在設計圖紙上，明確標記壓力容器的使用年限，和標準使用年限，避免造成新的不確定因素。

3 壓力容器設計過程中熱處理問題的對策

壓力容器最常見也最易出現的是熱處理問題，在對于低合金或者碳鋼進行熱處理工藝，當然顯而易見的設計成無縫鋼管是對壓力容器安全性比較適合的選擇，低合金鋼卷制也可以符合設計的要求，如果生產者采用了后者的施工方法，忽略最為關鍵的熱處理的問題，在此基礎上延展性不好的鋼板和脆性水平較高的鋼板，在熱處理之后的冷卻過程里，會發生較大幅度的變形，并且硬度水平也差于之前，這個問題不光存在在普通鋼板上，在筒壁較厚的小直徑筒體卷材上也有體現。這會影響壓力容器的安全性問題，從而出現裂痕，從根本的原因在于熱處理過程中的內應力的增大，對材料的延展性進行了改變，降低了性能。極易危害，對人員和生產產生極大的影響。對于一些特殊用途的鋼板，在正常的熱處理后要加入退火的工藝，來提高鋼板的硬度和延展性。

根據國家行業標準規定，鋼板冷成型受壓器件要進行熱處理恢復器件的性能，例如承裝毒性為高度和極度介質的器件；（對碳鋼、低合金鋼）成形前厚度大于16mm者等，許多壓力容器的設計廠商和單位在外殼體設計時都能完成其條件但是在接管的時候，往往會忽略了這個問題。

4 壓力容器技術進展分析

隨著科學技術的創新在壓力容器技術的發展過程中，在許多方面也有著不同的變化，在壓力容器應力應變的分析數據評定方面比以前更加的詳細。在壓力容器逐漸走向大型化的基礎上，對于壓力容器的耐久疲勞問題需要予以材料技術上的關注。在壓力容器的設計過程中謹遵設計規范和行業標準，通過計算機詳細的數據模型的處理，能夠使壓力容器的應用在經濟上予以節約，從有效性上提高產品的質量，從基礎層面上保證了產品的安全性。另外制造壓力容器材料的不斷革新和新型材料的出現，例如一些高強度的低合金鋼的需求量不斷增大，對于壓力容器材料應加大重視。壓力容器的設計方案在不斷提升，帶給生產施工者的是更高的要求準則和技術，壓力容器的設計和生產不是分割獨立開來的，而是互相反饋、互相影響，總的方針是滿足社會發展生產的需求，材料受力數據處理以后也會更加依賴計算機的發展。

5 結語

綜合所述，在壓力容器設計中的各項問題，如壓力容器的使用壽命、最大耐壓值、材料的選擇、焊接接頭系數選用、開孔補強等，在設計時就需要多方面的去考慮，查找專業知識，這樣設計出的壓力容器在使用過程中才會安全可靠。在設計之時務必要全面的考慮到各個方面的專業知識，唯有這樣才能確保設計出來的壓力容器安全可靠的運行。壓力容器制造的核心關鍵在于設計者水平，好的設計者能夠對與壓力容器，從選材和整體質量有著安全性的把控。另外對于后期的維護和再次升級也更能夠得心應手