壓力容器設(shè)計及制造常見問題淺析

王海軍

（江蘇中圣壓力容器裝備制造有限公司江寧分公司，江蘇 南京211112）

近年來，社會經(jīng)濟的不斷提升，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使壓力容器廣泛應(yīng)用在我國的各個領(lǐng)域當(dāng)中，如：餐飲、生物制造等。隨著壓力容器應(yīng)用范圍的不斷拓展，壓力容器需求量日益劇增，使壓力容器出現(xiàn)了各種各樣的類型，然而在設(shè)計與制造過程中還存在著眾多的問題。由于壓力容器的質(zhì)量決定著壓力容器的實際使用效果，所以在對壓力容器設(shè)計與制造期間，需要控制好細節(jié)問題，針對存在的問題提出相應(yīng)的解決措施，進而增強壓力容器的使用質(zhì)量，實現(xiàn)理想的使用效果。

1 壓力容器設(shè)計及制造常見的問題

（1）材料使用不合理。壓力容器在設(shè)計與加工期間，需要按照設(shè)計要求挑選合理的材料，防止因材料不合格導(dǎo)致壓力容器在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題，所以在挑選材料期間，需要全面掌握材料的使用性能，然而材料的好壞會因溫度和濕度等外界因素產(chǎn)生的直接影響，導(dǎo)致壓力容器在設(shè)計與加工期間出現(xiàn)各種各樣的問題。

（2）使用壽命問題。就目前來看，壓力容器在設(shè)計其使用年限期間同樣會存在各種各樣的問題。第一，設(shè)計人員忽略了壓力容器使用期限的設(shè)計，在設(shè)計過程中沒有明確規(guī)范壓力容器的使用期限，導(dǎo)致其在使用過程中比較隨便，在一定程度上使壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量不符合相關(guān)標準，同時在實際投放使用過程中會直接影響其使用壽命。第二，雖然壓力容器在設(shè)計以及加工生產(chǎn)過程中，明確規(guī)定了壓力容器的使用周期，但是設(shè)計人員的工作經(jīng)驗同樣會直接影響壓力容器使用周期的長短，因此規(guī)定的壽命數(shù)值缺乏科學(xué)性。

（3）法蘭設(shè)計問題。壓力容器在設(shè)計與制造過程中最為明顯的問題即法蘭設(shè)計中存在的問題，尤其是從尺寸與強度方面來看，經(jīng)常會出現(xiàn)不符合設(shè)計要求的情況，對壓力容器設(shè)計安全性與穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響，在具體運用過程中很容易出現(xiàn)安全問題。究其原因主要是由于在法蘭設(shè)計期間，出現(xiàn)了較大的偏差，導(dǎo)致法蘭設(shè)計匹配度與尺寸不一致。

（4）熱處理問題。在設(shè)計壓力容器過程中，熱處理問題也是常見的問題之一，倘若發(fā)生熱處理問題，就不能使壓力容器應(yīng)用的規(guī)范性與合理性得到有效保障，對工業(yè)生產(chǎn)的順利進行帶來不利影響。首先，壓力容器在進行熱處理期間，倘若未嚴格遵照施工規(guī)定進行操作，由于操作不合理，會對最后的設(shè)計結(jié)果產(chǎn)生嚴重影響，不能使壓力容器的設(shè)計質(zhì)量與使用性能得到有效保障。其次，壓力容器熱處理比較片面。目前在對壓力容器熱處理問題進行解決過程中，主要將封頭與殼體當(dāng)作主要工作，缺乏對接管處進行熱處理操作，最終不能實現(xiàn)理想的熱處理效果。

2 壓力容器設(shè)計制造常見問題的解決策略

（1）選擇合格的制造材料。在設(shè)計與制造壓力容器期間，需要選擇合格的生產(chǎn)加工材料，在選擇材料期間，需要遵照壓力容器設(shè)計與制造要求選擇標準化的材料，進而結(jié)合行業(yè)的需求，挑選合格的材料進行加工生產(chǎn)。在壓力容器制造期間，倘若材料相對稀少，不能采購，需要按照設(shè)計與制造要求，選擇其他合適的材料進行代替，在代替期間，需要得到有關(guān)技術(shù)工作人員的批準，然后才可以生產(chǎn)壓力容器。不論是替換材料還是原始材料，都需要按照有關(guān)要求進行使用。

（2）保證使用壽命符合相關(guān)要求。第一，設(shè)計人員需要高度重視壓力容器的設(shè)計使用期限，確定壽命數(shù)值，在加工制造期間需要將壽命數(shù)值作為標準，從而使壓力容器的質(zhì)量與性能的合理性得到有效保障。第二，壓力容器使用壽命確定之后，設(shè)計人員需要根據(jù)自己的工作經(jīng)驗，然后全面考慮壓力容器材料的性能與使用環(huán)境等，運用計算機系統(tǒng)，完成對壓力容器實際運用情況的模擬，從而使壓力容器設(shè)計壽命周期的科學(xué)性與規(guī)范性得到有效保障。

（3）明確計算法蘭數(shù)值。法蘭設(shè)計是壓力容器設(shè)計過程中不可缺少的重要內(nèi)容，法蘭設(shè)計的效果決定著壓力容器整體設(shè)計的質(zhì)量。增強對法蘭設(shè)計的管理與控制能夠使壓力容器的設(shè)計質(zhì)量得到進一步提升。從國際方面來看，Waters法是壓力容器在設(shè)計過程中經(jīng)常使用的法蘭設(shè)計方式。在具體設(shè)計時還需要采用科學(xué)的方法對壓力容器法蘭設(shè)計進行核算，經(jīng)過全面考慮法蘭結(jié)構(gòu)、受力狀況等，按照壓力容器設(shè)計與生產(chǎn)加工的要求，得到準確的設(shè)計參數(shù)，進而使壓力容器設(shè)計制造質(zhì)量得到進一步增強。

（4）規(guī)范熱處理設(shè)計。壓力容器在設(shè)計過程中，要根據(jù)具體情況，開展好熱處理設(shè)計工作，從而使熱處理的安全性與合理性得到有效保證。首先，在對壓力容器進行熱處理工作中，要根據(jù)標準流程開展，同時設(shè)計人員要充分了解設(shè)計圖紙內(nèi)容，結(jié)合圖紙上標注的內(nèi)容開展操作，使熱處理的標準性與規(guī)范性得到保證，最終實現(xiàn)良好的熱處理效果。其次，還需要立足于整體角度，全面考慮壓力容器熱處理內(nèi)容，特別是精準核算換熱管原有的頻率，根據(jù)Macduff-Feglar法計算標注，將換熱管原有頻率進行明確計算。一般情況下，在換熱管固有頻率核算中廣泛的運用了Macduff-Feglar法，如此一來能夠使換熱管原有頻率計算結(jié)果的準確性得到有效保障。另外，還需要根據(jù)具體狀況，開展好各個階段的熱處理工作，如：封頭、殼體等，加大對各個零部件熱處理工作的掌控力度，進而實現(xiàn)良好的設(shè)計效果。

3 結(jié)語

綜上所述，通過使壓力容器設(shè)計制造的合理性得到有效保障，有利于增強壓力容器的制造質(zhì)量，延長其使用時間。所以，設(shè)計工作人員需要著手于壓力容器設(shè)計的各個階段，加強對各個環(huán)節(jié)設(shè)計的掌控，使設(shè)計水平得到明顯提升。在具體設(shè)計過程中，設(shè)計工作人員還需要充分了解壓力容器的設(shè)計規(guī)范，遵照各種設(shè)計要求，選擇合適的設(shè)計材料，確保使用壽命符合相關(guān)要求，通過準確的計算法蘭數(shù)值，有效的解決壓力容器在設(shè)計與制造中存在的各種問題，通過完善壓力容器設(shè)計方案，避免在設(shè)計過程中出現(xiàn)多種多樣的問題，使壓力容器的使用安全性得到有效保障，為工業(yè)生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)的專業(yè)化服務(wù)。