壓力容器設計過程中常見問題處理

朱海軍

摘要：壓力容器作為石油行業生產的基礎設備，對石油行業未來發展具有重要作用。但是，現階段，壓力容器的設計階段存在諸多問題，嚴重影響設備的安全性能和可靠性能，這就要求設計工作人員要在設計工作中，注意這些設計問題，采取有效的應對措施，有效的延長壓力容器的使用年限。

關鍵詞：壓力容器;設計工作;常見問題;問題處理

壓力容器是我國工業企業生產過程中常用的基礎性設備，并且，在市場經濟快速發展以及科學技術創新完善的大背景下，我國工業行業領域在發展過程中已經取得來顯著的成績，尤其是壓力容器等基礎設備的設計專業技術水平的不斷改進和突破。

一、 壓力容器設計工作中的常見問題

（一） 熱處理問題

針對低合金的鋼材料和碳鋼材料，需要進行沖擊試驗，其中，低合金鋼材料和低合金碳鋼材料，要在成型之后進行相應的熱處理，有效的恢復材料的整體性能，并且，低合金鋼材料和低合金碳鋼材料要保證在成型之后的減薄量大于 10%，或者在成型之前的厚度大于 16 mm，這時候需要進行熱處理操作，而且，要明確標準清晰具有應力腐蝕以及裝有毒性介質的容器，需要進行熱處理操作。但是，在壓力容器的設計工作中，設計工作人員對壓力容器的外部殼體設計工作沒有足夠的重視，或者沒有按照相應的設計標準要求進行設計，以及對已經成型的壓力容器沒有進行二次熱處理加工操作，嚴重影響著容器設備的設計質量和使用年限。

（二） 使用年限問題

現階段，在壓力容器的設計工作中，設計工作人員以及工業企業單位對壓力容器使用壽命的重視程度在不斷提高，基于此，設計工作人員要積極采取設計應對措施，有效的規避因延長容器設備的使用壽命，而導致容器設備出現嚴重的質量安全問題。但是，現階段，我國在壓力容器的設計工作中，明確標注壓力容器使用年限的較少，這就會使得設計工作人員對容器設備的設計工作無法提高足夠的重視，以及對無法全面的考慮到設計工作中存在的影響因素。除此之外，雖然，部分使用單位了解設計使用年限，但是，為了降低經濟成本的投入等，會故意延長壓力容器的實際使用換線，導致在使用過程中，存在嚴重的安全問題。

（三） 材料質量問題

通常情況下，設計使用材料影響壓力容器設備的工作性能，因此，設計工作人員在進行壓力容器設計工作時，要注重設計使用材料的選擇。而且，在壓力容器的設計工作中，要根據客戶的實際要求、生產工藝、使用工況等諸多因素，來選擇合適的設計材料?；诖?，充分表明了設計施工材料是隨著影響因素的變化而發生變化，這就會增加設計使用材料的選擇難度。同時，在設計工作中，如果，設計使用材料厚度增加，設計工作人員未進行全面的分析，認為設計使用材料的實際承壓能力也會增加，那么，這就會導致壓力容器外部殼體的實際受力由平面應力轉變為平面應變，從而導致容器設備出現斷裂現象。

二、 壓力容器設計工作中的問題處理

（一） 熱處理問題的處理

在壓力容器的設計工作中，針對20mm厚度、400mm直徑的低合金鋼材料和低合金碳鋼材料的對接管，要將其設計成無縫鋼管。從實際的理論層面來看，雖然，低合金鋼材料的卷制，能夠滿足相應的設計標準要求，但是，未進行熱處理操作，會使壓力容器的實際性能受到影響，從而使接管工作中存在諸多問題，如鋼板冷卷出現歪扭現象、鋼板冷卷出現破碎問題等。同時，鋼板在冷卻變形之后，相應的強度和硬度都得到了明顯提高，但是，其實際的可塑性卻嚴重降低，為壓力容器的設計制造帶來了不便。因此，可以采用再結晶退火的處理方式進行處理，在降低硬度和強度的同時，提高其可塑性，有利于其力學性能的優化。

（二） 使用年限問題的處理

設計工作人員在進行壓力容器設計工作時，要嚴格按照設計標準要求進行設計工作，充分在設計工作中考慮壓力容器的使用年限。首先，要充分考慮設計工作的影響因素，如壓力容器的使用工況、壓力容器的設計材料、壓力容器的耐腐蝕力等諸多內容;其次，要充分考慮設計使用材料的耐腐蝕性，以壓力容器內部和外部的壓力差、容器設備的腐蝕速度等為設計依據，來仔細計算容器設備的實際耐腐蝕力，確定容器設備的設計使用年限，并將相關設計參數進行詳細標明。除此之外，針對壓力容器的使用單位，要對已經超過使用年限的容器設備進行全面檢查，有效降低安全事故的發生幾率。

（三） 設計使用材料問題的處理

通常情況下，壓力容器的設計使用材料是可以進行設計替換的，將薄的設計使用材料更換為厚的設計使用材料，而在設計過程中，設計材料的變化，會導致實際的連接結構發生變化，尤其是容器設備的殼體設計、加厚封頭之間的有效連接等，必要時可以進行削邊處理。與此同時，管板和筒體的實際連接結構也存在相應的設計問題，在增加設計使用材料厚度的情況下，會導致壓力容器的焊接結構發生變化，如容器殼體與相應接管之間的焊接V型縫，轉變為焊接X型縫，這樣能夠有效的降低焊接縫的實際填充量，減少焊接應力的發生，以及減少結構變形問題的出現。

三、結束語

綜上所述，在壓力容器的實際運行過程中，存在諸多風險影響因素，如果，設計工作人員處理不當，那么，會導致運行安全事故的發生，甚至，會帶來嚴重的經濟損失。因此，設計工作人員要嚴格按照相關標準要求進行設計，保證容器設備的設計質量和使用年限，為工業企業的穩定發展提供根本保證。

參考文獻：

[1]朱國慶.壓力容器設計中開孔補強設計的應用分析[J].現代制造技術與裝備，2016（12）：67-68.

[2]顧賢.壓力容器設計過程中的常見問題及防范措施[J].化工管理，2015（35）：15-15.

（作者單位：常州市樂萌壓力容器有限公司）