探析壓力容器設計對制造檢驗的影響

陳輝 朱龍

摘要：隨著社會經濟快速發展和科學技術的不斷進步，社會各行業對壓力容器的需求不斷提高，同時對壓力容器設計也提出了新要求。本文 在介紹壓力容器的基礎上，著重分析了壓力容器設計原則，并闡述了壓力容器設計對制造檢驗的影響。

關鍵詞：壓力容器設計；制造檢驗；影響

關鍵詞：壓力容器；設計；制造檢驗

壓力容器是由金屬以及非金屬組成的，通常盛裝的物質大多為液體或者是氣體的一種承載壓力的密閉容器。壓力容器在內外部形成壓力差，這種壓力差是壓力容器最重要的特點，也是很容易導致安全事；所以在設計時要嚴格保證符合設計的標準，防止由于設計過程的不合理而形象到壓力容器的制造和檢驗以及實際的使用。

引言

1壓力容器概述

對壓力容器而言，其主要指的是能夠承載一定壓力的密閉容器，通常由非金屬和金屬材質制造而成，可以盛裝高壓狀態的液體或氣體。壓力容器按照其設計壓力不同，可分為超高壓（耐壓≥100.0MPa）、高壓（耐壓范圍為10.0MPa—100.0MPa）、中壓（耐壓范圍為1.6MPa—10.0MPa）和低壓（耐壓范圍為0.1MPa—1.6MPa）四個壓力等級。

壓力容器設計制造過程涉及了多個學科、行業，其中，壓力容器設計過程中包括機械設計、工程制造設計和力學分析等專業，而壓力容器制造則涉及了機械加工、無損檢測、冶金制造、安全防護以及防腐等領域。隨著社會經濟的快速發展，壓力容器在各行業中應用日漸廣泛特別是在核動力反應堆、化工生產中的反應裝置、分離裝置的外殼等設備中。同時，壓力容器行業目前收到國家產業政策及相關產業政策等鼓勵，良好產業政策環境有利于本行業未來的持續發展。

2壓力容器設計概述

由于壓力容器通常應用于高溫高壓條件下，同時部分壓力容器受容器內存放腐蝕物質等，因此在對壓力容器設計過程中應具有一定要求，具體表現為：

（1） 壓力容器在設計過程中應確保其使用運行過程中安全性、可靠性，特別是要求壓力容器滿足工業生產中高溫、高壓、耐腐蝕等條件，避免壓力容器發生泄漏或爆炸等危害；（2）由于壓力容器在操作使用過程中常需要后檢修維護，這就要求壓力容器在設計過程中必須為其日常使用和維修提供便利，有利于壓力容器制造和檢驗難度的降低；

（3）在設計壓力容器過程中，應著重考慮壓力容器制造成本，這就要求壓力容器設計中應盡量降低產生的設計成本和制造檢驗的成本等。

常見的壓力容器設計方法主要包括常規設計方法和分析設計方法。其中，在常規設計方法中，其設計原則以彈性失效準則為主，就是當容器達到最大應力點時就變成塑性狀態，失去本身的彈性；在分析設計方法中，其融合了新的設計理念和失效觀點設計原理，為確保壓力容器結構安全性，應采取更加高端的彈塑性甚至塑性失效準則。同時，在設計壓力容器時還應注意一些問題，例如壓力容器結構不連續應力問題、壓力容器制造技術、現代壓力容器設計采用一些新的設計手法等。

3壓力容器設計對制造檢驗的影響

壓力容器制造檢驗主要包括壓力容器外部檢驗、壓力容器內部檢驗和壓力容器全面檢驗三部分。其中，在壓力容器外部檢驗方面，主要針對壓力容器外表面變形、局部過熱、裂紋、泄漏等進行檢驗，同時也對壓力容器附件的安全可靠性和螺栓的緊固性等檢驗，此外還包括壓力容器底部基礎牢固性等進行檢驗；在壓力容器內部檢驗方面，著重對壓力容器內部腐蝕磨損問題進行檢驗，通常采取射線探傷和超聲波等方法進行檢驗，同時還應對壓力容器壁厚、焊接質量以及容器缺陷等部位進行檢驗；在壓力容器全面檢驗方面，通常進行耐壓試驗，并對壓力容器主要焊縫進行無損探傷抽檢或全部焊縫檢查等。在壓力容器制造檢驗過程中，壓力容器設計尤為重要，其對壓力容器安全檢驗技術影響尤為顯著。一方面，對壓力容器進行定期檢驗，特別是在壓力容器停機過程中，對壓力容器的安全狀況進行檢驗。另一方面，對壓力容器耐壓性能進行定期檢驗。第三，對壓力容器進行特殊情況下的檢驗，例如無法進行定期檢驗或者不能按期進行定期檢驗的壓力容器，均應當制定可靠的安全保障措施等。

4壓力容器制造和檢驗要點

嚴格控制壓力容器制造程序，即圖紙審核——技術交底及容器排版——材料復驗、標識移植——材料組對——焊接、試板焊接及理化試驗——無損檢測——熱處理——耐壓實驗——產品最終檢驗；

（2） 加強壓力容器制造過程中材料復驗，包括材料表面質量、材質質量、材料化學成分與力學性能，如韌性、塑性和強度的等性能是否滿足設計要求；

（3） 加強壓力容器下料組對過程中的檢驗，著重就封頭焊縫的位置、筒體下料的具體尺寸、直線度允差等是否滿足標準要求進行檢驗；

（4） 加強壓力容器的無損檢驗，一方面要求無損檢測人員必須持有相關部門培訓證；另一方面通過檢測手段使焊接接頭滿足圖紙及相關標準的要求；

（5）加強壓力容器的耐壓試驗，耐壓實驗過程中對試驗介質溫度和環境溫度進行標定使其滿足國標要求，耐壓試驗過程中需由政府技術監督部門進入現場檢驗，對其耐壓試驗的有效性進行明確。

5 結束語

化工事業的發展對我國的經濟發展起著至關重要的作 用。化工壓力容器更是現階段化工企業生存發展的重要設備保障，而壓力容器設計是確保設備質量中的關鍵環節之一，一 旦設計出現問題勢必會影響設備質量袁，從而為設備運行埋下安全隱患，然而我國當前的壓力容器某些設計技術尚未成熟，以及設計人員存在著主觀方面的問題。使得壓力容器的性能不高，所以我們必須加大壓力容器的安全可靠性研究，才能保證人民的生命財產安全，

促進我國化工事業的發展和社會經濟發展。

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（作者單位：江蘇恒德力化工設備制造有限公司）