壓力容器設(shè)計及制造常見問題淺析

史利軍，趙 帥

（內(nèi)蒙古伊泰石化裝備有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010321）

1 壓力容器的主要特點

1.1 壓力容器對安全性要求極高

壓力容器是廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)的特種設(shè)備，例如高溫、高壓、低溫、深冷以及高腐蝕性等各種工況環(huán)境，同時又因其盛裝介質(zhì)多數(shù)情況下為易燃、易爆的液化氣體或者具有高度危害的化學(xué)介質(zhì)，直接涉及人的生命和工業(yè)生產(chǎn)安全，所以本著安全第一、預(yù)防為主的原則，在壓力容器的設(shè)計和制造過程中，我們必須嚴格執(zhí)行相關(guān)法律、法規(guī)以及產(chǎn)品標準的規(guī)定，確保壓力容器在生產(chǎn)和使用全生命周期的安全可靠性。

1.2 壓力容器的設(shè)計制造具有極強的專業(yè)性

相對于普通工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計制造，壓力容器的設(shè)計和制造具有很強的專業(yè)性，在設(shè)計制造過程中涉及到了多種學(xué)科和多樣技術(shù)，例如需要冶金工業(yè)知識技術(shù)、力學(xué)知識技術(shù)，機械加工及其自動化方面的知識技術(shù)，還需要化學(xué)防腐技術(shù)，質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)，甚至需要計算機軟件操作開發(fā)技術(shù)等，任何一方面的不足都會影響壓力容器的設(shè)計和制造，這就要求從事壓力容器設(shè)計和制造的技術(shù)人員通常要掌握更加專業(yè)的技術(shù)知識并通過實踐累積經(jīng)驗，將各種法律、法規(guī)及產(chǎn)品標準熟練的應(yīng)用于實際工作中，堅持嚴謹、細致的工作態(tài)度和原則，同時與其他各環(huán)節(jié)相關(guān)人員緊密配合、積極溝通、相互協(xié)調(diào)，確保最終設(shè)計制造的壓力容器產(chǎn)品安全可靠[1]。

1.3 壓力容器的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化

由于壓力容器的工作介質(zhì)具有復(fù)雜多樣性，操作壓力、溫度隨不同的工藝單元更是不同，隨著現(xiàn)在生產(chǎn)技術(shù)的飛速升級，高溫、高壓、低溫、深冷等各種工況頻出，因此壓力容器的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也是復(fù)雜多樣，例如塔器、換熱器、反應(yīng)器等，正是這些復(fù)雜多變的結(jié)構(gòu)提供了不同的工藝作用和效果，也使得壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計變得尤為重要，這就需要設(shè)計人員掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計要點，采用合理的設(shè)計結(jié)構(gòu)，不斷提高設(shè)計質(zhì)量，進而使壓力容器在制造、安裝和使用中得到安全保障。

2 壓力容器設(shè)計制造中的常見問題

2.1 設(shè)計人員受諸多因素影響而變得固步自封

設(shè)計制造人員作為壓力容器設(shè)計制造的主要執(zhí)行者，專業(yè)水平就在一定程度上影響著壓力容器的設(shè)計質(zhì)量。但是，受多種因素的影響，設(shè)計人員在設(shè)計時，往往不能大展拳腳，以此也就影響了壓力容器設(shè)計制造活動的順利展開。譬如：受成本控制的影響，設(shè)計人員只能在有限的成本范圍內(nèi)選擇相應(yīng)的設(shè)計材料，這樣就無法有效的提高壓力容器的設(shè)計水平。此外，針對于壓力容器設(shè)計制造，國家還頒布了一系列有關(guān)法律法規(guī)，給予了設(shè)計人員更多的外部約束，使得設(shè)計人員在設(shè)計時無法做到靈活運用，故在設(shè)計時就變得固步自封。

2.2 設(shè)計人員對風(fēng)險評估的經(jīng)驗欠缺，不能有效評估潛在風(fēng)險

做好壓力容器設(shè)備的風(fēng)險評估工作，就能有效的降低風(fēng)險出現(xiàn)的概率，避免造成安全事故。但是，風(fēng)險評估在我國起步發(fā)展還較晚，導(dǎo)致有些設(shè)計人員對風(fēng)險評估的內(nèi)容認識不足，缺乏大量的評估經(jīng)驗，以此也就無法真正的發(fā)揮出風(fēng)險評估的意義。雖然有些設(shè)計人員認識到了評估的重要性，但是評估工作的展開只是停留于表面，并沒有發(fā)揮出實際的作用，以此也就無法有效的識別出壓力容器所存在的潛在風(fēng)險[2]。

2.3 關(guān)于材料代用的理解不夠深，間接影響產(chǎn)品質(zhì)量

材料使用的好壞，就在一定程度上決定著壓力容器使用性能的優(yōu)劣。但是，在購買相應(yīng)的生產(chǎn)材料時，常常會受到成本控制的限制。而有些企業(yè)為了獲得眼前的利益，選擇使用劣質(zhì)的生產(chǎn)材料，這樣就會給壓力容器的安全使用埋下隱患。此外，有些企業(yè)則選擇材料代用的方式來解決成本控制問題，雖然這樣能在一定程度上緩解企業(yè)的經(jīng)濟壓力，但是代用材料的使用安全性和可靠性還無法得到有效保障[3]。

3 提升壓力容器設(shè)計制造質(zhì)量的建議

3.1 加強材料的選用

材料是壓力容器設(shè)計制造的基礎(chǔ)，更是保障設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，有關(guān)部門就應(yīng)加強重視材料的采購工作。

其中，碳素鋼和低合金鋼是制造壓力容器時常用的兩種材料，而在采購這兩種材料時，就應(yīng)確保各種元素的含量能夠嚴格的符合有關(guān)要求，并檢查材料上是否有國家有關(guān)部門所印制的檢驗標志，只有檢驗合格后，才能將其投入正常使用。

此外，在采購材料時，還應(yīng)要求供應(yīng)商出具材料制造商的合格證書，檢查合格書中是否注明了材料的規(guī)格、材質(zhì)、檢驗要求、各個元素含量等是否滿足國家法律、法規(guī)、標準的要求，以此才能有效的保障材料使用的安全性。質(zhì)量檢驗人員還應(yīng)檢查材料的力學(xué)性能，避免壓力容器受到生產(chǎn)材料的影響而出現(xiàn)爆炸的現(xiàn)象。

3.2 做好防腐蝕設(shè)計

壓力容器大部分都是由金屬材料制成，在具體使用時，常常會出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。因此，在設(shè)計制造時，就應(yīng)有效的做好設(shè)備的防腐蝕設(shè)計工作，確保能夠有效的延長壓力容器的使用壽命。

此外，檢驗和使用人員還應(yīng)定期的對壓力容器展開檢查，確保壓力容器的金屬外表面的金屬顆粒分布均勻，以此才能保證壓力容器在使用時受力均勻，進而也就能夠有效的降低設(shè)備的服腐蝕幾率和爆炸幾率。在制造壓力容器時，還可適當?shù)募尤脬t元素，提高壓力容器的抗腐蝕性能。

4 結(jié)語

壓力容器的用途極為廣泛，它在工業(yè)、民用、軍工等許多部門以及科學(xué)研究的許多領(lǐng)域都具有重要的地位和作用，其中以在化學(xué)與石油工業(yè)中應(yīng)用最多。

壓力容器在化工與石油化工領(lǐng)城，主要用于傳熱、傳質(zhì)、反應(yīng)等工藝過程以及貯存、運輸有壓力的氣體或液化氣體，在常態(tài)化運行過程中，會持續(xù)受到高溫、高壓、低溫、深冷以及高腐蝕等工況環(huán)境的影響，因此需要對其設(shè)計和制造過程提起高度重視。