壓力容器設計的常見問題與解決措施

張凱

（惠生工程（中國）有限公司北京分公司，北京100000）

1 引言

壓力容器是應用較為廣泛的特種設備之一，主要在石油、化工以及醫藥行業比較常見，且該設備的管理設計與容器的應用效率息息相關，對此需要根據實際情況提升不同產品的運行質量，完善壓力容器的構造，減少安全事故的發生，解決該類容器的性能問題，提高壓力容器設計的合理性。

2 壓力容器設計基本情況

2.1 基本材料應用情況

在壓力容器的設計過程中，材料應用存在的問題包括類型錯誤、材料缺陷以及經濟特性缺失3 個方面。專業人員可依據對壓力容器的介質特性和耐壓強度需求選擇合適的材料種類，若材料本身存在質量問題，難以保證壓力容器的結構與強度，還會導致容器使用不順暢。若材料缺乏經濟性，會損害后期的生產工作與經濟效益。

2.2 容器壓力使用期限

在壓力容器設計過程中，不同的產品有一定的使用期限，尤其是壓力容器等設備。對于該類容器，需要定期進行維護，延長設備的使用期限，若期限過短，生產成本會增加，反之則生產成本會降低。在設計壓力容器的過程中，應結合實際情況進行壓力容器預測，考慮相關影響壓力容器使用期間的因素，例如，與類似的材料相比，哪一種材料可以快速延長壓力容器的使用時間或依據相關標準進行自主設計，哪種壓力容器更加耐用？不同的設計應用方案會直接影響整個壓力容器的最終質量，但其在設計領域中并沒得到更多成員的重視。

2.3 壓力容器設計不符標準

在壓力容器設計過程中，設計工作者并沒有遵循壓力容器設計控制系統的規章制度，并且設計人員對壓力容器的設計缺少了解，難以熟悉壓力容器本身的安裝、維護、操作以及質量管控等。另外，設計人員自身的業務水平過低，也會直接影響整個壓力容器的最終質量，對此，需要對該情況進行自主整治，減少或消除壓力容器設計控制系統設計不合規導致的其他不良現象。

2.4 性價比差

在壓力容器的設計過程中，設計工作者要考慮壓力容器的安全性與經濟性。進行設備選擇時，還要考慮設備的存儲溫度、材料焊接以及結構壓力等不同介質的特征，以此考慮不同壓力設備容器中的冷熱加工所需要耗費的能量。一般來說，在壓力容器的設計中，其設計成本會影響材料與容器的質量，設計人員會選擇較標準化的壓力容器材料，以便實現低經濟成本，保證壓力容器的最終質量。

3 壓力容器設計舉措

3.1 規范壓力容器熱處理流程

在壓力容器的設計過程中，熱處理是壓力容器設計中比較常處理的問題，該過程必須規范且合規，需要專注于設計的方方面面，為提升熱處理效果提供前提條件，且需要針對性地引進標準化工藝，結合不同施工細節進行工藝完善。相關實踐表明，設計厚度為20mm、直徑400mm 的低合金鋼或碳素鋼可作為無縫鋼管材料[1]。即使低合金鋼滿足設計需求，還是會影響壓力容器的不同功能以及應用效果，如果未及時對其進行處理，會導致結果出現較大的偏差。例如，鋼板冷軋后的晶粒變形和破壞等情況。材料冷卻之后，還需要提升鋼的強度和硬度，改善材料的延展性，完善鋼板材料的機械性能，為壓力容器的安全性以及穩定性提供良好保證。

3.2 選擇高質量的原材料

在壓力容器的設計過程中，設計工作人員應選擇耐熱性和焊接功能較強的材料，以提高壓力容器結構的封閉性以及強度為主要目標。若某種材料的指標都符合要求，在其投入使用時，還要優化容器的安全性指標，確保材料應用的穩定性。選擇原材料時，需要與采購人員進行商討，選擇具備資質的供應商，對產品抽樣調查，對樣品進行評估，為后續選擇供應商提供依據。除此之外，供應商的材料到貨之后，還需要專業人員對其進行清查，對于無用的材料進行退換貨處理，避免其出現在工程施工現場中，并限定供貨人員將材料在規定的時間內替換成功。

3.3 保證壓力容器的使用期限

在壓力容器的設計過程中，首先，需要根據實際情況對壓力容器進行維護。設計人員需要綜合考慮工作環境的實際情況對壓力容器的零配件進行加固，選用高質量的材料提升壓力容器的可靠性。其次，在對材料進行全面檢查的條件下，測量壓力容器內外部的壓降以及耐腐蝕性，計算整個壓力容器設備的使用期限。為了提升測量結果的精準性，設計時，需要以最不利環境參數進行建模，從而對整體環境參數進行逐一調整。除此之外，設計人員還需要考慮用戶在實際應用過程中的人為操作失誤，改善壓力容器的使用條件，做好承重組件以及壁厚參數計算，并制定壓力容器應用使用政策[2]。

3.4 遵循設計人員管理體制

在壓力容器的設計過程中，需要遵循壓力容器控制系統的設計原則，提升設計人員的專業能力以及綜合素養，做好設計內容評估。企業還可以聘請專業設計師進行培訓，對質量控制以及技術實踐知識進行深入了解，提升設計人員的設計水平，增強壓力容器的設計質量。若工作人員自身存在較大的技術問題，要提高工程設計人員的技術水平，制訂管理操作方案。

3.5 明確設計的基本細節

在壓力容器的設計過程中，需要根據實際情況明確和注重設計人員對壓力容器設計的基本細節。為了對壓力容器進行熱處理，要熟悉壓力容器的運行原理，設計壓力容器冷熱成型元件。與此同時，設計人員還需要注重噴嘴和壓力容器配件的熱處理情況，避免壓力容器結構短路，盡可能地保證設備的使用壽命，確保壓力容器設備的安全與穩定應用。

4 結語

綜上所述，現階段我國越來越重視壓力容器設計。為了進一步提高壓力容器的設計質量，要根據實際情況嚴格應用原材料，確保壓力容器的應用安全性與合規性，遵循國家規章制度，完善企業壓力容器的設計質量，積極與其他行業進行自主合作，確保所使用材料的合規性，助推壓力容器設計的高質量。