淺談壓力容器設計對制造檢驗的影響

裘星 賈文婧

摘要：壓力容器在工業領域廣泛應用，由于其工作環境較為復雜，且工作時壓力容器內部會受到高溫、高壓、高腐蝕性等惡劣因素的考驗，所以壓力容器的質量和安全性能十分重要，在對其進行設計時需要嚴格按照相關標準進行。本文分析了壓力容器的設計對后期制造檢驗的影響，并對此提出解決措施。

關鍵詞：壓力容器設計;制造檢驗;分析設計法

近年來隨著我國經濟科技不斷持續發展，推動下工業化程度也越來越高，使得壓力容器的使用更加廣泛。這就對壓力容器的安全要求提出更高要求，由于影響壓力容器質量的因素是多方面的，比如溫度、壓力等很多因素都會影響到壓力容器的質量，如果壓力容器質量出現問題，將會出現安全隱患，極易引發事故。所以制造檢驗則是對該容器進行全面的檢查，從而提高設備的安全性能。因此，要對壓力容器的設計進行研究，挖掘并改善影響制造檢驗的因素，進而提高設計質量。

1.壓力容器設計對制造檢驗造成的影響

隨著我國社會經濟的發展以及生產規模的規模化，使得壓力容器的應用逐漸廣泛，但近年來，壓力容器的問題逐漸暴露在大眾視野里，引起了高度重視。我國已出臺相關法律條例，多方向、多角度的對壓力容器的設計以及使用進行規范，并取得不錯的成效。但仍存在一些因素影響后續的制造檢驗工作。其中的因素之一就是設計時材料選擇不當。壓力容器的設計對材料有著嚴格的要求，材料的選擇關系到壓力容器的參數能否達到相關標準。所以，為確保壓力容器的設計質量，設計人員應根據壓力容器實際特點，對零部件材料的選取進行科學試驗和挑選。但是，在進行選擇時，設計人員難免會受到外部因素的影響，這時需要設計人員明確思路，把控好質量要求，使得后續的制造檢驗得以順利展開，從而提高壓力容器的安全性能。

壓力容器相關參數設計不合理。經相關調查數據表明，在檢測過程中，非低溫容器的長度以及比例未按照設計圖紙的要求進行。例如檢測長度需要大于焊接接頭的20%，同時還需要在250mm以上的要求。還有設計人員在設計時需要保證后續在進行焊縫作業時，焊縫不能被覆蓋，也就是要求設計人員在進行焊縫設計時，要做到開孔和焊縫把保證一定的距離，否則將不能進行焊縫工藝。

2.降低壓力容器設計對制造檢驗影響的有效措施

2.1明確設計標準

一般情況下，壓力容器的設計首先是以客戶使用需求為基礎，同時根據該容器使用的具體背景進而選擇設計標準、確定具體的涉及參數;其次，分析壓力容器的具體結構，還要計算容器的強度和應力;最后，科學繪制設計圖紙，提供技術文件等資料[1]。為減少對制造檢驗的影響，設計人員首先要做的就是明確壓力容器的工藝要求，并規范設計標準。壓力容器的硬性條件是以具體需求為基準，一般是該容器設計的直徑、容積以及戒指兼容性等方面的規格須得滿足壓力容器在壓力、溫度和工藝生產中的需求，還有管口和支座等結構須得切實滿足使用需求。

2.2優化設計理念

壓力容器的制造屬于特種設備，其設計質量會影響到后續的制造以及使用，不規范的設計不僅會影響到制造檢驗，還會造成安全事故。因此，在設計壓力容器過程中，設計單位以及設計人員需要高度熟悉相關的設計標準、制造規范以及所涉及到的材料標準。對于設計人員來說，若是對上述幾個方面不夠了解或者接受程度低，極易導致設計參數不符合要求，從而造成設計方案的不合格。例如設計人員在設計時，仍按照較為老舊的標準，無法提升設備檢測精度。還存在部分設計人員過分注重自身主觀想法和經驗，而制造方在復核時又為遵循相關指標，最終導致壓力容器的設計不符合制造檢驗，從而造成損失。因此，設計人員在進行設計時，需要對各方面進行綜合考慮，使各項參數以及使用的材料符合實際需求以及相關標準。

2.3采用標準的設計方法

第一，常規設計法。該方法主要是按照彈性失效準則進行壓力容器的設計。簡單來說，該原理利用的是力壓容器的屈服極限，當該設備到達這一極限時，就會轉變為塑性狀態，失去自身的彈性[2]。之后，再通過應力分析法就可以在設計時排除掉局部應力、邊緣應力等方面對壓力容器設計的影響，進而降低壓力容器的設計為制造檢驗帶來的影響。

第二，分析設計法。該方法相較于常規設計法更為嚴謹和科學，專業性更高。由于常規設計法不能滿足高強度的要求和較大的承載力，因此，在不斷的發展中，分析設計法應運而生。該方法不再利用彈性失效準則，而是使用最大剪應力理論作為設計壓力容器的實際標準。最大剪應力指的是材料屈服的相對應力參數，一旦能夠達到該數值，那么材料就不會出現損壞以及失去彈性的情況。另外，除了這兩種設計方法，較為常用的還有可靠性設計準則等。

2.4設計合理的材料

在設計壓力容器過程中，材料的選取直接影響到該設備后續的制造檢驗和使用效果。由于該設備的使用環境較為惡劣，因此，設計人員需要調查、分析所設計的壓力容器的具體使用環境，進而選取既符合我國相關標準又適用于后續使用的材料。同時，還要對選擇的材料進行試驗，查看是否能夠投入使用。在此過程中，若是發現材料選購困難或是無法采購的材料，設計人員需要依照相關的設計、制造要求，選用其他符合要求的材料代替。在決定使用其他材料代替前，需要向相關部門提交申請報告，由專門的管理人員和技術人員考慮方案的可行性，在得到相關部門審批同意后，方可進行更換。

2.5加強對相關設計資料的審查

相關管理人員以及管理部門應加強對制造單位設計以及材料等相關資料的審查力度，資料主要包括壓力容器的設計方案、工藝文件以及材料說明等。除了對相關設計參數標準進行規范，還要檢查文件是否齊全、材料的實用性以及材料試驗報告。另外，還要注意審查設計變更、材料替換手續以及主要受壓組件的檢驗證書等。全面的對壓力容器的各個設計方面進行檢查，進而提高該設備的設計質量，降低對制造檢驗的影響。

3.結論

綜上所述，在對壓力容器進行設計時，需要嚴格按照國家相關標準進行。不僅如此，由于該容器的廣泛應用，設計者不可只著眼于某單一的設計目標，還要考慮到安全性能以及實用性，提高設計質量，從而利于后期的制造檢驗以及日后的生產工作。

參考文獻：

[1]黃占旗.鋼制壓力容器設計制造檢驗中無損檢測的要求[J].設備管理與維修，2019（22）：147-148.

[2]徐偉.采用分析法設計壓力容器時有關制造檢驗要求的探討[J].化工管理，2017（19）：30.

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