浅析压力容器设计存在的问题及解决措施

浅析压力容器设计存在的问题及解决措施

郭坤磊 杨权

中国核电工程有限公司郑州分公司 河南郑州 450000

摘要：在经济等方面不断发展的时代背景下，我国从之前各个产品引进转变为自行制造的方向，而面对当前激烈的市场竞争环境，为了能够确保企业保持稳定发展态势的同时，推动我国国际影响力有效提高，那么就必须对产品质量提出更高的要求。随着我国石油以及化工行业的持续发展，压力容器作为企业生产过程中关键的部分，如果企业还是不了解压力容器设计环节的重要性，那么就会导致易燃易爆的压力容器因为设计质量不达标，而造成严重的安全问题。对此，文章针对压力容器设计存在的问题及解决措施进行分析，具有重要的现实意义。

关键词：压力容器设计；问题；解决措施；

引言

压力容器在许多的领域都得到了应用，压力容器设计的质量与行业生产的安全性有直接的联系，如果压力容器设计中存在不合理的情况，很有可能造成压力容器在使用的过程中发生爆炸，给企业带来严重的损失，严重的还有可能引发人员的伤亡，所以为了避免这种情况的发生，必须要提升压力容器设计的合理性，减少压力容器在使用过程中的风险。

1压力容器设计的要求

通过实际调查发现，为了能够做好压力容器的设计工作，相关工作人员可以围绕以下几点要求进行。第一，在进行压力容器设计过程当中，所有的工作人员必须严格按照行业设计规范，将具体的设计制度全面落实到档案内容之中。第二，设计人员所设计出来的压力容器，必须与企业实际生产标准相适应，只有控制好压力容器的设计参数，才能在企业生产应用过程中，使得压力容器的承压性能显著提升。第三，对于化工企业来说，其生产过程需要用到的材料大都具有一定的腐蚀性，再加上易燃易爆的特点，为了避免后期压力容器使用过程中安全事故的出现，设计工作就必须围绕压力容器的安全性能展开。第四，不管是企业生产当中所应用的何种形式的设备，经过一段时间的使用，必然会出现不同程度的磨损，而相对压力容器来说，因为生产过程所应用的腐蚀性的材料，一旦出现较为严重的腐蚀，当穿透压力容器时，就会对容器的使用寿命造成威胁。对此，设计人员在实际设计环节当中，就必须充分考虑压力容器使用寿命延长的重要性，希望能够发挥压力容器性能的同时，尽可能的提高企业的经济效益。

2压力容器设计常见问题

2.1压力容器的选材不合理

压力容器的选材问题是影响整个设计效果的关键性因素，在进行材料选择的时候应该结合压力容器的应用情况、结构特征等进行综合考量，尽量满足企业生产和发展的需要，严格按照相关的规定进行材料的选择，避免压力容器使用过程中出现渗漏或是腐蚀现象，还要结合相关的环境和人为因素进行综合考虑。

2.2经济性

为了保证企业在使用压力容器过程中具备较高的安全性，设计人员所选择的材料，就必须综合设备承受温度、压力等的能力以及材料焊接等环节，同时，在调整压力容器冷热加工性能时，更应该秉持经济性的原则进行设计。从某种程度上来说，只有选择高质量的材料，才能够提高压力容器整体性能的同时，管控好压力容器的造价。容器壳体方面的质量作为设备总质量中占据较大的比重，尤其是一些大型的压力容器，保证壳体的质量才是设备整体质量有所保证的关键。由此来看，基于压力容器基本性能的同时，设计人员所选择的材料，应该尽可能的投入较少的成本，而结构尺寸的选择秉持针对性理念的基础上，确保壳体质量有所提高，满足企业经济效益不断提高的同时，更能够促使压力容器设计工作顺利完成。

2.3压力容器的使用年限过长

压力容器的使用寿命是导致压力容器不安全的重要因素之一，很多的压力容器在使用过程中忽视设计使用寿命，存在超过正常使用年限的范围仍在继续使用的情况，压力容器的大部分组件存在安全隐患，增加了压力容器发生事故的概率。压力容器设计相关的规定要求压力容器的使用必须在设计使用寿命期限内，很多应用压力容器的化工企业没有重视这个问题，在使用压力容器的过程中也不重视压力容器的保养和维护，使得压力容器在使用过程中存在很多的问题，虽然能够节约很多的维修和保养费用，但是这种情况下实现的只是化工企业眼前的利益，对后续的长期稳定发展具有不利影响。

3提升压力容器设计效果的建议

3.1加强材料的选用

材料是压力容器的根本，所以在设计的过程中，一定要重视压力容器的材料问题。压力容器的常见材料有碳素钢和低合金钢，其中用于焊接的两种材料的碳含量要≤0.25%，硫的含量要≤0.035%，磷的含量与硫的含量相同，而用于压力容器本体的碳素钢和低合金钢中，各种元素的含量略有变化，磷含量要≤0.02%，硫的含量要≤0.03%；压力容器设计材料除了各种元素的含量必须要符合要求以外，也必须要符合国家相关部门提出的使用要求，根据国家的对压力容器的质量规定，在制作好的压力容器上印制相关的标志；在压力容器的材料选用上，材料的供应商必须要向压力容器的制造企业提供材料的合格证书，在合格证书中要注明材料的规格和其中添加的各种物质证书中还要有专门的钢印，这样才能保证压力容器制造材料的合格程度；压力容器设计材料还需要符合相应的力学性能要求，因为压力容器在使用的过程中，会受到巨大的压力，如果材料的力学性能不能达到要求，就可能发生吧爆炸的危险。

3.2秉持区别对待的原则

在进行压力容器设计过程中，所谓的区别对待原则，简单来说，正因为不同应力的失效表现形式，尽管某些情况下，可能压力容器处在相同的应力当中，但是却因为不同的分布，自然会呈现不同的失效形式。对于压力容器的应用过程来说，一方面自身有着较大的重量，另一方面还需要承受外界环境等造成的压力，而且后期生产过程还会有明显的温度变化情况，这些现象的存在都或多或少给予了容器一定的压力。面对需要承担的较多载荷，行业人士将多样化的载荷情况划分为初次应力、二次应力以及峰值应力三方面。因为这几种类型的应力时而一起出现，有时却单独出现，所以我们说，再设计压力容器过程中，设计人员需要秉持区别对待原则。

3.3做好防腐蚀设计

压力容器通常都是有金属制成的，在使用的过程中，金属会受到不同程度的腐蚀，压力容器的腐蚀可以为分两种：特定部位的腐蚀和均匀腐蚀。其中均匀腐蚀大多发生在暴露在空气中的大面积金属面上，而特定部位的腐蚀发生的原因比较复杂，其中包含了应力造成的腐蚀，氢致腐蚀等等，金属材料的腐蚀对压力容器影响非常的大，会降低压力容器的使用寿命，特别是特定部位的腐蚀，除了会影响压力容器的正常使用以外，还容易产生一些危险，所以，在压力容器设计的过程中，必须要靠看腐蚀的问题。

结束语

简而言之，在我国经济稳定发展的历程中，各大化工和设备制造企业是重要的推动力量。面对当前激烈的市场竞争环境，应该加强对压力容器设计细化部分的重视，优化压力容器的强度属性，同时选择高质量的材料严格按照行业标准展开设计工作，确保压力容器具备较高的稳定性能。

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