可靠性方法在压力容器设计中的应用分析

可靠性方法在压力容器设计中的应用分析

辛成涛

淄博太极工业搪瓷有限公司 山东省淄博市 256400

摘要:压力容器的设计所涉及内容相对较多，其中可靠性方法是设计压力容器期间具有效性的一种方法，对压力容器运行期间能够起到提升作用。故本文主要采用文献资料检索方法，先检索国内与压力容器等相关的研究报告、学术论文、图书杂志、文集文章等等，对相关研究成果进行系统化地梳理及总结分析，并围绕着压力容器实践设计当中可靠性的方法应用开展深入研究及探讨。本次课题研究横跨压力容器、工业生产等各个领域，需运用到各种学科方法、基础理论及成果，并从整体入手综合研究本课题，以保证本次课题研究的客观性及精准性。

关键词:可靠性；方法；压力容器；设计；应用

前言

锅炉制造整个过程具有复杂特性，所需使用装置多以压力容器为主，制造期间倘若生产节点有故障问题产生，则会对产品自身质量产生影响，对人员安全造成一定威胁。现阶段，国内科学力量持续增强，压力容器层面设计更具完善性。在生产产品期间，受压力及运行高温相关条件所影响，故锅炉制造相关单位需高度重视设计压力容器这项工作内容，确保压力容器自身可靠性得到持续提升，为压力容器维持可靠稳定地运行状态提供基础保证。对此，总结分析压力容器实践设计当中可靠性方法应用，现实价值较为突出。

1. 压力容器及可靠性

1.1 在压力容器层面

为确保压力容器运行的稳定性和安全性，保证人们自身生命及财产的安全，需将压力容器整体设计效果及品质提升。压力容器首台诞生，其首要步骤便是设计压力容器。具体设计期间，需考虑到经济性开展材料选用工作，为压力容器自身安全性提供保证。相比普通容器，压力容器差异性在于工作介质与压力、内直径。压力容器应用的十分广泛，涉及能源、石化、锅炉制造、科研等众多领域当中。在压力容器总体结构层面上，其内含支座、密封性质元件、筒体、封头、接管等等^[1]。压力容器当中，若受承压相关外部因素所影响，处理不够妥当，则会有爆炸事故问题产生，且十分严重，威胁着人们生命及财产安全。因压力容器受自身各项因素限制，部分单位格外注重检查压力容器此项工作，在符合各项标准和要求后，才可进入现场投放使用。

1.2 在可靠性层面

可靠性，属于产品品质基本保障。若想确保产品维持可靠性状态，务必要确保产品满足于消费者们现实需求，无故障问题产生。产品自身可靠性，它和产品制造密切联系，还和用户位置及使用方式均密切联系。故规定条件及时间范围，产品具备所要求功能程度后，即为可靠性。在一定程度上，产品往往涉及较多内容，如系统、元器件、装置等。规定条件有维护方式、使用及储存条件。产品自身可靠性和规定时间关系十分密切，伴随使用时间持续增加，产品安全性与可靠性均降低，产品元件构成逐步老化。故产品使用时间越长，用户安全隐患就越多。产品自身可靠性和所规定功能关系较大。生产产品目的是满足于人们生活及工作层面现实需求，但因各个行业自身条件受限，所产生产品功能差异较大，以至于产品自身可靠性必定有差异存在。

2. 可靠性基本要求和问题

2.1 在要求层面

一是，装置运行可靠性层面。压力容器，首要工作任务是设计压力容器，确保实施整体设计，确保顺利完成生产运行活动。在锅炉制造实践中，压力容器需承受压力及高温等影响，实际生产运行期间，会有腐蚀性的物质产生，若不处理好该部分物质，则极易诱发安全事故问题产生，爆炸事故发生几率将难以掌握。锅炉制造相关单位，应当首先认知压力容器设计之重要性及必要性，将装置运行期间可靠性提升，以合理科学防范实施压力容器内部容量处理，将压力容器自身破坏性减少；二是，锅炉生产运行期间，需采用材料相对较多，该部分材料腐蚀性相对较强，会腐蚀到装置自身外部壳体结构，导致压力容器自身应用寿命减少。但现阶段部分科研人员并不是较为重视腐蚀性质材料层面的研究，较少关注腐蚀性质材料对于容器壁所产生影响。故而，锅炉制造单位若想避免容器壁受腐蚀，就需注重腐蚀材料相关分析工作有效实施，将压力容器总体设计可靠性提升；锅炉制造单位应当设计好所需拆装顶盖，以快拆封结构为基础，把控好压力容器总制造成本^[2]；三是，注重经济实用特性。设计压力容器期间，不仅要考虑到容器自身安全性，还需确保所设计结构总体简单化。以保证该压力容器总体质量为基础，着重考虑到锅炉制造单位总体制造成本，设计实践中若有问题产生，需及时和专家、领导们交流，以科学手段加以处理，确保维修处理费用能够有效降低，为企业创造更多经济层面效益，维持企业稳定健康的发展状态。

2.2 在问题层面

经以上分析可知晓，设计该压力容器期间，以压力可靠性为关键性问题，更属于现阶段研究的重点问题。伴随国内社会经济持续进步发展及科学技术持续进步发展，各部门均十分关注压力容器相关设计问题，持续完善压力容器。从现阶段压力容器总体发展情况分析，压力容器实际设计层面有问题产生，可靠性处于不稳定状态。在设计实践当中，安全阀及压力层面可靠性较为关键，如PW与PZ关系，即为数据及工艺流程之间的一种关系。压力容器处于正常运行状态情况下，安全阀已泄露，作为系统安全压力控制装置，下列为压力容器总体设计层面上压力自身可靠性相关问题内容：一是，压力特征与压力差。设计压力容器期间，务必要注重安全问题，应当确保压力容器所设定压力超过安全阀总压力。但压力容器所设压力无须持续增加，务必把控至特定范围，压力容器可于极短时间之内，通常允许其运行压力超出安全阀实际排放压力，也就是为确保压力容器总体设计安全性，务必高度关注压力容器运行压力，压力容器处于高运行压力情况下，若超出安全阀密封试验期间压力，则全阀可维持稳定运行状态，避免产生安全事故

^[3]；二是，设计压力容器期间所需注意问题要点。伴随计算机科学技术持续发展，锅炉制造单位设计压力容器期间会积极引入计算机科学技术，我国现阶段常规设计，即为电脑画图和电算化。故设计者提出高要求情况下，要求设计者务必掌握压力容器专业设计知识及技巧，具备计算机信息技术与电脑绘图相关专业技能。设计实践中，设计者只看重计算结果，对计算分析过程抱有忽视态度，如果这个问题持续存在，压力容器便会有隐患问题产生。在钢材选择期间，应当先分析压力容器自身承受温度及压力，尽量选用品质较为优良钢材，虽成本把控较为关键，但产品品质保证更为重要。选定材料期间，切勿盲目追求所用钢板等级，务必结合自身实际生产需求选定材料，若所购买材料结构相对较大，则装置壳体壁厚会增加，产品质量会下降，企业进购材料层面成本会增加。企业选购钢材期间，务必要以产品的品质保证为基础，把控好成本，确保压力容器自身可靠性得以提升。

3. 结语

从总体上来说，设计压力容器实践中，为更好地保证压力容器维持可靠稳定的运行状态，务必要注重可靠性相关设计手段的科学应用，以保证压力容器总体设计效果可靠性，为压力容器维持可靠且稳定地运行状态奠定基础。

[参考文献]

[1]戴汗丽.针对化工压力容器可靠性的设计论述[J].建筑工程技术与设计,2018,10(032):4045-4044.

[2]林峰.复合材料压力容器的概率和区间可靠性分析与设计[D].西安电子科技大学,2018,19(007):419-420.

[3]李文震,黄思,徐征南.基于ANSYS软件PDS模块的压力容器可靠性分析[J]. 机械制造,2018,56(012):114-116.