压力容器设计制造中的典型问题及对策

压力容器设计制造中的典型问题及对策

贾强

山东丰源集团股份有限公司 山东枣庄 277300

摘要：压力容器是应用较为广泛的特种设备之一，主要在石油、化工以及医药行业比较常见，且该设备的管理设计与容器的应用效率息息相关，对此需要根据实际情况提升不同产品的运行质量，完善压力容器的构造，减少安全事故的发生，解决该类容器的性能问题，提高压力容器设计的合理性。本文主要分析压力容器设计制造中的典型问题及对策

关键词：压力容器；设计制造；典型问题；应对策略

引言

现阶段，压力容器作为特种设备，广泛应用于工业生产、社会生活等诸多领域，在实际使用过程中，势必需要相关企业从实际出发，立足于每台压力容器特点，通过对典型问题的深入探讨，尝试建立健全压力容器设计制造体系，带动压力容器设计制造产业的升级。

1、压力容器设计基本情况

1.1基本材料应用情况

在压力容器的设计过程中，材料应用存在的问题包括类型错误、材料缺陷以及经济特性缺失3个方面。专业人员可依据对压力容器的介质特性和耐压强度需求选择合适的材料种类，若材料本身存在质量问题，难以保证压力容器的结构与强度，还会导致容器使用不顺畅。若材料缺乏经济性，会损害后期的生产工作与经济效益。

1.2容器压力使用期限

在压力容器设计过程中，不同的产品有一定的使用期限，尤其是压力容器等设备。对于该类容器，需要定期进行维护，延长设备的使用期限，若期限过短，生产成本会增加，反之则生产成本会降低。在设计压力容器的过程中，应结合实际情况进行压力容器预测，考虑相关影响压力容器使用期间的因素，例如，与类似的材料相比，哪一种材料可以快速延长压力容器的使用时间或依据相关标准进行自主设计，哪种压力容器更加耐用？不同的设计应用方案会直接影响整个压力容器的最终质量，但其在设计领域中并没得到更多成员的重视。

1.3性价比差

在压力容器的设计过程中，设计工作者要考虑压力容器的安全性与经济性。进行设备选择时，还要考虑设备的存储温度、材料焊接以及结构压力等不同介质的特征，以此考虑不同压力设备容器中的冷热加工所需要耗费的能量。一般来说，在压力容器的设计中，其设计成本会影响材料与容器的质量，设计人员会选择较标准化的压力容器材料，以便实现低经济成本，保证压力容器的最终质量。

2、压力容器设计制造典型问题分析

2.1压力容器选材不合理

在设计和生产工作开始前，为了从源头上控制质量问题，工作人员应结合压力容器的使用场景，进行压力容器的选材工作，避免材料选择不合理，导致压力容器出现质量问题。例如，一些工作人员在压力容器的设计和制造过程中，由于对压力容器的使用场景、使用目的以及对材料性质的未知评估不清楚，导致工作人员无法根据相关技术规范以及压力容器的使用要求做出有针对性的材料选择，这种情况如果没有得到妥善基础，势必引发压力容器在设计、加工环节出现各类问题，增加使用风险。

2.2压力容器寿命较短

压力容器的性能在当前运行方面不够稳定，在使用寿命期间，各种类型的故障发生的可能性更高。出现这种情况的原因是，在实际设计过程中，设计人员没有真正理解压力容器的设计寿命，缺乏认知水平，使得压力容器在以后的设计、制造环节中，没有形成一个完整的技术机制来解决使用寿命期间出现的各类问题，不仅影响了设备的正常运行尽管有些企业在压力容器的设计和制造过程中，已经明确了压力容器的使用周期，但在设计的实际环节中，过度依赖过去的工作经验，这种情况的发生无疑会干扰压力容器的正常设计、制造流程，对于现阶段压力容器制备体系的完善、升级产生了消极影响。

2.3压力容器热处理不当

压力容器的设计制造，热处理问题的发生频率较高，如果热处理问题得不到合理解决，必然会影响压力容器的标准化和合理性。从以往的经验来看，热处理过程中的压力容器一旦不符合后处理的操作标准，导致设计方案的有效性很难松动，甚至裂缝、内应力也不会释放等问题。与此同时，压力容器的热处理、相关制造方案往往具有单边处理的情况，导致头部、外壳等处理不当，很难真正保证热处理的有效性，压力容器的正常使用、作用发挥产生了消极影响。

3、压力容器设计制造典型问题应对方案

3.1材料的合理使用

经济材料的使用是十分重要的一个环节，钢板也是压力容器最重要的部分。如今社会上广泛使用的钢板主要分为碳钢板和复合钢板、高合金钢板等，在对钢板材料进行选择时，有必要结合实际应用等多因素进行考虑。对所选材料进行全面的评估，有必要考虑所选材料的实用性，另外，了解材料的相应特性比如选择耐腐蚀材料等。另外，还要选择具有更高的强度和更好的可焊接性的材料。这样能够在后期更好地使用焊接机等设备对材料进行加工。除此之外，还要对机械加工的特点以及制作工艺进行综合考量，选择相对合适的材料，使得材料能够在加工后更好地进行应用，还有利于后期设备的维护与修理，在选择材料时，也要注意材料的经济性。

3.2保证压力容器的使用期限

在压力容器的设计过程中，首先，需要根据实际情况对压力容器进行维护。设计人员需要综合考虑工作环境的实际情况对压力容器的零配件进行加固，选用高质量的材料提升压力容器的可靠性。其次，在对材料进行全面检查的条件下，测量压力容器内外部的压降以及耐腐蚀性，计算整个压力容器设备的使用期限。为了提升测量结果的精准性，设计时，需要以最不利环境参数进行建模，从而对整体环境参数进行逐一调整。除此之外，设计人员还需要考虑用户在实际应用过程中的人为操作失误，改善压力容器的使用条件，做好承重组件以及壁厚参数计算，并制定压力容器应用使用政策。

3.3合理布置焊接工艺

压力容器的焊接是压力容器制造的关键环节，若想保证焊接过程的质量，工作人员就需合理布置焊接工艺，防止压力容器制造过程出现过度重叠或者轻微裂纹的问题，一旦这些问题存在，那么压力容器在高温高压的环境下使用时，将存在巨大的安全风险。所以在进行焊接时，焊接工人必须充分考虑横向和纵向的关系，严格把控交接焊接工艺的质量。虽然在进行实际焊接的过程当中，真正杜绝焊缝重叠的现象是不可能的，但可以将不合理的焊接工艺转变为合理的焊接工艺，此时压力容器的使用性能则可得到保障。在进行压力容器设计时，设计人员需按照国家标准的焊接材料和焊接模型，在焊接图纸上确定焊接的注意事项，并明确焊接接头的黏接程度，焊接的位置等等。

3.4气密性问题的防范策略

在压力容器投入使用之前，必须进行液压测试，保证能够承受较大的压力。还要对各种零部件的安装进行检查，保证所有零部件都齐全，不影响压力容器的正常使用。还有科学的选择气体，最好是氮气等，首先对压力容器进行试验，确保压力容器的气密性效果较好，再投入到正常的使用当中。在压力容器的检测完成之后，如果出现气体的泄漏，就说明存在气密性问题，就必须对压力容器进行一定的检修，然后再次进行气密性检测。如果压力容器检测没有问题，就可以投入正常的生产和使用。

结束语

综上所述，现阶段我国越来越重视压力容器设计。为了进一步提高压力容器的设计质量，要根据实际情况严格应用原材料，确保压力容器的应用安全性与合规性，遵循国家规章制度，完善企业压力容器的设计质量，积极与其他行业进行自主合作，确保所使用材料的合规性，助推压力容器设计的高质量。

参考文献：

1. 朝明轩，刘丝嘉.压力容器设计的开孔补强设计应用[J].化工管理，2018(01):113-114.

2. 胡艳兴.压力容器设计常见问题及防范对策[J].化工管理，2018(03):39-40.

3. 秦伟丰.压力容器设计制造质量事故案例综述[J].绿色科技，2018(04):76-77

4. 陈晓燕.化工压力容器设计中的选材和补强分析[J].商品与质量，2019(10):99-199.

[5]林向红，黄爱军.压力容器设计常见问题分析及解决措施［J］.中国设备工程，2017（2）：39-40.