压力容器常见缺陷分析及影响

压力容器常见缺陷分析及影响

白忠建

鲁西工业装备有限公司 山东聊城 252000

【摘要】:最近几年，我们国家的经济发展很快，各行各业都有了长足的发展，特别是作为社会最主要的行业，更是如此。在工业设计中，压力容器的设计是一个非常关键的环节。压力容器设计虽然经过数十年的发展，已经有了长足的发展，但仍然有很多的不足和问题，设计人员往往会因为压力容器的设计年限、容器的材质、压力容器的工艺等问题而设计失误。文章通过对压力容器的设计中经常遇到的问题进行了剖析，发现了问题的根源，并针对这些问题给出了解决方案。

【关键词】：压力容器；设计；常见缺陷；应对措施

引言

随着国民经济的迅速发展，各行各业都走上了正规的道路，压力容器的用量也在不断的增加。由于大部分的压力容器都是用来贮存具有高度污染、有毒、腐蚀性、易燃和易爆的物质，而且其在生产中极易受外部和内在的各种因素的干扰，因此，必须对其进行优化和完善，同时也要从每一种产品的使用价值、延长其使用年限等方面进行研究。

一、压力容器的特点

（一）设计和制造过程需要极高的专业水平

在压力容器的设计中，每个组件都要进行测试，所以不仅要有一定的技术和工作经历，而且要精通各种电脑程序，以确保所设计的压力容器能够达到较高的安全性能，并且不受外部环境的干扰。

（二）生产过程中对安全性能要求高

由于工作环境具有高温、高压、真空、腐蚀等特性，有些压力容器的材质具有毒性和可燃性，所以无论设计、制造、使用，都必须做到专业化、标准化、规范化，从而提高产品的安全性，为员工的人身安全保驾护航。在制造过程中，企业要把安全作为首要任务，员工要严格按照产品的要求，制造出更好的产品，从而保证产品的安全性。在生产中，应根据生产工艺的不同，制定相应的生产工艺规范，以适应各种生产工艺的需要，以改善其性能。当前，我国的制造业正逐步引入新工艺、高质量的产品。

（三）产品结构复杂以及其他事项

由于其市场定位、加工工艺和材料选择等原因，使得压力容器的产品组合呈现出一种复杂的特性。压力容器在工作的时候会受到很大的压力，所以它的综合性能要求很高，随着工业和制造业的发展，压力容器的材质、工艺等都要严格的要求[1]。

二、压力容器设计过程中的常见缺陷

(一)忽略压力容器的正常使用寿命

我国对压力容器的设计寿命作出了新的规范，这表明，目前国内对于压力容器的设计寿命问题日益关注。压力容器的寿命有限，超过了它的寿命，就会大大的减少其安全性，给它带来了极大的安全风险。新的规范要求，在设计时，应充分考量压力容器的使用年限，并在设计时充分考量其使用年限、抗压性能等因素，确定其使用年限，并在设计图中标明其使用年限。大部分的设计人员忽视了压力容器的寿命，忽视了超过寿命所造成的安全风险，也没有相应的完善的安全制度。大部分的设计者都是在运用自己的经验和习惯，而非严格的逻辑思维。压力容器的材质，所受的压力，以及所载的流体的温度，都会对其寿命产生重要的作用。如果用户对使用的压力年数不够注重，或是做了某些违反规定的操作，缩短了使用寿命，就会给使用中的安全带来极大的威胁。

（二）设计人员对材料变化的错误估计

在压力容器的设计中，选用合适的材质是其中的一个重要环节。这不仅仅是因为它的寿命，更是因为它的安全和可靠。选用的压力容器材质应按客户要求、承重、应用状况和应用情况来确定，而不同材质的承重容器所能承载的负荷也是不一样的。此外，对于所装载的液体，要考虑到所装载的各种化学成分，比如一些液体，其浓度高，则要采用耐高压的材质，而对于腐蚀性比较大的流体，则要选用耐腐蚀的材质，因此，在设计者的设计中，要特别重视所选用的材质。在实际应用中，经常会遇到物料在不同的情况下出现的各种情况，这种情况下，设计者无法进行详细的分析与计算，从而对容器的力学性能进行统计和分析，从而给安全带来很大的风险。

（三）压力容器设计过程中的热处理问题

热处理是一种通过加热、保温、冷却等方法使材料在固体状态下得到理想的结构和性质。在设计压力容器时，必须采用热处理工艺。热处理对修复后的材料具有不可替代的功能。其中一个典型的案例就是用钢板的冷成型压缩部件，它在许多场合下都要经过热处理，例如用来装载毒性和高度危险介质的集装箱，而在具有应力腐蚀介质的容器中，其变形速率往往达不到要求，所以通过热处理可以使其保持良好的力学特性[2]。

三、压力容器设计过程中的防范措施

(一)压力容器设计使用年限问题的对策

由于压力容器的设计寿命问题，应按现行有关技术规范和有关技术规范，进行压力容器寿命的合理确定。通过分析各种工艺参数对压力容器寿命的变化规律，进行科学的分析和设计。设计者通常要从三个角度来考量设计寿命：第一，应重点关注这种材质的防腐程，特别是当所载的流体为腐蚀性介质时，抗腐蚀能力对寿命的影响更大。为了准确地确定这种集装箱的最大耐蚀性，通常需要通过考虑其内部和内部的压差来确定其最大耐蚀性。这两项指数对车辆的寿命有很大的作用。其次还要顾及到在使用中所受到的外界环境，外界的压力也会对其寿命产生一定的影响，所以在设计时，可以将其视为在最严酷的情况下，根据其寿命来进行规划，以确保其在最严酷的环境中的使用寿命。

（二）压力容器材料改变问题的对策

压力容器的设计是一个大问题，因为在不同的生产工艺过程中，其材质的差异很大，如果一个容器的前期设计是很细的，而到了后面再用更多的材质，那么这个过程就会产生很大的问题。如果在厚度不一样的情况下，集装箱的安全是无法保证的。由于采用的是厚度更大的封头，而外壳的材质比较轻，因此两个部件的接合构造要特别小心，封口要进行切边加工，厚度要逐步减薄，直至与外壳部件相结合。另外，由于圆筒与圆管间的接合关系，在一定范围内，随着壁厚的增大，焊缝处的应力减小，这对承口焊缝的影响非常大。另外，钢板的厚度也会极大地影响到集装箱的安全性，并不是说厚板就一定能保证安全，有的时候，用厚板取代薄木板，会让人觉得安全可靠，但他们不会意识到，这会给压力容器的应力计算造成很大的难度，甚至会导致产品的品质问题。在材料厚度增加的情况下，头部和本体之间的结合部要进行圆弧切割，在接头的接头或接头的接头处，也要考虑到应力的改变[3]。

（三）压力容器设计过程中热处理问题的对策

在压力容器的设计中，热处理是一项非常有意义的课题。在压力容器的设计中，必须要严格执行国家有关的标准，以节省资金，避免出现危险。在冷加工后，钢的硬度得到了提高，而韧性则大幅降低，如果不进行适当的热处理，则会导致组织中的结晶破裂。冷却后的内壁发生了很大的改变，硬度也得到了极大的提升，这是一个很大的考验。为了提高板材的可塑性，必须进行适当的热处理。

结语

在设计时，压力容器存在着许多问题，这些问题是设计人员经常出现的问题。我们已经详细地探讨了解决上述问题的具体方案和实践。因此，无论何时，设计者都应本着“以安全为先，以防范为先”的理念来指导自己，而在压力容器的设计中，安全性是首要的。在保证安全性的前提下，设计师们可以充分利用自己的才能，开发出更好的产品和更长久的寿命。作为国家重要的生产设施，其安全设计显得尤为重要，设计者在设计过程中要注意加强其安全性，以确保人们的生命和财富免遭侵害。

参考文献：

[1]黄虹.浅析高压储罐的设计问题及解决措施[J].中国新技术新产品，2015,(16):49.

[2]范翠平，压力容器的一般问题与预防对策[J].产业与科技论坛，2014,13(01):61~62.

[3]方海毅.浅析高压储罐的设计中的几个问题[J].化学工程与装备，2014,(10):127~128+144.