陳玉珉

摘要：壓力容器在我國工業(yè)生產(chǎn)中較為常用，近年來其制造水平在科技進步和經(jīng)濟發(fā)展的推動下取得了顯著進步，但是隨著新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，我國現(xiàn)有的壓力容器設(shè)計制造體系逐漸暴露出自身的問題和不足。在壓力容器制造的過程中，應(yīng)力集中問題一直是限制其進一步發(fā)展應(yīng)用的重要因素。為了推動壓力容器的未來發(fā)展，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，推動應(yīng)力集中解決方法的應(yīng)用越來越受到人們的關(guān)注。本文對此展開分析探討。

關(guān)鍵詞：壓力容器設(shè)計;制造過程;降低應(yīng)力措施

進入21世紀(jì)以來，在經(jīng)濟發(fā)展和科技進步的推動下，我國工業(yè)化水平明顯提高，工業(yè)產(chǎn)品出口額逐年攀升，這給工業(yè)企業(yè)帶來發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)，面對當(dāng)前激烈的市場競爭環(huán)境，為了能夠確保企業(yè)保持穩(wěn)定發(fā)展態(tài)勢的同時，推動我國國際影響力有效提高，那么就必須對產(chǎn)品質(zhì)量提出更高的要求。隨著我國石油以及化工行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，壓力容器作為企業(yè)生產(chǎn)過程中關(guān)鍵的部分，如果企業(yè)還是不了解壓力容器設(shè)計環(huán)節(jié)的重要性，那么就會導(dǎo)致易燃易爆的壓力容器因為設(shè)計質(zhì)量不達標(biāo)，而造成嚴(yán)重的安全問題。對此，文章針對壓力容器設(shè)計存在的問題及解決措施進行分析，具有重要的現(xiàn)實意義。

1壓力容器設(shè)計中存在的問題

壓力容器是一種非常重要的設(shè)備，在許多的領(lǐng)域都得到了相關(guān)的應(yīng)用，在當(dāng)前壓力容器設(shè)計的過程中，還存在一些問題，嚴(yán)重的影響了壓力容器的實用性和安全性，這些問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，在材料的選用上存在問題，壓力容器在使用的過程中，經(jīng)常要承受巨大的壓力，這樣的使用特點給壓力容器的材料帶來了更高的要求，如果壓力容器材料的強度和其他的性能不能符合使用的標(biāo)準(zhǔn)，就非常容易產(chǎn)生爆炸的危險，但是在當(dāng)前的壓力容器設(shè)計過程中，設(shè)計人員對材料的選用上經(jīng)常出現(xiàn)問題，對壓力容器對材料的性能標(biāo)準(zhǔn)不能做到準(zhǔn)確的把握，給壓力容器的使用帶來了很大的風(fēng)險;第二，壓力容器設(shè)計的過程中對腐蝕的情況沒有考慮周全，影響了壓力容器的使用壽命，而且還造成了壓力容器的使用風(fēng)險;第三，在法蘭的選用上存在問題。法蘭是壓力容器設(shè)計中的重點，法蘭的作用是連接壓力容器中的各個構(gòu)件，如果在壓力容器設(shè)計的過程中，法蘭的選擇存在不合理的情況，會嚴(yán)重的影響壓力容器的正常使用。

2壓力容器設(shè)計的要求

通過實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，為了能夠做好壓力容器的設(shè)計工作，相關(guān)工作人員可以圍繞以下幾點要求進行。第一，在進行壓力容器設(shè)計過程當(dāng)中，所有的工作人員必須嚴(yán)格按照行業(yè)設(shè)計規(guī)范，將具體的設(shè)計制度全面落實到檔案內(nèi)容之中。第二，設(shè)計人員所設(shè)計出來的壓力容器，必須與企業(yè)實際生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)，只有控制好壓力容器的設(shè)計參數(shù)，才能在企業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用過程中，使得壓力容器的承壓性能顯著提升。第三，對于化工企業(yè)來說，其生產(chǎn)過程需要用到的材料大都具有一定的腐蝕性，再加上易燃易爆的特點，為了避免后期壓力容器使用過程中安全事故的出現(xiàn)，設(shè)計工作就必須圍繞壓力容器的安全性能展開。第四，不管是企業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中所應(yīng)用的何種形式的設(shè)備，經(jīng)過一段時間的使用，必然會出現(xiàn)不同程度的磨損，而相對壓力容器來說，因為生產(chǎn)過程所應(yīng)用的腐蝕性的材料，一旦出現(xiàn)較為嚴(yán)重的腐蝕，當(dāng)穿透壓力容器時，就會對容器的使用壽命造成威脅。對此，設(shè)計人員在實際設(shè)計環(huán)節(jié)當(dāng)中，就必須充分考慮壓力容器使用壽命延長的重要性，希望能夠發(fā)揮壓力容器性能的同時，盡可能的提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

3壓力容器制造降低應(yīng)力集中的方法

3.1壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析

壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計是降低應(yīng)力集中現(xiàn)象出現(xiàn)的最主要的方法。根據(jù)應(yīng)力集中現(xiàn)象發(fā)生的特點，在進行壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，首先應(yīng)當(dāng)根據(jù)壓力容器的實際應(yīng)用需求，選擇合理的結(jié)構(gòu)方案。一般情況下，壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當(dāng)首先采用回轉(zhuǎn)殼體和成型封頭。此類結(jié)構(gòu)一般采用一體化制造方法，不容易出現(xiàn)缺口等漏洞，從而減少了發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象的問題。在部分情況下，壓力容器需要進行多件結(jié)構(gòu)的連接。為了避免在連接的過程中發(fā)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)盡可能減少不同結(jié)構(gòu)之間的剛度差。根據(jù)剛度差的影響因素分析，需要注意的主要包括結(jié)構(gòu)的材料選用、曲率半徑、厚度等。在進行壓力容器設(shè)計的過程中，應(yīng)當(dāng)盡可能采用同一種材料進行結(jié)構(gòu)制造，并盡可能保證連接部分的曲率半徑等等保持一致。

3.2壓力容器制造工藝的改進方法分析

除了對壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行優(yōu)化之外，還需要對其制造工藝進行必要的改進，以降低壓力集中現(xiàn)象的發(fā)生。目前，焊接仍然是壓力容器制造中不可或缺的一環(huán)，也是保證壓力容器制造質(zhì)量的重要因素。在焊接的過程中，如果不能夠?qū)崿F(xiàn)對余高等因素的控制，很容易導(dǎo)致壓力容器的結(jié)構(gòu)不合理，進而發(fā)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象。因此，在進行壓力容器焊接的時候，需要根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)手段，嚴(yán)格控制余高等。在完成焊接工作后，需要根據(jù)相關(guān)規(guī)定對壓力容器的焊縫等進行打磨。同時，為了保證壓力容器的使用質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)盡可能避免采用點焊等焊接方式進行壓力容器的制造。

3.3做好防腐蝕設(shè)計

壓力容器通常都是有金屬制成的，在使用的過程中，金屬會受到不同程度的腐蝕，壓力容器的腐蝕可以為分兩種：特定部位的腐蝕和均勻腐蝕。其中均勻腐蝕大多發(fā)生在暴露在空氣中的大面積金屬面上，而特定部位的腐蝕發(fā)生的原因比較復(fù)雜，其中包含了應(yīng)力造成的腐蝕，氫致腐蝕等等，金屬材料的腐蝕對壓力容器影響非常的大，會降低壓力容器的使用壽命，特別是特定部位的腐蝕，除了會影響壓力容器的正常使用以外，還容易產(chǎn)生一些危險，所以，在壓力容器設(shè)計的過程中，必須要靠看腐蝕的問題。在壓力容器設(shè)計的時候，要對腐蝕余量進行充分的分析，除此之外，還需要對其進行固定頻率的檢查工作。在進行壓力容器設(shè)計的過程中，要保證壓力容器的金屬外表面盡量的光潔整齊，金屬顆粒分布的要均勻，這樣在使用的時候，可以使壓力容器的受力均勻，防止其中局部應(yīng)力過大而產(chǎn)生發(fā)的應(yīng)力腐蝕;在壓力容器的制作過程中，要對氯離子的含量進行把控，減少氯離子的含量，可以減少金屬被腐蝕的程度;在壓力容器的內(nèi)壁可以適當(dāng)?shù)耐磕ǚ栏g的涂層，這是一種最直接的金屬防腐蝕方法，防腐蝕涂層可以把壓力容器的金屬層與壓力容器內(nèi)部的氣體進行隔離，可以有效的防治壓力容器腐蝕的發(fā)生，還可以在壓力容器制作的過程中加入一些合金元素，提升制作材料的抗腐蝕能力，比如在金屬中加入鉻，就可以有效的提升金屬的抗腐蝕能力，達到實際需求的抗腐蝕標(biāo)準(zhǔn);在壓力容器使用過程中，如果在壓力容器的內(nèi)部或者一些死角部位存在各種雜質(zhì)，這些雜質(zhì)與空氣中的水分和氧氣發(fā)生反應(yīng)，可以產(chǎn)生電離現(xiàn)象，加速金屬的腐蝕，所以在壓力容器設(shè)計的過程中，可以使用復(fù)合鋼板結(jié)構(gòu)，減少壓力容器中的死角，并且在壓力容器使用完成以后，要對設(shè)備的出口處進行除垢處理，防止各種雜物的沉積造成了金屬腐蝕。

結(jié)語

在我國經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的歷程中，各大化工和設(shè)備制造企業(yè)是重要的推動力量。面對當(dāng)前激烈的市場競爭環(huán)境，應(yīng)該加強對壓力容器設(shè)計細(xì)化部分的重視，優(yōu)化壓力容器的強度屬性，同時選擇高質(zhì)量的材料嚴(yán)格按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)展開設(shè)計工作，確保壓力容器具備較高的穩(wěn)定性能。

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