壓力容器制造廠設(shè)計(jì)現(xiàn)狀管窺

【摘 要】壓力容器是生產(chǎn)過(guò)程中必需的設(shè)備，被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)部門。很多壓力容器的操作和使用材料具有高壓、高溫、耐腐蝕、易燃易爆的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)導(dǎo)致了壓力容器設(shè)計(jì)制造過(guò)程中存在不穩(wěn)定因素，這就對(duì)設(shè)計(jì)者提出了較高的要求。本文對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，希望能引起相關(guān)工作者的注意。

【關(guān)鍵詞】壓力容器；設(shè)計(jì)；問(wèn)題

雖然在壓力容器設(shè)計(jì)制造的過(guò)程中以一定的規(guī)范作為制造的依據(jù)，但是人們?cè)诰唧w的設(shè)計(jì)制造的過(guò)程中對(duì)規(guī)范中的說(shuō)明理解得不透徹，從而產(chǎn)生錯(cuò)誤，直接影響設(shè)備的安全性能，這就對(duì)設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求，不僅要進(jìn)行全面的分析工作，還要對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中的具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，最大限度的發(fā)揮壓力容器的作用。

1.壓力容器的概念

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國(guó)的科技水平也發(fā)生了巨大改變，這便為壓力容器的應(yīng)用提供了廣闊的空間。在對(duì)壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)制造中，設(shè)計(jì)過(guò)程最為關(guān)鍵。設(shè)計(jì)是否合理對(duì)壓力容器的性能起到?jīng)Q定性作用。壓力容器一般用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，為生產(chǎn)工藝過(guò)程提供反應(yīng)的容器。為了確保壓力容器的安全使用，最大限度的為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，國(guó)家制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)的各項(xiàng)指標(biāo)做出了明確的規(guī)定。

2.壓力容器設(shè)計(jì)過(guò)程中的注意事項(xiàng)

壓力容器在正式投入使用之前，會(huì)需要經(jīng)歷很多監(jiān)督、檢查的環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)是其中最為關(guān)鍵的一步，必須嚴(yán)格按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展工作。在對(duì)壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們必須為設(shè)備的正常運(yùn)行提供保障。壓力容器中通常盛放的是一些毒害性比較強(qiáng)、具有一定的腐蝕性的物質(zhì)，這樣就增大了火災(zāi)、爆炸事故發(fā)生的概率，對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)造成很大的威脅。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，工作人員要將規(guī)定的操作步驟銘記于心，嚴(yán)格按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展工作。由于生產(chǎn)是一個(gè)持續(xù)性動(dòng)作，這對(duì)壓力容器工作而言是一項(xiàng)不小的挑戰(zhàn)，還會(huì)對(duì)壓力容器產(chǎn)生一定的破壞，進(jìn)而影響到相關(guān)設(shè)備的正常工作，為維修工作帶來(lái)很大的困難。所以，壓力容器在設(shè)計(jì)制造的過(guò)程中必須嚴(yán)格遵守有關(guān)的規(guī)定，確保壓力容器在使用的過(guò)程中可以忍受溫度的變化，還要有一定的抗腐蝕性，并能夠保證其在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行情況下還能進(jìn)行正常的工作。

3.壓力容器設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

3.1材料的選用問(wèn)題

壓力容器應(yīng)用的范圍很廣，不同的環(huán)境條件下的工作要求不同，因此，壓力容器材料選擇在其設(shè)計(jì)過(guò)程中是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。壓力容器產(chǎn)生事故的主要原因就是材料選擇的不合理。在實(shí)際選材的過(guò)程中，要考慮設(shè)備的設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)壓力、加工性能、材料的性能，不能根據(jù)設(shè)計(jì)工作者的自身經(jīng)驗(yàn)對(duì)鋼板的等級(jí)進(jìn)行提升。對(duì)尺寸大，設(shè)計(jì)壓力高的設(shè)備，要在設(shè)計(jì)的過(guò)程中加大殼體壁的厚度，這樣不僅增加材料的耐用性，而且使得工程造價(jià)得到提升。

3.2開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)問(wèn)題

如果容器的開(kāi)孔過(guò)大，要求的設(shè)計(jì)壓力也很大，僅采用與圓筒相同厚度的補(bǔ)強(qiáng)圈是不夠的，這是由于隨著開(kāi)孔的直徑逐漸變大，補(bǔ)強(qiáng)圈外徑與內(nèi)徑的比例是逐漸變小的。當(dāng)開(kāi)孔的直徑到達(dá)一定的長(zhǎng)度時(shí)，容器殼體的有效補(bǔ)強(qiáng)范圍不變，但是外強(qiáng)圈的外徑是逐漸減小的，此時(shí)，如果圓筒可承受壓力的計(jì)算厚度在名義厚度中占據(jù)的比例足夠大，那么就有很少的面積可以進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。如果使用和圓筒相同厚度的補(bǔ)強(qiáng)圈，當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)圈和內(nèi)徑的比例與1.6較為接近時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致不能滿足相應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)要求，這時(shí)就要通過(guò)增加補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度來(lái)進(jìn)行彌補(bǔ)。同時(shí)，在對(duì)換熱器管箱進(jìn)行開(kāi)孔工作時(shí)，也可能會(huì)遇到補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算。有時(shí)可能管箱長(zhǎng)度不夠?qū)е聼o(wú)法滿足補(bǔ)強(qiáng)的有關(guān)規(guī)定，管箱長(zhǎng)度的增加受到工藝條件的限制，雖然增加了補(bǔ)強(qiáng)圈，但是補(bǔ)強(qiáng)效果不盡人意。

3.3殼程按管程壓力試壓?jiǎn)栴}

管殼程設(shè)計(jì)過(guò)程中都是正壓力，管程試驗(yàn)壓力是高于殼程試驗(yàn)的壓力的，可以將殼程試驗(yàn)的壓力提升到管程試驗(yàn)的壓力開(kāi)展設(shè)計(jì)工作。但是在這個(gè)過(guò)程中，其他元件的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)通常不被設(shè)計(jì)工作者重視。GB150中對(duì)補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度要求是不能超過(guò)殼體壁厚的1.5倍，但是在JB/T4736中規(guī)定補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度不能超過(guò)30mm。在使用厚壁管的過(guò)程中容易忽略兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)是削邊長(zhǎng)度不能小于厚壁管和對(duì)接法蘭徑厚度差的3倍，另一個(gè)問(wèn)題是接管實(shí)際的外伸高度不能將削邊和殼體的高度包括在內(nèi)。

3.4管殼的壓力設(shè)計(jì)

在對(duì)管殼進(jìn)行壓力設(shè)計(jì)的過(guò)程中，有幾點(diǎn)是需要引起特別的注意：壓力容器內(nèi)的壓力是正壓力，在進(jìn)行試驗(yàn)的過(guò)程中，管程的試驗(yàn)壓力不能低于壓力容器的殼程壓力。這就給設(shè)計(jì)工作者的工作帶來(lái)一定的困難，工作人員在對(duì)壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要努力使殼程壓力帶動(dòng)管程壓力數(shù)值發(fā)生變化。在明白這個(gè)原理后，設(shè)計(jì)工作人員要對(duì)管筒的向應(yīng)力情況進(jìn)行校對(duì)，與此同時(shí)，要關(guān)注其他元件的耐受力情況。管道中的法蘭不是同級(jí)的，而是有區(qū)別的。當(dāng)試驗(yàn)殼程水壓提高后，如果還按照原來(lái)的要求對(duì)殼程管法蘭的等級(jí)壓力進(jìn)行選擇，就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)產(chǎn)品的不合格。因此，相關(guān)工作人員就要嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制好試驗(yàn)水壓的壓力在規(guī)定的范圍內(nèi)。管板的強(qiáng)度也有規(guī)定的，為了確保設(shè)備的安全，要對(duì)管板進(jìn)行校驗(yàn)工作。

3.5換熱器結(jié)構(gòu)問(wèn)題

在進(jìn)行換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮到管束組裝、管束振動(dòng)等問(wèn)題。當(dāng)換熱器的直徑比較小時(shí)，拉桿的固定端需要設(shè)置在離殼程介質(zhì)進(jìn)口的另一邊的管板上；當(dāng)換熱器的直徑較大的時(shí)候，拉桿的固定端需要設(shè)置在接近殼程介質(zhì)進(jìn)口的管板上。

4.小結(jié)

在未來(lái)的工作中，我們要嚴(yán)格遵守我國(guó)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展工作，設(shè)計(jì)工作者要對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行比較分析，盡量滿足節(jié)約成本、設(shè)備的安全可靠性等要求。在對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)制造的過(guò)程中，不可避免的會(huì)遇到很多問(wèn)題，我們要重視細(xì)節(jié)問(wèn)題的處理，防患未然，對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)與同行工作者的工作交流，避免出現(xiàn)低級(jí)錯(cuò)誤，從而提升我們?cè)O(shè)計(jì)壓力容器的能力，保證壓力容器安全的工作，從而為人們創(chuàng)造更多的利潤(rùn)。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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