壓力容器生產制造成本分析

張文亮++姚遠++碧海舟

摘 要：在壓力容器的設計、制造、檢驗過程中，經常會有一些設計者對壓力容器的法規、標準、規范理解的不透徹，尤其新容規的實施，因而會出現很多錯誤。對此，我們應不斷地學習、分析、總結。同時，同行業應加強交流，只有熟悉各項標準及規范，才會不犯原則性的錯誤，我們的專業水平才能不斷提高。

關鍵詞：壓力容器；生產制造；生產利潤

壓力容器作為特種設備對材料的管理和要求要高于其他用材，用材的標識、受壓元件的材質證明書等一般都有明確的規定。壓力容器作為工業生產中一種常用并且特殊的設備，由于在工業生產應用中，多是進行劇毒與易燃氣體或者是液體的盛放，在工業生產應用中容易發生事故問題，進行壓力容器制造過程中，對于生產制造材料的要求也比較高，生產制造材料的價格也比普通材料價格高出很多，因此，在進行壓力容器生產制造中，進行生產制造余料的利用管理是壓力容器生產制造的重要和關鍵環節。本文將結合壓力容器生產制造中余料產生的原因，對于生產制造余料的管理方式、技術進行分析論述。

一、壓力容器的特征

化學、化工石油、醫藥、冶金、機械、采礦、電力、航天航空、交通運輸等工業生產部門不但普遍運用于壓力容器，也經常可以在農村副業、民用和軍工部門見到，特別是運用最為普遍的化學石油工業，化工石油單位中的塔、釜、槽、罐沒有一個不是貯器或作為外殼設備，并且通常都是在壓力溫度下運轉，比如一個乙烯裝置年產30噸，大概有七百九十三臺設備，其中二百八十一臺是壓力容器，占了百分之三十五點四；在設計制造壓力容器產品經過中，需要牽涉加工機械技術、冶金技術、無損檢驗技術、防護安全技術、防腐蝕技術等等，是一種牽涉很多專業的產物，這就造成了在設計制造產品經過中一定要從幾方合作來一起完成，以產品保證質量；因為適用區域相對廣的壓力容器的，在非常多行業中都有所運用，像制藥、飲食、化工、冶煉、石油等等，這就導致了壓力容器種類非常多的情況，就算在一樣類別的產品中，有時也會由于特殊因素或客戶要求造成產品上存在必然差別，而不同的產品構造，引發多樣性的制造工藝。

二、壓力容器的設計方法

（一）常規設計

常規設計的理論基礎是彈性失效準則，認為容器內某一最大應力點達到屈服極限，進入塑性狀態即為失效。在應力分析方法上，是以材料力學及板殼薄膜理論的簡化計算為基礎，不考慮邊緣應力、局部應力以及熱應力等，也不考慮交變載荷引起的疲勞問題。所有類型的應力均應采用同一的許用應力值；為了保證安全，通常采用較高的安全系數。

（二）分析設計

隨著壓力容器各參數的增大，高強鋼的采用以及近代計算與試驗技術的發展采用彈性失效的觀點使許多問題難于解決，常規設計的結果往往過于保守。為了適應現代壓力容器的發展，JB4732-95《鋼制壓力容器一分析設計標準》采用了新的失效觀點解決了這些問題。分析設計標準放棄了傳統的彈性失效準則，采用了彈塑性或塑性失效準則，合理地放松了對計算應力的過嚴限制，適當地提高了許用應力值，更嚴格地保證了結構的安全性。JB4732-95《鋼制壓力容器一分析設計標準》，是以第三強度理論即最大剪應力理論為基礎，認為不論材料處于何種應力狀態，只要最大剪應力達到材料屈服時的最大剪應力值，材料就發生屈服破壞。對于壓力容器設計所采用的失效準則，除彈性失效準則、彈塑性失效準則和塑性失效準則外，還有爆破失效、斷裂失效、可靠性設計等。

三、材料的利用及成本控制

（一）材料的合理利用

通常情況下，壓力容器的材料成本占總制造費用的55%左右，除設備主體結構之外，容器還需要很多零碎的搭配材料，如接管、封頭、法蘭、支座等，上述基礎元件如果選擇型號與容器不符，則它們很難投入后期的使用、維修，變成閑置材料。因此，采購人員應在采購壓力容器應用配件時，做好功課，詳細記錄每個基礎元件的型號、材質，盡可能做到物盡其用，不浪費每個采購元件。同時，如果在元件采購過程中存在失誤，導致采購的元件不能使用，則需要對此件進行退貨，如不能退貨，則需要進行登記，并進行妥善保管，防止發生腐蝕現象，以期在其他設備中能夠使用，防止浪費現象發生。在壓力容器生產、制造、養護全過程中，要想抑制成本，必須提高材料、基礎元件的利用率，提高它們的能動性和使用性能。

（二）成本控制管理措施

首先，企業應提高壓力容器制造工藝的自動化程度，將零散的制造工藝整合到一起，實現同步、自動加工，縮短生產周期。針對手動加工組裝工藝，企業應創建自動組裝工藝鏈，讓壓力容器的零部件、基礎元件在熱處理、焊接之后，被第一時間傳導至組裝鏈條上，快速組裝。一來，增強組裝工藝的及時性，二來有效防止零件的“質變”。其次，擴大產業鏈條，實現聯合生產。一方面，企業應根據不同類型的壓力容器，創建專業化制造工藝鏈，讓設備、技術、零件在統一、科學、規范的生產鏈條中快速制造、組裝；另一方面，提高壓力容器產品質量，專業性強的制造工藝，其技術應用效果、零件選用規范性、設備運行狀態都非常好，這種環境條件下，制造出來的壓力容器質量也不會差。另外，還能節約一部分搭配材料，便于壓力容器商品后期的養護和維修。最后，加強制造管理，突出節約降耗的生產制造理念。從管理制度改革入手，創建聯合監督機制，將各生產鏈條聯合，引入信息監控、檢測、搜集系統，及時獲取生產數據，并將數據傳輸到集控中心，由集控中心負責協調生產制造工作。除此之外，從理念優化改革入手，讓職工認識到充分利用現有設備、采購原料的重要性，使他們在日常工作中能夠節約降耗。

四、結束語

通過上文對壓力容器的生產制造成本要點內容進行系統分析可知，在保證質量的前提下，加強管理，精細地利用材料，合理地安排工藝路線及加工方法，采用先進的技術，是降低成本、控制成本、節約成本的必然手段。

參考文獻：

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