開孔補強設計在壓力容器設計中的應用探析

李勇

（江西氣體壓縮機有限公司）

開孔補強設計在壓力容器設計中的應用探析

李勇

（江西氣體壓縮機有限公司）

壓力容器在應用的過程中，其開孔補強設計為重要的核心步驟。隨著壓力容器應用的逐漸增多，關于壓力容器設計的開孔補強設計，也引起了較多人群的關注。其開孔補強設計是否具備一定的安全性和可靠性，對于行業(yè)整體的發(fā)展影響也較大。本文針對此類現狀，進行簡要的分析。

開孔補強設計；壓力容器；應用分析

隨著我國經濟的快速發(fā)展，當前工業(yè)方面的發(fā)展也較快，其中關于壓力容器在工業(yè)發(fā)展中的應用也較多。壓力容器在應用的過程中，為了方便外部設備連接和維護，其整體設計中會存在部分的開孔設計。當前針對開孔補強設計在壓力容器設計中的應用，也引起了研究人員和從業(yè)人員的注意。筆者針對當前開孔補強設計在壓力容器設計中的應用，進行簡要的分析探討，以盼能為我國此類設備的設計發(fā)展提供參考。

1 開孔補強設計

開孔補強為壓力容器中常見的應用技術之一，其技術的主要內容為：壓力設備在應用的過程中，需要進行一定的維護和管道連接。因此為了設備的安全性，壓力容器進行開孔之后。針對開孔局部范圍內需進行改善設計，通過增大局部范圍內的殼體厚度或整體式的補強，以達到設備的安全性。

2 壓力容器

壓力容器在生活中較為常見，一般情況下分為高中低三個壓力等級，其中根據其用途又分為工業(yè)用途和民用。一般情況下指的盛裝液體或者氣體，具備一定壓力或能夠承受一定壓力的密閉設備，稱之為壓力容器。生活中常見的壓力容器如：油罐車、鍋爐、液化氣罐等。由于壓力容器具備一定的承壓能力，因此在其外部受到擠壓或碰撞，引起爆炸等危險事故的機率較高。

3 開孔補強設計在壓力容器設計中的應用

當前關于開孔補強設計在壓力容器設計中的應用效果較好，受到了使用者廣泛的認可。其中主要的應用技術為：補強圈設計應用、整體鍛件應用。針對兩類應用技術，筆者進行簡要的剖析介紹。

3.1 補強圈設計應用

壓力容器在設計的過程中，根據其設計用途的不同，其開孔補強技術也有所差異。例如局部補強技術和整體補強技術。考慮到經濟性和局限性，當前針對局部補強技術的應用較多。其中針對局部補強技術代表性技術為：補強圈設計。

補強圈技術主要的操作方式為，通過對壓力容器的表面焊接補強板塊。以此達到開孔部位整體的厚度不斷增加，最終達到補強的效果保證了壓力容器的安全性。其中關于補強圈技術中需要注意的方面為：補強中所采用的補強板不能大于壓力容器開孔區(qū)域厚度的1.5倍。主要原因為一旦補強板厚度大于開孔區(qū)域1.5倍，其最終會造成應力承接不均勻，由此使得壓力容器在使用的過程中存在安全隱患。

此外關于整體補強技術，主要的應用標準為：一旦局部補強技術不能完全承擔壓力容器壓力。則應該針對壓力容器進行整體的補強技術，以此達到設備應力均勻承載達到設備的安全實用性。

3.2 整體鍛件應用

當前關于開孔補強技術，主要分為局部補強技術和整體補強技術，理論上分析整體煅件技術的應用效果要強于局部補強技術。但在實際應用的過程中，由于設備外形或煅件的硬度、延展性等問題。在進行焊接時會出現較多的問題，增加了工程的難度，最終使得設備設計成本增加。因此當前針對使用局部補強技術或者整體煅件補強技術，需要根據設備的現實情況進行分析。

4 當前開孔補強設計在壓力容器設計應用中出現的問題

關于開孔補強設計在壓力容器設計中的應用，整體的發(fā)展較為穩(wěn)定。但在細節(jié)方面還存在了一些問題。例如：設計中的金屬腐蝕問題、技術發(fā)展與硬件發(fā)展存在一定的問題。針對此類問題，筆者進行簡要的剖析研究。

4.1 設計中的金屬腐蝕問題

當前在壓力容器的應用中，化學壓力容器以及特殊環(huán)境壓力容器占據了較大的一部分。化學壓力容器在使用的過程中，涉及到化學反應等情況。在此背景下壓力容器在應用的過程中，會產生設備腐蝕的情況。在此背景下，當前針對此類壓力容器的開孔補強中，整體的補強體系，還缺少對此類事件的長遠研究。

4.2 技術發(fā)展與硬件發(fā)展存在一定的問題

當前整體開孔補強技術理論知識較為全面，發(fā)展也較為穩(wěn)定。但在實際應用的過程中，還是出現了一些問題。例如技術發(fā)展與硬件發(fā)展存在一定的問題，主要體現為理論知識充足，但硬件存在問題。例如一些理論中所提通過高效合金材料，提高設備應力的承載能力。但在硬件技術發(fā)展的過程中，部分的合金材料雖理論上可以實現，但在現實應用中硬件材料并不能很好的落實應用。主要存在的原因為：硬件材料產量、硬件材料價格。

5 針對存在問題的改善方式

針對當前開孔補強設計在壓力容器設計應用中存在的問題，筆者分析案例提出了以下兩點建議：加入防腐蝕性材料的應用、加強合金材料的研究和試點應用。針對兩點建議筆者進行簡要的分析介紹。

5.1 加入防腐蝕性材料的應用

氣候在變化的過程中，空氣雨水都可能對壓力設備造成一定的腐蝕性，化工應用中的壓力容器更是如此。因此長時間的持續(xù)甚至會導致設備出現損壞現象，為了保證設備的安全性，并且增加設備的應用效率。當前關于壓力設備的腐蝕現狀，研究人員可以針對補強材料加入防腐蝕材料，或兩種技術同時應用。例如在壓力設備完成開孔補強之后，再針對其外部表面進行防腐涂層的處理。

5.2 加強合金材料的研究和實驗應用

當前技術在發(fā)展的過程中，其中存在的問題還較多。為了有效的促進此類技術的發(fā)展，研究人員應加強針對合金材料的研究。并進行小范圍的實驗應用，以此達到降低維護資本，并提升設備的安全性能。

6 結束語

當前關于開孔補強設計在壓力容器設計中的應用，主要的技術手段為：補強圈設計應用、整體鍛件設計應用。隨著當前技術的快速發(fā)展，開孔補強設計在壓力容器設計中的應用，整體的發(fā)展較為穩(wěn)定。但在細節(jié)方面還存在了一些問題例如：設計中的金屬腐蝕問題、技術發(fā)展與硬件發(fā)展存在一定的問題。針對此類問題，筆者分析案例提出兩點建議：加入防腐蝕性材料的應用、加強合金材料的研究和試點應用。以此完成設備應用的安全性，并提升設備在應用過程中的穩(wěn)定性。

[1]劉亞明.開孔補強設計在壓力容器設計中的應用探析[J].河南科技，2013（9）：42.

[2]周金衛(wèi).開孔補強設計在壓力容器設計中的應用探析[J].化工管理，2014（23）：45.

[3]安連杰.開孔補強設計在壓力容器設計中的應用探析[J].中國機械，2014（15）：11.

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1004-7344（2016）30-0231-01

2016-10-12