開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析

李勇

（江西氣體壓縮機(jī)有限公司）

開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析

李勇

（江西氣體壓縮機(jī)有限公司）

壓力容器在應(yīng)用的過(guò)程中，其開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)為重要的核心步驟。隨著壓力容器應(yīng)用的逐漸增多，關(guān)于壓力容器設(shè)計(jì)的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，也引起了較多人群的關(guān)注。其開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)是否具備一定的安全性和可靠性，對(duì)于行業(yè)整體的發(fā)展影響也較大。本文針對(duì)此類(lèi)現(xiàn)狀，進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)；壓力容器；應(yīng)用分析

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，當(dāng)前工業(yè)方面的發(fā)展也較快，其中關(guān)于壓力容器在工業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用也較多。壓力容器在應(yīng)用的過(guò)程中，為了方便外部設(shè)備連接和維護(hù)，其整體設(shè)計(jì)中會(huì)存在部分的開(kāi)孔設(shè)計(jì)。當(dāng)前針對(duì)開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，也引起了研究人員和從業(yè)人員的注意。筆者針對(duì)當(dāng)前開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析探討，以盼能為我國(guó)此類(lèi)設(shè)備的設(shè)計(jì)發(fā)展提供參考。

1 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)

開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)為壓力容器中常見(jiàn)的應(yīng)用技術(shù)之一，其技術(shù)的主要內(nèi)容為：壓力設(shè)備在應(yīng)用的過(guò)程中，需要進(jìn)行一定的維護(hù)和管道連接。因此為了設(shè)備的安全性，壓力容器進(jìn)行開(kāi)孔之后。針對(duì)開(kāi)孔局部范圍內(nèi)需進(jìn)行改善設(shè)計(jì)，通過(guò)增大局部范圍內(nèi)的殼體厚度或整體式的補(bǔ)強(qiáng)，以達(dá)到設(shè)備的安全性。

2 壓力容器

壓力容器在生活中較為常見(jiàn)，一般情況下分為高中低三個(gè)壓力等級(jí)，其中根據(jù)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(shè)備，稱(chēng)之為壓力容器。生活中常見(jiàn)的壓力容器如：油罐車(chē)、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(xiǎn)事故的機(jī)率較高。

3 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

當(dāng)前關(guān)于開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用效果較好，受到了使用者廣泛的認(rèn)可。其中主要的應(yīng)用技術(shù)為：補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)應(yīng)用、整體鍛件應(yīng)用。針對(duì)兩類(lèi)應(yīng)用技術(shù)，筆者進(jìn)行簡(jiǎn)要的剖析介紹。

3.1 補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)應(yīng)用

壓力容器在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，根據(jù)其設(shè)計(jì)用途的不同，其開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)也有所差異。例如局部補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)和整體補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)。考慮到經(jīng)濟(jì)性和局限性，當(dāng)前針對(duì)局部補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用較多。其中針對(duì)局部補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)代表性技術(shù)為：補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)。

補(bǔ)強(qiáng)圈技術(shù)主要的操作方式為，通過(guò)對(duì)壓力容器的表面焊接補(bǔ)強(qiáng)板塊。以此達(dá)到開(kāi)孔部位整體的厚度不斷增加，最終達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)的效果保證了壓力容器的安全性。其中關(guān)于補(bǔ)強(qiáng)圈技術(shù)中需要注意的方面為：補(bǔ)強(qiáng)中所采用的補(bǔ)強(qiáng)板不能大于壓力容器開(kāi)孔區(qū)域厚度的1.5倍。主要原因?yàn)橐坏┭a(bǔ)強(qiáng)板厚度大于開(kāi)孔區(qū)域1.5倍，其最終會(huì)造成應(yīng)力承接不均勻，由此使得壓力容器在使用的過(guò)程中存在安全隱患。

此外關(guān)于整體補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，主要的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)為：一旦局部補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)不能完全承擔(dān)壓力容器壓力。則應(yīng)該針對(duì)壓力容器進(jìn)行整體的補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，以此達(dá)到設(shè)備應(yīng)力均勻承載達(dá)到設(shè)備的安全實(shí)用性。

3.2 整體鍛件應(yīng)用

當(dāng)前關(guān)于開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，主要分為局部補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)和整體補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，理論上分析整體煅件技術(shù)的應(yīng)用效果要強(qiáng)于局部補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)。但在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，由于設(shè)備外形或煅件的硬度、延展性等問(wèn)題。在進(jìn)行焊接時(shí)會(huì)出現(xiàn)較多的問(wèn)題，增加了工程的難度，最終使得設(shè)備設(shè)計(jì)成本增加。因此當(dāng)前針對(duì)使用局部補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)或者整體煅件補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，需要根據(jù)設(shè)備的現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行分析。

4 當(dāng)前開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題

關(guān)于開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，整體的發(fā)展較為穩(wěn)定。但在細(xì)節(jié)方面還存在了一些問(wèn)題。例如：設(shè)計(jì)中的金屬腐蝕問(wèn)題、技術(shù)發(fā)展與硬件發(fā)展存在一定的問(wèn)題。針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，筆者進(jìn)行簡(jiǎn)要的剖析研究。

4.1 設(shè)計(jì)中的金屬腐蝕問(wèn)題

當(dāng)前在壓力容器的應(yīng)用中，化學(xué)壓力容器以及特殊環(huán)境壓力容器占據(jù)了較大的一部分。化學(xué)壓力容器在使用的過(guò)程中，涉及到化學(xué)反應(yīng)等情況。在此背景下壓力容器在應(yīng)用的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生設(shè)備腐蝕的情況。在此背景下，當(dāng)前針對(duì)此類(lèi)壓力容器的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)中，整體的補(bǔ)強(qiáng)體系，還缺少對(duì)此類(lèi)事件的長(zhǎng)遠(yuǎn)研究。

4.2 技術(shù)發(fā)展與硬件發(fā)展存在一定的問(wèn)題

當(dāng)前整體開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)理論知識(shí)較為全面，發(fā)展也較為穩(wěn)定。但在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，還是出現(xiàn)了一些問(wèn)題。例如技術(shù)發(fā)展與硬件發(fā)展存在一定的問(wèn)題，主要體現(xiàn)為理論知識(shí)充足，但硬件存在問(wèn)題。例如一些理論中所提通過(guò)高效合金材料，提高設(shè)備應(yīng)力的承載能力。但在硬件技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，部分的合金材料雖理論上可以實(shí)現(xiàn)，但在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中硬件材料并不能很好的落實(shí)應(yīng)用。主要存在的原因?yàn)椋河布牧袭a(chǎn)量、硬件材料價(jià)格。

5 針對(duì)存在問(wèn)題的改善方式

針對(duì)當(dāng)前開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)應(yīng)用中存在的問(wèn)題，筆者分析案例提出了以下兩點(diǎn)建議：加入防腐蝕性材料的應(yīng)用、加強(qiáng)合金材料的研究和試點(diǎn)應(yīng)用。針對(duì)兩點(diǎn)建議筆者進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析介紹。

5.1 加入防腐蝕性材料的應(yīng)用

氣候在變化的過(guò)程中，空氣雨水都可能對(duì)壓力設(shè)備造成一定的腐蝕性，化工應(yīng)用中的壓力容器更是如此。因此長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)甚至?xí)?dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，為了保證設(shè)備的安全性，并且增加設(shè)備的應(yīng)用效率。當(dāng)前關(guān)于壓力設(shè)備的腐蝕現(xiàn)狀，研究人員可以針對(duì)補(bǔ)強(qiáng)材料加入防腐蝕材料，或兩種技術(shù)同時(shí)應(yīng)用。例如在壓力設(shè)備完成開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)之后，再針對(duì)其外部表面進(jìn)行防腐涂層的處理。

5.2 加強(qiáng)合金材料的研究和實(shí)驗(yàn)應(yīng)用

當(dāng)前技術(shù)在發(fā)展的過(guò)程中，其中存在的問(wèn)題還較多。為了有效的促進(jìn)此類(lèi)技術(shù)的發(fā)展，研究人員應(yīng)加強(qiáng)針對(duì)合金材料的研究。并進(jìn)行小范圍的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用，以此達(dá)到降低維護(hù)資本，并提升設(shè)備的安全性能。

6 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前關(guān)于開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，主要的技術(shù)手段為：補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)應(yīng)用、整體鍛件設(shè)計(jì)應(yīng)用。隨著當(dāng)前技術(shù)的快速發(fā)展，開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，整體的發(fā)展較為穩(wěn)定。但在細(xì)節(jié)方面還存在了一些問(wèn)題例如：設(shè)計(jì)中的金屬腐蝕問(wèn)題、技術(shù)發(fā)展與硬件發(fā)展存在一定的問(wèn)題。針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，筆者分析案例提出兩點(diǎn)建議：加入防腐蝕性材料的應(yīng)用、加強(qiáng)合金材料的研究和試點(diǎn)應(yīng)用。以此完成設(shè)備應(yīng)用的安全性，并提升設(shè)備在應(yīng)用過(guò)程中的穩(wěn)定性。

[1]劉亞明.開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析[J].河南科技，2013（9）：42.

[2]周金衛(wèi).開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析[J].化工管理，2014（23）：45.

[3]安連杰.開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析[J].中國(guó)機(jī)械，2014（15）：11.

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1004-7344（2016）30-0231-01

2016-10-12