淺談壓力容器強度校核

文/宋鴻博，沈陽東方鈦業股份有限公司

淺談壓力容器強度校核

文/宋鴻博，沈陽東方鈦業股份有限公司

文章首先分析了壓力容器強度校核的定義，結合使用環境中對技術強度要求來進行。在此基礎上以強度校核對象以及方法為論述對象，并整理出在特殊環境下開展壓力容器質量檢測的方法，以及強度校核需要注意的一些重點內容，為壓力容器使用安全性提升提供參照依據。

壓力容器；強度校核；容器壁厚度

1 壓力容器強度校核的定義

強度校核是在壓力環境下進行的，對不銹鋼等金屬材質制造而成的壓力容器進行強度檢驗，首先定義一個壓力向容器施加，觀察壓力容器在壓迫作用下容器壁的變化，是否已經超出所規定的安全標準，從而實現對壓力容器質量安全檢測判斷。其中強度校核針對內容包括容器壁厚變化、表面是否存在缺陷情況，將檢測得到的各項數據記錄在資料報表中，作為容器使用過程中維護依據來使用。壓力容器包含很多安全零部件，也需要加入到檢測范圍內，強度校核是容器是否能夠投入使用的一個參照依據，校核過程中也有詳細的安全參照標準，方便技術人員了解壓力容器是否存在安全隱患，并采取技術性方法來幫助預防容器壁損傷問題發生。

2 壓力容器強度校核適合情況

當壓力容器使用過程中存在內部壓強下降或者需要在高壓強環境下使用時，可以采取強度校核方法來觀察容器使用中是否存在質量安全下降的情況，并充分利用技術性方法幫助解決。對于壓力容器使用期間的泄露問題，更應該采取強度校核方法來判斷故障問題發生的具體區域，后續所開展的維修檢測任務才有明確針對性，幫助提升工作任務開展積極性。壓力容器設計方案在具體落實中可能會受到環境因素影響，出現質量安全隱患，對于實際制造尺寸與設計方案誤差嚴重的壓力容器，也需要采取強度校核方法來幫助優化，達到壓力容器制造弊端協調解決的效果。除上述壓力容器自身因素外，當質檢人員對壓力容器的容器壁強度存在質疑時，也可以借助強度校核方法來檢驗，對壓力容器進行篩選。

3 壓力容器強度校核的具體方法

3.1 容器壁厚度計算

根據壓力容器設計資料中標記的額定數據，來計算容器壁實際厚度與設計方案中是否存在差異性，并觀察不同使用環境下容器壁厚度所受到的影響。生產階段壓力容器質量達標后，容器厚度將不會受到影響能與設計方案一直。但使用一段時間后，受腐蝕等因素影響，則會出現壓力容器壁厚度變薄的現象，腐蝕所造成的氧化反應將容器壁表層材料反應掉，不僅僅厚度受到影響，投入使用后承載強度也因此下降，這也是當前強度校核重點針對的部分。計算容器壁厚度變化時將環境腐蝕性因素引入其中，正常情況下是允許壓力容器壁損耗的，但在正常使用中損耗超出了安全標準，則視為是不科學的，需要進行更深入的校核以及研究控制，避免類似損耗在使用中再次發生。

3.2 壓力容器壁受壓計算

壓力容器壁部分在壓力環境下自身會產生一個應力，用來抵抗對容器壁造成的損害。技術人員將現場測量得到的參數錄入到計算機運算軟件中，利用軟件來進行計算幫助節省了大量時間，也提升運算結果準確程度。當壓力超過額定標準范圍后，計算所得數據中也會顯示出來，技術人員通過核對受壓數據便能判斷在壓力容器使用中是否壓力承受超量，以及容器壁對壓力的抵御能力。檢測計算時所施加的壓力要與工作壓力保持一致，如果所施加壓力超出了工作壓力，則表示檢測結果自身存在誤差，并不能反映實際情況，技術人員所開展的強度校核結果也不會因此受到影響。

4 壓力容器強度校核的特殊形式

4.1 安全閥整定壓力大于監控使用壓力時

壓力容器安全閥關系到整體壓力系統使用安全性，對定壓檢測時時常會出現一種情況，檢測得到的壓力超過了容器的監控使用壓力，表示存在超負荷使用的現象。此時需要配合強度校核來檢驗最終的控制效果是否會受到影響，以及壓力容器使用安全性，屬于特殊環境下的強度校核。閥門部分壓力值是一個參考數據，可以應用在接下來的壓力參數計算中，將其帶入到壓力容器壁厚度計算中，根據所建立的聯系公式來確定最終結果是否會因此受到影響，以及公式中需要完善的控制部分，公式組合的計算結果更準確反映出了現場壓力變化情況，技術人員將得到結果與壓力容器使用的安全規定標準進行比較，從而實現對抗壓能力下降問題的全面排查。

4.2 耐壓試驗前的應力校核

壓力容器耐壓性能不僅僅體現在強度層面，更重要的是對壓力承受時間，是否在長時間受壓環境下仍然能夠保障壓力容器壁的強度不會受到影響。容器的內壓受環境影響比較嚴重，在實驗前需要對環境因素進行二次檢驗，將環境因素中存在的變動性因素做出整理，觀察是否存在不合理的技術性因素，探討相關問題預防措施。耐壓情況檢測需要綜合幾次強度校核結果來共同進行。最終得到的結果能夠準確反映出現場實際情況，方便技術人員對壓力容器做出更合理的分析研究，耐壓試驗開展前進行應力校核，是其他檢測技術應用的基礎部分，也直接關系到最終檢測結果是否具有真實意義。對于特殊環境下所開展應力校核要考慮全面因素，配合相關強度保護技術來進行，對壓力容器壁進行損傷檢測以及維護，壓力容器強度控制可以達到最佳控制效果，配合使用中的生產技術需求來進行強度定點優化。

5 結語

上述文章中論述的內容可以了解到，壓力容器的強度校核是檢驗檢測人員必備的基本素質，也是日常工作那種需要定點強化的部分。壓力容器需要進行強度校核的情況、內壓、容器在壓力狀態下的使用穩定性、封頭的計算厚度和計算壓力的公式，以及強度校核時各參數的選取原則和選取經驗，需要檢驗檢測人員在長期的檢驗實踐中不斷總結及歸納，以確保壓力容器等特種設備既不被錯誤地降壓運行甚至判廢，又不放過任何一臺已不合格的危險壓力容器，并能準確的對各種壓力容器進行安全等級評定，從而提高檢驗檢測人員的檢驗效率及檢驗質量，保證國家和人民群眾的生命財產安全。

[1]劉志鵬.淺析不銹鋼復合板壓力容器的設計制造技術[J].工業c,2016(6):00013-00014.

[2]郭雪華,王小敏,夏少青,等.角焊縫對壓力容器疲勞強度的影響——壓力容器應力分析設計中的六個重要問題(五)[J].石油化工設備技術,2016,37(6):1-6.

[3]張倩,劉義.有限元方法在壓力容器強度分析與疲勞壽命計算中的應用[J].化工機械,2016,43(4):508-512.