探析壓力容器設(shè)計(jì)對(duì)制造檢驗(yàn)的影響

陳輝 朱龍

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，社會(huì)各行業(yè)對(duì)壓力容器的需求不斷提高，同時(shí)對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)也提出了新要求。本文 在介紹壓力容器的基礎(chǔ)上，著重分析了壓力容器設(shè)計(jì)原則，并闡述了壓力容器設(shè)計(jì)對(duì)制造檢驗(yàn)的影響。

關(guān)鍵詞：壓力容器設(shè)計(jì)；制造檢驗(yàn)；影響

關(guān)鍵詞：壓力容器；設(shè)計(jì)；制造檢驗(yàn)

壓力容器是由金屬以及非金屬組成的，通常盛裝的物質(zhì)大多為液體或者是氣體的一種承載壓力的密閉容器。壓力容器在內(nèi)外部形成壓力差，這種壓力差是壓力容器最重要的特點(diǎn)，也是很容易導(dǎo)致安全事；所以在設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格保證符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，防止由于設(shè)計(jì)過程的不合理而形象到壓力容器的制造和檢驗(yàn)以及實(shí)際的使用。

引言

1壓力容器概述

對(duì)壓力容器而言，其主要指的是能夠承載一定壓力的密閉容器，通常由非金屬和金屬材質(zhì)制造而成，可以盛裝高壓狀態(tài)的液體或氣體。壓力容器按照其設(shè)計(jì)壓力不同，可分為超高壓（耐壓≥100.0MPa）、高壓（耐壓范圍為10.0MPa—100.0MPa）、中壓（耐壓范圍為1.6MPa—10.0MPa）和低壓（耐壓范圍為0.1MPa—1.6MPa）四個(gè)壓力等級(jí)。

壓力容器設(shè)計(jì)制造過程涉及了多個(gè)學(xué)科、行業(yè)，其中，壓力容器設(shè)計(jì)過程中包括機(jī)械設(shè)計(jì)、工程制造設(shè)計(jì)和力學(xué)分析等專業(yè)，而壓力容器制造則涉及了機(jī)械加工、無(wú)損檢測(cè)、冶金制造、安全防護(hù)以及防腐等領(lǐng)域。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，壓力容器在各行業(yè)中應(yīng)用日漸廣泛特別是在核動(dòng)力反應(yīng)堆、化工生產(chǎn)中的反應(yīng)裝置、分離裝置的外殼等設(shè)備中。同時(shí)，壓力容器行業(yè)目前收到國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策及相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策等鼓勵(lì)，良好產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境有利于本行業(yè)未來(lái)的持續(xù)發(fā)展。

2壓力容器設(shè)計(jì)概述

由于壓力容器通常應(yīng)用于高溫高壓條件下，同時(shí)部分壓力容器受容器內(nèi)存放腐蝕物質(zhì)等，因此在對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)過程中應(yīng)具有一定要求，具體表現(xiàn)為：

（1） 壓力容器在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)確保其使用運(yùn)行過程中安全性、可靠性，特別是要求壓力容器滿足工業(yè)生產(chǎn)中高溫、高壓、耐腐蝕等條件，避免壓力容器發(fā)生泄漏或爆炸等危害；（2）由于壓力容器在操作使用過程中常需要后檢修維護(hù)，這就要求壓力容器在設(shè)計(jì)過程中必須為其日常使用和維修提供便利，有利于壓力容器制造和檢驗(yàn)難度的降低；

（3）在設(shè)計(jì)壓力容器過程中，應(yīng)著重考慮壓力容器制造成本，這就要求壓力容器設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量降低產(chǎn)生的設(shè)計(jì)成本和制造檢驗(yàn)的成本等。

常見的壓力容器設(shè)計(jì)方法主要包括常規(guī)設(shè)計(jì)方法和分析設(shè)計(jì)方法。其中，在常規(guī)設(shè)計(jì)方法中，其設(shè)計(jì)原則以彈性失效準(zhǔn)則為主，就是當(dāng)容器達(dá)到最大應(yīng)力點(diǎn)時(shí)就變成塑性狀態(tài)，失去本身的彈性；在分析設(shè)計(jì)方法中，其融合了新的設(shè)計(jì)理念和失效觀點(diǎn)設(shè)計(jì)原理，為確保壓力容器結(jié)構(gòu)安全性，應(yīng)采取更加高端的彈塑性甚至塑性失效準(zhǔn)則。同時(shí)，在設(shè)計(jì)壓力容器時(shí)還應(yīng)注意一些問題，例如壓力容器結(jié)構(gòu)不連續(xù)應(yīng)力問題、壓力容器制造技術(shù)、現(xiàn)代壓力容器設(shè)計(jì)采用一些新的設(shè)計(jì)手法等。

3壓力容器設(shè)計(jì)對(duì)制造檢驗(yàn)的影響

壓力容器制造檢驗(yàn)主要包括壓力容器外部檢驗(yàn)、壓力容器內(nèi)部檢驗(yàn)和壓力容器全面檢驗(yàn)三部分。其中，在壓力容器外部檢驗(yàn)方面，主要針對(duì)壓力容器外表面變形、局部過熱、裂紋、泄漏等進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)也對(duì)壓力容器附件的安全可靠性和螺栓的緊固性等檢驗(yàn)，此外還包括壓力容器底部基礎(chǔ)牢固性等進(jìn)行檢驗(yàn)；在壓力容器內(nèi)部檢驗(yàn)方面，著重對(duì)壓力容器內(nèi)部腐蝕磨損問題進(jìn)行檢驗(yàn)，通常采取射線探傷和超聲波等方法進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)還應(yīng)對(duì)壓力容器壁厚、焊接質(zhì)量以及容器缺陷等部位進(jìn)行檢驗(yàn)；在壓力容器全面檢驗(yàn)方面，通常進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，并對(duì)壓力容器主要焊縫進(jìn)行無(wú)損探傷抽檢或全部焊縫檢查等。在壓力容器制造檢驗(yàn)過程中，壓力容器設(shè)計(jì)尤為重要，其對(duì)壓力容器安全檢驗(yàn)技術(shù)影響尤為顯著。一方面，對(duì)壓力容器進(jìn)行定期檢驗(yàn)，特別是在壓力容器停機(jī)過程中，對(duì)壓力容器的安全狀況進(jìn)行檢驗(yàn)。另一方面，對(duì)壓力容器耐壓性能進(jìn)行定期檢驗(yàn)。第三，對(duì)壓力容器進(jìn)行特殊情況下的檢驗(yàn)，例如無(wú)法進(jìn)行定期檢驗(yàn)或者不能按期進(jìn)行定期檢驗(yàn)的壓力容器，均應(yīng)當(dāng)制定可靠的安全保障措施等。

4壓力容器制造和檢驗(yàn)要點(diǎn)

嚴(yán)格控制壓力容器制造程序，即圖紙審核——技術(shù)交底及容器排版——材料復(fù)驗(yàn)、標(biāo)識(shí)移植——材料組對(duì)——焊接、試板焊接及理化試驗(yàn)——無(wú)損檢測(cè)——熱處理——耐壓實(shí)驗(yàn)——產(chǎn)品最終檢驗(yàn)；

（2） 加強(qiáng)壓力容器制造過程中材料復(fù)驗(yàn)，包括材料表面質(zhì)量、材質(zhì)質(zhì)量、材料化學(xué)成分與力學(xué)性能，如韌性、塑性和強(qiáng)度的等性能是否滿足設(shè)計(jì)要求；

（3） 加強(qiáng)壓力容器下料組對(duì)過程中的檢驗(yàn)，著重就封頭焊縫的位置、筒體下料的具體尺寸、直線度允差等是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行檢驗(yàn)；

（4） 加強(qiáng)壓力容器的無(wú)損檢驗(yàn)，一方面要求無(wú)損檢測(cè)人員必須持有相關(guān)部門培訓(xùn)證；另一方面通過檢測(cè)手段使焊接接頭滿足圖紙及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求；

（5）加強(qiáng)壓力容器的耐壓試驗(yàn)，耐壓實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)試驗(yàn)介質(zhì)溫度和環(huán)境溫度進(jìn)行標(biāo)定使其滿足國(guó)標(biāo)要求，耐壓試驗(yàn)過程中需由政府技術(shù)監(jiān)督部門進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，對(duì)其耐壓試驗(yàn)的有效性進(jìn)行明確。

5 結(jié)束語(yǔ)

化工事業(yè)的發(fā)展對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著至關(guān)重要的作 用?；毫θ萜鞲乾F(xiàn)階段化工企業(yè)生存發(fā)展的重要設(shè)備保障，而壓力容器設(shè)計(jì)是確保設(shè)備質(zhì)量中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，一 旦設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題勢(shì)必會(huì)影響設(shè)備質(zhì)量袁，從而為設(shè)備運(yùn)行埋下安全隱患，然而我國(guó)當(dāng)前的壓力容器某些設(shè)計(jì)技術(shù)尚未成熟，以及設(shè)計(jì)人員存在著主觀方面的問題。使得壓力容器的性能不高，所以我們必須加大壓力容器的安全可靠性研究，才能保證人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，

促進(jìn)我國(guó)化工事業(yè)的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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（作者單位：江蘇恒德力化工設(shè)備制造有限公司）