压力容器设计的若干技术问题探究核心探寻

压力容器设计的若干技术问题探究核心探寻

钱胜强

无锡市志成生化工程装备有限公司

摘要：在我国工业生产不断发展的过程中，压力容器在该过程具有了更为广泛的应用，在技术方面也具有了更高的设计要求。在本文中，将就压力容器设计的若干技术问题进行一定的研究。

关键词：压力容器；设计；技术问题；

1引言

在我国工业不断发展的过程中，压力容器在多个行业中得到了应用，体现出了自身所具有的应用价值。要想获得好的应用效果，做好压力容器的设计十分关键，但就目前来说，在该项工作实际开展中还存在着一定的问题，并因此对实际应用产生影响。对此，即需要能够做好技术问题把握，以科学措施的应用优化设计，保证容器应用质量。

2技术问题

2.1开孔补强

在压力容器设计中，开孔是经常存在的情况，在容器开孔后，在整体强度方面则将存在不足，同时开孔区域将具有几种的应力，包括有峰值应力、薄膜应力以及弯曲应力等。该种情况之所以出现，其主要原因有：第一，在壳体开孔后，之前较为均匀的薄膜应用受到损坏，在边缘位置具有不均匀边缘应力的分布，并因此使应用具有较为集中的特点；第二，在接管连接同壳体开孔边缘处，所产生的不连续力导致该情况出现；第三，在接管同壳体连接位置，因截面不规则过渡情况的存在，也将因此出现应力集中的情况。

2.2焊接问题

在压力容器制造中，焊接是非常重要的一个环节，焊接环节的质量情况也将影响到容器制造质量。在实际焊接中，经常出现的问题有以下方面：第一，因焊接工作不到位而影响到截面受力的均匀性，进而导致应力集中情况的发生；第二，咬边、气孔、夹渣以及裂纹等焊接缺陷；第三，接头不均匀、迅速升温以及局部加热融化等问题。该种情况的存在，也将会导致出现焊接变形以及焊接残余应力，进而导致焊接裂缝的发生。

2.3腐蚀问题

对于大部分压力容器来说，其都是由金属类材料构成的，在环境环境同压力容器反应的情况下，会使材料因此出现变质、破坏以及损坏等问题，即压力容器腐蚀问题。根据具体作用机理，可以将其分为化学性质腐蚀、应力腐蚀、电化学腐蚀以及物理性腐蚀这几种类型。大致该情况出现的原因也有很多，包括有介质温度、压力、溶液pH值以及流速等。对于容器来说，其腐蚀裕量同介质对设备计划的使用寿命以及腐蚀速率具有关联。在实际很多工艺应用中，不能够对材料的具体腐蚀速率进行给出，对此，即需要设计人员经过估测获得相关数据，并因此使其存在一定的误差情况。

3问题解决措施

3.1开孔补强处理

在设计压力容器时，开孔补强是其中的一项重难点问题。在实际处理中，其主要方式有分析法以及等面积法这两种方式。其中，等面积法即是将受拉伸开孔平板作为计算模型进行应用，将补强壳体一次加载当中的总体平均应力作为补强原则进行应用。在壳体截面开孔的情况下，对于受到削弱的承受面积，即需要通过对应补强材料的应用进行补偿，保证补偿的面积同其相等。需要注意的是，该方式是以静力平衡为基础进行应用的补偿计算方式，对于在疲劳强度方面具有要求的开孔补强计算则不适合应用。分析法方面，即是深入分析壳体极限，同等面积法相比，在实际应用中具有更为科学以及合理的特点，但在实际应用中将受到补强接管尺寸以及壳体尺寸方面的限制。总的来说，在实际对容器开孔补强进行处理时，所应用的方式有：第一，对筒体厚度进行增加，对接管或者补强圈厚度进行增加；第二，对补强圈宽度以及开孔周围筒体的厚度进行增加。

3.2焊接问题处理

在实际压力容器制造中，如果所具有的密封性无法满足要求，在实际应用中则由较大的几率出现泄漏问题。该种情况的存在，不仅无法保护其内部介质，对于施工人员安全来说也具有非常大的威胁。在实际处理中，要想避免焊接裂纹情况的发生，即需要对低氢型的焊条进行选择，在完成焊接处理后，对其做好淬火处理，同时保证能够对适合的焊接技术进行选择。咬边也是实际焊接中需要做好控制的一项问题，主要是指在焊接中焊接位置存在凹槽。要想对该问题进行控制，即需要保证所选择的焊接方法同焊接材料具有较好的适应性，同时对焊接的角度以及电流大小进行合理的调整。在具体焊接过程中，需要能够对焊接位置存在的各类变化进行细致的观察，如果发生咬边问题，则保证能够在第一时间对该情况察觉，同时对其做好针对性的处理。此外，焊接气孔也是实际处理中需要重视的问题，该问题的表现，即在焊接中，熔池中的气体无法获得良好的析出。要想对该问题进行解决，即需要能够加强对坡口以及接口位置的清洁，对熔渣浓度加强控制，同时联系实际生产情况对焊条进行随时的更换。

3.3腐蚀问题处理

腐蚀问题也是实际压力容器应用中需要重点考虑的问题，将直接关系到压力容器使用寿命。在实际处理中，为了尽可能延长压力容器的使用期限，即需要对适合的材料进行选择，做好延缓腐蚀制剂的应用，在焊接中加强控制，保证容器在焊接质量方面能够满足要求。对防腐蚀涂料进行应用，做好衬里形式防护，在容器壁表面做好喷丸强化处理，并在各个环节做好维护以及管理工作。同时，在对压力容器进行设计时，也需要能够对容器的运行环境进行考虑，根据最大腐蚀速度进行计算，以此对容器的最大腐蚀裕量进行确定。

3.4方法选择

对于压力容器的常规设计方式来说，其不仅较为简单，且在实际执行中也具有较为容易的特征，同时也是一种保守特征的设计方式。在该方式实际应用中，将最大应力为依据进行设计，在整个过程中不需要对结构在此过程中形成的局部应力、峰值应力以及热应力进行考虑。在以该方式对压力容器进行设计时，虽然具有较高的安全性，但也具有较高的成本，且具有笨重死板的特点。在该种情况下，即需要能够对其进行分析设计处理，具体来说即是对数值计算技术进行应用，将第三、第四强度理论为基础对容器的具体设计参数进行明确。同常规设计方式相比，该方式在实际应用中能够对材料进行有效的节约，在对制造加工量进行降低的基础上对运输费用进行降低。在该方式中，在材料的制造、验收以及材料选择方面都具有跟高的要求，在该种情况下，即需要设计人员能够同压力容器的相关设计标准进行结合，在同现实生产需要进行参照的基础上对容器的制造、运输成本进行考虑，做好对应设计方式的科学选用。同时，需要在设计中对压力容器材料具有更高的要求，保证其在力学性能、化学成分以及检验方面能够满足要求。结构设计方面，要对全焊透接头进行使用，避免出现几何不连续情况。还要在现有基础上对无损检测的级别以及比例进行提高，对容器的超压泄放能力进行提升。此外，也需要在设计中做好压力试验的控制把握，不能对免除压力试验要求轻易提出，也不能在设计阶段对相关免除措施存在忽略情况，以此最大程度保障设计质量。

4结束语

在上文中，我们对压力容器设计的若干技术问题进行了一定的研究。可以说，压力容器的设计直接关系到容器应用质量，也是现今工业生产中需要重点把握的一项内容。在实际工作中，即需要能够对该问题引起重视，积极做好设计方式把握，保障压力容器的制造质量。

参考文献

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