压力容器设计若干技术问题解析翟春荣

压力容器设计若干技术问题解析翟春荣

翟春荣

泰山恒信有限公司山东泰安271000

摘要:近年来我国科学技术飞速发展,压力容器已经普遍应用在人们生活的各个方面,因此压力容器设计技术也需要不断改革创新才能满足社会经济快速发展的需要。现在的压力容器设计技术是在技术人员不断钻研摸索中稳步发展,摸索过程难免出现一些问题,压力容器的设计不完善,操作不当等情况,这些问题不仅让压力容器存在安全隐患,也给生产厂家带来不必要的经济损失。

关键词:压力容器;设计问题;措施

引言

随着我国市场经济的快速发展,我国也逐渐与国际接轨,与国外市场频繁交流,但是在国内外市场发展中也存在激烈的竞争,尤其是产品竞争,因此,不断提高产品的标准化设计是我国企业跻身于国外市场的重要途径。对于压力容器来说,为了保证其质量,在设计时都已经制定了较为严格的技术规定,但是其中的许多规定含义都是比较原则化,基本上从整体进行考虑,有些规定涵盖的技术情况比较多,这就会造成设计人员在对压力容器设计时,没有全面、透彻、正确理解技术规定,甚至产生了一些技术误解,因而导致压力容器生产中出现了一些不合理的设计技术问题。

1、关于压力容器相关内容的介绍

1.1压力容器概念的简单介绍。所谓的压力容器就是指能够承载一定压力的设施，这种设施能够在一定范围内对所包含的气体或者是液体进行相对的保护措施，并且能够在我国的一些工业领域进行具体的应用。而且，这种压力容器根据不同的使用范围可以分为不同的种类，其中，最常见的就是能够储藏以及负责运输的容器、能够进行反应的容器以及可以对内部物质进行换热的容器等等。

1.2进行压力容器设计的重要性分析。前面已经提到过关于压力容器的应用领域以及应该做好相应的防范措施，所以，接下来，我就具体的介绍一下在进行压力容器设计时应该需要进行注意的地点，并且进行了重要性的分析。首先，压力容器的应用范围是十分广阔的，因此，根据不同的应用领域进行设计是十分重要的，尤其是在安全性以及先进性等性能。其次，因为压力容器所设计的一些物理以及化学方面的反应比较强烈，因此，如果在使用压力容器的工程中出现意外的话，就会对我国人们的生命以及财产安全造成极大的威胁。

2、压力容器设计技术问题和解决方法

2.1对技术参数的设定。由于同样的设计参数在不同版本的压力容器中代表着不同的含义,因此设计人员对于技术参数的理解程度也有一定要求。通常在计算腐蚀裕量时,需综合考虑介质对容器的腐蚀速率,以及设备的预期使用年限等方面的因素,以确定容器壁厚的腐蚀裕量。然而,目前许多工厂都未将材料的腐蚀速率标注在在生产压力容器上,因此,容器壁厚的腐蚀裕量也就无法确定,为了粗略预计材料的腐蚀裕量,设计人员需不断的进行产品试验,这种方法在一定程度上提高了产品的生产成本,而且还降低了产品的安全性能。因此,我们需严格根据工艺专业标准要求,或是工程明确给出的材料腐蚀速率标准,进行压力容器的生产。现在接管的腐蚀裕量的标准不尽相同,其接管的腐蚀裕量有些是以容器壳体的一半来计算,有些以整个容器壳体来计算,但是如果以整个容器壳体来计算,那么,容易造成薄壁接管的开孔补强力度不充足的现象。所以,通常接管以筒体的腐蚀裕量计算即可,从而确切不同接管的腐蚀裕量。一般采取适当的补强措施进行薄壁接管或者是小直径接管,以通过厚壁管计算腐蚀裕量。

2.2焊接结构,在球形接头和圆筒连接的过程中经常出现焊接结构问题,其原因是由于他们是环向连接的,因此,当圆筒的经线半径曲率发生变化时,焊接设计结构会受到直接的影响。在球形接头和圆筒连接过程中,其形成的环向结构按照焊接结构分类方式进行分类,属于A类,即纵向承受应力的焊接接头。但该规定与压力容器的实际设计并不符。所以,采用削边筒体端部法来处理封头球形焊接结构问题,其方法是削薄一段半球球壳,然后再削薄封头球形几何图形上的筒体部分,最后通过堆焊技术加厚处理封头球形局部,以提高焊接接头的承受应力,该方法也具有一定的不足之处,即材料的使用量会因封头球形无折边曲面部分厚度较深而大幅增加,从而使生产成本增加,所以,在解决问题时,应经过慎重考虑,在尽可能不影响成本的基础上选择合理的方法。

2.3平盖接管开孔补强直径计算问题。在人们日常使用的压力容器平盖上,都有圆孔设置,其设计目的是为了通过双向拉伸作用,增大孔的边缘集中的力,其应力大概回去增大两倍。一般采取增加平盖厚度或是外加补强元件等开孔补强措施,来减轻应力造成的不利影响。通常情况下,平盖接管的结构是将平盖双侧和内插管焊接在一起,所以,补强计算与平盖上开孔直径的大小关系密切。在实际设计中,瓶盖与接管的焊接结构的结构特征一般有两种,一种是全焊透结构,另一种是非焊透结构。因为全焊透结构的平盖和接管已形成一个整体,所以进行补强大小计算时,接管内径加上两倍的厚度附加量即是所用的开孔直径;非焊透结构的开孔直径直接取平盖上的钻孔直径,即接管外径与2倍间隙之和的值。但是在设计操作中,设计人员没有深人理解补强计算的含义,没有全面考虑平盖与接管的结构特征,全部都按照非焊透结构的开孔直径进行计算,由于开孔基准直径变小后,在补强时需要增加的厚度量也会随之减小,忽略细节变化,这必然会加大平盖厚度,最终影响压力容器的质量和安全性能。

结语

压力容器设计不仅要求工艺过程正确而且对安全技术的要求也很高,设计人员在设计时必要全面综合考量以求二者完美结合。总之,在压力容器的设计过程中不仅要保证加工过程中的工艺水平,也要确保压力容器的质量以及安全性能,只有这样才能不断提高压力容器的生产效益,促进国家社会市场经济的发展,我们生产的压力容器才能与时俱进,开拓创新。

参考文献:

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[2]王婷,王静,邱金梁.探讨压力容器设计要求芡设计方法[J].化工管理,2013(04).

[3]马炳贤.压力容器设计若干技术问题解析[J].硫磷设计与粉体工程,2014(06)