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1、压力容器设计中有关问题讨论 【摘要】本文笔者结合自己的研究和实际的工作经验，对于压力容器设计的技术要求，压力容器设计的特点以及压力容器设计的相关技术问题进行分析探讨。【关键字】压力容器设计，特点，问题中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：一、前言通过对压力容器设计的特点以及技术要求的分析，同时还结合自己的研究，对现阶段压力容器设计的相关的问题进行分析研究，可以不断的提高我国在压力容器设计上的水平，促进我国压力容器设计的整体发展。二、压力容器的设计要求1.确保工艺生产的顺利完成有些压力容器应用于工能够业生产中时是要承担完成相应的工艺过程，例如石油化工生产中，整个工艺过程要在压力容器中
2、进行，这就要求压力容器要满足整个工艺要求达到的压力、温度以及各种工艺完成所需的其他规格标准。2.确保安全可靠的运行7一些应用于化工生产的物料多数具有强烈的腐蚀性和易燃性，甚至是毒性，很容易在生产过程中引发火灾甚至是恶性的爆炸事故，使得压力容器内部储存的能量瞬间释放，具有极大的摧毁力。因此在进行容器设计时一定要保证容器能够安全可靠地进行运行。3.满足预定的使用寿命化工生产材料会对压力容器进行腐蚀，使得压力容器器壁变薄甚至烂穿，造成生产安全隐患。因此，在进行压力容器设计时一定要选择合理的材质，并且经过科学计算确保压力容器在使用寿命周期内的结构性能的完好性。4.经济性压力容器在进行设计时，在保证
3、安全使用的前提下，尽量结构简单、方便制造，尽量节约贵重材料的使用降低制造成本和维修的成本。尽量提高压力容器的性价比。三、压力容器的特点所谓的压力容器具体是指盛装液体或气体并能承载一定压力的密闭设备，较为常见的压力容器有反映容器、贮运容器、分离容器等等。无论何种类型的压力容器基本都具有以下特点：其一，产品设计专业性加强。压力容器的设计与一般机械类产品的设计有所不同，设计人员在应用各种软件进行产品设计时，既要求其熟练掌握计算机技术，还要具备化工设备的相关知识，这样设计出来的产品才更符合使用要求；7其二，制造工艺多样性。由于压力容器的适用范围较广，在很多行业中均有所应用，如制药、饮食、化工、冶炼
4、、石油等等，这就造成了压力容器品种繁多的现象，即便在相同类型的产品中，有时也会因特殊原因或客户需求导致产品上存在一定差异，而产品结构的不同，引起制造工艺的多样性；其三，产品综合性较强。压力容器产品在设计制造过程中，需要涉及机械加工技术、冶金技术、无损检测技术、安全防护技术、防腐蚀技术等等，是一种涉及诸多学科的产品，这就导致了产品在设计制造过程中必须由多方协作来共同完成，以确保产品质量。四、压力容器设计的相关问题分析1．预防应力腐蚀破裂的对策问题7应力腐蚀常出现于不同的腐蚀系统,但不论何种,均由于金属材质在固定腐蚀环境下合并承受持久高温的拉应力作用而形成的晶界或者穿晶裂纹,当裂纹的体积逐渐演
5、变成一定数值时,即便应力尚未达到材质的承载极限,也会引发空前绝后的破裂。较为常见的应力腐蚀系统有:无水液氨、碳钢、奥氏体不锈钢、湿H2S和低合金钢等。由应力腐蚀而产生的持久高温拉应力,通常出现在容器操作时的热应力、容器内压导致的常规应力以及容器焊接时的残余应力等,其中由于容器焊接时而产生的残余应力占多数。腐蚀系统的不同,其形成的应力腐蚀指标、环境条件也有所差异,但只要达到各自相应的数值,便会出现相同的腐蚀形状、危险程度、破坏特点。对于这一问题,在实际设计中,通常采用预防应力腐蚀破裂的基本对策,例如,改善应力的腐蚀环境、改进容器的结构设计、降低其的设计应力、提升制造的精确度等,这些方面对各种
6、应力腐蚀系统均能适用。由于湿H2S系统的应力腐蚀常伴有酸性的腐蚀,因此,对其的设计,应更加仔细及严格,切忌误认为这种预防方法的效果和适用性有所差别。2.压力容器的寿命设计问题由于设计人员在操作压力容器时未能很好确定其的操作参数,进而难以精确估计整个容器的使用寿命。若压力容器的运行时间超出其所设计的使用寿命时,缺少相关的法规政策规定检修人员如何处理压力容器的故障,从而造成不必要的安全事故。对此,压力容器的寿命设计问题始终是国内设计单位及人员极其避及的问题之一。然而,在现实生活中,设计人员难免会遇到有关压力容器的寿命设计问题,具体原因主要包括以下几个方面:第一,材料的力学性能方面,比如高温断裂
7、、蠕变等对时间的依存性较大。第二,载荷方面的因素,比如周期性的载荷。第三,受到腐蚀的因素制约,进一步影响了容器的使用寿命等。依据GB150—1998《钢制压力容器》的规定要求,设计人员在设计压力7容器的使用寿命中,应根据预计的容器介质及寿命加以计算金属材质的腐蚀速度,进而确定其的腐蚀裕量。容器的腐蚀速度主要包括两个方面,即介质本身的腐蚀与介质流动对压力容器材料的磨蚀。《压力容器安全技术监察规程》中的相关规则规定:“为预防
