壓力容器設(shè)計制造中的常見問題探析

白宇

（遼寧華標壓力容器有限公司,遼寧 遼陽 111000）

壓力容器能否安全運行，在很大程度上取決于設(shè)計與制造質(zhì)量，而設(shè)計與制造質(zhì)量又與工程技術(shù)人員能否對標準、法規(guī)正確理解密切相關(guān)。近年來，壓力容器被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)及生活中，壓力容器具有高負荷、高強度、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安全要求高的特點，當存在一些質(zhì)量問題時，容易引起安全事故的發(fā)生。這不僅影響到人們正常的工作生活，還給生命財產(chǎn)帶來巨大的威脅。因此對其設(shè)計與制造的要求也越來越高。在設(shè)計與制作壓力容器時，必須嚴格按標準規(guī)范要求進行，同時要注意制造過程中出現(xiàn)的問題。

一、壓力容器的設(shè)計與制造要求

壓力容器的設(shè)計與制造首先要保證容器的安全使用性能，在設(shè)計中一定要考慮到將來的使用環(huán)境因素對壓力容器的影響，環(huán)境因素里包括溫度、濕度、腐蝕性、風載荷、地震載荷、雪載荷等因素。要根據(jù)容器使用的地理環(huán)境和工作環(huán)境的特點來合理的設(shè)計與制造壓力容器，從壓力容器的設(shè)計選材、制造方案的設(shè)計、焊接制作和耐壓試驗等諸多方面進行綜合考量，才能夠確保壓力容器的可靠性、安全性和產(chǎn)品質(zhì)量，從而帶來更好的經(jīng)濟效益和社會效益。

二、壓力容器設(shè)計與制造中存在的問題

（一）材料選擇不當

壓力容器材料選擇得當直接關(guān)系著壓力容器各個參數(shù)指標是否能夠達到設(shè)計要求。為了保證設(shè)計質(zhì)量，要求技術(shù)人員必須依據(jù)壓力容器的特點，對其材料以及零部件的選取等問題進行充分的斟酌及試驗。壓力容器對工作環(huán)境要有很大程度的適應(yīng)性，因此材料選擇尤為重要。為保證壓力容器的質(zhì)量，盡量減少安全事故的發(fā)生，應(yīng)正確的進行選材、用材。誤用材料、不適當?shù)倪x材以及材料缺陷等材料原因是造成壓力容器設(shè)備事故的重要原因，因而相關(guān)人員必須高度重視。但是，在選擇材料的時候通常會受到一些外界因素的干擾，這時候設(shè)計人員必須要理清思路，嚴格把好質(zhì)量關(guān)，材料對于任何工業(yè)設(shè)備來說都起著至關(guān)重要的作用，而壓力容器材料選擇的重要性更是超過普通的容器，主要是因為壓力容器往往處在高溫高壓的工作環(huán)境中，其材料一旦改變，那么它的受力情況將會發(fā)生變化，因此在設(shè)計和制造壓力容器時，一定要選擇合理的材料進行制造。

（二）壓力容器制造過程容器變形問題

壓力容器變形的問題出現(xiàn)的概率非常大，它也受許多方面問題的影響，首先是壓力容器罐體的制造焊接工藝會造成壓力容器的變形，焊接過程中所產(chǎn)生的瞬間高溫會造成罐體材料的變形。其次是壓力容器制造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力造成變形。再者壓力容器制造過程中因加工誤差過大或制造工藝操作不當引發(fā)壓力容器變形。例如加熱成型的封頭發(fā)生脫?，F(xiàn)象,在溫度較高的情況下發(fā)生脫模,則引發(fā)嚴重的封頭收縮變形。

三、壓力容器設(shè)計制造中的常見問題的應(yīng)對措施

（一）選擇合理的制造材料

在制造壓力容器過程中，要選擇合理的材料，在材料選取過程中，嚴格遵守國家對壓力容器制造過程中材料的選取要求，從而根據(jù)不同行業(yè)的不同需求，選擇適合的材料進行制造。在制造過程中，如果遇到無法采購或者很難采購的材料，一定要根據(jù)相關(guān)制造要求，選擇其他適合的材料進行代用，在代用過程中，首先要向相關(guān)技術(shù)人員提出申請報告，技術(shù)人員對代用材料進行分析與篩選，保證材料的良好性能，得到技術(shù)人員認可以后，方可繼續(xù)進行壓力容器的制造。無論是原始材料，還是代用材料，都要根據(jù)相關(guān)的標準進行使用。在壓力容器制造過程中，還要根據(jù)材料的特征與特性，聯(lián)系實際應(yīng)用情況，檢測材料的各方面性能，減少缺陷問題的發(fā)生情況。

（二）容器變形問題的解決對策

對于壓力容器焊接環(huán)節(jié)所造成的容器變形，要針對不同的容器外形來設(shè)計焊接工藝方案，對于球形容器的焊接設(shè)計，要求對整體預(yù)先組裝后進行焊接，為確保焊接后受力均勻，要按照一定的順序進行焊接。當壓力容器需要組合焊接時，在設(shè)計要求上要考慮預(yù)留焊接收縮量的合適數(shù)值，以防止因為焊接收縮量不符造成容器殼體開裂。為防止容器變形在可能出現(xiàn)焊接變形的部位采取反向焊接的工藝手法，做到人為降低或消除焊接變形。對于消除因內(nèi)應(yīng)力造成的容器變形的解決方法是采用熱處理的焊接工藝。內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生來自于容器整體溫度的升高或壓力的升高變化，所以將焊接的容器整體加熱至一定的溫度下進行焊接操作，同時防止受熱不均勻的出現(xiàn)，可采取加固或增加支架的措施予以防御。對于因為設(shè)計誤差出現(xiàn)的容器變形要對樣板和模具繼續(xù)仔細的檢查，模具和樣板必須按照標準尺寸設(shè)計，可以避免容器形位誤差造成的變形。

結(jié)束語：

壓力容器在近代工業(yè)生產(chǎn)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并且壓力容器結(jié)構(gòu)尺寸越來越大,結(jié)構(gòu)型式和工作條件越來越復(fù)雜,操作壓力和操作溫度越來越高,從而對壓容器的設(shè)計要求越來越高。一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，就可能引發(fā)重大安全事故，造成極大影響和損失，所以整個設(shè)計、制造過程應(yīng)全程跟蹤，發(fā)現(xiàn)有任何隱患，立即整改，防止造成重大損失。