压力容器设计制造的问题及解决对策

任伟强 刘海松

【摘 要】压力容器作为一种特種设备在工业生产中占有重要的地位，被广泛应用在制药、化工、冶金以及石油等领域，同时，压力容器由于承受较大的压力因此存在一定的危险性，因此各相关部门对压力容器的设计、生产、制造以及使用等过程都具有严格的流程规范，介于此本文对压力同期设计和制造过程中容易出现的问题进行了分析和研究，最根据实际情况针对提出的问题提供了一些合理的解决措施。

【关键词】压力容器：设计制造；问题；对策

1压力容器的主要特点

1.1压力容器对安全性要求极高

压力容器的工作环境较为恶劣，经常在高温、高压以及高腐蚀环境中进行加工生产，而且其加工对象多数情况下都为易燃、易爆、或者由高度污染性的物质，因此在进行压力容器制作时，必须将其质量放在首位，严格按照规定的制造标准和规范进行，确保压力容器在使用和生产过程中的安全性。

1.2压力容器设计过程具有极强的专业性

相对于普通工业生产机械设备的制造，压力容器的设计和制造具有极强的专业性，在设计制造过程中涉及到了多种学科和多样技术，例如需要冶金工业的知识与技术、需要机械加工及其自动化方面的知识和技术、还需要化学防腐技术、质量安全监测技术甚至需要计算机软件操作开发技术，因此为了保证压力容器设计制造的顺利实施，各部门各行业的相关人员应该相互配合、互相协调，共同完成任务。

1.3压力容器的产品结构多样

现阶段许多行业领域的生产制造都会借助于压力容器，而且不同行业中应用的压力容器具有不同的结构和参数，甚至同一工业领域需要运用的压力容器也略有不同，因此压力容器的产品结构和设计参数具有多样性。从另一角度来说，虽然压力容器的结构和参数多样，但是在制造和生产过程中他们的工艺流程、机械部件和零件形状等却具有很大的相似性，设计制造企业应该对这些相似信息进行充分的利用和分析，提高企业在压力容器市场中企业的竞争力。

2压力容器设计与制造存在的问题

2.1选材及设计问题

压力容器的生产制造建立在合理的生产材料以及完善的工艺设计基础上，这2个因素对压力容器的制造质量有非常大的影响。但是，一些压力容器制造厂家仍然存在生产材料选择不当问题，这也是目前我国压力容器在应用过程中事故率较高的原因之一。这个问题最直观的反应就是很多压力容器制造企业一味追求利益的最大化，这种现象对压力容器的材料市场有很大的干扰作用；另外，很多压力容器制造企业自身的生产工艺存在一些缺陷，一些压力容器生产厂家为了追求利益的最大化，不断降低压力容器的制造指标，使压力容器的罐体厚度与标准工艺要求有较大差距，导致压力容器实际能承载的压力值达不到生产需求，引发压力容器爆炸等严重的安全事故。

2.2使用寿命方面

众所周知，任何的产品都有其使用寿命，尤其是压力容器这类的设备产品，都需要有很长的使用寿命，如果使用寿命较短，必然会浪费制作成本，在技术人员进行研发的过程中，一定要充分考虑各种材料对压力容器使用寿命影响，选取最佳的材料进行制作。

2.3焊接技术方面

对压力容器来说，在焊接的过程中难免会导致焊接接头与其他地方出现温度不同，出现焊接热应力的出现，加上钢制材料自身的组织应力，两种应力共同为压力容器带来了很大的影响。

2.4热处理问题

在压力容器设计中，还有一个重要环节就是容器的热处理，并且热处理质量也会对容器应用的可靠性造成直接影响，因此，在热处理设计环节中，需要合理进行设计。然而，以我国当前容器热处理实际现状来看，其存在的问题不容乐观，其问题主要表现在以下方面，①在热处理设计环节中，缺少严格的标准，一些热处理设计的缺陷较为明显，会在后期生产的热处理环节中造成操作不当等问题。②在容器热处理环节中，还有一个较为重要的问题，就是完整性问题，比如，当前在设计中虽然对容器壳体以及封头较为重视，同时，其效果也较为理想，但是，在接管热处理环节中，对其有着较为严重的忽视现象在，对于容器安全性而言，造成一定影响。

3压力容器设计与制造的有效措施

3.1合理选材并规范工艺设计

要想从根本上解决压力容器的选材问题，就要求压力容器的制造企业在材料采购过程中严格按国家关于压力容器制造的相关标准执行，而且在整个材料选择过程中必须由相关专业人员进行严格检验，坚决杜绝不符合标准要求的材料进入生产制造场地。同时还要求盛放工业介质的材料必须具备较强的耐腐蚀性能，而压力容器的承压值设计一定要能满足其生产过程中的最大承压值。高压容器设计过程中溢流阀的设计一定要保证其溢流开启的极限压力不能超过压力容器的最大承压值。如果压力容器选择进口材料，还需要保证其化学成分满足生产要求，并且对容器整体进行严格的无损检测。

3.2使用年限设计的防范策略

笔者对如何设计压力容器的使用年限的问题，提出压力容器设计人员在设计压力容器使用年限的过程中一定要进行多方面的考量，必须要严格参照有关部门对于压力容器使用年限的要求，保证压力容器的使用年限能够在要求的时间内根据工业企业的实际情况设计最佳的使用时间。也要注意压力容器在实际使用过程中材料、腐蚀性承受以及存在的安全隐患的影响，使压力容器能够安全、可靠的在使用年限里进行使用。还有就是压力容器的设计人员不但对压力容器的实际使用年限进行多方面的考量，还要对压力容器使用过程中使用者操作失误的情况考虑在内，必须要在设计图纸的合适位置表明压力容器的使用年限、安全提醒、以及正确的使用方法。这样才能设计出使用年限合理的压力容器。

3.3压力容器焊接技术

1）压力容器焊接在处理的时候，在保证压力容器性能的基础上，应该根据要求最大程度地减少焊接的缝隙。2）在针对一些高强度的钢进行处理的时候，应该进行焊前预热，从而才能保证焊接区域和其他区域的温度能保持一致，降低内应力。同时，在设计内压容器的过程中一定要严格遵守相关的规定，对压力容器施加的在外载荷一定要高于压力容器在工作时候的外载荷，从而确保压力容器在工作的时候不会发生因外载荷发生意外。

3.4对热处理进行规范

对于再热处理环节存在的缺陷以及问题，需要对其进行有效的规范、优化，在规范压力容器热处理设计，主要从程序化以及全面性两方面入手。程序化是指，对容器热处理内容以及流程，在图纸中进行明确规定，保证热处理质量能够得到明显提升。全面性是指，对所有影响压力器容器质量的因素进行全面分析，对需要进行热处理设计的部位进行综合考虑，以保证容器质量。

4结语

对压力容器的设计与制造，一定要严格符合国家质量标准要求，在容器的制造方面，例如在选材的过程中，要选取优质的材料，在焊接工艺上，要达到焊接水平的要求。应该重视制造过程的监督，随时检查质量是否合格。只有这样，才能更好地满足压力容器的设计与制造方面的要求，制造出更优质的压力容器，推动制造产业的发展。

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（作者单位：宽城升华压力容器制造有限责任公司）