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摘要：随着社会经济的不断发展，我国与国际间的接触越来越频繁，在市场方面也逐渐与国外形成竞争。因此，为了让我国的产品成功的走向国际，让我国的企业能够跻身于外国市场，提高产品的标准化设计，增强产品的竞争能力是一个重要途径。对于压力容器产品来说也不例外，提高其设计水平，进而提高该产品的竞争能力，才能使这个产业不断发展。但是，就目前的情况来看，许多企业所生产的压力容器在设计方面都出现了一些技术性的错误。本文对压力容器设计的若干技术问题及解决途径进行分析。
关键词：压力容器设计；技术问题；解决途径
压力容器是我国国民经济发展过程中必不可少的特种设备，在进行设计压力容器时应该严格按照国家的相关法律法规以及最新的行业标准和规范进行设计，确保压力容器安全可靠，在设计时及时发现问题，不断进行方案的修改和完善，加强内部经验技术交流，不断通过学习总结提高设计人员自身的综合素质，确保设计的压力容器能够安全稳定运行，避免出现原则性的错误。
1压力容器设计的重点内容
在进行压力容器的设计内容制定时应该注意以下三点要求，第一，保证经济实用性，基于压力容器的安全可靠性要求，其外部结构通常设计为结构简单、易于制造和检修，在运行的过程中一旦出现超标缺陷或者其他问题能够及时进行修复和消除，这样做既能保证其实用性又能做到经济性；第二，确保其安全可靠，在石油化工以及军工科研等领域对于压力容器的要求较高，其在运行的过程中必须承担相应的压力以及温度等工况，由于压力容器内存贮了一定得能量，一旦内部发生破坏将会带来不可预计的严重后果；第三，确保其使用寿命，便于维修操作，影响压力容器一个主要的因素是腐蚀，它会造成压力容器穿壁甚至烂穿，因此压力容器的设计阶段就要充分考虑腐蚀性因素。
2重要技术参数的确定
2.1腐蚀裕量
容器壁厚的腐蚀裕量，严格地说是由介质对材料的腐蚀速率和设备的预期使用年限确定的。但对于大多数工艺过程，都难以给出材料确切的腐蚀速率，而是由设备设计人员笼统地给出腐蚀裕量，这样对设备的成本及安全存在较大误差，建议由工艺专业参照标准或工程统一规定给出明确的腐蚀速率；对于接管的腐蚀裕量，目前对取值的大小尚有争议，有的以容器壳体的腐蚀裕量作为接管的腐蚀裕量，有的取容器壳体的1/2做为接管的腐蚀裕量，若以前者确定接管的腐蚀裕量，则对于薄壁接管的开孔补强明显不够。因此，对于接管的腐蚀裕量，建议取与筒体的腐蚀裕量相同，对于小直径或簿壁接管，则应采取适当的补强措施，如厚壁管或锻制管等。
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。
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3压力容器设计的若干技术问题及解决途径
有关压力容器的设计必须科学规范才行，否则的话很可能会出现安全事故。所以对于压力容器的设计与制造我们都有严格的规定，首先一定要注重设备的安全性，一切都要按照设计的文件进行规划制造。
3.1开孔补强问题
根据不同的需要容器的开孔直径也会有不同的变化，这时补强的范围也随之而跟着变化，但是在最外部的壳体的补强工作却没有太大的变化。这就需要做出一定的变化，尤其是那些管子问题，在管箱的长度上是一定的，这是不能做出改变的，但可以通过其他的进行补救，这就是补强技术，将这个技术应用在管箱上，就可以把这些复杂的问题处理好。
3.2耐压试验的免除问题
一般情况下，进行耐压试验免除的对象是那些现场进行组件焊接的大型压力容器，因为这样的大型压力容器设计不能进行压力试验，类似于不能承受液压试验过程中的水的重量的压力容器。作为检测压力容器安全性能以及产品质量的试验之一，耐压试验具有重要的决定意义，然而有一部分的设计工作者在设计中却认为对于特殊的压力容器并不需要进行耐压试验。导致在特殊压力容器的设计过程中经常出现问题。在进行免耐压试验的特殊类压力容器设计时，为了保证这一类压力容器的质量以及安全性能，设计过程中一定要注意使用材料的性质，包括力学性能以及化学成分，还要注意提高压力容器在超压泄放方面的能力，尽可能的采用全焊接头。
3.3对应力腐蚀破裂问题的预防对策
在对压力容器设计的技术问题上，应力腐蚀，是其经常出现的现象之一。但是，不管其在哪种腐蚀系统中出现，都是由于其特有的金属材质。因为金属材质在固定的腐蚀环境中，能够承受长时间的高温，并由于拉力作用使其形成晶状，或者是穿晶裂纹。
在对现在容器进行操作时产生的热应力同容器内部的压力，导致了其又新生了焊接过程中产生的残余应力等情况，并且这种残余应力会占据大多数的比例。由于，腐蚀系统的不同，导致其所形成的指标和环境条件也就不同。不过，其自身都有一个相应的数值，只要达到自身所需要的数值，就会出现腐蚀情况与破坏程度相同的现象。针对这样的问题现象，在我们真实的实践应用过程中，一般都是通过预防应力腐蚀破裂的方法，来应对实际的问题。
3.4换热器的结构问题
固定管板式换热器拉杆固定端的设置。设计过程中应当充分考虑组装管束、振动管束、挡板结构防冲以及固定方式等系列问题。当换热器具有比较小的直径时，焊接壳体与防冲板，可利用明穿工艺。设置的拉杆固定端应当在离壳程介质进口较远的另一端管板上；当换热器具有较大的直径时，焊接壳体与防冲板，允许管束使用暗穿工艺，设计的拉杆固定端应当在离壳程介质进口较近的一端管板上；当在管束上固定防冲板或者利用导流筒结构时，设置的拉杆固定端应当在离壳程介质进口较近的一段管板上；当布置立式换热器时，在符合组装要求的基础上，拉杆的固定端最好设置在上管板上。由于计算模型将换热管作为压杆，连接管板与换热器的位置被看作是折流板固支端发挥支撑作用的铰支端，就是根据压杆材料力学的相关理论进行计算。应当严格根据规定的计算方法，才有可能确保计算管板结果的准确性以及设备的可靠性。
结束语：
压力容器在目前的运输和存储等方面应用十分广泛，如何改进压力容器的设计水平也始终是研究者所关注的重点问题。就目前我国的现状来讲，在对压力容器进行设计时，要严格遵循行业规范和国家的法律法规，保证压力容器在设计、生产方面不出现非技术性的质量问题。同时，要结合具体工作实际，在工作过程中不断发现现有技术和生产的不足之处，不断研究新的技术，使设计和制作出的压力容器安全可靠。
参考文献：
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[2]张国杰，赵振远.压力容器设计若干技术问题解析[J].化工管理，2016（09）
[3]张磊，谢文.压力容器设计及容易忽视的问题[J].石化技术，2016（10）
论文作者:仇蓓蓓
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/26
标签：压力容器论文; 过程中论文; 应力论文; 结构论文; 球形论文; 技术论文; 壳体论文; 《防护工程》2018年第32期论文;