摘要：众所周知，对于工业生产中压力容器的应用来说，其安全性和稳定性是极为重要的一个方面，这也是为了确保后续工业生产中压力容器应用价值不断提升的关键所在，而对于这种压力容器应用可靠性的保障来说，从设计方面进行严格的控制和把关是极为重要的一环，尤其是对于当前设计过程中存在的各方面问题和影响因素来说，更是需要进行全面的分析，然后不断优化和完善设计流程，提升设计的可靠性，保障压力容器最终的生产能够具备着极强的质量保障效果。
关键词：压力容器设计；常见问题；防范策略
压力容器日益受到工业领域的关注，很多企业尤其是石油化工企业中，压力容器占据着非常重要的地位，在压力容器设计过程中存在很多值得关注的问题，由于压力容器储存介质有压力且一般带有危害性，稍有不慎就会对人员和财产产生巨大威胁。在压力容器生产的各个环节都会对其安全性和可靠性产生影响，因此必须加强压力容器的设计工作，从而设计出结构合理、安全可靠以及使用寿命长的设备。下文将从压力容器的相关概念展开讨论。
1 压力容器的概述
工业上的压力容器，是指盛装液体或者气体的、并且需要承载一定压力的密封容器，属于特种设备。压力容器在工业上的应用有着诸多种分类，根据不同的角度来看，大致可分为以下几类：①按所承受压力的不同分为低压容器、中压容器和高压容器、超高压容器；②根据盛装介质可分为非易燃容器、无毒容器；易燃容器或有毒容器、剧毒容器；③在不同工艺过程中的不同作用又分为反应容器、换热容器、分离容器和贮运容器。反应容器应用于为介质提供物理、化等反应；换热容器应用于完成介质的热量交换；分离容器是将介质的质量进行交换，将气体净化，使固体、气体、液体进行分离的容器；贮运容器用于盛装液体或者气体物料，帮助贮运介质或者平衡、缓冲压力的容器。
2 压力容器设计存在的问题
2.1 忽略压力容器的正常使用寿命
国家近年来越来越重视压力容器的使用年限，尽量避免由于压力容器超过设计使用年限而带来相关的安全问题。《固容规》明确规定设计单位在设计图纸中必须标明压力容器的设计使用年限（疲劳容器标明循环次数）。但是在实际的工作中，很多设计单位并没有对其使用年限进行明确标注，对规定重视程度还不够，设计者的考虑还不全面。很多使用者虽然看到了标明的设计使用年限，但在实际的工作中往往凭借自身的经验，对压力容器的安全使用重视程度不够，随意延长使用年限。所以设计者在设计时应充分考虑影响容器使用寿命的各种因素，根据最大腐蚀速率、腐蚀裕量在设计图中明确标注设计使用寿命。
2.2 压力容器材料选择中存在的问题
材料是制约产品性能的关键性因素，原材料的质量不达标，将会严重影响成品的性能。由于压力容器的使用环境较为恶劣，因此很容易受到腐蚀等作用。很多压力容器在设计之前会事先选择好施工材料，但是由于生产过程中各种要素的变化，原有材料也要发生相应地改变。例如，压力容器生产制造商的变化、客户需求的变化等。但是，很多生产单位并没有注意到这些因素，在发生条件变更时仍然选用原有的材料，导致容器容易出现问题。
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2.3 设计过程中的热处理问题
多数情况下，钢板冷成型受压元件需要经过一定的热处理工艺。例如，所盛装的液体具有较强的毒性和腐蚀性时，合金钢在成型后会降低一定的厚度，要想成型变形率达到相关指标的要求，就必须采用热处理工艺，确保材料原本性能的恢复。然而在实际操作过程中，设计人员通常会对容器壁和封头的热处理进行重点关注，却忽略了接管处的热处理，导致材料变形的情况出现，无法达到相关标准要求。
3 压力容器设计中问题的防范策略
3.1 提高使用年限
具体来说，需要做到以下几个方面：第一，在对压力容器进行使用年限设计的过程中，设计人员必须对容器使用的实际环境进行充分考虑，尽可能降低安全隐患的发生频率；第二，依据使用材料，对压力容器的内外部压力以及耐腐性能进行测算，以便实现对使用年限的合理计算；第三，设计人员还应该在最恶劣环境下对压力容器的使用寿命进行模拟；第四，把操作不当等因素考虑在内，并在图纸相应位置予以警示。
3.2 优化材料的选择
在选择材料的过程中，工作人员要对材料的属性能否满足压力容器的使用要求予以重点关注。一旦用户对压力容器提出了更为苛刻的要求，比如要求容器变薄等，设计人员则必须重新分析容器的受力情况，从而得出容器能够承受的最大减薄程度；如果要求容器变厚，设计人员则需要对容器变厚之后的拉应力予以重点控制，以防出现干裂情况。总而言之，设计人员需要对材料变更予以高度重视，并采取合理措施解决问题。
3.3 规范热处理设计
对于压力容器设计中热处理存在的各类问题和缺陷来说，同样需要进行切实有效的优化和规划，这种压力容器热处理的规范设计主要就是从全面性和程序化两个方面进行优化，全面性主要就是指应该充分考虑压力容器的各个方面，对于压力容器中涉及到的各个需要进行热处理的环节均进行严格的设计，提升其整体效果；而对于程序化来说，则是在设计图纸中明确规定相应的热处理流程和内容，提升热处理的效果。
综上所述，近年来，随着社会的发展，压力容器普遍应用于工业生产的各行各业中。由于压力容器的特殊性，稍有不慎，就会造成爆炸等危险性事故，给人们的生命安全造成严重威胁。因此，国家相关部门及企业必须重视压力容器的设计工作，提高容器的质量及性能。同时，在长期的实践过程中，必须要不断总结压力容器设计中存在的各种问题，并充分学习和借鉴其他单位的积极经验，以完善压力容器的设计工作。
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[4] 郑秀芳，范闻捷.压力容器设计中的热处理问题[J].辽宁化工，2011，（01）：101-102.
论文作者:原鹏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/13
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