摘要：本文主要针对钢质无缝高压容器展开探讨，对钢质无缝高压容器的设计，以及具体的制造方案进行了分析，探讨了在高压容器的设计和制造过程中，需要注意的一些问题，希望能够为今后的高压容器的制作提供参考。
关键词：钢制无缝高压容器，设计，制造
前言
对于钢质无缝高压容器来说，为了能够提高其使用的效果，我们必须要在设计和制造的过程中就提高质量，保证其水平，为此我们应该研究其设计和制造方案，采取一些更好的设计制造措施，提高其设计制造的质量。
1、对于高压容器结构的概述
随着社会经济的发展和科技水平的不断提升，现代工业生产急需较为先进的前沿科技的支持，对于在国民经济中起主导作用的电力、石油、机械设备制造、矿产加工等领域，高压容器在各类工业生产中发挥的作用也越来越明显。传统的高压容器连接方式主要是通过将主螺旋栓或螺纹套筒安装在容器顶端，此类方法结构过于简单，装拆繁琐。针对传统高压容器密封结构的设计，我们需要新型的密封结构设计，这种设计不但可以实现容器顶端的快速拆卸，同时还能保证结构的密封性可靠、实用性强、使用范围广等特点。
随着高压容器、超高压容器目前被广泛使用到工业生产的各个环节中，容器密封结构的理论研究和合理设计就变得越来越重要，这也是研究高压容器的工程技术人员设计各类高压容器的关键环节。基于高压容器结构的分析以及设计理念的基础，工程技术人员必须要保证高压容器的安全等级，功能要多并且持续利用的时间要长，当然，整体建设的经济消耗要合理。高压容器密封结构的常见从压力强度分为高压密封结构、中压密封结构和低压密封结构，而从具体应用角度来说又可以分类为强剌型密封（通过铺设平垫或透镜垫的方式密封）、自紧密封（通过铺设三角垫进行密封）、半自紧密封（如双锥密封等）、平垫自紧密封、空也金属、B型环型密封等，而在实际工业生产生活使用中，常见的密封结构又有几种：平垫密封、卡扎里密封、双锥密封、伍德密封、B形环密封、0形环密封。
2、前存在的问题及解决方法
2.1多层夹紧式高压容器的应用催生了许多新的课题的出现，目前需要我们进一步研究。问题包括：多层钢板包扎紧度技术、生产率低、每层钢板纵向焊接错位、生产工序多等等。只有这些问题得到解决，高压容器设计及制作技术才会更加趋于成熟。
2.2为了解决生产工序多、生产效率低等问题，通过在保证容器强度不受影响基础上，通过适当降低对层板间间隙和层板允许松动面积的标准达到提高生产效率的效果。
由于第一层层板纵建、环缝对接时对内筒造成热影响，可以采用第一层层板与内筒之间加盲层的方法来消除由于焊接对内筒的热影响。层板与锻件端部的连接处可以通过煅焊过渡层并预先热处理来解决焊后需要热处理的问题。这种方法安全可靠，在深环焊缝多层包扎结构中已经被普遍采用。
2.3为了承受较高的压力、温度、介质的腐蚀，高压容器的操作条件比较苛刻，对设计时的材料选择、结构合理性等的要求也相对较高。但目前国内常规设计的设计者充分依赖电算，忽视必要的计算过程，将带来一系列错误和安全隐患
2.4高压容器螺栓设计尺寸误差。无螺纹的直径尺寸小于螺纹部分的根径尺寸是高压螺栓的机构特点。计算程序里给出的直径尺寸大于实际高压螺栓的无螺纹部分直径。因为这个原因，造成了计算机书中的螺栓实际面积大于所需螺栓面积的假象。所以，实际的螺栓面积不一定合格是经常产生的一种情况。为了解决这个问题，设计人员应人为输入、更改程序中的原有尺寸，不能完全依赖机器。
2.5非标准法兰设计
在实际生活中经常会遇到设备直径或设计压力超过标准的法兰。在实际制作、安装时无法满足要求，法兰容易产生微变形，损坏法兰的密封性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以需要设计法兰的结构尺寸，并注意以下问题：
①参照国家标准确定的法兰尺寸，保证扳手操作空间，从而保证上紧螺栓。
②考虑法兰腐蚀欲量，法兰内径输入值应为实际内径2倍。
③法兰小端厚度应与法兰连接的简体、封头厚2、3mm。
2.6压力容器设计使用寿命
压力容器使用寿命是投入运行后定期检查、安全等级评定的重要依据，影响压力容器寿命的原因很多，一般需要考虑腐蚀裕量、疲劳、蠕变等综合因素，与设备运行管理密切相关。这一问题虽然比较难解决，但设计者必须本着为用户负责，为人民的生命安全考虑，必须竭力提高文件质量，解决这一问题。
3、制作中应注意的几个问题
制作是将设计中一些数据类系数转换成实体的过程，因为受到现实技术的约束，往往无法做到完美呈现，下面就一些常见问题进行探讨。
3.1材料代用
在实际的制作过程中有时受到材料采购和经济问题的限制时，需要进行材料代用现象。本身在设计中所选材料是最佳使用材料，因而在选择代用材料时，必须考虑容器设计中的各种参数，切忌盲目更改。
3.2生产效率
由于制作工艺上存在差距，很多生产厂家在生产高压容器时，对材料处理能力较弱，导致生产效率低下。不同形状的容器对生产周期的要求也不同，在制作中更应当在同样使用效果的前提下，选取易制作、标准高的容器。同时可以考虑适当降低对层板间隙的要求，在焊接时用焊前热处理取代焊后热处理的方式来提高生产效率。
3.3变形预防
高压容器在制作过程中，容易因为一些操作失误产生变形，如切割、焊接变形、加工变形、组装变形等。变形因素一方面是由于材料的选择稳定性较弱，另一方面是设计上存在漏洞而造成变形。为避免该种现象，应采用对称切割或机械切割代替传统的火焰切割，对焊接技术要进行严格的工艺要求，在加工组装过程中，尽量采用计算机操控，更为精准。
3.4严格检验
为了保证容器的使用寿命，对于生产的高压容器必须进行抽样检验，具体的检验标准参考如下：封头用钢板的化学成份，力学性能应符合GB7132008《锅炉和压力容器用钢板》的规定；锻件符合NB/T470082010《承压设备用碳素钢和低合金钢锻件》的规定，正火状态供货；筒体、筒体平盖、筒体端面的锻件符合IV级要求，法兰、双锥环的锻件符合Ⅲ级要求；焊接采用焊条电弧焊，焊接规程按NB/T470152011《压力容器焊接规程》。
随着近代化工工业的飞速发展，作为能承受着高压、高温和各种介质腐蚀的高压容器，其应用愈发广泛。从经济与安全的角度出发，介于高压容器的使用特性，生产厂家对高压容器材料的选择、各零部件的合理设计、制造工艺的要求都是极为严格。高压容器作为在化学工业、石油化学工业、粉末冶金和新型食品杀菌等领域极易涉及到的一种特种设备，结构多种多样，操作条件越来越苛刻，其设计与制造中出现的细微失误，都将导致难以挽回的结果。因此，必须合理进行计算，做出一个安全、经济的设计，同时要从操作条件出发，谨慎地制作各个零部件，保证整个高压容器的实用、可靠。
4、结束语
综上所述，钢质无缝高压容器的设计与制造都是非常关键，本文对设计和制造的方法以及其中的关键的环节进行了分析，希望能够为今后的无缝高压容器的设计和制造工作提供参考。
参考文献：
[1]郑津洋，徐平，匡继勇，等.高压密封装置技术进展[J].化工设备设计，2018，31（2）：7-13.
[2]陈平，钱才富.新型高压密封D形轴向抗剪螺栓连接技术[J].压力容器，2018，20（4）：14-16.
论文作者:张曼
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/20
标签：容器论文; 高压论文; 法兰论文; 结构论文; 螺栓论文; 材料论文; 尺寸论文; 《防护工程》2018年第32期论文;