摘要：本文主要分析了压力容器设计中存在的问题，重点介绍了防范压力容器设计问题的措施，它不仅能够降低压力容器设计中各类问题的发生率，而且还可以保障压力容器设计的可靠性。通过对压力容器设计中问题与防范对策进行分析，以期为压力容器设计提供可靠的保障，并创造出最大化的经济与社会效益。
关键词：压力容器设计；问题；防范对策
1.压力容器概述
压力容器一般是指需要承载一定压力，且盛装一定量气体或液体的密封容器，属于特种设备的范畴。在工业上，压力容器的分类如表1所示。
表1 压力容器的分类
2.压力容器设计中的问题
2.1使用寿命问题
在《固定式压力容器安全技术监察规程》提出：在进行压力容器设计过程中，为了避免压力容器由于超期服役而诱发安全问题，则需要在原设计图样的基础上，明确压力容器的使用寿命。然而在《压力容器安全技术监察规程》中，并未对压力容器的使用寿命给予强制性的要求，只是提出了一些建设性的意见。造成上述问题的主要原因在于设计者在进行压力容器设计过程中，存在考虑不周全、重视程度不够等问题，虽然注明了压力容器使用寿命，但是基本上是按照惯例或凭经验标志，而忽视了对压力容器使用寿命产生比较大影响的因素，如压力容器的选材、非法操作或违规操作以及材料的力学性能等都会对压力容器使用寿命产生或多或少的影响。
2.2热处理问题
在进行钢板冷成形受压元件设计过程中，难免会遇到热处理方面的问题，进而影响了压力容器设计的整体效果。为了使压力容器设计阶段所遇到的热处理问题得到有效解决，就需要对压力容器冷成型受压元件重点关注，当变形率超过一定范围时，应在焊后进行热处理以恢复材料的力学性能，具体如表2所示。
表2 压力容器冷成型受压元件
注意事项图样标注存在应力腐蚀的容器
盛装毒性为极度或高度危害介质的容器
对碳钢、低合金钢，成型前厚度大于16mm的
对碳钢、低合金钢，要求其成形后的减薄量大于10%
对碳钢、低合金钢，要求开展材料冲击试验的
2.3材料代用后设计更改问题
在进行压力容器设计过程中，经常会因为压力容器使用条件及用户要求的变化而对其进行更改。对于设计者而言，一旦压力容器的材料出现更改可能存在牵一发而动全身的问题，因为其会导致压力容器的耐腐蚀情况、受力情况、内应力等出现变化。材料发生更改后，设计人员需要对其进行受力分析，当材料由厚变薄时大多数设计人员会对其能否承受相应的压力、是否满足压力条件、安全系数是否足够等问题进行计算，但是如果材料由薄变厚时，一些设计人员厚度增加了会导致材料的强度提升，此时不需要对其重新计算受力。然而实际上，压力容器材料由薄变厚，将会导致压力容器壳体受力出现改变，容器壁将会出现多向拉应力，致使平面出现一系列的脆性断裂，影响压力容器设计的整体质量。
3.压力容器设计中问题的防范对策
3.1针对使用寿命问题的防范
在进行压力容器设计过程中，设计人员需要根据新的规范和标准对压力容器使用寿命进行计算与衡量，并综合考虑对压力容器设计使用寿命产生影响的一些因素，通过采取有效的防范措施来提高压力容器的使用寿命。（1）要重视压力容器的腐蚀问题，通过对其进行受力分析来明确压力容器的最大腐蚀速率和腐蚀裕量，在此基础上计算压力容器使用寿命。（2）压力容器设计人员还需要对压力容器使用环境给予综合考虑，对最恶劣的使用环境进行模拟，进而对压力容器的使用寿命进行判断。（3）在图纸设计过程中，设计人员需要明确标注压力容器的正确操作规范和流程以及容器壁厚、容器承力部件的状况等参数，以确保压力容器的安全使用。
3.2针对热处理问题的防范
在压力容器设计阶段，当设计人员选择直径φ377mm×20mm的低合金钢或碳钢接管，计算时，这些管件可以满足设计要求，但是在具体使用过程中却忽视了管件成型后的热处理要求，致使接管设计存在一定的安全隐患。同时，钢板冷卷后，里面的晶粒会出现歪扭、破碎问题，在冷作硬化处理，会提升钢材的强度和硬度，但是其塑性会下降，极易诱发裂纹，进而影响压力容器的安全运行。此时就需要设计人员在对超厚钢板进行冷加工处理后，实施再结晶退火工艺，以此来使钢板的硬度、强度和塑性得到有效提升。
3.3材料更改问题的防范
对于压力容器的设计而言，其所选择的材料处于不断的变化之中，而且不同阶段所选择的材料存在一定的差异，尤其是较薄材料换成较厚材料时，对其连接结构提出了较高的要求，尤其是壳体与加厚封头之间的连接部分需要给予削边处理，并且在设计阶段要尽可能避免发生换板问题，从而有效提高压力容器设计的安全性和准确性。
4.结束语
综上所述，压力容器属于运用广泛，要求严格的设备，在对其进行设计过程中，要求设计人员遵循“安全第一，预防为主”的原则，对各个环节的设计细节给予综合考虑，对其中存在的问题采取有效措施给予解决，以此来有效提高压力容器的安全性和可靠性，提高压力容器的使用寿命。
参考文献：
[1]陶配龙.压力容器设计中的常见问题及防范策略[J].丝路视野，2018，9（4）：67-68.
[2]余乐.压力容器设计中的问题与防范措施[J].科学技术创新，2019，11（15）：112-113.
论文作者:宋雨
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/22
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