壓力容器的設計相關問題的探究

1、<p>　　壓力容器的設計相關問題的探究</p><p>　　摘要：近些年來，工業(yè)化的加速發(fā)展，使得壓力容器被廣泛地應用于各個工業(yè)領域中。壓力容器的廣泛應用同時也進一步推動了工業(yè)化的發(fā)展。本文就壓力容器的設計進行研究，著重分析研究壓力容器設計中易被忽略的問題。以此來不斷地精益求精完善壓力容器的設計質(zhì)量，使其更好地服務于工業(yè)生產(chǎn)。 </p><p>　　關鍵詞：壓力容器，設計 ,問

2、題研究 </p><p>　　Abstract: In recent years, accelerated development of industrialization, the pressure vessel is widely used in various industrial fields. Widely used in pressure vessel and further promote the

3、development of industrialization. This paper studies the design of pressure vessels, emphatically analyzes the easily neglected problems in pressure vessel design research. In order to constantly refine on improving the

4、design quality of pressure vessel, so as to better serve the industrial production. </p><p>　　Key words: pressure vessel, design, research </p><p>　　中圖分類號：TU2 </p><p>　　一、壓力容器的設計 &l

5、t;/p><p>　　壓力容器在正式投入使用之前要經(jīng)過設計、制造、檢驗、安裝、運行監(jiān)督和維修等環(huán)節(jié)。整個過程中，設計環(huán)節(jié)是核心環(huán)節(jié)，是保證壓力容器質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié)。因此，在進行壓力容器的設計時，一定要根據(jù)容器的壓力、介質(zhì)和溫度等物理特性參數(shù)，按照企業(yè)標準、行業(yè)標準、地方標準和國家標準，經(jīng)過對相關數(shù)據(jù)的計算分析，確定科學合理的設計技術(shù)方法。做到整個設計過程的科學化、標準化和精準化。 </p><p&g

6、t;　　在進行壓力容器設計之前對各項參數(shù)的有效分析，是對壓力容器質(zhì)量的有利保障。進行前期的數(shù)據(jù)分析主要是為了確定以下一些設計項目：通過計算確定容器設計的所用的合理材質(zhì)；通過合理的參數(shù)分析確定壓力容器設計的受力結(jié)構(gòu)；通過計算把握好壓力容器設計的各項標準；以及確定壓力容器各個容器壁上的口徑大小、支座等部件的詳細設計細節(jié)。 </p><p>　　二、壓力容器的設計要求 </p><p>　　壓力

7、容器的設計要求在石油、化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過程非常復雜，設備生產(chǎn)過程中任何設備出了事故都會影響產(chǎn)品質(zhì)量，或使生產(chǎn)無法繼續(xù)進行，甚至會危及設備和人身的安全，造成事故和財產(chǎn)損失，因此石油化工使用的壓力容器一般需要滿足以下幾個方面的要求： </p><p>　　1.保證完成工藝生產(chǎn)。石油化工使用的壓力容器必須能承擔工藝過程所要求的壓力、溫度及具備工藝生產(chǎn)所要求的規(guī)格（直徑、厚度、容積）和結(jié)構(gòu)（開孔接管、密封等）。 </

8、p><p>　　2.確保運行完全可靠?；どa(chǎn)的物料往往具有強烈的腐蝕性、毒性，容易燃燒一起火災，甚至發(fā)生爆炸等惡行事故。壓力容器工作時內(nèi)部儲存著一定的能量，一旦發(fā)生破壞，容器內(nèi)部儲存的能量將在極短的時間釋放出來，具有極大的摧毀力。 </p><p>　　3.滿足預訂的使用壽命。影響石油化工用壓力容器使用壽命的主要因素是化工物料對殼體結(jié)構(gòu)材料的腐蝕，它會使容器壁厚減薄甚至爛穿，因此在設計容器時

9、必須考慮附加腐蝕裕量來保證滿足使用年限的要求。 </p><p>　　4.制造、檢驗、操作和維修方便。提出這一要求的目的，一方面是基本安全性的考慮，因為結(jié)構(gòu)簡單、易于制造和探傷的設備，其質(zhì)量就容易得到保證，即使存在某些超標缺陷也能夠準確地發(fā)現(xiàn)，便于及時消除。 </p><p>　　5.經(jīng)濟性。壓力容器的設計，要盡量結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、重量輕、節(jié)約材料以降低制造成本和維修的費用 </p

10、><p>　　三、關于壓力容器的設計方法 </p><p>　　1.常規(guī)設計。常規(guī)設計的理論基礎是彈性失效準則，認為容器內(nèi)某一最大應力點達到屈服極限，進入塑性，喪失了純彈性狀態(tài)即為失效。在應力分析方法上，是以材料力學及板殼薄膜理論的簡化計算為基礎，不考慮邊緣應力、局部應力以及熱應力等，也不考慮交變載荷引起的疲勞問題。所有類型的應力采用同一的許用應力值（通常為1倍許用應力）；為了保證安全，通常采

11、用較高的安全系數(shù)，以彌補應力分析的不足。 </p><p>　　2.分析設計。隨著壓力容器參數(shù)的增高，高強度鋼的采用以及近代計算與試驗技術(shù)的發(fā)展采用彈性失效的觀點使許多問題難于解決，常規(guī)設計的結(jié)果過于保守，設計的結(jié)構(gòu)尚有很大承載潛力。為了適應壓力容器的發(fā)展，必須采用新的失效觀點來解決這些問題。分析設計棄了傳統(tǒng)的彈性失效準則，采用了彈塑性或塑性失效準則，合理地放松了對計算應力的過嚴限制，適當?shù)靥岣吡嗽S用應力值，但又

12、嚴格地保證了結(jié)構(gòu)的安全性。我國的分析設計的標準為JB4732-95《鋼制壓力容器一分析設計標準》，是以第三強度理論即最大剪應力理論為基礎，認為不論材料處于何種應力狀態(tài)，只要最大剪應力達到材料屈服時的最大剪應力值，材料就發(fā)生屈服破壞。 </p><p>　　四、壓力容器設計中容易忽視的問題 </p><p><b>　　1.材料問題 </b></p>&l

13、t;p>　　壓力容器的設計過程中，對容器承受的壓力的能力的有著嚴格的要求。壓力容器所用的鋼材必須要經(jīng)過嚴謹?shù)挠嬎愫头治鰶Q定。在此過程中要考慮壓力容器的設計壓力、設計溫度、介質(zhì)特性、材料的焊接性能、冷熱加工性能、熱處理以及容器的結(jié)構(gòu)外，還需要考慮經(jīng)濟合理性。不能為了增大容器的壓力而一味盲目的提高鋼板的厚度。 </p><p>　　（1）當壓力設計過大時，使設備的殼體壁厚較大，如果還沿用碳素鋼就會導致壁厚增加，

14、質(zhì)量加大，造成成本浪費。一般在以強度控制為主的情況下，當殼體壁厚超過8mm時，應優(yōu)先選用低合金鋼。當設計壓力較小、直徑較大、以剛度控制或以結(jié)構(gòu)設計主時，應盡量選用普通碳素鋼。 </p><p>　?。?）在專業(yè)的鋼制化容器材料選用規(guī)定中規(guī)定“同時符合下列條件的高溫壓力容器主要受壓元件用鋼應按爐罐號，復驗設計溫度下的屈服強度值，其值不得低于相應許用應力值的1.6倍（奧氏體鋼為1.5倍）。包括：設計溫度大于300℃；

15、設計壓力大于1.6MPa；鋼材厚度大于等于20mm：鋼材主要截面以承受一次薄膜應力為主，且其厚度取決于強度計算的結(jié)果?！?</p><p><b>　　2.法蘭問題 </b></p><p>　　法蘭的設計問題上，我國制定有嚴格的規(guī)范。壓力容器設計中的法蘭問題主要是由于設計者對于法蘭的使用不能夠嚴格的按照相關的設計標準進行法蘭的有效選擇，從而導致法蘭問題，例如在使用過

16、程中出現(xiàn)的法蘭變形、泄漏等問題。因此，設計者應該熟悉有關法蘭的設計標準和規(guī)范，準確的進行法蘭類型的選擇。 </p><p>　　3.分氣缸設計問題 </p><p>　　在進行分氣缸設計時，容易忽視分氣缸的出氣口和進氣口之間的有效距離。導致分氣缸不能正常的進行工作。在設計的過程中，設計者應該通過對具體的工藝參數(shù)的計算來確定出兩者之間的距離。 </p><p>　　4

17、.儲氣缸的設計問題 </p><p>　　壓力容器的儲氣缸是用來儲存氣體用的，因此它需要有一定的抗壓能力，因此儲氣缸對于材質(zhì)的要求很高。對于儲氣罐的設計首先要做好其材質(zhì)和尺寸的設計。儲氣罐的罐體直徑和長度之間的比例要控制要求范圍之內(nèi)，合理設計的進行設計，才能使罐體的實際使用性能實現(xiàn)最優(yōu)化。 </p><p><b>　　五、結(jié)束語 </b></p>&l

18、t;p>　　壓力容器的設計必須遵循現(xiàn)行設計規(guī)范，同時設計者應在滿足設計任務幾目標要求的前提下提出最佳的設計方案，使其滿足功能需要，安全可靠，節(jié)約成本。在壓力容器的設計、制造、檢驗過程中。經(jīng)常會有一些對壓力容器的法規(guī)、標準、規(guī)范理解不透徹的地方，因而會出現(xiàn)很多像上述例子的錯誤。對此，我們應不斷地分析、總結(jié)、學習。同時，同行業(yè)應吸取經(jīng)驗和技術(shù)交流，熟悉各項標準、規(guī)范，才會盡量不犯原則性的錯誤，我們的業(yè)務水平才會不斷提高。 </p

19、><p><b>　　參考文獻: </b></p><p>　　[1]劉彩梅.壓力容器制造質(zhì)量控制.科教創(chuàng)新導報,2010. </p><p>　　[2]申長吉.壓力容器設計過程中常見的問題分析[J]. 自動化應用.2011（6）. </p><p>　　[3]丁子榮.劉立峰.壓力容器設計中幾個問題的探討[J].科技資訊.2