关于压力容器设计中常见问题和设计优化探析

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1、关于压力容器设计中常见问题和设计优化探析　　【摘要】压力容器设计的合理性不仅影响容器的制造和成本，也影响容器的使用安全，意义重大。本文分析了压力容器设计中常见的问题，并探讨了压力容器的优化设计措施。【关键词】压力容器；设计；问题；优化设计随着经济的发展，压力容器的使用越来越频繁。压力容器的设计一般是要满足使用安全以及使用经济性等基本要求的，这就要求我们在进行压力容器的设计时要选择合理的、科学的设计方法、参数以及材料等等。一个合格的压力容器，不仅需要具备正常的使用性能，其使用的安全性也是极其重要的。压力容器的设计通常包括了其结构、刚度、强度以及密封设计等方面的内容。本文就压力容

2、器在设计过程中出现的问题进行探讨，并分析优化设计的措施。一、压力容器的设计原则以及要求6一般来讲，压力容器的设计步骤主要是首先要根据客户的使用方面的需求，掌握了容器使用的条件，进而确定设计的参数。然后进行容器结构方面的分析、选材以及选择合理的标准和规范，同时需要进行容器的强度计算和应力分析，以便确定构件的尺寸和材料，最后便是进行图纸的绘制，提供设计的计算书和其他的技术文件。一个压力容器，在投入使用之前，都是要经过设计、制造、安全、检验、运行以及维护等多方面的工作，设计是其中重要的环节之一。压力容器目前广泛的应用于包括化学工业、石油、科研以及能源工业等国民经济发展的各行各业，是

3、一种必不可少的设备。在压力容器的使用时，尤其以石油和化学工业对其设计要求较高，这主要是由于压力容器在这些行业使用时会涉及到使用安全性，所以使得其设计以及生产的过程都比较复杂，要求设备有过硬的质量指标，才会确保在使用中的安全和功能的发挥。压力容器设计的主要内容有主题设备的工艺设计以及附属设备的选型设计、设计计算和校核以及罐的制造施工以及采取的焊接方式。所以，压力容器在设计时，需要满足以下的要求：1、满足工艺要求。压力容器要求压力、温度和工艺生产中所需要的比如厚度、直径以及容积等要求的规格和诸如开口孔以及密封圈等结构，这些方面的要求在其应用于石油行业和化工行业中时是必须要满足的要

4、求。62、使用寿命的保障。由于受到受用条件等外部的侵蚀、物质的腐蚀以及容器自身发生的老化现象等的影响，压力容器其使用寿命都有一定的周期，所以为了确保所承装的物料不泄露、压力容器使用良好，设计人员通常在进行压力容器的设计时候要采取加大安全系数的措施，以便来应对上述因素对于压力容器所造成的使用寿命缩短的影响。3、确保使用安全。通常，存储于压力容器中的物料都具有一定的毒性或者是腐蚀性，容易引起火灾的发生，有的甚至会导致爆照等事故的发生，这些物料在压力容器存储的过程中其内部会积累一定的能力，一旦容器自身受到破坏，这些能量将会瞬间释放，产生很大的摧毁力和破坏力，所以需要确保使用安全。4

5、、要具备较好的使用便捷性。使用方便应该是需要贯穿于整个加工、验收、装机以及使用和维护的过程中的。要满足这种要求，就需要降低压力容器使用的危险系数，切实的提高容器的安全性。简单的结构设计，不仅会给加工和检验带来便利，同时也保证了设备的质量，这也会从一定程度上给使用企业日后的维护带来便捷，降低使用成本，给企业带来一定的经济效益。二、压力容器设计过程中常见问题分析61、经济性。压力容器在选择使用材料是，不仅需要考虑到设备的设计温度、设计压力、材料的焊接性能以及介质的特性和冷热加工性能以及容器的结构，还需要考虑到其经济和理性。压力容器的整体造价通常是取决于设备的材质以及总体质量的。在

6、设备的总质量里面，其中壳体的质量占有很大的比例，尤其是那些内容及比较大的容器，其壳体的质量几乎占据设备质量的80%-90%。因此，在保证容器使用要求的前提下，在材料选择时，应该选择那些价格比较低的材料来降低制造成本。除此之外，应该选择合理的结构尺寸，这样可以降低容器壳体的质量，从而实现降低设备造价，最终使得设备建造经济和合理。2、材料许用应力跳档。对于压力要求比较高的容器，其封头通常是比较厚的，封头的成形会有一定的减薄量。容器的筒体在热成型的时候，也存在一定的减薄量。有些设计人员进行这类设计计算的时候，对于筒体以及封头没有考虑到其减薄量，反而是在制造的时候加入成形的减薄量，这

7、样会造成板料厚度的增加，从而降低材料的许用应力，使得设计的厚度不足，所以设计人员在设计的时候需要注意厚板类材料其许用应力跳档等问题。3、非标法兰的设计。根据标准《压力容器法兰》，其主要是适用于公称压力≤6.4MPA，相应的公称直径≤800mm；《钢制管法兰、垫片、紧固件》标准中规定对于较大直径的法兰使用于公称压力≤16MPA，公称直径≤2000mm。可是，在实际过程中，经常会遇到容器的直径以及设计的压力严重的超出了上述的界限，这种情况下就需要设计法兰的时候其结构的的尺寸要通过计算来满足强度方面的要求。三