[精品]关于压力容器设计中常见问题及设计优化的探讨.doc

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1、关于压力容器设计中常见问题及设计优化的探讨关于压力容器设计中常见问题及设计优化的探讨【摘耍】在压力容器的设计过程中，最重耍的就是设计人员，对于压力容器的选材，到结构设计，受力分析，具体使用方法说明，以及检验维护等方面都要全面考虑，结合各方面影响因素，从而进行最全面的设计。如果在设计过程中，过多采用计算机的辅助设计，对于一些安全规范，设计人员没有很好的理解，将会大大降低压力容器的使用寿命，也会大大降低了压力容器的安全性，对使用者的生命安全造成危害。所以，设计者耍秉承着安全的原则，把预防做为主耍手段，在设计屮全面考量，及时解决出现的问题，保证其设计产品的可靠性，更是对民众生命财

2、产安全的保证。【关键词】压力容器；设计缺陷；防范对策中图分类号：TH49文献标识码：A一、压力容器设计过程中的常见问题1、压力容器的设计使用年限问题从新版的TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》中可以看出，国家已经越来越重视压力容器的设计使用年限（即设计寿命）问题，规程提到为了避免压力容器使用期限超过限定时间导致安全隐患，设计单位必须在设计图纸中明确标注该压力容器的设计使用年限，是新增加的内容，而旧版的规程中则没有明确的强制规定，只是针对有时效性的材料作了此项要求。因而，大多数压力容器的设计单位并没有将设计使用年限问题重视起来，设计者对此问题考虑不够周

3、全，这就导致使用者即使看到了图纸上的设计使用年限,但是出于各种原因，史多的是凭经验和惯例使用，往往忽略了压力容器的这一重耍因素。比如，有些设计者忽略了设备的材料、温度和压力对容器设计使用年限的影响，而使用者则无视操作指南，进行违规操作，导致压力容器使用年限大大减少。2、压力容器设计随材料改变的问题材料的改变影响着整个压力容器的各种属性，材料问题是压力容器设计中的关键环节。而使用材料的改变通常受到以下几个方而的影响:用户的特殊要求、压力容器的周边环境、压力容器的使用人员、容器的大小和外观等。材料对于任何工业设备来说都起着至关重要的作用，而压力容器材料选择的重要性更是超过普通的

4、容器，主要是因为压力容器往往处在高温高压的工作环境中，其材料一旦改变，那么它的内外部受力情况以及耐腐蚀情况都会发生本质的变化。因此，设计者针对不同种类的材料都应该进行不同的受力分析和耐腐蚀检测。然而，设计者在实际操作过程中显然存在一些误区：当设计者被要求将压力容器壁的材料减薄时，设计者会自然而然地重新计算其内外部应力情况，分析变薄之后容器的耐腐蚀程度。但是当材料由薄变厚时，大多数设计者则认为无需重新考虑，也就忽略了容器的各项分析，其实材料变厚的情况下，受力分析仍然十分重要，因为容器壁产生多向拉应力使平面应变成为脆性断裂。3、压力容器设计过程中的热处理问题GB150.4-20

5、11第8章热处理中规定:由钢板冷成形受压元件，在以下条件：盛装具有高危害毒性的介质的容器；图样上说明了有腐蚀性的容器；在成形前不少于16毫米厚度或减薄量不少于10%的碳钢或低合金钢的容器，对其材料要求做冲击试验者屮任一条件之一，且变形率碳钢，低合金钢及其他材料大于5%,奥氏体型不锈钢大于15%,要在其成型后对其釆取热处理，从而恢复材料的性能。多数设计单位都会意识到容器壳体的设计要满足此要求，而在实际设计过程屮，设计人员往往忽略了这一点。二、压力容器设计过程中常见问题的防范措施1、压力容器材料改变问题的对策在压力容器的设计过程中，时常会出现材料的更换情况，其中，设计人员要尤为

6、注意将薄板用厚板替换的情况，对其连接结构的变化有着细致的要求，尤其是加厚的封头和主体间的连接要格外注意，其中不可忽略的环节就是对封头进行削边的处理。另外要注意的是，对于筒体和管板的连接结构，如果厚度有所提高，要特别留意焊接部分的应力变化。还有，由于钢板许用应力与其厚度密切相关，在“以厚代薄”之后，有可能造成压力容器用钢板的许用应力下降，即“以厚代薄”之后强度计算反而不合格，这时就需要重新计算，重新考虑设计方案。2、针对使用寿命问题的防范对策。压力容器的设计使用年限问题必须严格按照新版TSGR0004—2009《

7、古

8、定式压力容器安全技术监察规程》的要求来进行各方面的重新考虑

9、，这是设计者需要遵守的最基本的原则，即每张设计图纸中必须明确写出压力容器的设计使用年限。因此，设计者必须针对设计使用年限问题重新考虑和设计容器的其他方面，提高压力容器的可靠程度，减少安全隐患。设计者一是要考虑容器材料的耐腐蚀能力，利用容器使用材料的最大腐蚀速度和内外部受到的压力差计算出该压力容器的最大腐蚀承受度，确定容器材料的最大腐蚀承受度和最大腐蚀速率之后就可以根据公式计算出容器的安全使用年限。二是要考虑压力容器的外部环境，因为外部使用环境对容器产生的影响不亚于介质的腐蚀。为了保证使用安全,设计者需要在最恶劣的使