摘 要:随着我国工业化建设不断深入,压力容器已广泛的运用于各领域中。压力容器的有效运行与其设计质量有重要的关系。文章针对在压力容器的设计过程中如何提高设计质量,避免发生重大损失,提出相关建议。
关键词:压力容器;安全控制;焊接性能;冷热加工性能;分气缸的设计
随着我国的工业化建设,压力容器已广泛运用于能源、军工、石油化工等领域,而且压力容器的介质危害性是其最显著的特性之一。在压力容器的设计中,对专业化的知识要求严格,尤其是压力容器的各零件的标准化、规范化是关系其设计质量的关键因素。如果有些重要的问题被忽视,就会造成压力容器存在诸多的安全隐患,使得压力容器在实际的使用运行中出现严重的安全问题。
一、在压力容器的设计阶段,主要存在以下几个容易忽视的问题。
1材料的问题 在压力容器的使用过程中,对压力容器的承受力有着严格的要求。压力容器的材料应力需求应根据实际工况条件进行计算。在实际的设计中,为了让压力容器能够承受较高的压力,会相应的增加所用钢板的厚度,来提高其抗压能力。但在设计过程中,如果一味的追求压力容器的抗压能力,也是不对的。化工用钢材的选用除考虑设备的设计压力、设计温度、介质特性、材料的焊接性能、冷热加工性能、热处理以及容器的结构外,还需要考虑其经济合理性。盲目地提高钢板厚度是错误的:壁厚增大、质量增加,不仅多用金属材料,而且会导致制造、运输、安装、土建基础等费用的提高,因而提高了总的工程造价。—般在以强度控制为主的情况下,当壳体壁厚超过8mm时,应优先选用低合金钢。当设计压力较小、直径较大、以刚度控制或以结构设计为主时,应尽量选用普通碳素钢。2.HG/T20581—2011钢制化工容器材料选用规定中第5.1.2规定钢材主要截面以承受一次薄膜应力为主,且其厚度取决于强度计算的结果。
2法兰问题 我国在法兰设计上制定了严格的标准规范,对各种法兰都有非常具体的严格要求。在进行压力容器设计时,由于设计者疏于对法兰的使用,不能严格的按照设计标准进行法兰的有效选择,从而导致法兰选择不合理,比如在使用过程中,法兰变形、泄漏等,严重影响了设备的使用寿命。而且从压力容器的受力情况来看,不同类型的法兰,其受力的侧重点是不一样的。因此,设计者应该准确的选择法兰的类型。在选择标准设备法兰时,首先应根据压力容器的介质特性、温度、压力来选取相应的法兰材料、压力等级及法兰型式等。材料的选取要在整个容器选材时统一考虑,尤其在进行压力等级选取时,一定要按照标准法兰的最高工作压力,注意相应的适用范围和附加要求。
3分气缸的设计问题 在进行分气缸设计时,容易忽视分气缸的出气口和进气口之间的有效距离。在设计的过程中,应根据具体的工艺参数,确定两者之间的距离是十分重要的。另外合理控制好分气缸的开口和环焊缝之间的距离也是十分重要的。应避免在焊缝处开孔,并保证两者之间有一定的距离,以减小局部应力的影响,进而保障分气缸的正常工作。对于分气缸的支架铺设,不能随意确定支架的位置,要根据设计需求,合理设置,尽量加强支架的稳定性。
4储气罐的设计问题 储气罐的设计,对其罐体的材质有着很高的要求,要选择合理的钢材来满足其抗压的需求。切忌过于追求压力容器的抗压能力,而忽视了材质的选择。同时,在设计的过程中,要充分的考虑储气罐的罐体长度和直径之间的关系,尽量把两者之间的比值控制在设计的要求范围之内,不能过于的追求罐体的直径。
二、解决压力容器问题的措施
1 材料的选择 在材料选择方面,除需要考虑材料的耐蚀性及足够的强度和刚度外,还应考虑其经济合理性,通过选材合理,来降低材料厚度,减少生产成本。另外,良好的稳定结构可以很好的避免抗压力不足或泄露带来的事故。
2 法兰的选择。基于法兰的规格具有严格的规范性,因而在设计时需要注意不同结构部位的法兰选择,因为不同规格的法兰,其受力的情况存在较大的差异。在选择标准法兰时,除根据设备的设计压力、温度及介质特性进行选择外,还应考虑法兰的最大允许工作压力,避免因未考虑法兰的最大允许工作压力而导致法兰选择等级过低,影响设备的安全使用。在设计过程中,应注意法兰标准适用的腐蚀裕量数值,并按标准规范要求做好无损检测。
3 对于分气缸中的问题,主要需要加强出气口和进气口之间的距离控制,在进行设计的时候,需要基于其用途进行合理的计算,这样才能精准地设计其两者的距离。
4.在对于储气罐的设计中,要特别注意储气罐的材质选择和尺寸设计。尤其对于储气罐的罐体直径和长度之间的比值,需要合理的控制在设计的要求范围之内,同时在设计的过程中需要合理的考虑罐体的实际使用性能。
三、结语 综上所述,我们可以知道在进行压力容器的设计时,有诸多的关键技术不能被忽视掉,诸如材料、法兰等问题。而且通过上述的系统论述,可以有效地防止问题被忽视,从而规范压力容器的设计过程,提高压力容器的设计质量。
参考文献
[1]齐和庆.压力容器质量问题分析[J].德州学院学报,2011,(s1).
[2]申长吉.压力容器设计过程中常见的问题分析[J]。自动化应用,2011,(6).
[3]丁子荣,刘立峰.压力容器设计中几个问题的探讨[J].科技资讯,2011,(17).
[4]杜俊香.浅谈压力容器制造过程中常见问题研究[J].才智,2011,(17).