安伟
中石化江苏石油工程设计有限公司 江苏扬州 225009
摘要：现阶段我国越来越重视压力容器设计制造。为了进一步提高压力容器的设计制造质量，要根据实际情况严格应用原材料，确保压力容器的应用安全性与合规性，遵循国家规章制度，完善企业压力容器的设计制造质量，积极与其他行业进行自主合作，确保所使用材料的合规性，助推压力容器设计制造的高质量。
关键词：压力容器设计制造；典型问题；对策
1导言
压力容器是应用较为广泛的特种设备之一，主要在石油、化工以及医药行业比较常见，且该设备的管理设计与容器的应用效率息息相关，对此需要根据实际情况提升不同产品的运行质量，完善压力容器的制造，减少安全事故的发生，解决该类容器的性能问题，提高压力容器设计制造的合理性。
2压力容器的概述
2.1概念及及重要性
压力容器是可以承受一定的压力的，可以用来装气体或者是液体的一种设备，他承受压力的等级也是不同的，而里面装的一些介质，有的是含有剧毒的，也有无毒的，压力容器的类型也是不同的，有非常多的种类。从现在的实际情况看来，压力容器的应用是十分广泛的，在一些领域中也有十分重要的作用，它有非常特殊的功能性，使用压力容器一定要非常的谨慎认真，如果稍微出现一点失误，就可能造成工作人员身体很大的损害，或者是出现一些财产的损失，这种破坏性是比较强的。所以在设计压力容器的时候，一定要从多方面考虑，要考虑到安全性和可靠性，这样才能够有效地保证生命的安全和财产安全。在进行设计压力容器的时候，要有专业的人员，因为涉及压力容器需要很强的专业性，工作人员要有比较强的专业知识能力和综合素养，不管是在选择材料方面，还是在结构方面，都要进行综合考虑。在安装压力容器的时候，操作人员一定要按照国家的标准进行规范的安装与操作，因为压力容器对于整个操作过程来说都是非常重要的，在设计过程中一定要进行充分的考虑，要提前做好设计方案，进行压力容器设计的时候，才能较好地减少安全隐患，提高压力容器的安全性。
2.2压力容器特点概述
对压力容器主要特点的梳理，有助于设计人员、生产人员更好地把握压力容器设计制造的基本要求，对于后续设计制造常见问题的探讨以及应对策略的分析提供方向性引导。
第一，压力容器安全系数高。压力容器作为特种设备，主要应用于高温、高压、深冷以及腐蚀性环境之中，由于涉及到的生产原来大多具备易燃、易爆的化学性质，要求生产企业在设计、制造的过程中，需要强调压力容器的安全性，尽量避免生产、使用过程中发生突发事故，造成生命财产损失。基于这种实际，在压力容器生产设计环节需要，从实际出发，严格遵循相关政策法律法规，规范设计、生产行为，以保证压力容器的安全性，从源头上避免安全事故的发生。第二，压力容器专业性较强。与其他设备不同，压力容器设计、制造环节有着较强的专业性，涉及到多个学科领域。通过冶金、力学、机械加工以及自动化等相关理论的高效使用，确保压力容器可以较好地适应不同场景的使用需求，以保证压力容器的耐久性。这种特点要求相关企业以及工作人员，严格遵循相关产品设计原则，依托各类专业技术手段，理顺加工制造流程，确保设计、制造各项工作得到顺利开展。尤其是考虑到压力容器的用途多元，对操作压力、温度环境等较为敏感，随着压力容器结构设计的日益复杂，设计、制造等环节，工作人员往往面临较大的压力，依托专业化知识与技术，有效处理各类问题，确保压力容器作用的充分发挥。
3压力容器设计制造典型问题分析
3.1压力容器选材不合理
压力容器在设计制造工作开展之前，为从源头上进行质量问题的把控，工作人员需要结合压力容器的使用场景，对压力容器的材料开展选型工作，避免材料选用不合理，造成压力容器质量问题的发生。例如部分工作人员在压力容器设计制造过程中，由于对其使用场景、使用目标把握不清，材料性质评估不明，导致工作人员没有能够按照相关技术规范以及压力容器的使用要求，对材料进行针对性选择，这种情况如果没有得到妥善基础，势必引发压力容器在设计、加工环节出现各类问题，增加使用风险。
3.2容器压力使用期限
在压力容器设计制造过程中，不同的产品有一定的使用期限，尤其是压力容器等设备。对于该类容器，需要定期进行维护，延长设备的使用期限，若期限过短，生产成本会增加，反之则生产成本会降低。在设计压力容器的过程中，应结合实际情况进行压力容器预测，考虑相关影响压力容器使用期间的因素，例如，与类似的材料相比，哪一种材料可以快速延长压力容器的使用时间或依据相关标准进行自主设计，哪种压力容器更加耐用，不同的设计应用方案会直接影响整个压力容器的最终质量，但其在设计领域中并没得到更多成员的重视。
3.3压力容器设计过程中试验方面存在的问题
随着我国工业的不断发展，压力容器在我国的石油，还有能源领域都有非常多的应用，所以对于压力容器的设计越来越重视，设计的质量要求也在不断地提高。压力容器有一个非常重要的特点，就是它里面的介质是有危害性的，所以，一定要检查压力容器的气密性，是不是完好的，这是非常重要的一个步骤，要进行气密性的试验，看看有没有什么部位出现泄漏性的情况。尤其是对于损害性比较大的压力容器，在使用之前一定要进行气密性的检测，这样才能很好地保证压力容器的安全。设计人员要重视气密性的试验，并且要有专业的知识来进行操作，如果不是专业的人员去进行操作，这样就会造成实验的结果不是很精确，那么，气密性也就不合格，如果用这样的压力容器，就可能导致里面的介质泄漏出来，从而造成非常严重的危害。
3.4压力容器法兰设计缺陷
压力容器在设计与制造过程中，暴露出法兰设计缺陷，尤其在法兰结构的尺寸以及强度等方面存在较为明显的问题，比如选择的法兰压力等级较低，螺栓载荷过大或者过小等问题。从过往经验来看，压力容器法兰结构的安全性与稳定性，对于整个压力容器的实用性有着深远影响。例如部分工作人员在压力容器法兰设计环节，没有严格按照技术指标，对法兰尺寸做出针对性的细化调整，导致部分法兰在设计过程中，出现法兰与压力容器匹配度较低的情况。这种情况的发生，无疑使得压力容器整体结构出现下降的趋势。在高温、高压等极端环境下，法兰极易发生破损、变形、泄露等问题，进而诱发整个压力容器结构问题的发生。这就要求在法兰设计环节，需要立足于实际，针对于法兰的基本情况以及压力容器的使用场景，进行针对性的设计，以规避法兰设计缺陷，为后续设计、制造活动的开展提供方向性引导。
3.5压力容器热处理不当
压力容器设计与制造环节，需要进行热处理的频率相对较高，热处理工作如果没有得到合理应对，势必影响压力容器的规范性以及合理性。从过往经验来看，压力容器在热处理过程中，一旦没有遵循操作规范进行热处理，将导致设计方案的成效难以全面发挥。同时压力容器热处理环节在整体制造方案中往往存在片面热处理的情况，导致封头、壳体等需热处理受压元件处理不足，难以真正确保热处理的成效，对于压力容器的正常使用、作用发挥产生了消极影响。
3.6压力容器设计不符标准
在压力容器设计过程中，设计工作者并没有遵循压力容器设计控制系统的规章制度，并且设计人员对压力容器的设计缺少了解，难以熟悉压力容器本身的安装、维护、操作以及质量管控等。另外，设计人员自身的业务水平过低，也会直接影响整个压力容器的最终质量，对此，需要对该情况进行自主整治，减少或消除压力容器设计控制系统设计不合规导致的其他不良现象。
3.7性价比差
在压力容器的设计过程中，设计工作者要考虑压力容器的安全性与经济性。进行设备选择时，还要考虑设备的存储温度、材料焊接以及结构压力等不同介质的特征，以此考虑不同压力设备容器中的冷热加工所需要耗费的能量。一般来说，在压力容器的设计中，其设计成本会影响材料与容器的质量，设计人员会选择较标准化的压力容器材料，以便实现低经济成本，保证压力容器的最终质量。
4压力容器设计制造控制对策
对压力容器设计制造典型问题应对方案的探讨，要求相关人员坚持问题导向，依托现有的技术手段，吸收过往有益经验，对设计制造体系做出优化，理顺现有的压力容器设计流程，掌握设计制造要点，提升对设计制造典型问题的处理能力。
4.1选择高质量的原材料
在压力容器的设计过程中，设计工作人员应选择耐热性和焊接功能较强的材料，以提高压力容器结构的封闭性以及强度为主要目标。若某种材料的指标都符合要求，在其投入使用时，还要优化容器的安全性指标，确保材料应用的稳定性。选择原材料时，需要与采购人员进行商讨，选择具备资质的供应商，对产品抽样调查，对样品进行评估，为后续选择供应商提供依据。除此之外，供应商的材料到货之后，还需要专业人员对其进行清查，对于无用的材料进行退换货处理，避免其出现在工程施工现场中，并限定供货人员将材料在规定的时间内替换成功。
4.2压力容器寿命的有效设计
在压力容器寿命设计过程中，设计制造人员需要从实际出发，真正认识到压力容器使用寿命设计的有效性，科学界定压力容器使用寿命的数值。将寿命数值作为标准，融入到压力容器设计制造各个环节，确保压力容器质量的提升，减少故障的发生。在完成压力容器寿命设计工作之后，设计制造人员需要充分考量评估设计制造标准、个人经验、技术能力等相关要素，立足于压力容器的使用场景，在完成原材料选型工作后，充分借助计算机技术对压力容器设计方案作出必要的评估，针对性地完成压力容器设计方案的细化调整，以确保压力容器寿命设计更加符合预期。
4.3解决热处理问题
要关注加热技术，也就是所谓的加热方法，因为压力容器的特点，所以热处理在设计中得到了广泛的应用。目前，热处理技术的加热方法有很多，目前常见的主要以液体或者气体燃料作为热源，主要通过相应的介质，将构建压力容器的金属材料或者是复合以及电热等直接的加热方法，还有就是采用液态盐或者金属以及浮材料进行加热和冷却的过程，通过这些过程的处理，从而让运动粒子进行间接的加热，具体的加热方法和压力容器的材料关系材料的纤维组织以及材料的化学成分发生变化，从而达到改变金属或者是复合材料的性能。在这个压力容器设计过程是比较复杂的，热处理技术是众多设计技术中的一个环节，其目的就是改善压力容器设计中的热处理问题。现在有一些压力容器的设计，在设计过程中使用一些可以降低成本的材料，这种设计忽略了热处理问题，虽然也是符合设计要求的，但是，却达不到很好的效果，如果不经过热处理，就会发生一些内部脆裂的现象，大大降低了压力容器的使用效率，压力容器也不能进行安全生产，只有经过了热处理工艺后，钢板才能更加有可塑性，才能够保证压力容器的安全性。
4.4明确设计的基本细节
在压力容器的设计过程中，需要根据实际情况明确和注重设计人员对压力容器设计的基本细节。为了对压力容器进行热处理，要熟悉压力容器的运行原理，设计压力容器冷热成型元件。与此同时，设计人员还需要注重喷嘴和压力容器配件的热处理情况，避免压力容器结构短路，尽可能地保证设备的使用寿命，确保压力容器设备的安全与稳定应用。
4.5遵循设计人员管理体制
在压力容器的设计过程中，需要遵循压力容器控制系统的设计原则，提升设计人员的专业能力以及综合素养，做好设计内容评估。企业还可以聘请专业设计师进行培训，对质量控制以及技术实践知识进行深入了解，提升设计人员的设计水平，增强压力容器的设计质量。若工作人员自身存在较大的技术问题，要提高工程设计人员的技术水平，制订管理操作方案。
4.6压力容器法兰的准确计算
压力容器法兰设计过程中，为解决法兰设计缺陷，在设计制造过程当中，需要认真做好相关工作，以此为出发点，吸收借鉴过往有益经验，认真做好压力容器法兰参数计算工作。例如工作人员可使用ANSYS有限元分析软件完成压力容器法兰参数的计算与确定工作，快速掌握法兰受力结构以及荷载分布，切实增强压力容器法兰的结构强度以及实用性。
4.7提高压力容器设计中的节能降耗
压力容器的设计制造是个复杂的工作，并且压力容器不仅在设计上需要严格把控，其生产安装到使用也需要严格的把控，按照公司与国家的规定严格进行，确保在所有操作过程中的高度规范与严谨。在对压力容器进行设计时，不能一味地追求功耗的降低，要根据实际情况进行综合考量，重点思考压力容器的使用质量以及安全问题，另外，节能降耗要作为重要的参考点。在对压力容器进行设计时，要高度注意各个设计环节的具体要求。首先，压力容器的设计对其使用年限有着直接影响，压力容器若达不到使用的年限或者要求会导致材料的浪费并且提高了经济成本，违背了节能降耗的设计制造理念。在实际应用的过程中，一些废旧的压力容器能够继续使用，可以对其进行相应的维修，验证其是否可以继续使用。对于使用年限较少并且还能够继续使用的压力容器，对其进行维护与改造，继续进行使用，能够降低成本与能耗。其次，经过长时间的发展，对压力容器的设计目前已经基本完善，但是，在实际应用中仍存在着一定的问题，不利于能耗的降低或者安全性的提高，因此，需要对出现的问题进行解决。在对压力容器进行设计的时候，要注意对应力的分配，尽量对应力进行综合分配，减少出现应力不均匀的情况，若出现相应的情况，会难以寻找最大应力点，导致对所使用的材料承受能力的估计难以进行，还会浪费更多的材料，另外，还会对压力容器的整体结构出产生一定的影响，不仅安全性能会受到影响，还会导致制造成本的增加。所以，要在适当的前提下对压力容器的内部设计进行优化，对其应力情况进行分析，将其合理控制在所使用材料的范围内，合理地使用相应的材料提高经济效益，并且达到节能降耗的目标。最后，对于压力容器设计的工作，较为重要的便是确保各项数据的准确性，包括设计的温度以及设计的压力等等，通过相应的数据得出压力容器的设计强度以及刚度等情况，这是压力容器的稳定性以及承受能力的重要指标。另外，还要注意压力容器内部的一些元件的物理与化学特性，这是压力容器设计的重要部分，对其结构设计以及数据的监测有着直接的影响，并且会对压力容器应用过程中的各项数据产生一定的影响。
结束语
总之，当前压力容器作为特种设备，广泛应用于工业生产、社会生活等诸多领域，在实际使用过程中，势必需要相关企业从实际出发，立足于每台压力容器特点，通过对典型问题的深入探讨，尝试建立健全压力容器设计制造体系，带动压力容器设计制造产业的升级。
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