荆门宏图特种飞行器制造有限公司 湖北省荆门市 448000
摘要：在经济等方面不断发展的背景下，我国从之前各个产品引进转变为自行制造的方向，而面对激烈的市场竞争环境，为了能确保企业保持稳定发展态势的同时，推动我国国际影响力的有效提高，就必须对产品质量提出更高的要求。但是，我国现有的压力容器设计制造体系逐渐暴露出自身的问题和不足。在压力容器制造的过程中，应力集中问题一直是限制其进一步发展应用的重要因素。为了推动压力容器的未来发展，推动应力集中解决方法的应用越来越受到人们的关注。本文就对压力容器设计及制造过程中降低应力集中的措施进行分析。
关键词：压力容器；设计制造；应力集中
1压力容器的应用特点
目前，压力容器被广泛应用于化学工业、石油工业等多个领域当中，并在其中发挥出了重要的作用。在实际应用当中，压力容器能够承受比较大的压力，从而为各类危险品提供一个安全的存放环境。我国作为工业大国之一，石油行业的发展一直是我国关注的重点。压力容器凭借着自身的特点，在其中发挥的作用越来越关键。根据我国压力容器的应用现状，本文对压力容器的应用特点进行了总结：首先，压力容器有极高的安全性需求。在实际应用压力容器的过程中，需要压力容器储藏大量的高度危害性物质，例如易燃易爆气体等。如果压力容器的安全性不足，很容易导致安全事故的发展，进而影响到压力容器的广泛应用。其次，压力容器对专业性的要求很高。压力容器一般被用于存储特殊物质，其中大量的物质具有腐蚀性等特点。不同的储存物质对压力容器的性能特点要求各不相同。因此，压力容器的专业性要求很高。除此之外，压力容器需要多种不同的结构。为了充分满足不同物质的存储需求，压力容器需要设计出多种不同的结构，以实现在不同环境下对不同物质的良好存储，因此提高了压力容器的设计难度。
2压力容器的设计制造发展现状
为满足压力容器的未来发展和应用，压力容器的设计制造一直是人们关注的重点研究课题。我国对压力容器设计制造的发展也一直十分重视，并逐步建立了比较成熟的压力容器设计制造体系。目前压力容器制造工艺已经比较成熟。现有的压力容器制造工艺主要包括原材料验收、切割、焊接、无损检测、后期处理等。经过一系列的工艺处理，才能够保证制造出的压力容器能够充分满足人们的需求。在压力容器制造的过程中，其结构设计受到人们的重点关注。压力容器的结构决定了其工作性能特点与能够承受的压力。如果压力容器的结构设计不当，很容易发生制造质量不达标，无法满足压力容器安全使用的需求等。
3压力容器设计的要求
第一，在进行压力容器设计过程当中，所有的工作人员必须严格按照行业设计规范，将具体的设计制度全面落实到档案内容之中。第二，所设计出来的压力容器，必须与企业实际生产标准相适应，只有控制好压力容器的设计参数，才能在企业生产应用过程中，使得压力容器的承压性能显著提升。第三，对于化工企业来说，其生产过程需要用到的材料大都具有一定的腐蚀性，再加上易燃易爆的特点，为避免后期压力容器使用过程中安全事故的出现，设计工作就必须围绕压力容器的安全性能展开。第四，不管是企业生产当中所应用的何种形式的设备，经过一段时间的使用，必然会出现不同程度的磨损，而相对压力容器来说，因为生产过程所应用的腐蚀性的材料，一旦出现较为严重的腐蚀，当穿透压力容器时，就会对容器的使用寿命造成威胁。对此，在实际设计环节中，设计人员就必须充分考虑压力容器使用寿命延长的重要性，希望能够发挥压力容器性能的同时，尽可能的提高企业的经济效益。
4压力容器制造过程中的应力集中分析
4.1压力容器制造过程中的应力集中问题
应力集中是一种常见的弹性力学问题，也是影响脆性材料实际应用的主要问题之一。在物体应用的过程当中，如果物体存在形状急剧变化的地方，例如缺口、孔洞等，则很容易发生应力集中的现象。当发生此类现象时，物体很容易产生疲劳裂纹等。在部分极端情况下，甚至会出现物体发生静载断裂的情况，从而直接影响到物体的使用。
因此，要尽可能避免应力集中现象的发生。在压力容器制造的过程中，也容易出现此类问题。压力容器的制造需要进行大量的切割、焊接等工作。如果工序处理不当，就会在压力容器上留下形状急剧变化的地方，从而导致应力集中现象的发生。
4.2压力容器制造应力集中问题的影响因素
（1）压力容器的结构设计存在缺陷。压力容器在设计的过程当中，需要对其封头等结构进行设计，以保证压力容器的密封性等。由于部分设计方案的不合理，采用的平盖封头等设计方案很容易出现缺口等，从而导致应力集中现象的发生。
（2）压力容器的制造工艺不完善。由于特殊情况下的应用需求，部分压力容器需要制造棱角结构。此类结构如果处理不完善，很容易导致应力集中现象的发生。而目前广泛采用的工艺处理手段无法充分满足压力容器棱角的制造，也是重要的影响因素之一。
5压力容器制造降低应力集中的方法分析
本文通过分析多方资料，结合时代技术发展的特点，对压力容器制造过程中降低应力集中的方法进行了研究，并对其中的结构设计要点与制造工艺改进方法进行了探讨。
5.1压力容器的结构设计要点
压力容器的结构设计是降低应力集中现象出现的最主要的方法。根据应力集中现象发生的特点，在进行压力容器结构设计的过程中，首先应根据压力容器的实际应用需求，选择合理的结构方案。一般压力容器的结构设计应当首先采用回转壳体和成型封头。此类结构一般采用一体化制造方法，不容易出现缺口等漏洞，从而减少了发生应力集中现象的问题。在部分情况下，压力容器需要进行多件结构的连接。为了避免在连接的过程中发生应力集中的现象，应当尽可能减少不同结构之间的刚度差。根据刚度差的影响因素分析，需要注意的主要包括结构的材料选用、曲率半径、厚度等。在进行压力容器设计的过程中，应当尽可能采用同一种材料进行结构制造，并尽可能保证连接部分的曲率半径等等保持一致。
5.2压力容器制造工艺的改进方法
除了对压力容器的结构设计方案进行优化外，还需要对其制造工艺进行必要的改进，以降低压力集中现象的发生。当前，焊接仍然是压力容器制造中不可或缺的一环，也是保证压力容器制造质量的重要因素。在焊接的过程中，如果不能够实现对余高等因素的控制，很容易导致压力容器的结构不合理，进而发生应力集中的现象。因此在进行压力容器焊接时，要根据现有的技术手段，严格控制余高等。在完成焊接工作后，要根据相关规定对压力容器的焊缝等进行打磨。与此同时，为了保证压力容器的使用质量，应当尽可能避免采用点焊等焊接方式进行压力容器的制造。
6结语
综上所述，为了推动压力容器的应用发展，本文通过分析压力容器的设计制造现状，对其中的应力集中问题进行了研究。在此基础上，本文结合压力容器制造中应力集中问题的影响因素，对其结构设计要点与制造工艺改进方法进行了探讨，希望能够给有关领域的工作人员提供一定的参考价值，以促进压力容器设计与制造工作的顺利开展。
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