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摘要：压力容器设计制造水平的提升，能够充分满足现阶段工业生产、社会生活的基本要求。基于这种认知，越来越多的压力容器生产企业，在扩大生产规模的同时，积极对现有的设计制造方案作出调整优化，有效排除干扰因素的影响。因此，结合压力容器的特点，对压力容器设计及制造中如何降低应力集中的主要措施，展开了分析和阐述，其目的就是保证压力容器的安全性，为实现良好的生产效益，给予了基础性的保障。
关键词：压力容器；设计；制造；降低应力集中
引言
为提升压力容器的使用成效，满足安全、生产等不同领域，生产企业有必要立足于实际，严格规范设计流程，优化制造体系，有效解决压力容器体系中存在的问题与短板。同时，应力集中一直是压力容器设计及制造过程重点需要解决的问题，只有采取合理、有效的措施，降低应力集中，以此保证压力容器运行的稳定性，实现良好的生产效益。
1压力容器设计及制造过程中的应力集中分析
1.1应力集中问题
压力容器设计及制造过程中应力集中问题的产生，对于压力容器的后期使用造成了直接性的影响，因此，本文针对该项问题的详细内容做出了简要的分析。其实，应力集中问题属于一种弹性力学问题，并且对压力容器中脆性材料造成了严重的影响，大大降低压力容器的安全性和稳定性。同时，压力容器设计及制造过程的时候，如果物体存在形状急剧变化的地方，这样就会很容易发生应力集中问题，并且应力集中问题一旦发生，压力容器很容易出现疲劳，或者在一些极端的情况下，还会发生静载断裂的现象，这样严重影响了压力容器的使用性能。在压力容器设计及制造过程的时候，需要进行大量的切割和焊接等工作，因此如果各项工序存在不合理的现象，就会导致压力容器上形状急剧变化的地方，产生应力集中问题，这样就会对压力容器造成一定的影响，压力容器设计及制造效果下降，其安全性和稳定性无法得到保证。
1.2应力集中问题产生的主要因素
为了有效解决压力容器设计及制造过程中应力集中问题，就需要对其影响因素进行分析和总结，这样才能有针对性的采取解决措施，以此保证压力容器的安全性和稳定性。下面就对压力容器设计及制造过程中应力集中问题产生主要因素进行了研究和描述。从设计的角度来说，主要是压力容器结构设计不合理，导致应力集中问题的产生。同时，在压力容器设计的时候，需要对封头结构进行设计，其目的就是保证压力容器结构的密封性。但是，由于设计的不合理，采用平盖封头等的方式，这样其密封性就会相对较差，很容易出现缺口现象，以此引发应力集中问题。从制造的角度来说，主要就制造工艺的合理想性较差，引发应力集中问题的产生。主要由于环境的不同，对于压力容器要求也是不同的，针对一些特殊环境，要求压力容器带有棱角。但是，在压力容器制造的时候，如果对压力容器棱角处理不够合理，或者效果较差，都会导致应力集中问题的产生，严重影响了压力容器的使用，并且压力容器的安全性和稳定性都会下降，对石化生产造成了一定的影响。
2降低应力集中的主要措施
（1）从压力容器设计的角度出发，通常是采用各类回转壳体和成型封头等，尽可能的不使用矩形截面容器和平盖封头等，这样可以有效提升压力容器结构的密封性，以此降低应力集中问题的产生。
同时，压力容器制造的时候，仅仅需要在特殊环境下，或者需要低压和常压的状态下，才能使用平盖封头，否则就会影响压力容器的使用性能。另外，压力容器设计及制造过程中应力集中分布的情况来看，封头从最好到最差的顺序为：半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、无折边球形封头和平封头等方面，所以需要从材料消耗方面进行分析，是并且没有特殊要求的话，选择椭圆形封头即可，这样可以确保压力容器的安全性和稳定性不受影响。（2）从压力容器边缘角度的出发，首先在压力容器设计及制造过程的时候，需要尽量减少两件的刚度差，进而减少两个连接在内压作用下，所引起的自由变形不平衡的现象，以此降低应力集中问题的产生。同时，由于压力容器的边缘应力集中主要是由几何形状发生突变，并且压力容器结构连续性相对较差，进而弹性变形也不连续，这样边缘两侧壳体的弹性变形相互约束力，以此产生边缘应力集中问题。因此，在压力容器设计及制造过程的时候，应当在均匀荷载的作用下，对两连续件的刚度差做出适当的调节，主要是因为元件的刚度与材料性能、曲率半径、厚度等方面都有着直接性的联系，这样可以促使应力呈现不连续的状态，进而有效解决应力集中问题，以此保证压力容器的稳定性和安全性；其次，由于压力容器边缘应力集中问题具有一定的局部性，所以在压力容器设计及制造过程的时候，需要针对局部做出相应的处理，并且对周围结构进行优化，这样可以在一定程度上起到加强的作用。需要注重压力容器边缘焊接质量，主要是严格落实各项焊接技术，并且对压力容器边缘焊接进行处理，以此保证焊接质量，避免边缘区域产生局部应力集中；最后，在压力容器设计及制造过程的时候，为了减少边缘用力，需要将较厚的圆筒在一定范围内进行处理，这样可以降低异常的产生。在焊接完成以后，需要做好相应的检查，判断其中是否存在异常，如果有需要立即进行处理，这样才能保证良好的压力容器设计及制造效果。另外，需要在压力容器平盖上设置一个圆槽，这样可以有效减少两个连接件之间相连的刚度差，以此确保压力容器边缘应力分布的均匀性。将对角焊接缝转变成对接焊接，这样可以有效提升焊接的条件。（3）从压力容器棱角的角度来说，在压力容器设计及制造过程的时候，需要根据实际需求，将压力容器棱角应力集中降低到最小，主要是尽量加大各类过渡型圆弧的圆角半径，这样可以使尖锐的拐角处于倒棱和倒圆的状态。同时，在压力容器接管的位置，需要除去内部尖锐的金属，并且可以利用等于50%容器的厚度作为半径，这样可以过渡的作用，有助于降低应力集中的效果。需要尽可能的降低局部结构不连续所引起的应力集中问题，这样对压力容器中脆性材料部分就会造成直接的影响。所以，在压力容器设计及制造过程的时候，需要对焊接的余高进行限制，并且根据是相关的规定，将接管端部门进行打磨形成圆角，减少棱角的产生。另外，在压力容器设计及制造过程的时候，应当保证焊接的连续性，并且在压力容器的支座上设置垫板，不能在压力容器的壳体行直接焊接，否者就会产生应力集中问题。里另外，对于机械加工或者焊接导致压力容器所产生划痕、焊疤、弧坑等问题，应当采取修磨是等措施，对压力容器结构进行调整，以此保证压力容器设计及制造过程的效果，提升压力的容器使用的稳定性和安全性。
结束语
压力容器主要是用于危害物质的储存，并且在石化生产中占据着重要的地位，所以在压力容器设计及制造过程的时候，一定要注重、考虑其稳定性和安全性。同时，应力集中问题是压力容器设计及制造过程中较为突出的一项问题，只有明确应力集中问题，应力集中问题产生的因素，才能有针对想性的采取措施，对各项影响因素进行逐一的解决，以此避免应力集中问题的产生，确保压力容器的安全性和稳定性，提升其使用性能，石化生产提供了基础性的保障。
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