壓力容器設計及制造問題分析

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關鍵詞：壓力容器；設計制造；常見問題；應對方案

1壓力容器特點概述

對壓力容器主要特點的梳理，有助于設計人員、生產人員更好地把握壓力容器設計制造的基本要求，對于后續(xù)設計制造常見問題的探討以及應對策略的分析提供方向性引導。

1.1壓力容器安全系數(shù)高

壓力容器作為特種設備，主要應用于高溫、高壓、深冷以及腐蝕性環(huán)境之中，由于涉及到的生產原來大多具備易燃、易爆的化學性質，要求生產企業(yè)在設計、制造的過程中，需要強調壓力容器的安全性，盡量避免生產、使用過程中發(fā)生突發(fā)事故，造成生命財產損失?；谶@種實際，在壓力容器生產設計環(huán)節(jié)需要，從實際出發(fā)，嚴格遵循相關政策法律法規(guī)，規(guī)范設計、生產行為，以保證壓力容器的安全性，從源頭上避免安全事故的發(fā)生[1]。

1.2壓力容器專業(yè)性較強

與其他設備不同，壓力容器設計、制造環(huán)節(jié)有著較強的專業(yè)性，涉及到多個學科領域。通過冶金、力學、機械加工以及自動化等相關理論的高效使用，確保壓力容器可以較好地適應不同場景的使用需求，以保證壓力容器的耐久性。這種特點要求相關企業(yè)以及工作人員，嚴格遵循相關產品設計原則，依托各類專業(yè)技術手段，理順加工制造流程，確保設計、制造各項工作得到順利開展[2]。尤其是考慮到壓力容器的用途多元，對操作壓力、溫度環(huán)境等較為敏感，隨著壓力容器結構設計的日益復雜，設計、制造等環(huán)節(jié)，工作人員往往面臨較大的壓力，依托專業(yè)化知識與技術，有效處理各類問題，確保壓力容器作用的充分發(fā)揮。

2壓力容器設計制造常見問題分析

受到多種因素的影響，壓力容器設計制造過程中，暴露出諸多問題，這些問題的存在，無疑降低了壓力容器的可靠性與穩(wěn)定性。為改善這種局面，需要立足于實際，系統(tǒng)性總結、分析壓力容器設計制造常見問題，提升了壓力容器設計制造的指向性。

2.1壓力容器選材不合理

壓力容器在設計制造工作開展之前，為從源頭上進行質量問題的把控，工作人員需要結合壓力容器的使用場景，對壓力容器的材料開展選型工作，避免因材料選用不合理而引起的壓力容器質量問題。例如，部分工作人員在壓力容器設計制造過程中，由于對其使用場景、使用目標把握不清；選用材料性質評估不明；沒有完全按照相關技術規(guī)范以及壓力容器的使用要求執(zhí)行；導致未對材料進行針對性選擇，這種情況如果沒有得到妥善解決，勢必引發(fā)壓力容器在設計、加工環(huán)節(jié)出現(xiàn)各類問題，增加使用風險[3]。

2.2壓力容器壽命較短

從目前使用情況來看，壓力容器性能不夠穩(wěn)定，在使用年限期間，發(fā)生各類故障問題的機率較高。引發(fā)這種情況問題的原因在于，設計人員在實際的設計過程中，沒有真正認識到壓力容器使用壽命設計期限，認知層面的缺失，使得壓力容器在后續(xù)的設計、制造環(huán)節(jié)，沒有形成完備的技術機制來應對使用期限內出現(xiàn)的各類問題，不僅影響了正常的設備使用，又縮短了使用壽命[4]。盡管部分企業(yè)，在壓力容器設計制造過程中，明確了壓力容器的使用周期，但是在實際設計環(huán)節(jié)，過度依賴過往工作經驗，這種情況的發(fā)生，無疑擾亂了壓力容器正常的設計、制造流程，對于現(xiàn)階段壓力容器制備體系的完善、升級產生了消極影響。

2.3壓力容器法蘭設計缺陷

壓力容器在設計與制造過程中，暴露出法蘭設計缺陷，尤其在法蘭結構的尺寸以及強度等方面存在較為明顯的問題。從過往經驗來看，壓力容器法蘭結構的安全性與穩(wěn)定性，對于整個壓力容器的實用性有著深遠影響。例如部分工作人員在壓力容器法蘭設計環(huán)節(jié)，沒有嚴格按照技術指標，對法蘭尺寸做出針對性性的細化調整，導致部分法蘭在設計中，出現(xiàn)法蘭與壓力容器匹配度較低的情況。這種情況的發(fā)生，無疑使得壓力容器整體結構出現(xiàn)下降的趨勢。在高溫、高壓等極端環(huán)境下，法蘭極易發(fā)生破損，進而誘發(fā)整個壓力容器結構問題的發(fā)生。這就要求在法蘭設計環(huán)節(jié)，需要立足于實際，針對于法蘭的基本情況以及壓力容器的使用場景，進行針對性的設計以規(guī)避法蘭設計缺陷，為后續(xù)設備整體設計、制造活動的開展提供方向性引導。

2.4壓力容器熱處理不當

壓力容器設計與制造環(huán)節(jié)，需要進行熱處理的頻率相對較高，熱處理工作如果沒有得到合理應對，勢必影響壓力容器的規(guī)范性以及合理性。從過往經驗來看，壓力容器在熱處理過程中，一旦沒有遵循操作規(guī)范進行熱處理，將導致設計方案的成效難以全面發(fā)揮。同時壓力容器熱處理環(huán)節(jié)在整體制造方案中往往存在片面熱處理的情況，導致封頭、殼體等需熱處理受壓元件處理不足，難以真正確保熱處理的成效，對于壓力容器的正常使用、作用發(fā)揮產生了消極影響。

3壓力容器設計制造問題應對方案

壓力容器設計制造問題的應對，需要相關企業(yè)立足于現(xiàn)階段壓力容器設計制造過程中存在問題，在科學性原則、實用性原則的框架下，依托現(xiàn)有的技術手段，進行壓力容器設計制造方案的優(yōu)化調整。

3.1壓力容器材料的科學選型

壓力容器在設計制造工作開始之前，為保證設備性能有效發(fā)揮，減少安全事件發(fā)生的機率，工作人員需要立足于實際，做好材料的選擇工作，從源頭上提升設計制造的水平。在這一思路的指導下，工作人員應當嚴格遵循壓力容器設計制造的基本要求，結合壓力容器的使用場景，對壓力容器的材料做好針對性的選型?？紤]到某些情況下，壓力容器使用的材料可能存在數(shù)量不足的情況，一旦在短時間內，無法快速采購，應當嚴格做好替代材料的選擇。替代材料選擇環(huán)節(jié)與使用環(huán)節(jié)，需要認真反復地做好評估工作，確保替代材料的使用不會影響壓力容器設計制造成效，切實滿足壓力容器設計制造的基本要求，發(fā)揮材料優(yōu)勢。

3.2壓力容器壽命的有效設計

在壓力容器壽命設計過程中，設計制造人員需要從實際出發(fā)，真正認識到壓力容器使用壽命設計的有效性，遵循科學的方法界定壓力容器使用壽命的數(shù)值。將壽命數(shù)值作為標準，融入到壓力容器設計制造各個環(huán)節(jié)，確保壓力容器質量的提升，減少故障的發(fā)生。在完成壓力容器壽命設計工作后，設計制造人員需要充分考量評估設計制造標準、個人經驗、技術能力等相關要素，立足于壓力容器的使用場景，在完成原材料選型工作后，充分借助計算機技術對壓力容器設計方案作出必要的評估，針對性地完成壓力容器設計方案的細化調整，以確保壓力容器壽命設計更加符合預期。

3.3壓力容器法蘭的準確計算

壓力容器法蘭設計過程中，為解決法蘭設計缺陷，在設計制造過程當中，需要認真做好相關工作，以此為出發(fā)點，吸收借鑒過往有益經驗，認真做好壓力容器法蘭參數(shù)計算工作。例如工作人員可使用ANSYS有限元分析軟件完成壓力容器法蘭參數(shù)的計算與確定工作，快速掌握法蘭受力結構以及荷載分布，切實增強壓力容器法蘭的結構強度以及實用性。

3.4壓力容器熱處理的規(guī)范

壓力容器熱處理環(huán)節(jié)，需要設計制造人員對壓力容器的設計方案作出評估，確保熱處理規(guī)范得以落實，以增強熱處理效能。同時，在壓力容器熱處理環(huán)節(jié)，還需要從整體性角度出發(fā)，對熱處理工作的內容作出細致調整，根據(jù)計算獲取的相關數(shù)據(jù)，對壓力容器的封頭、殼體等需要熱處理的零部件作出針對性的優(yōu)化調整，實現(xiàn)熱處理方案的有效性，確保壓力容器熱處理成效的穩(wěn)步提升，以更好地滿足現(xiàn)階段壓力容器的實用性，增強壓力容器運行的穩(wěn)定性。

4結語

綜上所述，壓力容器用途較為廣泛，對于工業(yè)生產、生物制藥以及民用生活有著極為深遠的影響。為確保壓力容器實用價值的充分發(fā)揮，減少安全事故的發(fā)生機率，有必要對壓力容器的設計制造機制做出必要的完善，以有效提升壓力容器的使用成效，切實滿足現(xiàn)階段各個領域對于壓力容器的使用需求。文章從多個角度出發(fā)，積極進行深入探討，嘗試構建完備的壓力容器設計制造體系。

參考文獻：

[1]趙力凡，李康.壓力容器設計及制造常見問題淺析[J].百科論壇電子雜志，2020(12):61-62.

[2]謝騰騰.淺談壓力容器設計的常見問題與解決措施[J].中國機械，2019(09):91-92.

[3]付啟輝.淺談壓力容器設計的常見問題與解決措施[J].湖南農機，2020(07):114-115.

[4]楊瑞.淺談壓力容器設計制造安裝安裝常見的問題及解決方法[J].建筑工程技術與設計，2018(05):41-42.

作者：譚琇遙 單位：大連仁海重工有限公司