浅析压力容器设计存在的问题及解决措施获奖科研报告

浅析压力容器设计存在的问题及解决措施获奖科研报告摘要：近些年，随着工业化水平的不断发展，工业化生产对压力容器的设计和质量提出了更高的要求，压力容器设计的优劣直接影响到容器是否能够达到国家相关标准，因此，压力容器设计工作的意义重大，相关人员必须完成好压力容器的设计工作。本文主要讨论了我国压力容器设计存在的问题和弊端，并根据实际情况提出了相应的改善措施，希望能对有关单位和企业有所帮助。

关键词：压力容器;容器设计;存在问题;改善措施

一、前言

改革开放以来，国家大力发展经济，近几年我国经济快速发展，伴随着经济的发展，科学技术也越来越强，我国也在努力的发展着“中国制造”并争取早日转变为“中国创造”。同时，为了在国际上得到其他国家的认可，不仅在军事上让别的国家刮目相看，还要在经济上提高我国的竞争力和认可度，所以我国必须要提高各个消费品的产品质量。我国的化工、石油等行业普遍都在使用压力容器，原因是这些行业中所生产的成品和所用的原料都是具有毒性、体积较大、并且容易点燃和爆炸，所以如果压力容器设计不合理的话就会造成压力容器的质量不合格，而这些质量不合格的压力容器使用到石油、化工等行业的话就会造成严重的安全事故。所以设计人员一定要非常认识和仔细的设计压力容器，并且严格制造。

二、我国压力容器设计存在的问题和弊端

（一）经济性方面有所欠缺

设计的工作者们在进行压力容器设计的时候，一定要提前做好必要的准备工作，要充分的对压力容器的安全性进行考虑，在选择制造所需要的原材料时，要充分的考虑到原材料之间的焊接、所用设备所能承受的最高温度是多少、每个不同的介质之间的特点以及设计的压力，同时还要对压力容器进行整体全面的分析，例如容器的冷热加工功能和其经济价值、容器的内外部结构尤其是生产容器所需要的成本，因为压力容器的造价成本直接与生产所使用的原材料和最终生产出的压力容器总质量相关，可以说起着至关重要的作用。企业为了实现利润最大化目标，设计人员在进行压力容器设计的时候通常会选择价格较为便宜的原材料进行容器的制造，虽然这样有效地降低了企业的制造成本，但是同时也大大的降低了所生产出的压力容器的质量。

（二）对压力容器的使用寿命上关注不够

通常情况下，我们所使用的产品都有一定的使用寿命，不论是食品还是日常所用的工具，所以显而易见压力容器也是具有一定的使用寿命的，但是一般情况下国家都会要求像压力容器这类机械类机器都拥有较长的使用寿命，因为这类产品在生产过程中的成本是比较高的，而如果产品的使用寿命过短的话无疑会增加生产成本，但是设计的工作人员及其团队在进行压力容器设计的时候，往往会忽略使用寿命这一重要问题，比如对压力容器的有关单位进行标明、对预计使用寿命和所用的生产器具进行标注等等。对于以上所说的这些问题，设计的工作人员及其团队在进行压力容器的设计时，应该充分的考虑压力容器的使用寿命，采用行业认准使用寿命估计法，并考虑压力容器使用寿命的各个影响因素，最终定下压力容器的使用寿命，并此项内容进行明确的标注，比如：哪种原材料会降低压力容器的使用寿命，而哪种优质的原材料能够有效地保障产品的使用寿命。与此同时，设计方案也会影响到压力容器的质量，不同的设计方案会生产出质量不同的压力容器，设计的工作人员或团队，可以在同一材质的情况下，进行不同的设计方案来看看所生产出的压力容器的使用寿命，但是这一方面的问题并没有受到生产企业以及设计人员的重视。

（三）非标法兰设计不够标准

我国目前的设计中是以《压力容器法兰》作为参考依据的，所使用的公称压力小于6.4MPa，对应的公称值直径小于800ml;根据《钢制管法兰、垫片、紧固件》中的提出的标准，其中于较大直径的法兰，公称压力小于16MPa，公称直径小于200ml。以上的标准数值，在实际的操作中是无法对应的，大多数都超过以上的指标，针对这样的情况，设计者要特别注意法兰结构的尺寸，在设计时要仔细精确计算，只有这样才能满足各方面要求。

三、压力容器设计存在问题的改善措施和方法

（一）科学合理的采购材料

改善压力容器的设计，首先要科学合理的采购材料，这也是对设计人员的考验，设计人员要选擇质量过硬、温度承受力较强、耐力较好、焊接功能较好的原材料，材料的好坏，直接影响设计出产品的质量。与此同时，设计人员还要注意，设计在满足相关指标后，在保证经济条件的允许下，在各个细节上要进一步优化容器的使用寿命和使用安全性。

（二）重视设计细节上的把控

人们常说细节决定成败，这话不无道理，所以设计的工作人员或团队在进行压力容器设计的时候，一定要注意设计的细节，在压力容器进行冷处理这一环节上，特别是在温成型和冷成型所使用的原件上，设计的工作人员或团队在设计压力容器的过程中，要充分地考虑到压力容器所要开展的主题，要提前做好相应的准备，在设计时做到心中有数。有的时设计的工作人员或团队在进行压力容器设计时，往往会忽略掉压力容器所使用的封头和接管以及产品附件及逆行热处理工艺编排等一些问题，不能够同时的考虑到这些问题，在设计和制造的过程中没能将细节方面处理到位，从而导致设计出现短板，所生产出的压力容器的使用寿命不够理想，也无法保证压力容器的使用安全性，这将会给后期的使用单位带来严重的安全隐患问题。所以设计的工作人员或团队在对压力容器进行设计的时候一定对压力容器做好必要的细节处理。

（三）设计时坚持区别对待的原则

在涉及人员或团队进行压力容器设计的时候一定要秉持着区别对待的原则，这是十分重要的。就像世界上没有两片同样的雪花一样，不同的压力容器在应力下所表现的失效现象也是不同的。甚至有的时候压力容器在同样的应力情况下，但是因为不同的分布，所形成的失效现象还是会有所不同。压力容器中有着许多的负荷，比如，压力容器自身的重量所产生的压力、容器内外部所形成的不同的压力、容器和外界的温差以及压力容器内部零件所带来的压力等等，所以压力容器承受着许多的负荷，这些不同的负荷通常情况下会在压力容器上通过三个力表现出来：一是初次应力、二是二次应力、三是峰值应力。这三种力的出现情况是不一定的，有时会一起出现有时会单独出现，所以要分不同的情况来进行对待。

四、结束语

通过以上内容我们可知：压力容器设计的优劣直接影响到容器是否能够达到国家相关标准，因此，压力容器设计工作的意义重大，相关人员必须完成好压力容器的设计工作。本文主要讨论了