王春艷（天津市禾厘油氣技術有限公司 天津市300451）

前言

在我國，對于工業(yè)上使用的壓力容器設計有著詳細的規(guī)定，一直以來始終存在一部分技術上的難題，有待技術工作者的解決，這是由于我國所提出的技術規(guī)定都是從整個行業(yè)的角度出發(fā)，比較籠統(tǒng)的介紹了相關標準，并沒有考慮到對于不同規(guī)格的壓力容器的設計，設計的內容較為寬泛，需要具體問題具體分析。對于這種現(xiàn)象，設計人員在解決設計問題時，需做到具有針對性，全面、系統(tǒng)、綜合的考慮在設計上可能存在的不足，并以此作為分析的切入點逐漸的修改設計方案，最終符合設計的目標。

一、通用技術簡介

1.平蓋接管開孔補強的計算標準

壓力容器的上部需要在制造時留有一個圓孔，且在受到拉力的作用時，開孔邊緣極易產生一種較大的應力，其力量的大小約為基本應力的兩倍以上，因此在設計壓力容器的過程中，需要在容器的外部利用某些元件，加大平蓋外部的壓強，以便對壓強進行足夠的補充，分散過于集中的應力。平蓋的接管部分需要將內插管與兩側的焊接結構相互結合，補充壓強的大小取決于開孔的直徑。

圖1-1 接管與平蓋連接示意圖

在平蓋設計的過程中，平蓋的接管外徑與兩倍的間隙的距離之和組成了頂部鉆孔的直徑，對于這樣的孔徑選擇，是有條件限制的，這種設計的選擇只適用于非焊透連接。平蓋設計的另一種形式就是全焊透連接，當采用這種焊接形式時，由于兩個元件已經逐漸合成為一個整體，開孔的直徑計算需要考慮到附加量的大小。因此，我們可以得出當平蓋頂端的開孔基準直徑變小以后，用于發(fā)揮補充壓強作用的材料厚度也相應變薄。

2.標準厚度容器其法蘭厚度的計算

在壓力容器設計的有關規(guī)定中，已經明確指出當選擇使用J B 4700-4707這種型號的容器的法蘭時，可不用將其數(shù)值考慮到設計之中。但是對于另外兩種型號的壓力容器，即管殼式換熱器和塔器的設計過程，都必須注意到容器的附加法蘭值對容器制造所造成的影響。對于管殼式換熱器來說，主要是在其固定管板的設計時，要充分考慮到與法蘭墊片相關的參數(shù)與管箱法蘭之間的核算關系；而對于由塔節(jié)構成的塔器而言，法蘭的數(shù)值的計算依據(jù)主要是塔節(jié)所連接的法蘭在疊加了由于地震或者風形成的荷載力，進而導致當量壓力轉換后的情況下，憑借法蘭強度的變化而計算出來的，以此方法計算出的法蘭值，常會遇到厚度不夠的問題。

二、幾種不同類型壓力容器常見的技術問題

1.臥式容器

臥式容器鞍座位置的設計問題。臥式容器是工業(yè)生產中較為常用的一種壓力容器，它的設計結構大多采用雙鞍式支座結構，其中對于支座的設計有著更加具體的要求，有關規(guī)范中指出:支座的中心位置與封頭切線的垂直距離應滿足A≤0.5 R的條件，當不能滿足此條件時，其中A的值也應控制在0.2 L以內。在此公式中，A代表了支座底板的中心位置與封頭切線的垂直距離，一般以毫米為單位；R則代表了容器外殼的平均半徑，單位同上；L則代表了封頭處所形成的切線之間的距離。

根據(jù)這些條件的限制，可以看出容器鞍座位置的設計要滿足A≤0.5 R的條件的要求，從設計結構的角度來說，每個容器的設計都要符合這條規(guī)律，基本不存在其他特殊的情況，因此需要在設計時注意到這一點的限制。

2.塔式容器

對于“最大管線外徑”的確定問題。在塔式容器的設計過程中，其主要容易受到水平方向的風力所產生的載荷作用，進而導致容器的穩(wěn)定性能受到一定程度的影響。塔體的強度決定了其穩(wěn)定性，在計算塔體的直徑時，主要涉及到最大管線外徑，它主要平行的分布于塔體的外部，并對塔體起到很好的固定作用。該管線在迎風的一面會將其所承受的荷載力間接地轉向塔體，這也就意味著塔體的截面上所產生的軸向彎曲力會更大。由此可以看出所謂的“最大管線外徑”指的是分布于塔體上管口直徑最大的部分。有些設計者由于技術上的誤解，會在制造容器的過程中使用過多的材料，造成成本的增加。

3.管殼式換熱器

折流板與支持板的作用問題。在管殼式換熱器的設計過程中，需要注意折流板與支持板所發(fā)揮的作用的不同，二者在外觀形式上較為接近，不能單一的從外表加以區(qū)分，需要深入了解其作用與板的分布的特點。

折流板的作用在于對容器內部介質的流動狀態(tài)加以控制，改善換熱的效果。由于折流板之間的距離較小，無相變的換熱是其主要的應用方向；支持板的作用主要在于支撐換熱管，使其支撐的范圍控制在最大無支撐跨距之內，支持板之間的距離要大于折流板的間距，有相變的換熱是其主要的應用方向。設計者在這一問題上很容易發(fā)生混淆，想要杜絕此問題的發(fā)生，最根本的方法就是熟練掌握設計的技術，充分了解其不同的特點和性能。

結束語

壓力容器的設計過程既要保證加工的工藝水平，同時也要兼顧到技術上的安全性，只有按照國家所規(guī)定的規(guī)章制度，正規(guī)生產才能制造出質量符合標準、性能穩(wěn)定、安全性能較高的壓力容器，從而達到很好的使用效果，本片文章主要介紹的是在化工行業(yè)所使用的壓力容器，在設計過程中由于對方案理解不當可能遇到的種種技術上的問題，并針對不同種類的壓力容器的性能和特點，給出了具有實際效果的解決方法，從而排除了壓力容器在設計環(huán)節(jié)所遇到的各種困難，保證了性能和安全性的統(tǒng)一，為我國今后壓力容器的設計做工作出了一定的貢獻。

[1]桑如苞.關于壓力容器法蘭標準若干問題的建議[J].化工設備設計,1997,（5）:24.