文/石麗杰，沈陽東方鈦業(yè)股份有限公司

淺談不銹鋼制壓力容器的設(shè)計

文/石麗杰，沈陽東方鈦業(yè)股份有限公司

文章首先分析了壓力容器壁設(shè)計中需要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實際使用方向來開展。在此基礎(chǔ)上結(jié)合當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用情況，重點介紹需要注意的問題，以及技術(shù)應(yīng)用中所帶來的先進(jìn)功能，幫助提升不銹鋼材料使用效率，在壓力容器生產(chǎn)設(shè)計中達(dá)到更穩(wěn)定效果，滿足制造以及生產(chǎn)中的安全規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

不銹鋼；壓力容器；容器設(shè)計

1 不銹鋼制壓力容器壁厚的設(shè)計

不銹鋼制壓力容器壁厚設(shè)計要建立在使用需求基礎(chǔ)上，壁厚應(yīng)該是均勻一致的，其中不存在夾渣情況，對于使用中容易產(chǎn)生的問題，可以進(jìn)行局部壁厚強化設(shè)計，使用時壓力容器可以應(yīng)對不同壓力，避免自身結(jié)構(gòu)受到壓力破壞影響。設(shè)計方案中計算出的厚度與實際壓力容器鍛造會產(chǎn)生差異性，例如某不銹鋼壓力容器在設(shè)計規(guī)定的厚度為14mm，實際制造中則規(guī)定厚度不可以小于12mm，是允許存在一定誤差的，只要將誤差控制中在合理范圍內(nèi)便是安全的。除此之外厚度也不能超過14mm，否則將造成材料浪費，焊接接頭處理中按照14mm標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，可能會產(chǎn)生接頭處理不達(dá)標(biāo)的情況，影響到壓力容器內(nèi)部承受能力，當(dāng)壓力達(dá)到峰值時焊接部位可能會發(fā)生開裂的現(xiàn)象，造成最終使用安全性受到影響。壁厚設(shè)計期間需要將不銹鋼材料的允許誤差值標(biāo)記在其中，從而達(dá)到更優(yōu)化效果，壓力容器壁厚度達(dá)標(biāo)并合理選擇接縫處理技術(shù)，是容器生產(chǎn)制造任務(wù)進(jìn)行的基礎(chǔ)部分。

2 不銹鋼壓力容器焊接技術(shù)

2.1 不銹鋼壓力容器焊接接頭處理

根據(jù)壓力容器整體大小來進(jìn)行接頭部分選擇處理，確保接頭部分銜接后強度上可以與其他位置保持一致。接頭部分在焊接前做好清潔工作，確保其中不存在油污等污染物質(zhì)，否則焊接處理銜接程度并不理想。接頭部分的焊接尺寸要保持一致，觀察在焊接過程中是否存在尺寸誤差現(xiàn)象，隨著加工處理進(jìn)行及時調(diào)整，焊接接頭處理是后續(xù)制造任務(wù)開展的基礎(chǔ)，只有達(dá)到這一小鍋后才能展開其他銜接處理。焊接期間還需要避免出現(xiàn)焊稀釋現(xiàn)象，焊接前可以在接頭部分涂抹一層保護(hù)材料，及時焊接溫度很高，也不會因此不銹鋼材料性質(zhì)發(fā)生改變。

2.2 接頭焊接后的損傷檢測

焊接后很容易出現(xiàn)損傷情況，尤其是接縫部分，焊接后需要進(jìn)行損傷檢測，使用熒光材料來進(jìn)行，將材料均勻涂抹在壓力容器表層，當(dāng)存在裂縫缺陷時材料能夠進(jìn)入到焊接部位中，顯示出一條熒光顏色的裂痕痕跡。檢測人員觀察到這一現(xiàn)象后，進(jìn)行接下來的損傷處理，或者進(jìn)行二次高溫融化方法來幫助解決問題，保障不銹鋼壓力容器焊接部分的安全性，接下來所開展的各項設(shè)計任務(wù)也能達(dá)到最佳效果，以設(shè)計方案為基礎(chǔ)所開展的各項焊接任務(wù)可以順利進(jìn)行，幫助提升最終設(shè)計使用穩(wěn)定性。損傷檢測結(jié)表示接下來的維護(hù)方向，以及焊接需要繼續(xù)深入強化的部分。壓力容器根據(jù)不同使用需求，可以進(jìn)行局部針對性的強化，所應(yīng)用焊接技術(shù)也要具有強化效果，使接頭部分焊接強度與壓力容器壁保持一致。

2.3 焊接接頭處的維護(hù)與檢修

焊接接頭部分使用中承受風(fēng)險能力相對薄弱，為避免使用中出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量安全問題，需要定期檢修維護(hù)，在設(shè)計期間對檢修時間做出精準(zhǔn)計算，并確保各項控制計劃中需要繼續(xù)深入完善的部分。要根據(jù)不銹鋼壓力容器實際使用中受到的損傷情況來計算出維護(hù)時間，達(dá)到規(guī)定時間穗壓力容器進(jìn)行損傷檢測，尤其是焊接接縫部分，作為重點維護(hù)部分來檢測，觀察是否由于長時間使用帶來隱患，及時將風(fēng)險隱患排除，壓力容器的使用安全性達(dá)標(biāo)后，將檢測得到的參數(shù)結(jié)果保存到檔案中，從而實現(xiàn)對壓力容器優(yōu)化設(shè)計、制造、使用的目標(biāo)。

3 不銹鋼壓力容器表面設(shè)計制造

3.1 加強材料切割防護(hù)

對不銹鋼壓力容器進(jìn)行切割時，材料尺寸上盡可能避免出現(xiàn)誤差，減少后期切割處理量，壓力容器完整度得到保障后不容易出現(xiàn)加工超量現(xiàn)象，提升原材料使用效率。材料切割需要進(jìn)行精準(zhǔn)的計算，根據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行加工處理，從而達(dá)到最佳處理效果，切割過程中溫度比較高，不加以防護(hù)會造成不銹鋼材料在高溫狀態(tài)下發(fā)生性質(zhì)改變，難以進(jìn)行接下來的加工處理以及防護(hù)，技術(shù)方法選擇是尤為重要的，通過技術(shù)方法之間的相互結(jié)合，來達(dá)到最佳設(shè)計方案落實效果，技術(shù)人員所開展的現(xiàn)場加工優(yōu)化也有了明確的針對對象。

3.2 不銹鋼材料清潔處理

不銹鋼材料化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不容易產(chǎn)生氧化反應(yīng)，在材料投入使用前也需要對表面進(jìn)行清潔處理，使用弱鹽酸對材料表面擦拭，將氧化造成的污染物質(zhì)徹底祛除掉，恢復(fù)材料的表面化學(xué)性能穩(wěn)定性。要注意擦拭的時間與鹽酸反應(yīng)總用量，以免清潔處理過量造成材料表層損傷，影響到最終的壓力容器使用強度。表面清潔處理與不銹鋼材料連接使用是同等重要的，只有材料表面清潔程度達(dá)標(biāo)，才能進(jìn)行壓力容器設(shè)計制造，焊接過程中的接縫處理才更加穩(wěn)固，不會由于氧化物質(zhì)造成焊接期間不銹鋼材料連接不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

3.3 不銹鋼材料機械切割

使用不銹鋼材料制作前需要切割處理，在設(shè)計方案中標(biāo)記好各個部分切割尺寸，并進(jìn)行更深入的尺寸強化，實際操作中受機械工具影響會產(chǎn)生不同程度的誤差，因此設(shè)計方案中會標(biāo)準(zhǔn)誤差循序出現(xiàn)的范圍，將其控制在安全范圍內(nèi)。不銹鋼切割技術(shù)應(yīng)用要重點觀察尺寸是否合理，避免發(fā)生切割超量的問題，保障不銹鋼材料使用性能可以得到良好發(fā)揮，增大壓力容器使用安全性。

4 結(jié)語

由上可知，在腐蝕介質(zhì)和誘因（如劃傷、飛濺、割渣等）存在的條件下，不銹鋼也能與腐蝕介質(zhì)發(fā)生緩慢的化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)被腐蝕，而且在一定條件下的腐蝕速度相當(dāng)快而產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，尤其是點蝕和縫隙腐蝕，不銹鋼件的腐蝕機理主要為電化學(xué)腐蝕。因此，不銹鋼壓力容器在制造過程中應(yīng)采取一切有效措施，盡量避免銹蝕條件和誘因的產(chǎn)生。實際上，許多銹蝕條件和誘因（如劃傷、飛濺、割渣等）對于產(chǎn)品的外觀質(zhì)量也有顯著的不利的影響，在容器制造過程中采取必要的防護(hù)技術(shù)和表面處理技術(shù)加以改善。

[1]張瑞鵬.S32205+Q345R雙相不銹鋼復(fù)合板壓力容器設(shè)計及制造要點[J].石油化工設(shè)備,2016,45(4):85-89.

[2]原守恒.淺談薄壁不銹鋼壓力容器焊接制造難點的控制[J].工程技術(shù):全文版,2016(12):00233-00233.