楊龍 徐俊峰 朱珠鳳（杭州汽輪輔機(jī)有限公司，浙江 杭州310000）

壓力容器在許多的領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，壓力容器設(shè)計(jì)的質(zhì)量與行業(yè)生產(chǎn)的安全性有直接的聯(lián)系，如果壓力容器設(shè)計(jì)中存在不合理的情況，很有可能造成壓力容器在使用的過程中發(fā)生爆炸，給企業(yè)帶來嚴(yán)重的損失，嚴(yán)重的還有可能引發(fā)人員的傷亡，所以為了避免這種情況的發(fā)生，必須要提升壓力容器設(shè)計(jì)的合理性，減少壓力容器在使用過程中的風(fēng)險(xiǎn)。

1 壓力容器設(shè)計(jì)中存在的問題

壓力容器是一種非常重要的設(shè)備，在許多的領(lǐng)域都得到了相關(guān)的應(yīng)用，在當(dāng)前壓力容器設(shè)計(jì)的過程中，還存在一些問題，嚴(yán)重的影響了壓力容器的實(shí)用性和安全性，這些問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，在材料的選用上存在問題，壓力容器在使用的過程中，經(jīng)常要承受巨大的壓力，這樣的使用特點(diǎn)給壓力容器的材料帶來了更高的要求，如果壓力容器材料的強(qiáng)度和其他的性能不能符合使用的標(biāo)準(zhǔn)，就非常容易產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)，但是在當(dāng)前的壓力容器設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員對(duì)材料的選用上經(jīng)常出現(xiàn)問題，對(duì)壓力容器對(duì)材料的性能標(biāo)準(zhǔn)不能做到準(zhǔn)確的把握，給壓力容器的使用帶來了很大的風(fēng)險(xiǎn)；第二，壓力容器設(shè)計(jì)的過程中對(duì)腐蝕的情況沒有考慮周全，影響了壓力容器的使用壽命，而且還造成了壓力容器的使用風(fēng)險(xiǎn)；第三，在法蘭的選用上存在問題。法蘭是壓力容器設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，法蘭的作用是連接壓力容器中的各個(gè)構(gòu)件，如果在壓力容器設(shè)計(jì)的過程中，法蘭的選擇存在不合理的情況，會(huì)嚴(yán)重的影響壓力容器的正常使用。

2 提升壓力容器設(shè)計(jì)效果的建議

2.1 加強(qiáng)材料的選用

材料是壓力容器的根本，所以在設(shè)計(jì)的過程中，一定要重視壓力容器的材料問題。壓力容器的常見材料有碳素鋼和低合金鋼，其中用于焊接的兩種材料的碳含量要≤0.25%，硫的含量要≤0.035%，磷的含量與硫的含量相同，而用于壓力容器本體的碳素鋼和低合金鋼中，各種元素的含量略有變化，磷含量要≤0.02%，硫的含量要≤0.03%；壓力容器設(shè)計(jì)材料除了各種元素的含量必須要符合要求以外，也必須要符合國(guó)家相關(guān)部門提出的使用要求，根據(jù)國(guó)家的對(duì)壓力容器的質(zhì)量規(guī)定，在制作好的壓力容器上印制相關(guān)的標(biāo)志；在壓力容器的材料選用上，材料的供應(yīng)商必須要向壓力容器的制造企業(yè)提供材料的合格證書，在合格證書中要注明材料的規(guī)格和其中添加的各種物質(zhì)證書中還要有專門的鋼印，這樣才能保證壓力容器制造材料的合格程度；壓力容器設(shè)計(jì)材料還需要符合相應(yīng)的力學(xué)性能要求，因?yàn)閴毫θ萜髟谑褂玫倪^程中，會(huì)受到巨大的壓力，如果材料的力學(xué)性能不能達(dá)到要求，就可能發(fā)生吧爆炸的危險(xiǎn)。

2.2 做好防腐蝕設(shè)計(jì)

壓力容器通常都是有金屬制成的，在使用的過程中，金屬會(huì)受到不同程度的腐蝕，壓力容器的腐蝕可以為分兩種：特定部位的腐蝕和均勻腐蝕。其中均勻腐蝕大多發(fā)生在暴露在空氣中的大面積金屬面上，而特定部位的腐蝕發(fā)生的原因比較復(fù)雜，其中包含了應(yīng)力造成的腐蝕，氫致腐蝕等等，金屬材料的腐蝕對(duì)壓力容器影響非常的大，會(huì)降低壓力容器的使用壽命，特別是特定部位的腐蝕，除了會(huì)影響壓力容器的正常使用以外，還容易產(chǎn)生一些危險(xiǎn)，所以，在壓力容器設(shè)計(jì)的過程中，必須要靠看腐蝕的問題。在壓力容器設(shè)計(jì)的時(shí)候，要對(duì)腐蝕余量進(jìn)行充分的分析，除此之外，還需要對(duì)其進(jìn)行固定頻率的檢查工作。在進(jìn)行壓力容器設(shè)計(jì)的過程中，要保證壓力容器的金屬外表面盡量的光潔整齊，金屬顆粒分布的要均勻，這樣在使用的時(shí)候，可以使壓力容器的受力均勻，防止其中局部應(yīng)力過大而產(chǎn)生發(fā)的應(yīng)力腐蝕；在壓力容器的制作過程中，要對(duì)氯離子的含量進(jìn)行把控，減少氯離子的含量，可以減少金屬被腐蝕的程度；在壓力容器的內(nèi)壁可以適當(dāng)?shù)耐磕ǚ栏g的涂層，這是一種最直接的金屬防腐蝕方法，防腐蝕涂層可以把壓力容器的金屬層與壓力容器內(nèi)部的氣體進(jìn)行隔離，可以有效的防治壓力容器腐蝕的發(fā)生，還可以在壓力容器制作的過程中加入一些合金元素，提升制作材料的抗腐蝕能力，比如在金屬中加入鉻，就可以有效的提升金屬的抗腐蝕能力，達(dá)到實(shí)際需求的抗腐蝕標(biāo)準(zhǔn)；在壓力容器使用過程中，如果在壓力容器的內(nèi)部或者一些死角部位存在各種雜質(zhì)，這些雜質(zhì)與空氣中的水分和氧氣發(fā)生反應(yīng)，可以產(chǎn)生電離現(xiàn)象，加速金屬的腐蝕，所以在壓力容器設(shè)計(jì)的過程中，可以使用復(fù)合鋼板結(jié)構(gòu)，減少壓力容器中的死角，并且在壓力容器使用完成以后，要對(duì)設(shè)備的出口處進(jìn)行除垢處理，防止各種雜物的沉積造成了金屬腐蝕。

2.3 合理的選用法蘭

在壓力容器中，法蘭是其中的重要構(gòu)件，根據(jù)使用功能的不同，在壓力容器中，法蘭的種類也有很多，其中常見的法蘭有平焊法蘭和對(duì)焊法蘭，這兩種法蘭有存在不同的型號(hào)。其中甲型平焊法蘭的形狀為圓形，直徑在300～2000mm，根據(jù)承受壓力的不同可以分為以下幾個(gè)壓力等級(jí)：0.25MPa、0.6MPa、1.0MPa 和1.6MPa，甲型平焊法蘭的使用溫度為-20℃～300℃；乙型平焊法蘭的壓力等級(jí)與甲型平焊法蘭相同，兩者的差異處就是乙型平焊法蘭的直徑在300～3000mm，使用溫度在-20℃～350℃。甲乙兩種平焊法蘭相比較，乙型平焊法蘭的性能明顯占優(yōu)，它的強(qiáng)度和剛度要大于甲型平焊法蘭；在實(shí)際壓力容器設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)使用性能的需求，對(duì)焊法蘭也是壓力容器設(shè)計(jì)種常用的法蘭形式，長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭的厚度要比其他的法蘭種類更大，所以長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭具有更大的強(qiáng)度。長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭的壓力等級(jí)為零點(diǎn)六到六點(diǎn)四兆帕，同其他的法蘭一樣，長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭同樣是圓形的，其直徑范圍為300～2000mm，長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭對(duì)溫度的適應(yīng)性較強(qiáng)，在-20℃～450℃都可以正常使用；上述的幾種法蘭都有自己的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，其中甲型平焊法蘭的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為JB4701，長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭的標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為JB4703，而異性平焊法蘭的保準(zhǔn)號(hào)為JB4702。在進(jìn)行壓力容器設(shè)計(jì)的時(shí)候，重點(diǎn)要確定法蘭公稱的壓力，這個(gè)壓力的確定要對(duì)法蘭在壓力容器使用的過程中承受的最大應(yīng)力、法蘭的制作材料和壓力容器使用的溫度進(jìn)行細(xì)致的分析，根據(jù)分析的結(jié)果來確定這個(gè)壓力，從而確定法蘭的大小和法蘭的厚度，通常在確定法蘭公稱壓力的時(shí)候，都是在二百攝氏度的環(huán)境下進(jìn)行的，在二百攝氏度的時(shí)候，法蘭可以承受的最大壓力就是法蘭的工程壓力，在法蘭的工程壓力確定以后，根據(jù)相關(guān)的公式來確定法蘭的種類和大小，完成壓力容器設(shè)計(jì)工作。

3 結(jié)語

綜上所述，壓力容器是當(dāng)前許多領(lǐng)域生產(chǎn)的過程中都必須要使用的設(shè)備，在當(dāng)前的壓力容器設(shè)計(jì)過程中，還存在許多的問題，嚴(yán)重的影響了壓力容器的正常使用，還容易造成一些爆炸事故的發(fā)生，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的影響。在進(jìn)行壓力容器設(shè)計(jì)的過程中，一定要合理的選擇材料，加強(qiáng)壓力容器的防腐設(shè)計(jì)，提升壓力容器設(shè)計(jì)的合理性，保證企業(yè)的安全生產(chǎn)。