崔一禮
摘 要:壓力容器是工業(yè)生產(chǎn)和生活領(lǐng)域中用到的非常廣泛的一種設(shè)備,其優(yōu)點是具有較強的負荷能力和強度,結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)一定的復(fù)雜度,在使用中具有可靠的安全性。同時,壓力容器由于承受較大的壓力因此存在一定的危險性,因此各相關(guān)部門對壓力容器的設(shè)計、生產(chǎn)、制造以及使用等過程都具有嚴(yán)格的流程規(guī)范,介于此,本文對壓力同期設(shè)計和制造過程中容易出現(xiàn)的問題進行了分析和研究,根據(jù)實際情況針對提出的問題提供了一些合理的解決措施。
關(guān)鍵詞:壓力容器;設(shè)計;制造;措施
壓力容器在工業(yè)生產(chǎn)方面具有重要的意義,特別是在石油化工領(lǐng)域,壓力容器在石油化工方面是承載石油壓力的重要設(shè)備,這就對壓力容器的安全性要求很高,壓力容器的設(shè)計是非常嚴(yán)格的,由于壓力容器的用途不一樣,所以導(dǎo)致壓力容器在質(zhì)量性能等方面也是不同的,這就要求設(shè)計人員在設(shè)計的過程中根據(jù)壓力容器所承受的壓力的大小不同而改變設(shè)計方案,一旦壓力容器的設(shè)計出現(xiàn)了問題,很容易導(dǎo)致壓力容器在工作時出現(xiàn)威脅到施工人員人身安全的情況,所以在設(shè)計壓力容器的時候,一定要仔細多方面的考慮,以確保壓力容器的質(zhì)量。
一、壓力容器設(shè)計與制造要求
1.具有較高的安全性能。壓力容器無論是設(shè)計還是制造環(huán)節(jié),都要嚴(yán)格按照各項標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進行實施,并確保設(shè)計制造的標(biāo)準(zhǔn)實施有強制性和時效性,符合最新的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。壓力容器在投入使用后多處在高溫高壓、腐蝕、真空等環(huán)境,且工作環(huán)境中經(jīng)常存在易燃、易爆、劇毒的介質(zhì)。所以,壓力容器必須具有高安全性。
2.壓力容器設(shè)計高水準(zhǔn)。壓力容器與普通容器最大的區(qū)別就是,設(shè)計過程必須確保專業(yè)化。利用現(xiàn)在軟件進行壓力容器的產(chǎn)品研發(fā)中,必須要求研發(fā)人員首先具備熟練的計算機軟件操作能力,并能夠具有專業(yè)的設(shè)備研究理論,確保設(shè)計過程的高水準(zhǔn)。壓力容器的設(shè)計制造涉及較多行業(yè),無論是機械加工、防腐還是冶金、安全監(jiān)測,都要加強協(xié)作,聯(lián)合確保過程的專業(yè)性,全力保障壓力容器的設(shè)計制造專業(yè)性。
3.容器結(jié)構(gòu)參數(shù)多樣化。壓力容器廣泛應(yīng)用在石油、化工、醫(yī)藥、食品等多個行業(yè),而且每個行業(yè)對容器的結(jié)構(gòu),參數(shù)、功能要求都存在多樣化,所以,壓力容器的設(shè)計制造就要具備多樣性的要求。壓力容器雖然在工藝流程上和外觀形狀上具有較多的相似性,但是還是要根據(jù)各行業(yè)對容器的特殊要求進行參數(shù)的精細化設(shè)計,并從容器結(jié)構(gòu)上進行嚴(yán)格的匹配,做好容器焊接質(zhì)量控制,確保容器規(guī)格能夠符合多樣化要求。
二、壓力容器設(shè)計制造過程中的常見問題
1.容器材料質(zhì)量不符合要求。容器產(chǎn)品質(zhì)量如何,關(guān)鍵的第一步就是做好嚴(yán)格的材料篩選,避免材料問題導(dǎo)致的容器質(zhì)量缺陷,如果選材不對可能會造成嚴(yán)重的事故發(fā)生。
2.壓力容器制造中的變形問題。壓力容器在制作中很容易出現(xiàn)的問題就是變形。出現(xiàn)變形問題的誘發(fā)原因是多方面的。其次,壓力容器在使用中如果被施加的壓力超出了容器自身的承受力,就會導(dǎo)致容器的變形或者裂縫。最后,壓力容器制造過程沒有按照標(biāo)準(zhǔn)的工藝流程進行,加工中出現(xiàn)一定的誤差,這些都會帶來容器的變形問題。
3.焊接工藝流程不達標(biāo)。壓力容器進入到制造階段,最核心的環(huán)節(jié)就是焊接工藝,而焊接工藝的標(biāo)準(zhǔn)性會對容器的質(zhì)量有很大的影響。焊接分橫向和縱向兩種,而在這焊接工藝的選取和實施中就會導(dǎo)致容器的一些焊接缺陷問題。而目前為止,容器的焊接工藝沒有其他形式的代替,所以,焊接工藝是否標(biāo)準(zhǔn),對容器的缺陷程度帶來的影響非常大。
三、壓力容器設(shè)計制造中常見問題解決措施
1.嚴(yán)格控制壓力容器材料質(zhì)量。由以上可知,壓力容器的制造在質(zhì)量上很大程度依賴于材料。所以,必須嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)定及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對容器所用材料進行合理的選取。并結(jié)合不同行業(yè)的實際容器性能需求,對應(yīng)的材料要做合理的篩選。對在材料選取中無法購買的特殊材料用其他材料進行代替時,要對其相關(guān)的參數(shù)進行實驗分析,實驗分析的結(jié)果要形成技術(shù)報告提出申請并經(jīng)技術(shù)專家鑒定通過后才可使用,確保所用材料的性能良好性。所以說,無論是容器所用的原始材料,還是替代材料,都應(yīng)該符合容器的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)要求。并結(jié)合實際的容器使用情況,加強對所有材料各方面的性能檢測。嚴(yán)格把控材料采購關(guān),降低因材料質(zhì)量不符合要求而帶來的容器缺陷問題發(fā)生概率。
2.積極應(yīng)對容器變形問題??紤]到壓力容器在制作過程和焊接環(huán)節(jié)所出現(xiàn)的變形問題,要根據(jù)變形的不同程度和方式來進行焊接工藝的優(yōu)化。當(dāng)壓力容器是通過各種材料組合進行焊接時,首先,要在設(shè)計階段對焊接所預(yù)留的伸縮量進行標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)值設(shè)定,避免因焊接量不符合標(biāo)準(zhǔn)而導(dǎo)致焊接后容器的殼體出現(xiàn)裂縫。為了確保容器能夠具有可靠性,要結(jié)合以往的容器制作經(jīng)驗對容易出現(xiàn)變形的部位采用反向焊接方法來提升其牢固性,降低焊接變形問題。對于因應(yīng)力而造成的容器變形問題,一般是采用熱處理的焊接方式來改善。內(nèi)力的出現(xiàn)一般是源于容器所處的環(huán)境溫度或者壓力較高,所以,焊接中必須做好合理的溫度和壓力控制,確保焊接面各個方位的受熱均勻性。如果壓力容器在設(shè)計中出現(xiàn)了誤差而導(dǎo)致在制作中出現(xiàn)的變形,必須要對容器的模板進行仔細檢查,同時要做好尺寸的匹配,嚴(yán)格的模具和模板尺寸設(shè)置來避免人為錯誤而導(dǎo)致的變形。在容器變形問題的解決上,還要將熱脹冷縮等問題考慮,做好收縮量的預(yù)先設(shè)計,確保制作符合要求。
3.不斷提升焊接工藝水平。焊接技術(shù)水平也是影響壓力容器生產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵,所以在綜合考慮材料質(zhì)量,變形問題等基礎(chǔ)上,還要借助現(xiàn)代技術(shù)手段,對容器的焊接工藝進行不斷地研究和創(chuàng)新,通過精密化和無縫化處理,并借助智能化操控來實現(xiàn)容器的自動化焊接。
四、壓力容器未來的設(shè)計制造趨勢
1.超大容量。壓力容器將向外觀尺寸的超大型發(fā)展,這樣可以通過增加容量來降低容器的生產(chǎn)投入,資源高效利用,并能夠推動生產(chǎn)領(lǐng)域的效率提升,降低運營成本。
2.隨著壓力容器的容量增加,所用材料的性能也會不斷攀升,壓力容器材料的剛性,韌性等性能和安全度將越來越高。
3.壓力容器的設(shè)計將通過數(shù)據(jù)建模形式走向精細化,制造過程也將走向智能化,可以根據(jù)數(shù)據(jù)編程來控制壓力容器的生產(chǎn)參數(shù),提升儀器的生產(chǎn)精度。
五、結(jié)束語
總的來說,現(xiàn)階段壓力容器已經(jīng)成為工業(yè)制造生產(chǎn)領(lǐng)域中最重要的特種設(shè)備之一被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程中,因此在設(shè)計制造中一定要保證其科學(xué)合理性,提高設(shè)計制造的質(zhì)量和水平。所以,必須將這兩個環(huán)節(jié)作為重要過程加以重視,能夠嚴(yán)格的進行質(zhì)量檢驗,并根據(jù)缺陷問題做全面分析和優(yōu)化,做好質(zhì)量隱患的提前預(yù)防,確保壓力容器的設(shè)計、制造高水平。
參考文獻
[1]丁旺.壓力容器設(shè)計及制造常見問題淺析[J].廣東化工,2017(13):327-328.
[2]張國杰,趙振遠.壓力容器設(shè)計若干技術(shù)問題解析[J].化工管理,2016(09):77.
[3]張磊,謝文喆.壓力容器設(shè)計及容易忽視的問題[J].石化技術(shù),2016(10):203,198.
[4]王爭,沈和云,王學(xué)生.對壓力容器最高允許工作壓力的探討[J].化工設(shè)備與管道,2015(2):.22-25.