压力容器设计常见问题分析及解决措施
摘要：随着我国经济的飞速发展,工业领域取得了巨大的成就。

作为工业设计中
的重要一部分,压力容器的设计也取得了很大的进步。

但是,随着压力容器设计的
发展,压力容器在设计方面出现一些漏洞。

本文将对设计过程中的常见问题进行分析,并提出对应的防范措施,希望能为相关工作者提供一定的借鉴压力容器设计中
时分析其设计合理性成本以及使用的安全性，非常重要。

分析了压力容器设计常
见问题，提出几点提高压力容器使用效率的方法。

关键词：压力容器；设计；常见问题；应对方式
引言
随着压力容器的使用量越来越大，对设计提出了更高的要求，要保证其使用
的安全性，同时还要求经济实惠，同时满足这两个方面，就要进行合理的设计，
采取一个有效的、科学的方法设计压力容器。

而一个符合市场需求的压力容器，
不仅仅是要具备基本功能，同时其使用安全性也是使用者提出的要求。

压力容器
设计中一般包含有结构、刚度还有强度、密封设计等设计内容。

本文就压力容器
设计常见问题进行解剖，并提出几点相应的处理措施。

1压力容器设计常见问题分析
1.1经济性
考虑其安全性能，针对材料的选择，就要考设备温度承受力、设计压力、材
料之间焊接，以及各个介质之间的特性，对于冷热加工性能和容器结构进行整合
分析，同时，还要分析其经济性。

压力容器造价一般与设备材料和总体的质量有
直接联系。

而在设备总质量中，容器壳体质量占有很大一部分，特别是包含有较
大内容的容器，它的壳体质量占有设备质量的80%～90%。

所以，在容器能正常
使用的情况下，在利用材料方面，可以选择一些价格比较低但同样能满足正常容
器的使用，从而有效的降低成本。

1.2材料许用应力跳档
对压力有比较高要求的容器，一般它的封头是比较厚的，而封头的形成存在
减薄量。

容器筒体在热成型过程中，也会出现一定的减薄量。

部分设计人员在进
行这一环节的计算是，对封头和筒体的减薄量没有分析透彻，在制造过程中加入
成形的减薄量，这样就很容易增加材料厚度，直接降低材料的许用应力，设厚度
不足，因此，设计人员在设计过程就要对厚板类型的材料的许用应力跳档等问题
进行分析。

1.3非标法兰设计
将《压力容器法兰》作为参考依据，使用的公称压力小于6.4MPa，而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。

但在实际
设计操作中，针对容器直径和设计压力，一般已经超过了以上所说的指标，对于
这一种现象，设计法兰时，对其结构的尺寸要经过精确计算，以满足强度方面的
要求。

1.4忽视设备使用寿命
一般对任何一个产品的寿命均有要求，特别是像压力容器这样设备（图1），对其使用寿命有着更高的要求，寿命太短会直接增加生产成本，一般对容器寿命
的规定内容包括。

在初步设计时，将有关单位标明好，并标注预计使用的年限，而对于使用过的器具同样要做好标注，这一点往往很容易遭到忽视。

对于设备使用年限的考虑，一般预计使用年限的做法，对使用年限做到一个把控，将对设备使用年限影响的因素考虑在内，比如哪一种优质材料能有效延长压力容器的使用寿命，比较同一材质下，按照标准设计压力容器底部是否会更加坚固，计算公式为：容器底部受到的压强P=P1+P2=ρ液gh+mg/S，并且不一样的设计方案对容器的质量也具有一定的影响，设计者要给予足够的重视。

2压力容器的设计应对方式
面对新技术、新材料的不断发展，给压力容器ResearchandExploration研究与探索·维护与修理中国设备工程2017.01(下)的发展带来一定的挑战。

客户提出更高的技术要求，设计者不得不转变之前的设计观念，为了能最大限度满足用户的要求，可以通过合理的降低对应力计算严格度，可增加许用应力数值，有效提高设备的安全性，进一步的优化其设计，并采取以下几项措施。

2.1材料的选择
压力容器对使用材料的要求比较高，要有良好的温度承受力，要具有较好的耐受力，就需要良好的焊接功能，并做好结构性和密封性工作，所有指标符合指标要求后，在经济状况允许的条件下，对使用安全性能进行优化。

2.2秉持区别对待的原则
设计容器时要重视区别对待。

不同的应力呈现的失效表现是不一样的。

有时即使位于同一个应力中，但是由于分布的有所区别，形成的失效表现也会有所区别。

压力容器中带有许多负荷，像压力容器内部以及外部形成的压力，容器自身的重量，还有容器和外界间的温度差、容器内部零件也会带来一定的压力，容器要承受多种负荷，而多种类型形成的负荷一般在容器上表现为三种力，一是初次应力，二是二次应力，三是峰值应力。

三种应力有时会一起出现，有时候会单独出现，所以，要分情况区别对待。

2.3优化强度属性
当对压力容器承受力的要求比较高，而容器的体积又很大、结构层厚时，一般在这样的情况下不需要采取传统Q245R碳素钢方面的材料，这样反而会增加壁的厚度，无法达到理想的强度，可以使用低合金刚材料。

如果对承受力没有太高的要求，壳体壁厚度没有具体要求，就可以采取一般的碳素钢材料即可。

将两者区别的方法，就是计算壁厚厚度以8mm作为参考条件。

压力容器壁厚方面的计算公式：额定容积=额定装载质量(吨)/密度(吨/立方米)。

同时还会涉及到有效容积的计算方式：有效容积≤额定容积×110%。

2.4重视设计细节
在进行设计时注重细节，在进行热处理时，主要是在冷成型、温成型的压力容器元件方面，设计者在开展设计时，要对设备开展的主题做到心里有数，筒体工艺编排都要进行分析，但有时。

很容易忽视接管和封头及其附件进行热处理工艺编排同样考虑在内，未能将细节方面的处理好，设备设计容易出现短板，从而容器的寿命也并不理想，设备安全性无法得到保障，这对于后期使用带来很大的安全隐患。

因此，设计者在进行容器设计时，要重视设计中的细节处理。

3热处理问题的相关对策
热处理问题力容器设计过程中常出现的问题事实表明,对直径400mm,厚度为20mm的碳钢或者低合金钢对接管进行设计时,应当设计成无缝钢管。

虽然低合金钢卷制从理论的角度出发是满足了设计的相关要求,但是在实际上如果不考虑热处
理,就会影响到压力容器的整体效果与各项功能,导致接管环节出现一系列问题如
果不对碳钢或者低合金钢接管进行热处理，钢板冷卷后,晶粒发生破碎.歪扭的现象。

钢材经过冷却变形之后,虽然提高了其硬度和强度，但是却降低了钢材的塑性。

钢板越厚.直径越小的筒体冷卷后变形率越大,冷作硬化程度越高,钢板的内应力也
越大,塑性下降越大,有产生裂纹的可能以上这些都将威胁到设备的安全运行,这时
通过再结晶退可使钢板的强度和硬度下降,提高塑性,从而改善材料的力学性能。

结束语
以上对压力容器设计常见问题及应对方法进行了分析。

根据设计者的设计水平，优秀的设计者，可对容器设备材料的选择总结出最佳方案，并对容器内部结
构设计以及有关的受力情况进行分析，并做好设备护理工作，延长容器使用寿命，增加其使用安全性，使得设计更具科学。

同时，还有一个需要注意的问题，使用
计算机设计方式和预计数据结果不作为参考，不能根据实际环境变化做出相对应
的调整，这对于压力容器使用时间还有使用者都会带来一定的影响。

所以，设计
者要根据设计有关原则设计要容器，设计过程中，将所有的因素考虑在内，提高
容器质量，保证其正常运行，从而有效的提高生产效率。

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