１ 压力容器设计
１ ． １ 压 力容 器设计 的 要求
压力容器在石油 、化工产业 的生产过程中应用 很多 ，在复杂的生产工艺过程 中任何设备出了事故
都会 影 响生 产 ，严 重 的可能会 造 成停 产 ，甚 至会 危
造成本 ； ⑤经济性 。压力容器 的设计 ，要尽量结构
简单 、制造方便 、重量轻 、节约贵重材料以降低制
以材料力学及板壳薄膜理论 的简化计算为基础 ，不 考虑边缘应力 、局部应力以及热应力等 ，也不考虑
交 变 载荷 引起 的疲 劳 问题 。所 有 类 型 的应力 均应 采
等恶性事故 ，压力容器工作时内部储存着一定 的能
量 ，一旦发生破坏 ，容器 内部储存的能量将在极短
的时间释放 出来 ，具有极大的摧毁力 ；③预定 的使
用寿命。影响石油化工用压力容器使用寿命的主要
用 同一 的许 用应力值 （ 通常为 ｌ 倍许用应力 ）；为
作 者 简 介 ： 孙 兴梅 ，女 ， 工 程 师 ， 石 油 大 学 本 科 矿 业机 械 专 业 毕 业 ，一 直从 事压 力 容 器 设计 工作 。
因素是化工物料对壳体结构材料 的腐蚀 ，它会使容
订。
器器 壁 减薄 甚 至烂穿 ，因此在 设 计容 器 时必须 考 虑
附加腐蚀裕 量来保证 满足使用年 限的要 求 ；④ 制 造 、检验、安装 、操作和维修方便。提出这一要求 的 目的，一方面是基于安全 』 生的考虑 ，因为结构简
单 、易于制造和探伤 的设备 ，其质量就容易得到保
证 ，即使存在某些超标缺陷也 能够准确地发现 ，便
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第２ 期
江
汉
石
油
科
技
Ｖｏ １ ．２ ３
Ｎｏ ． ２
２ ０ １ ３ 年６ 月
Ｊ Ｉ ＡＮＧＨＡＮ Ｐ Ｅ ＴＲＯ Ｌ Ｅ ＵＭ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ ＮＣ Ｅ ＡＮＤ Ｔ ＥＣ ＨＮ０ Ｌ ＯＧＹ
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０１ ３
压 力容 器 设 计 及 容 易 忽 视 的 问题
图２ ２ ｒ 范 围 内 的 焊 缝
（ 奥 氏体钢 为 １ ． ５ 倍 ）。包括 ：设计 温度 大于 ３ ０ ０
℃ ；设 计 压 力 大 于 １ ． ６ Ｍ Ｐ ａ ；钢 材 厚 度 大 于 等 于 ２ ０
２ 压力容器设计 中容易忽视的问题
２ ． １ 材料的 选用
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石
油
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技
第２ ３ 卷
了保证安全 ，通常采用较高的安全系数 ，以弥补应
力 分 析 的不足 。
１ ． ２ ． ２ 分析 设 计
焊接
板
随着压力容器参数的增高 ，高强钢的采用以及 近代计算与试验技术的发展采用弹性失效的观点使 许 多问题难于解决，常规设计 的结果过于保守 ，设 计 的结构尚有很大承载潜力。为了适应现代压力容
图 １ 垫 板 下 面 的 焊 缝
Ｊ Ｂ ４ ７ ３ ２ － ９ ５《 钢制压力 容器一分 析设计标 准》，是 以第三强度理论即最大剪应力理论为基础 ， 认为不 论材料处于何种应力状态 ，只要最大剪应力达到材 料屈服时的最大剪应力值 ，材料就发生屈服破坏 。 对于压力容器设计所采用的失效准则 ，除弹性失效 准 则 和塑性 失 效 准则 外 ，还有 爆破失 效 、断 裂失 效 以及可靠性设计等。
关键词 ：压 力容 器 ；设计 ； 问题
压力容器投入运行之前 ，要经过设计 、制造 、 检验 、安装 、运行监督等多个环节，设计是其 中一 个 十分重要的环节 ，遵照某一实用的标 准和规范。 按我 国标准化法的规定 ，标准可分为国家标准 、行 业标准 、地方标准和企业标准 。为了适应 国家新 能 源 、新材料 、新工艺 、新技术等各个方 面的发展 ， 压 力容器的规 范和标 准要定期 进行审查并做 出修
造 成本 和维修 费用 。
１ ． ２ 压力容 器的设计 方 法
１ ． ２ ． １ 常规 设 计
及人身的生命安全 。因此石油化工用压力容器一般 需要满足以下几个方面的要求 ：①保证完成工艺生 产 。石油化工压力容器必须能 承担工艺过程所要求
的压 力 、温 度 及 具 备 工 艺 生 产 所 要 求 的 规 格 （ 直
器 的发 展 ，必 须 采 用 新 的失 效 观 点来 解 决 这 些 问
题 。分析设计放弃 了传统的弹性失效准则 ，采用 了 弹塑性或塑性失效准则 ， 合理地放松 了对计算应力 的过严限制 ，适 当地提高了许用应力值 ，但又严格
地 保 证 了结构 的安全 性 。我 国的分 析设 计 的标准 为
于及时予 以消除；其次 ，这样做的 目的也是为了满
足某些特殊的使用要求 ，如对于顶盖需要经常装拆 的试验容器 ，要尽量采用快拆 的密封结构 ，避免使 用笨重的主螺栓连接 ；又如对于有清洗 、维修内件 要求 的容器 ，需设置必要 的人孔或手孔 ； 再是 ，这 样做 自 然会带来经济上的好处 ，可 以降低容器的制
常规设 计 的理 论基 础 是弹 性失 效准 则 ，认 为 容 器 内某一最 大 应力 点 达到 屈服 极 限 ，进 入塑 性 ，丧 失 了纯弹性 状 态 即为失 效 。在应 力分 析 方法 上 ，是
径 、厚度 、容积 ） 和结构 （ 开孔接管有强烈 的 腐蚀性 、毒性 ， 容易燃烧引起火灾 ，甚至发生爆炸
孙 兴梅
（ 承德江钻石油机械有 限责任公 司 ，河北 承德 ０ ６ ７ ０ ０ ０ ） 摘 要 ：在设计压力容器时，都应该参照有关的国家规范和标准的最新版本。设计 的正确 、合理与否，
不仅 涉及到制造、检验等环节的难 易 程度 ，影响到压力容器产品的制造成本和运转费用，而且直接 关系到产 品运行的可靠性。及 时解决压力容器设计在材料的选用和制造、检验 与验收中容易忽视 的问 题 ，在满足设计 任务 目 标要 求的前提下提 出最佳的设计方案， 使其满足功能需要 ，安全可靠，节约成本。