压力容器设计中有关问题的讨论
关于压力容器设计中常见问题及设计优化的探讨
关于压力容器设计中常见问题及设计优化的探讨摘要：压力容器作为一项重要的特种设备，其设计人员必须严格遵循“安全第一，预防为主”的原则，在全面理解国家的规程和标准的前提下，在设计过程中全面考虑，努力防范并解决设计过程中的种种问题，提高压力容器的使用可靠性，不要使人民的生命和国家的财产受损失。
鉴于此，本文主要对压力容器设计中常见问题及设计优化措施进行相关探讨，仅供参考。
关键词：压力容器；设计缺陷；防范对策一、压力容器的设计原则以及要求一般来讲，压力容器的设计步骤主要是首先要根据客户的使用方面的需求，掌握了容器使用的条件，进而确定设计的参数。
然后进行容器结构方面的分析、选材以及选择合理的标准和规范，同时需要进行容器的强度计算和应力分析，以便确定构件的尺寸和材料，最后便是进行图纸的绘制，提供设计的计算书和其他的技术文件。
一个压力容器，在投入使用之前，都是要经过设计、制造、安全、检验、运行以及维护等多方面的工作，设计是其中重要的环节之一。
压力容器目前广泛的应用于包括化学工业、石油、科研以及能源工业等国民经济发展的各行各业，是一种必不可少的设备。
在压力容器的使用时，尤其以石油和化学工业对其设计要求较高，这主要是由于压力容器在这些行业使用时会涉及到使用安全性，所以使得其设计以及生产的过程都比较复杂，要求设备有过硬的质量指标，才会确保在使用中的安全和功能的发挥。
压力容器设计的主要内容有主体设备的工艺设计以及附属设备的选型设计、设计计算和校核以及容器本体的制造施工以及采取的焊接方式。
所以，压力容器在设计时，需要满足以下的要求：1、满足工艺要求压力容器要求压力、温度和工艺生产中所需要的比如直径、容积以及介质相容性等要求的规格和诸如开口孔以及密封圈等结构，这些方面的要求在其应用于石油行业和化工行业中时是必须要满足的要求。
2、使用寿命的保障由于受到受用条件等外部的侵蚀、物质的腐蚀以及容器自身发生的老化现象等的影响，压力容器其使用寿命都有一定的周期，所以为了确保所承装的物料不泄露、压力容器使用良好，设计人员通常在进行压力容器的设计时候要采取加大安全系数的措施，以便来应对上述因素对于压力容器所造成的使用寿命缩短的影响。
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策1. 引言1.1 背景介绍压力容器是工业生产中常用的装置，用于存储、运输或处理各种气体、液体或固体物质。
在压力容器设计过程中，常常会遇到一些问题，如果不加以注意和解决，可能会带来安全隐患和经济损失。
因此，对于压力容器设计中的常见问题及对策的探讨变得尤为重要。
在压力容器设计中，材料选择不当是一个常见的问题。
如果选择的材料强度不足或者耐蚀性差，容器可能会在工作过程中出现断裂或腐蚀现象，从而导致事故发生。
另外，设计计算不准确也是容易被忽视的问题之一。
如果设计计算不够精确，容器的承载能力可能无法满足实际工作条件，导致容器失效。
此外，几何形状不合理和操作条件考虑不周也会影响压力容器的安全性和稳定性。
为了解决这些问题，需要严格控制材料选择，确保选用符合标准和要求的材料。
同时，进行精确的设计计算，确保容器在工作过程中能够承受各种力的作用。
优化几何形状也是提高容器稳定性的重要措施，可以减少应力集中和减轻负荷。
最后，充分考虑操作条件，包括温度、压力、介质性质等因素，确保容器在各种工况下都能够正常工作。
通过有效地解决压力容器设计中的常见问题，可以提高容器的安全性和可靠性，保障工业生产过程的顺利进行。
在面对不断增长的工业需求和严格的安全要求下，压力容器设计师需要不断总结经验，不断改进设计方法，以确保压力容器的质量和安全性。
2. 正文2.1 压力容器设计中的常见问题在压力容器设计中，常见问题包括材料选择不当、设计计算不准确、几何形状不合理、以及操作条件考虑不周等方面。
材料选择不当可能导致压力容器的强度不足或耐久性不足，从而造成安全隐患。
设计计算不准确可能导致压力容器在使用过程中出现失效或漏气等问题。
几何形状不合理可能导致应力集中、疲劳破坏等问题，影响压力容器的使用寿命。
操作条件考虑不周可能导致压力容器在实际操作中受到过大的压力或温度变化，从而影响其安全性和稳定性。
对策包括严格控制材料选择，确保选择符合压力容器设计要求的材料；精确进行设计计算，确保设计计算符合相应标准和规范；优化几何形状，避免应力集中和疲劳破坏；充分考虑操作条件，确保压力容器在不同操作条件下的安全性和稳定性。
压力容器设计制造的问题及解决对策
压力容器设计制造的问题及解决对策压力容器是一种用来贮存液体或气体的设备，广泛应用于化工、石油、医药、食品等行业。
在压力容器的设计与制造中，存在一些问题需要解决，以保证容器的安全使用。
1. 材料选择问题：压力容器需要根据储存介质的性质和工作条件选择合适的材料。
如压力容器在高温、高压下工作时，需要选择耐高温、耐腐蚀的材料。
解决对策是仔细分析介质特性和工作条件，选择合适的材料。
2. 结构设计问题：压力容器的结构设计需要符合力学原理和工程要求，以承受内部压力和外部载荷的作用。
特别是在复杂工况下，如地震、爆炸等，需要特别关注结构的强度和稳定性。
解决对策是通过合理的结构设计和分析，确保容器在各种工况下的安全运行。
3. 缺陷检测问题：压力容器制造过程中可能存在缺陷，如焊接缺陷、材料内部缺陷等。
这些缺陷可能导致容器在使用过程中发生泄漏或破裂，造成严重的安全事故。
解决对策是对制造过程进行质量控制，使用非破坏性检测技术，如超声波、射线等，对容器进行检测和评估。
4. 压力控制问题：压力容器的工作压力需要得到有效的控制，避免超过容器的承载能力。
解决对策是安装合适的压力控制设备，如安全阀、压力表等，对容器的内压进行监测和控制，避免超压导致事故发生。
5. 检修与维护问题：压力容器在使用一段时间后，需要进行定期的检修和维护，以确保容器的安全性能。
解决对策是建立完善的检修与维护制度，定期对容器进行检查、清洗、维修和更换损坏的部件，及时发现和解决潜在的问题。
6. 法律法规遵守问题：压力容器设计制造需要符合相关的法律法规，如压力容器安全技术监察条例、设备制造许可证等。
解决对策是加强对法律法规的宣传和培训，确保设计制造过程合法合规。
压力容器设计制造的问题主要包括材料选择、结构设计、缺陷检测、压力控制、检修与维护以及法律法规遵守等方面。
解决这些问题的对策是通过合理的工艺和技术手段，保证容器的安全使用，从而保障生产和人员的安全。
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策压力容器是一种特殊的容器，用于贮存或输送高压气体、液体或固体。
在设计压力容器时，需要考虑很多因素，包括容器的形状、大小、壁厚、材料、内部压力、操作温度等等。
然而，即使在设计过程中仔细考虑了这些因素，压力容器仍然会出现一些常见的问题。
本文将介绍这些常见问题及其对策。
1. 底部开口处的应力集中由于底部开口处的几何形状，常常会导致应力集中。
在设计时，可以采取以下对策来避免这个问题：（1）设计椭圆形底部，以减少应力集中。
（2）采用均布支撑，以分散开口处的应力。
（3）控制底部孔口的大小和位置，以允许合适的支撑结构。
2. 焊接质量问题焊接是制造压力容器过程中的一项重要工艺。
焊接质量直接影响容器的强度、密封性和使用寿命。
常见的焊接问题包括焊接缺陷、气孔、夹杂物等。
在设计时，应注意以下事项，以避免焊接质量问题：（1）设计合适的接头类型。
（2）选择合适的焊接方法。
（3）按照压力容器设计规范和焊接标准要求进行焊接。
（4）进行非破坏性检测和金相检测，以保证焊缝的质量。
3. 稳定性和形变问题压力容器在使用过程中受到外力的作用，可能会出现稳定性和形变问题。
在设计时，应注意以下事项，以避免这些问题：（1）选择合适的材料和厚度，以保证容器的稳定性。
（2）进行有限元分析，以评估容器的稳定性和形变。
（3）采取合适的支撑结构，以增加容器的稳定性。
（4）进行加强筋设计，以增强容器的结构强度。
4. 疲劳问题当压力容器受到重复载荷时，容器内部会产生疲劳裂纹。
随着时间的推移，这些裂纹会不断扩大，最终导致容器失效。
在设计时，应注意以下事项，以避免疲劳问题：（2）进行疲劳分析，以评估容器的疲劳寿命和疲劳裂纹扩展速度。
（3）采取合适的措施，以减小容器的应力集中和疲劳载荷。
（4）进行定期检测和维护，以发现和修复潜在的疲劳裂纹。
5. 腐蚀问题由于高压容器常常使用在酸、碱、盐等化学性质比较强的液体或气体中，容器内外表面可能会产生腐蚀。
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策压力容器是工业生产中常见的设备，用于加工、储存和输送各种气体、液体和粉末。
它们承受着高压、高温或低温等复杂的工作环境，因此在设计和制造过程中要特别注意安全性和可靠性。
在压力容器设计中常常会遇到一些问题，下面就让我们来浅谈一下这些常见问题及对策。
一、焊接质量问题焊接是压力容器制造过程中最关键的环节之一，焊接质量直接影响着容器的安全性和可靠性。
常见的焊接质量问题包括焊接缺陷、焊接接头设计不合理和焊接接头处的应力集中等。
为了解决这些问题，首先应该加强焊工的技术培训，提高他们的焊接水平和质量意识；其次要严格控制焊接工艺参数，确保焊接质量符合标准要求；最后要设计合理的焊接接头结构，减少应力集中并提高接头的疲劳寿命。
二、材料选择和损伤问题压力容器的材料选择直接关系到其抗压性能和耐腐蚀性能。
选择不当或材料损伤都会导致容器失效。
为了避免这些问题，首先应该在设计阶段就对材料进行严格筛选和检测，确保材料符合要求；其次要加强对材料的管理和保养，及时发现并处理材料损伤问题；最后要严格按照材料的使用规范来设计和制造压力容器，确保其安全性和可靠性。
三、安全阀和压力表问题安全阀和压力表是压力容器的重要保护装置，它们直接关系到容器的安全运行。
常见的问题包括安全阀和压力表的选择不当、安装位置不合理和维护不及时等。
为了解决这些问题，首先应该对安全阀和压力表的性能和使用要求有清楚的了解，确保其选择和安装符合标准要求；其次要加强对安全阀和压力表的维护保养，及时发现并处理问题；最后要加强对安全阀和压力表的使用管理，确保其在容器运行过程中起到应有的作用。
四、设备结构设计问题压力容器的结构设计直接关系到其承压性能和使用寿命。
常见的结构设计问题包括受力分析不合理、结构尺寸设计不合理和支撑方式选择不当等。
为了解决这些问题，首先应该加强对设备结构设计的理论研究和实践经验总结，确保设计合理性；其次要加强对设备结构的计算分析，确保其受力性能符合要求；最后要结合实际情况对设备结构进行合理优化，确保容器的安全运行。
压力容器设计制造的问题及解决对策
压力容器设计制造的问题及解决对策压力容器是一种常见的工艺设备，在化工、医药、食品等行业都有广泛应用。
随着工业发展的迅猛，压力容器的设计制造也面临着一些问题和挑战。
本文将探讨压力容器设计制造中存在的问题，并提出相应的解决对策。
一、设计问题1.材料选择不当。
压力容器的制造材料通常是金属材料，而不同的工作条件对压力容器材料的性能要求也不同。
选材不当可能导致容器在工作过程中出现失效或事故。
解决对策：对于不同工作条件下的压力容器，应根据具体情况选择合适的材料，并对材料进行充分的测试和验证，确保其符合设计要求。
2.设计强度不够。
在使用压力容器的过程中，可能会受到内部或外部的压力，如果设计强度不够，就会存在安全隐患。
解决对策：在设计压力容器时，必须充分考虑各种工作条件下的压力情况，进行强度计算和模拟分析，确保设计的容器具有足够的强度和稳定性。
3.焊接质量不合格。
焊接是压力容器制造中不可或缺的工艺，焊接质量直接影响到容器的使用性能和安全性。
解决对策：在焊接过程中，必须严格按照相关规范和标准进行操作，保证焊接质量符合要求。
对焊接接头进行全面的检测和检验，确保质量合格。
二、制造问题1.工艺方面存在缺陷。
在压力容器的制造过程中，可能会出现工艺方面的不足，例如工艺流程不合理、设备不足等问题，影响容器的制造质量。
解决对策：在制造过程中，应充分合理规划工艺流程，确保每个环节都符合相关标准和要求。
对关键工艺环节进行监控和控制，及时发现和解决问题。
2.质量管理不到位。
如果在压力容器的制造过程中质量管理不到位，就很容易出现质量问题，导致产品的安全性和可靠性受到影响。
解决对策：建立完善的质量管理体系，对每个制造环节进行严格的控制和管理，确保产品质量满足设计要求。
三、技术问题1.缺乏相关技术人才。
压力容器的设计制造需要丰富的工程经验和专业知识，缺乏相关技术人才会影响产品质量和生产效率。
解决对策：加强人才培养和引进工作，培养一批具有丰富经验和专业知识的技术人才，确保能够满足压力容器设计制造的需求。
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策压力容器作为世界性重点行业之一，其设计与制造涉及众多的工程学科，如力学、材料学、热力学等。
在压力容器设计中，经常会遇到的问题包括：应力集中问题、壁厚计算问题、焊缝质量问题等。
为了保证压力容器的安全可靠性，必须采取相应的对策。
一、应力集中问题应力集中是指物体中的应力，在一个特定的位置上，由于局部几何形状特殊，导致应力值较高。
在压力容器设计中，应力集中问题是常见的设计难点。
针对这一问题，可以从以下方面进行对策：1. 合理布局应力集中问题的部位通常是结构中较尖锐的角部、减薄区等，因此，在设计时应尽可能避免这些部位出现。
若无法避免，则应试图消除危险部位，以使得应力分散均匀。
2. 修边光滑对于边缘加工不平整、存在毛刺等问题的部位，应对其进行修整光滑处理。
这样可以使得应力更加均匀地分布到较大的范围之内，从而减小应力集中现象的发生概率。
3. 采用异形截面材料由于异形材料的截面形状具有弥散应力的作用，从而减轻了应力集中的倾向，因此可以在部位容易产生应力集中的情况下采用异形截面材料。
二、壁厚计算问题在压力容器设计中，壁厚计算以及压力计算是非常重要的环节，它直接关系到压力容器的安全性能。
壁厚计算问题通常包括：1. 薄壁处变形较大在容器的出入口处、凹凸处等地方，由于局部呈现出复杂高变形状态，会导致应力的集中，在此处壁厚必须加厚。
2. 焊缝处应力显著焊缝处通常存在残余应力，且应力集中程度大，需要加大焊缝处的厚度来提高容器的承压能力。
针对壁厚计算问题，需要采取以下对策：1. 采用较高的材料强度在一定的要求下，增加材料的强度可以减轻材料的厚度。
2. 采用多弯管路通过采用多弯管路的方式，可以使流体的压力平稳地通过容器，从而达到减小容器壁厚的目的。
3. 确保材料精度在材料的生产中，要求生产厂家保证精度，这样可以保证在规定要求的情况下，最小化壁厚。
三、焊缝质量问题焊缝质量问题在压力容器设计中也是比较常见的。
压力容器设计制造的问题及解决对策
压力容器设计制造的问题及解决对策压力容器是工业生产中常用的储罐，主要用于储存气体或液体，因此设计制造的质量至关重要。
但在实际生产过程中，往往存在着各种问题。
下面将从设计制造方面探讨一些常见问题及其解决对策。
一、安全阀的设计安全阀是压力容器的重要保护装置。
安全阀的设计不足，就会导致容器发生爆炸等严重后果。
因此，在设计安全阀时，应根据容器的实际工作压力和容积，选用适当的安全阀口径和弹簧刚度，并进行泄压流量计算。
如果条件允许，还可以设置备用安全阀，以增加安全性。
二、焊接质量问题焊接是制造压力容器中不可避免的工艺环节。
焊接质量好坏直接影响容器的使用寿命和安全性。
常见的焊接问题有热裂纹、夹杂、气孔等。
焊接质量问题的解决需要从以下几个方面入手：一是选用合适的焊接材料和焊接工艺，二是严格控制焊接工艺参数，如焊接电流、电压、速度、焊接层数等，三是对焊接过程中发现的问题及时进行处理和解决。
三、材料选择问题选用合适的材料是保证压力容器安全、耐久的前提。
材料选择问题的解决需要考虑多方面因素，如工作压力、工作温度、容器用途、材料成本等。
有时为了提高材料的强度，会采用低温回火等冶炼工艺。
但这种处理会增加材料的脆性，从而降低容器的韧性和抗震性，因此需要对材料进行全面分析和评估。
四、设计参数选择问题选用合适的设计参数能够保证容器的使用寿命和安全性。
但在实际生产中，设计参数选择问题往往比较复杂。
应该根据不同容器的使用情况，科学合理地选取设计参数。
同时也要考虑到未来可能发生的修改和维修等情况，以便保证容器的可靠性和安全性。
总之，设计和制造压力容器需要高度重视安全性问题，尽可能选择合理的材料、依据实际需求确定设计参数、严格执行焊接工艺规范等。
只有这样，才能保证压力容器的可靠性和安全性。
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策
浅谈压力容器设计中的常见问题及对策压力容器设计是工程中涉及到安全性和可靠性的重要环节。
在压力容器设计中，有一些常见问题可能会导致容器的失效或事故发生。
本文将从设计中的常见问题和对策两个角度进行探讨。
常见问题主要包括材料选择、设计参数、焊接和热处理等方面。
在材料选择方面，常见问题包括材料强度和韧性不匹配、耐蚀性不足等。
对策是在设计中充分考虑材料的性能指标，选择合适的材料，并进行详细的材料试验和分析。
在设计参数方面，常见问题包括容器壁厚设计不合理、支撑设计不足等。
对策是进行综合分析和计算，确保设计参数的合理性，并结合实际情况进行调整。
在焊接方面，常见问题包括焊缺陷、焊接变形等。
对策是采用合适的焊接工艺和焊接材料，并进行焊接过程监控和质量检测。
在热处理方面，常见问题包括热处理不当、残余应力等。
对策是在设计中充分考虑热处理的影响，并选择合适的热处理方法，同时进行残余应力分析和控制。
对策包括设计优化、工艺控制和检测监控等方面。
设计优化是指在设计过程中充分考虑容器的使用环境和条件，通过合理的结构和尺寸设计使得容器在使用中具有更好的安全性和可靠性。
工艺控制是指在加工和制造过程中严格控制工艺参数，确保容器的加工质量和性能满足设计要求。
检测监控是指在容器制造和使用过程中进行质量检测和监控，及时发现并处理潜在问题，确保容器的安全使用。
压力容器设计中的常见问题主要包括材料选择、设计参数、焊接和热处理等方面，通过设计优化、工艺控制和检测监控等对策可以避免这些问题的发生，提高容器的安全性和可靠性。
在实际工程中，设计人员需要充分了解和掌握相关知识和技术，并进行充分的分析和验证，以确保容器的设计和制造质量。
压力容器制造常见问题与解决方法
压力容器制造常见问题与解决方法
压力容器是一种重要的设备，常用于各种工业领域，如石油化工、电力、食品加工、制药等。
在使用过程中，压力容器制造常见问题可能会影响设备的安全性和可靠性。
以下将就压力容器制造常见问题及解决方法进行探讨。
一、常见问题
1. 材料选择不当
压力容器的材料选择关系到其使用环境和耐压性能。
在材料选择不当时，会导致压力容器的承压能力不足，引发安全隐患。
2. 制造工艺缺陷
压力容器的制造工艺质量是影响设备安全的重要因素。
若制造工艺存在缺陷，如焊接质量不良、成形工艺不当等，容易导致设备在使用中出现问题。
3. 设计不合理
压力容器设计不合理可能会导致设备结构强度不足或受力不均，影响设备的安全运行。
4. 焊接裂纹
焊接是压力容器制造过程中不可或缺的工艺，而焊接裂纹是较常见的焊接质量问题之一，严重时会导致设备失效。
5. 腐蚀和磨损
压力容器在使用中可能会受到介质腐蚀和磨损，若未能正确预防和处理，则会影响设备的寿命和安全性。
二、解决方法
1. 材料选择
在压力容器的制造过程中，应选择符合国家标准和行业要求的耐压材料，严格按照设计要求进行材料选择，确保设备的耐压性能。
2. 完善的制造工艺
在压力容器的制造过程中，应严格按照相关工艺标准进行操作，确保设备制造过程中无质量缺陷。
3. 合理设计
在压力容器的设计阶段，应充分考虑设备的受力情况和使用环境，确保设计方案合理可靠，提高设备的安全性。
4. 焊接质量控制
在焊接过程中，应严格按照相关标准进行操作，确保焊缝质量良好，避免出现焊接裂纹等问题。
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(4) 提高容器的超压泄放能力 。 压力试验是设计中需要重点考虑的问题 , 是否 可以免除以及如何免除也应作为设计工作中的重点 问题予以考虑 。不应该在设计阶段忽略了应该采取 的措施 ,而在制造完成后免除压力试验 。《压力容器 安全技术监察规程》第 30 条规定 “: 对不能进行耐压 试验和气密试验性试验的 , 应注明计算厚度和制造 及使用的特殊要求 , 并应与使用单位协商提出推荐 的使用年限和保证安全的措施”。在 GB150 的标准 提案中也已经明确规定 “: 是否应免除压力试验 , 应 由设计单位技术负责人批准”。
CPVT 压力容器设计中有关问题的讨论 Vol20. No6 2003
介质流动时对容器材料的冲蚀和磨蚀 。《压力容器 安全技术监察规程》第 32 条规定 “: 为防止压力容器 超寿命运行引发安全问题 , 设计单位一般应在设计 图样上注明压力容器设计使用寿命”。相应的法规 和标准都要求设计者考虑容器设计寿命的问题 , 并 应在图样上标注 。
中图分类号 :T65211 ;TQ05011 文献标识码 :A 文章编号 :1001 - 4837 (2003) 06 - 0001 - 05
Discussion on Some Questions about Design of Pressure Vessel
SHOU Bi - nan (China National Standardization Committee on Boiler and Pressure Vessel ,Beijing 100029 ,China)
1 前言
GB150 —1998《钢制压力容器》实施后 ,国家修订 了《压力容器安全技术监察规程》, 在标准和规程同 时具备的情况下 , 压力容器的设计 、制造 、检验等环 节得到了更为有效的控制 。通过各种标准和法规的 宣贯活动以及标准提案制度的实行 , 我们从各方面 收集了一些标准使用中的问题 , 其内容涉及压力容 器的设计 、制造 、检验及管理等方面 。为了使标准的 使用者更好地运用标准和法规的规定 , 保证压力容 器产品的安全质量 , 全国锅炉压力容器标准化技术 委员会在其网站和相关杂志上先后公布了对《压力 容器安全技术监察规程》和压力容器标准条款的解 释 。本文拟就一些有共性的问题进行讨论 , 以期更 加深入地理解标准和法规条款的含义 , 使业内人员 在压力容器设计 、制造 、检验等环节正确地运用标准 和法规 。
压力容器的设计寿命是一个复杂的问题 , 涉及 到材料选用 、腐蚀基础数据 、结构设计等一系列设计 因素 ,能否准确地预计 , 反映了设计者的经验和水 平 。笔者认为 ,无论是按果际压力容器设计的惯例 , 还是为了提高设计的水平和权威性 , 都应在图纸上 标注压力容器的设计使用寿命 。
3 压力试验免除问题
pw = min{ pw1 , pw2 , pw3 , pw4} 式中 , pw1 、pw2 、pw3 、pw4 分别为容器圆筒 、封头 、 法兰 、开孔补强等受压元件依据各自的设计条件和
7 材料代用问题 由于我国压力容器材料供应方面的问题以及部
结构尺寸计算所得的相应于该元件的最大允许工作 压力 。对设计者而言 , 是否需要提高容器的超压限 度 ,是决定是否采用最大允许工作压力进行压力试 验的前提条件 。应该说 , GB150 中的最大允许工作 压力定义不够准确 , 在标准提案中已经给出了修订 方案 ,即“该压力是根据容器各承压元件的有效厚度 计算所得 ,且取最小值”。
(1) 压力容器所用材料的低温力学性能 ; (2) 压力容器材料的热处理状态 ; (3) 材料的厚度 ; (4) 容器材料中的应力状态 (实际应力与许用应 力比) 。 根据我国钢材的实际情况和国家对产品安全的 考虑 , GB150 —1998 41217 中已经对低温压力容器界 限做出了相应修正 : (1) 使用温度低于 0 ℃时 : 厚 度 大 于 25mm 的 20R , 厚 度 大 于 38mm 的 16MnR、15MnVR 和 15MnVNR , 任 意 厚 度 的 18MnMoNbR、13MnNiMoNbR 和 Cr - Mo 钢板 ; (2) 使用温度低于 - 10 ℃时 :厚度大于 12mm 的 20R , 厚 度 大 于 20mm 的 16MnR、15MnVR 和 15MnVNR 。 上述范围内的压力容器已经被列入低温压力容 器的管辖范围 ,其制造 、检验等方面的要求应视同于 按 GB150 —1998 附录 C 要求的压力容器 。应该说 , 目前的低温容器界定方法不是具有充分科学依据 的 ,我们将在研究的基础上 , 参照国际标准 , 制订更 为合理的规定 。
GB150 —1998 3131512 明确给出了设计者应考 虑容器设计寿命的条款 :“应根据预期的容器寿命 和介质对金属材料的腐蚀速率确定腐蚀裕量”, 也就 是说腐蚀裕量等于年腐蚀速率乘以容器设计寿命 。 在腐蚀速率中不仅包括介质对材料的腐蚀 , 也包括
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2 压力容器的设计使用寿命问题
因为压力容器在操作过程中各种操作参数的不 确定性 ,所以对容器的设计寿命难以给出精确的预 期值 。当容器的操作时间超过设计寿命后 , 没有相 应的法规条文规定如何处理压力容器的检验和使用 中其它的问题 ,因此 ,压力容器设计寿命问题一直是 我国设计单位避免涉及的问题 。但由于以下的原 因 ,压力容器的设计寿命事实上是设计者所不能回 避的 : (1) 材料力学性能如高温蠕变和高温断裂对时 间的依赖性 ; (2) 腐蚀裕量中的设计寿命因素 ; (3) 载 荷如周期性载荷等的时间性 。
6 关于焊接接头系数选用问题
焊接接头系数的选取与接头的型式 、无损检测 比例和对容器的要求有关 。主要有以下几个问题 :
(1) 纵向接头与环向接头的型式 、无损检测比例 不一致 。如 :纵向接头采用双面焊 、100 %RT 或 UT, 而环向接头为加垫板的单面焊且无法进行 RT 或 UT 检测 ,在容器的设计计算中应采用纵向接头的焊接 接头系数还是环向接头的焊接接头系数 。
GB150 —1998 第 319 条规定 “: 对不能按 318 的 规定作压力试验的容器 , 设计单位应提出确保容器 安全运行的措施 , 并在图样上注明 。”对此条的理解 问题集中在两点 : (1) 什么情况下压力试验可以免 除 ? (2) 需要采取哪些措施 ?
这里的压力试验是指新造容器的耐压试验 , 包 括液压试验和气压试验 。压力试验免除事实上仅仅 针对那些不可能进行压力试验的现场组焊的大型压 力容器 ,如 :催化裂化装置中的有隔热层的大型反应 器和再生器 ;基础不能承受液压试验时水的重量的 压力容器等 ,不能作为一般在制造厂内生产的压力 容器不进行压力试验的依据 。
(2) 封头拼接接头的焊接接头系数 。GB150 — 1998 10181212 中规定封头拼接接头应进行 100 %UT 或 RT 检测 , 但未规定封头拼接接头的接头系数如 何选取 。封头拼接接头的无损检测要求主要是针对 封头成形时变形较大 ,缺陷容易扩展而提出的 ,与封 头厚度计算无关 。因此 , 尽管封头拼接接头要求 100 %UT 或 RT 检测 ,其合格指标仍按照压力容器的 合格指标而确定 。因此 , 封头拼接接头的焊接接头 系数一般取压力容器的力是根据容器壳体的有效厚度计算所得 , 且取最小值 。按 GB150 —1998 B211 的定义 , 最大允 许工作压力“指在设计温度下 ,容器顶部所允许承受 的最大表压力”。最大允许工作压力的作用是设定 容器超压限度的起始压力 , 充分利用容器的圆整厚 度 ,尽量拉大工作压力与安全阀或爆破片泄放压力 之间的压力差 , 使压力容器的工作更为平稳 。当采 用最大允许工作压力作为设定容器超压限度的起始 压力时 ,在设计中应考虑最大允许工作压力代替设 计压力进行压力试验 。对此 , GB150 —1998 3181111 和附录 B 411 有明确规定 , 问题在于如何计算容器 的最大允许工作压力 。
标 准 规 范
压力容器设计中有关问题的讨论
寿比南 (全国锅炉压力容器标准化技术委员会 ,北京 100029)
摘 要 : GB150 —1998《钢制压力容器》实施以来 ,标准的使用者相继提出了一些标准使用过程中出现 的问题 ,有些是使用者对标准理解的偏差 ,有些是值得讨论的问题 。本文将重点讨论设计中的一些 问题 。 关键词 :压力容器 ;标准 ;法规 ;含义
压力试验免除相当于减少了压力容器制造过程 中的一个检验环节 , 应当采取相应的措施以保证压 力容器的安全质量 。所采取的措施取决于使用者和 设计者对容器的要求 ,一般性的措施如下 :
(1) 提高对压力容器材料的要求 :化学成分 、力 学性能和检验要求 ;
(2) 提高结构设计要求 :尽量采用全焊透接头 、 避免严重的几何不连续 ;
5 最大允许工作压力问题
最大允许工作压力是国际压力容器行业的通用
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第 20 卷第 6 期 压 力 容 器 总第 127 期
4 低温压力容器界限问题
我国的低温压力容器界限一直人为地定义为 - 20 ℃,但其基础是以钢材 U 形缺口冲击试样的统 计数据为依据 。1982 年以后 , 钢材的韧性改用 V 形 缺口冲击试样作为技术指标 ,二者相差很大 ,因此对 我国的低温压力容器界限一直是业内人士争论的焦 点 。按现行压力容器设计理念 , 一台特定的压力容 器是否属于低温压力容器 ,应按以下因素确定 :
Abstract :Since GB150 —1998 steel pressure vessel had been implemented , the user in succession addressed some problems arose in the using. Some of them were comprehensive deviation from the user , some of them should be discussed , the focus of this paper will discuss problems of design. Key words :pressure vessel ;sandard ;laws and regulations ;meaning