当前位置: 首页 > 工作计划 > 计划范文

压力容器(收集5篇)

时间:

压力容器篇1

1常见失效机理分析

目前,压力容器失效主要包括韧性破裂、脆性破裂、蠕变破裂等,系统地进行失效分析对实际生产意义重大,具体失效机理分析如下。

1.1韧性破裂失效机理

在断裂之前发生明显的宏观塑性变形的断裂叫做韧性破裂。韧性破裂是金属材料破坏的方式之一。当韧性较好的材料所承受的载荷超过了该材料的强度极限时,就会发生韧性破坏。

(1)失效特征:断口附近有明显的宏观塑性变形;拉伸断口外貌一般呈杯锥状,杯锥底垂直于主应力,锥面平行于最大切应力,与主应力大致成45°角;断口的表面呈纤维状。

(2)失效原因:违章操作;安全附件失灵;容器内异常化学反应;强度不足,材质裂化等。

(3)预防措施:严格管理;按容规装设安全泄压装置;按工艺操作,严禁混料、串料;合理选材,改进工艺。

1.2脆性破裂失效机理

脆性破裂失效是指裂缝在稳定扩展和失稳扩展中,无明显的塑性变形过程而导致的断裂失效。脆性破裂在工程结构中是一种非常危险的断裂。这是由于脆性破裂之前通常无预警信号而突然发生,往往酿成严重的事故和损失。

(1)失效特征:在断裂前没有可以觉察到的塑性变形,断口一般与正应力垂直,断口表面平齐,断口边缘没有剪切“唇口”,或唇口很小。断口的颜色有时比较光亮,有时灰暗。光亮的脆性断口的宏观浮雕有时呈现裂纹急速扩展时形成的放射状的线条(或人字纹花样)。

(2)失效原因:存在温度突变或操作温度低于材料韧性转变温度,结构中存在缺陷,残余应力过大;材质发生晶间腐蚀等严重损伤等。

(3)预防措施:合理选材,严禁低温下使用非低温用钢;改进结构设计,采用热处理等消除残余应力:提高材料抗蚀能力,采取表面防护措施等。

1.3蠕变破裂失效机理

金属材料在恒温恒应力的长期作用下发生缓慢塑性变形的现象称为金属蠕变。由金属蠕变而导致破裂称为蠕变破裂失效。

(1)失效特征。

①存在恒温,恒应力和长时间作用的工作条件,永久变形速度缓慢;②宏观断口有明显氧化色或黑色,有时还能见到蠕变孔洞;③微观断口多为沿晶断裂,没有疲劳条痕特征;④蠕变区显微组织发生强化相溶解等过热现象。

(2)失效原因。选材不当,使用温度高于材料蠕变温度;材质劣化;容器长期高温使用造成材质渗碳等。

(3)预防措施。合理选材,防止超温运行和局部过热;加强材质性能的定期检验;防止超温运行和局部过热,做好剩余寿命分析等。

1.4容器的强度失效

压力容器的强度失效主要是因为容器的材料因为过度使用或者温度过高造成的,如果在容器设计过程中材料选择不当,那给压力容器的使用埋下了安全的隐患,因此合理选用容器材料是预防强度失效的直接措施。为了确保压力容器的安全质量,从压力容器使用的原材料开始都要通过无损检测来进行质量控制。如在选择容器的金属材料方面,其金属板材必须逐张进行超声检测。此超声检测所用的探头为单晶或双晶直探头,主要用于检测金属板材在冶炼和轧制过程中产生的分层白点和裂纹等缺陷。大面积的钢板检测(包括边区检测和面积检测)一般都用充水耦合探头进行。压力容器用钢锻件方面。同时在选择材料过程中,要针对材料的性能,有些压力容器常常耍同强烈的腐蚀介质如酸、碱.盐、有机质溶液和腐蚀气体相接触,这些介质强烈地腐蚀容器材料,使容器寿命缩短。耐腐蚀性及制造工艺性能方面考虑,必须根据标准准则选择合格材料。

1.5容器的刚度失效

作为压力容器使用价值来看,承受压力的能力必须达到一定水准才能在运行过程中起到一定的价值。在容器的设计时,针对容器承受的压力,要提高容器的强度,需要以应力分析进行设计外,一般的是以薄膜应力来确定所需的壁厚。规定塔盘的厚度不小于3mm是防止塔盘的扰度过大以致产生液层厚度偏大,是为了通过液层的气液不致分布不均匀,影响塔盘的分离效率。因此,则从结构形式或尺寸上加以限制。

1.6容器的密封失效

容器的密封失效是指由于泄漏而引起的失效。压力容器在使用过程中,当压力升到一定量的时候,或者当压力容器硬件设置的使用过度,容器就会爆破,致使容器遭到破损。使容器整体的密封性降低。压力容器泄露能严重影响容器的压力承受能力。影响正常工作如何加强压力容器的密封性。在容器设计过程中可以在容器结构上增加密封元件,它放在两个法兰或封头与简体端部的接触面之间借助于螺栓等连接件的压紧力而起密封作用。不同的密封元件和不同的连接件配合,就构成了不同的密封结构。如此一来,对容器的密封性得到保障。

2结语

综合所述,压力容器失效形式有很多种。容器材料的性能,压力的承受能力等问题让容器在使用不久就出现了强度、刚度、密封方面失效,最终让压力容器失效,所以,压力容器的设计必须计及上述三种失效可能,予以全面考虑以确保设备的正常使用。只要我们合理选择容器材料,在容器设计过程中,增加容器的厚度来提高容器的压力承受力,采用密封元件保证容器的密封性能。笔者认为,我们一定能有效控制压力容器失效的状况,以便延长容器的试用时间,降低制造成本。

参考文献

[1]冯耀荣,张平生,李鹤林.含缺陷油气管道的完整性与适用性评价[J].焊管,1998(3).

[2]李鹤林.失效分析的任务、方法及其展望[J].理化检验(物理分册),2005(1).

[3]钟群鹏.失效分析基础知识[J].理化检验(物理分册),2005(1).

[4]庄人蘧.我国在用压力容器检验现状及发展趋势[J].石化技术,1994(1).

[5]陈国华.结构完整性评定技术进展与展望[J].石油化工设备技术,2001(6).

[6]姜焕勇,董保胜,赵新伟,等.含缺陷压力容器的适用性评价技术及其进展[J].石油化工设备技术,2005(5).

压力容器篇2

关键词:反应堆压力容器;承压热冲击;断裂力

学美国核管会所颁布的承压热冲击法规要求,主要内容分为两个方面,分别是10CFR50.61与R.GI.154技术,其中包含了保守因素,这样也就表示压水堆机组经济效益下的运行时间及延长寿命受到了一定限制。美国核管会在1999年之后,就以保守技术作为基础,对于承压热冲击进行了分析,在流程及模型等处理方法上进行了一定的调整。研究之后发现,承压热冲击主要承受的风险来自于回路管道及一回路阀卡上。在材料层面上,轴向裂纹是造成压力容器出现贯穿裂纹的主要原因,并且建议使用无延性转变温度作为鉴别主要方法。美国核管会在2010年颁布了新的承压热冲击法规。

1新承压热冲击法规的要求和压力容器贯穿概率分析方法

1.1新承压热冲击法规的要求

美国核管会在对承压热冲击评估的时候,应用的是美国现阶段还在应用的压水堆,因此美国核管会所推出的承压热冲击法规仅仅能够在2012年之后所生产的压水堆内应用。反应堆压力容器在设计制造过程中,是按照美国核管会在1998年或者是更早之前所制定的压力容器规划。这种设计并且制造的压水堆在评价过程中,也可以应用新承压热冲击法规。压水堆要是在2010年之后开始施工建设,并且是按照美国核管会所颁布的《ASME锅炉与压力容器规范》作为建设标准,对于压水堆进行设计制造,在对于这种压水堆评价过程中,只可以应用新承压热冲击法规进行评价。要是对压力容器评价所得到的时间超过鉴别原则,但是还是希望压力容器能够在电厂生产中应用,首先就应该将带区内所具有的中子注量进行降低,要是压力容器评价所得到的使用时间并没有超过鉴别原则,就需要在对压力容器安全分析过程中,进行全面详细分析,进而保证压力容器能够应用到规定的时间之内。在承压热冲击状态之下,压力容器出现贯穿概率大约为1×10-6。

1.2压力容器贯穿概率分析方法

压力容器贯穿概率计算流程与美国核管会所推荐的R.GI.154基本相同:首先,对压力容器贯穿热工序列进行划分,然后在使用拉丁超立方抽样方法将每一组内的频率进行统计出来,每一个小组内所包含的热工序列可能有几十个,也有可能高达上百个,在众多序列中只需要选择一个典型序列;其次,计算出通道在每一个时间段下的压力与温度等系数;再次,应用概率断裂力学进行分析研究,通过先进科学技术形成虚拟状态下的PVR,PVR之间使用不同参数标准进行随机组合,主要包含的内容为中子注量、裂纹尺寸等参数;最后,将之前所计算出来的热工参数导入到断裂力学内,这样就能够计算出某一组压力容器在瞬时状态下的贯穿概率。在对压力容器贯穿概率统计过程中,应用矩阵乘法将每一个小组瞬态贯穿概率相乘,选择每一个小组内压力容器贯穿概率的最大值,每一个小组贯穿概率最大值相加之后所得到的数值,也就是压水堆机组承压热冲击风险数值。小组对压水堆机组承压热冲击风险数值影响程度较低,并不需要进行详细的分析研究,但是承压热冲击数值还是会受到一组数值的影响,只需要对该组数值进行详细分析即可,从多种小组内选择出具有代表性的数据重新进行评价,最后保证承压热冲击数值不会在受到小组的改变。

2模型与载荷

2.1热工水力系统程度与有限元的模拟分析功能

热工水力系统程序在实际应用过程中,能够将压水堆核电厂内热工水力在某一个时间上面的瞬时状态模拟出来,所以热工水力系统程序能够应用到对于承压热冲击瞬时状态下热工响应研究上面,进而对于下降通道内部的压力及温度等等参数进行收集,了解到这个参数伴随着时间变化的规律。有限元模型在实际应用过程中主要是使用有限元分析软件,能够对于断裂力学进行详细的分析,同时还能够将断裂力学在线性及非线性状态下进行分析研究。有限元模拟在对断裂力学进行分析中,主要是通过弹性材料在裂纹上面所具有的奇异场应力强度因子判断依据,主要是通过三种开裂模式进行计算,分别是张开型、滑移型与撕裂性。

2.2压力容器模型

伴随着电厂运行时间与实际寿命较为接近,核反应堆芯带区材料所具有的断裂韧性会伴随着快中子的辐照逐渐下降,因此在过冷瞬时状态之下,核反应堆芯带区是受到影响最为严重的地区。所以,需要创建压力容器带区筒体的有限元模型。在回路压水堆压力容器内具有代表性的就是不锈钢,压力容器内部直径应该为4000mm,厚度大约在4mm。压力容器模型所具有的缺陷主要有六种,分别是半椭圆轴向表面裂纹、半椭圆环向表面裂纹、堆焊层下半椭圆轴向埋藏裂纹、堆焊层下半椭圆环向埋藏裂纹、椭圆面轴向深埋裂纹与椭圆面环向深埋裂纹,在这六种裂纹中,前四种裂纹深度大约为20mm,长度大约为80mm,后两种裂纹主要都位于压力容器基体低碳钢层内,裂纹的长度大约为40mm,裂纹的深度大约为20mm。在裂纹前缘的结构单元内,应用到的单元为SOLIDI186单元,裂纹前缘第一个单元与奇异单元之间通过节点连接,并且连接在奇异单元1/4的处,剩余的裂纹单元全部应用SOLID95单元。图1压力容器内节点图

2.3载荷

应用美国核管会最新颁布的承压热冲击法规,对某核电厂内的一回路建模,该核电厂在压力容器堆芯带区所使用的下降通道如图1所示,节点上面所应用的规划方法为二维划分法。核电厂在出现事故之前反应堆是在满功率状态之下运行,进入都系统内的信号全部都能够正常打开,压力容器的水纹为29.4℃,用大破口事故的方法,对冷管段及复压进行破口事故处理,然后再使用稳压器处理该事故。

3不同裂纹形式计算结果比较

在对承压热冲击风险重新进行评估时,美国核管会将热预应力效应归纳到了研究模型之中,表示压力容器在以下五种情况容易产生裂纹:开放性应力强度因子、材料静态断裂韧性最小值、断裂前端问题、K值与时间。将下降通道内的温度及压力有关参数全部都应用到有限元模型内,并且输入压力容器在边界上面的条件。有限元断裂力学模型在实际分析过程中,主要计算的是压力容器所具有的应力强度因子。对于压力容器内部应力及线弹性材料等原理进行叠加之后,在一个真实的应力情况下创建辅应力场,根据这两个应力场之间的重叠就能够计算机压力容器强度因子。有限元模型要是在尺寸及材料等方面的条件相同,压力容器表面裂纹应力强度因子所形成的裂纹深度越大,压力容器也就越容易出现裂纹。在承压热冲击损失状态之下,压力容器内部要是被注水进行冷却,所具有的裂纹深度也将更深,裂纹前缘在温度上面的梯度也就较大,所受到的热应力数值也就较高。要是模型尺寸及裂纹形式相同,埋藏较深的裂纹所具有的应力强度因子要远远小于埋藏较浅的裂纹所具有的应力强度因子,同时也小于在静态下断裂系数的最小值。主要是由于埋藏较深的裂纹所能够感受到的热应力数值较小,作用在裂纹上面的应力无法促使裂纹出现。

4结语

本文在对于承压热冲击下压力容器断裂力学分析研究中发现,裂纹离表面越近,就非常容易出现开裂的情况,但是埋藏较深的裂纹,在应力的作用之下,出现开裂可能性较低。模型尺寸及载荷数值相同的情况之下,环向裂纹要比轴向裂纹更加难以开裂。与此同时,压力容器出现大破口事故的危险要远远小于小破口事故的危险。

参考文献:

[1]许雷雷,梁国兴.承压热冲击下压力容器断裂力学分析[J].原子能科学技术,2014,11(5):2080.

压力容器篇3

关键词:特殊条件;压力容器;耐压试验;压力确定

前言

特殊条件下压力容器耐压试验压力的确定,是为了检验压力容器整体的强度是否符合标准,运行安全性、可靠性是否达标。在进行压力容器耐压试验时,一般以高于设计压力20%或最大工作压力为试验标准考察压力容器的整体强度与安全性。压力容器耐压试验的方法、压力确定、试验顺序等都需要结合压力容器的实际情况,才能够确保压力容器安全可靠的运行,为人民的生命财产安全提供保障。

1.立式容器耐压试验压力的确定

在进行立式容器耐压试验压力的确定时,首先需要综合考量到压力容器设计最高承受压力,然后试验时,一般以超出最大设计压力或使用过程中最高工作压力的标准施压,针对部分设计压力较小或者容器较高的容器,需要综合考量到容器中液柱产生的静压力,并将之纳入容器最大工作压力范围内。

就拿一种子母罐内容器来说,其母罐为微正压,介质为液氮,一般工作时最高压力为0.3MPa,设计的最高承受压力为0.33MPa,设计的最低温度为-196℃。但由于介质为液态氮,存在一定的液柱静压力并且通过实际测量得出,液柱静压力值为0.1MPa。根据我国GB150-19982011《钢制压力容器》中相关标准规定,卧置气压试验的试验压力为:PT=0.33×1.15×1=0.3795MPa,容器底最大工作压力为PM=0.1+0.33=0.43MPa,超过的气压试验的最大试验压力,无法达到试验的预期效果。所以我们应该将气压试验中的施加压力加上液柱静压力,即PT=1.15P[δ]/[δ]t+液柱静压力=0.3795+0.1=0.4795MPa。对于工作温度较低的压力容器来说,由于其工作压力非常低,多采用气压试验为主要的耐压试验方法,这时液柱静压力就会占据最大工作压力中较大的比例,耐压试验必须充分考虑到这部分液柱静压力,才能确保施加的试验压力更为科学、更为合理,达到压力容器耐压试验的最终目的。

2.固定式管板换热器耐压试验压力的确定

一般来说,固定式管板换热器壳程设计压力略小于管程设计压力,不过壳程设计压力与管程设计压力差距比较小,如果仍按照常规的试验压力施加,那么采用液压试验的方法就会存在一定的漏洞,即密封性检查与换热管、管板连接处的强度无法得到保证。所以在提供试验压力的时候,多会提高壳程水压并保证壳程水压超过管程试验压力,这样就可以削减不必要的工艺步骤,诸如增加壳程壁厚度等等。提高壳程水压试验压力,不需要增加一些其他工艺步骤,是一种极为简便并且有着显著试验效果的方法。

如果固定式管板换热器壳程设计压力与管程设计压力差距非常大,如果采用提高壳程水压的方法提供试验压力,那么必须加厚壳程壁并且还要改变壳程的法兰型式,虽然有着较好的试验效果,但这样加大了试验的成本,经济性不高。针对这一问题,笔者建议采用氨渗漏的方法确定管板连接处、换热管的密封性,然后再进行压力试验。

3.真空绝热压力容器耐压试验压力的确定

真空绝热压力容器是一种特殊的压力容器,其特殊性主要体现在制造过程与使用过程中。在真空绝热压力容器内部容器与外壳组合之前,需要进行耐压试验,这样就会产生一定的压力,即容器的夹层中会施加0.1MPa的压力。所以在进行真空绝热压力容器内容器耐压试验的时候,需要综合考虑到夹层中的压力并将之纳入最大压力范围内。一般真空绝热压力容器铭牌上标注的耐压试验确定的压力数值是实际使用过程中的最大工作压力,与耐压试验确定的压力数值不一样。

就拿一种卧式储罐来说,其介质为液态氮,最高工作压力为0.8MPa,设计的标准压力为0.84MPa,在试验过程中,内容器液柱静压力小于设计的标准压力5%,所以将内容器液柱静压力忽略不计,该储罐的设计标准温度为-196℃。该卧式储罐内容器与外壳组合部分填充珠光砂后抽尽空气形成真空层,设计标准压力为-0.1MPa,设计标准温度为50℃。通过测定内容器气压试验压力得出:PT=1.15×0.84×1=0.966MPa,水压试验压力PM=1.15×0.94×1=1.081MPa。由于真空夹层存在一定的压力,所以容器的工作压力最终确定为PT=0.966MPa。

结束语

特殊条件下压力容器耐压试验压力确定的方法、试验顺序等都需要结合压力容器的实际情况,才能够确保压力容器安全可靠的运行,为人民的生命财产安全提供保障。本文主要针对特殊条件下立式容器、固定式管板换热器以及真空绝热压力容器的特点,试探性的提出耐压试验压力的建议,以供广大同行参考与借鉴,以期保证压力容器的整体强度与安全性符合相关标准。

参考文献:

[1]茅根新,贝曳仁,黄振海,等.在役压力容器免耐压试验替代方法与管理模式研究[J].化工设备与管道,2009(02).

[2]孙叶庆,王延升,张超.天然气输气场站压力容器在线运行维修[J].油气田地面工程,2011(09).

压力容器篇4

【关键词】压力容器;设计压力;可靠性

0.前言

为了能够更好地推动我国压力容器的稳步发展,这就必须要提升我国自行设计压力容器的技术水平,才能更好地加强压力容器在生产中的重要性。在我国上个世纪的七十年代以来,我国已经逐渐意识到应用力学理论对压力容器设计的重要研究价值,并开始着手开始相应的工作,并且经过四十多年的努力,我国工业领域在压力容器的设计方面取得很大的进步和发展。

1.压力容器的科学定义

一般来说,压力容器与一般的容器相比,主要有三个方面的不同,其一,工作压力。其二,内直径,其三,工作介质。只有满足以上三种条件,才是压力容器。

同时,压力容器的用途方面非常广泛,其中主要是在石化,能源以及科研等多个国民经济部门都有着非常重要的作用,从内部结构上看,压力容器本体上可以分为筒体、封头、法兰以及密封元件,以及开孔、接管以及支座等几个方面共同组成的,此外,还需要有配置安全装置,表计以及一些不同生产工艺作用的内件,如果是压力容器由于密封和承压等原因,很容易受到外界影响,就会发生一系列的爆炸,甚至会危及现场的工作人员和设备以及财产的安全,从国内外的发展过程中来看,世界各国都已经将其列为重要的检查产品,并能由国家制定相应的机构按照国家相应的标准进行监督和技术检验。

2.压力容器设计的可靠性要求

在当前的石油化学产业生产过程中,生产环节都是非常复杂的,一些设备生产工艺工程中任何设备出现的故障都会影响产品的质量,或者使得生产根本就无法进行,危及到人身设备运行的稳定性,但是,随着我国石化工业的快速发展,压力容器在各个领域都得到广泛的运用,但是我们也应该要知道,在工业应用的高温、高压容器都需要承受较大的压力和温度的介质,并且,操作条件非常苛刻,为此,在设计压力容器对材料选择和强度计算等方面要求较高。

2.1设备运行的可靠性

在压力容器的设计过程中,其中最为重要的便是设计的安全性,只有这样,才能进一步确保完成相应的生产活动,而且,石油化工压力容器一定要承受工艺生成过程中所需要的压力,以及温度和具备工艺生成过程中需要的规格和结构,同样的,一般的化工生产物料是具有强烈的毒性和腐蚀性,如果是处理不好,就很容易引发火灾,甚至是爆炸安全事故,只要压力容器工作中能够存储一定的能量,如果是一旦被释放出来,压力容器的内部存储功能就会在很短时间内进行释放,具有很大的破坏力。

2.2使用寿命的操作维修方便

在整体上看,化工物料能够对壳体结构材料进行腐蚀,这是影响石油化工的压力容器寿命的主要因素,如果是没有对壳体结构进行研究,化工物料能使得容器器壁减薄,所以,在进行压力容器进行设计压力时,就必须要深入分析附加腐蚀的因素,只有这样,才能确保压力容器设计压力的可靠性,同时,为了能更好地满足某些特殊要求,我们就可以对顶盖需要装拆的实验容器进行设计,尽量采用快拆的密封结构,这样就能够有效地避免使用笨重的主螺栓进行衔接,这样就能够在一定程度上避免容器的制造成本。

2.3经济实用性

为了能够更好地加强压力容器的设计,这就必须要加强对安全性得到考虑,同时,在设计压力容器上,一定要尽量考虑到其结构上的简单,能够便于制造和探伤,如果是存在一些一些超标,也能够及时的发现,并得到妥善的处理,不单单能够有效地降低压力容器的制造成本,还能够极大节约原料和减少维修费用。

3.压力容器的设计压力可靠性问题

在压力容器的设计过程中,必须要设计出安全、可靠和经济的容器。在系统设置的安全阀,压力容器的设计压力与工作压力这是我们必须要考虑的问题之一,但是,在对安全阀整定的压力设计上可以选取容器的工作压力,这样,压力容器的安全性就能够得到保证,但是,如何来进一步加强技术上的可靠性,这是一个非常值得探讨的问题,而且,在实际设计中,设计压力以及安全阀的整定压力可靠性已经成为系统化的工程,例如,P与PZ和PW关系上的具体数值和工艺流程有关,也就是在最高的工作压力的选取和安全阀的回座压力有着密切的关系。如果是安全阀在压力容器的正常运行状态下处于泄露,或者是开启之后不能正常的回归到原位,这样就会成为系统安全的一个压力控制器,却并不能起到一个防止压力超额安全值的作用。

3.1压力特征和压力差

在很多的研究过程中,相应的论述了容器的变化以及气体安全阀压力特性的关系,切实根据自身的标准的规定,从安全性的考虑上看,压力容器的设计压力应该要能够整体上大于安全阀的整定压力,这样就能够确保安全阀的压力保持在一定的范围内,压力容器在短时期内能够允许的工作压力大于安全阀的排放压力,同时,压力容器所设计的压力基本是上等于安全阀的整定压力,这是现阶段最为经济性的选择。另外,我们还需要注意,在安全阀回座压力是安全阀排放后可以重新进行与阀座进行接触,也就是能够开启高度变为零时,安全阀进口静压力,如果是泄露之后的压力,就是通常在安全阀密封试验压力或者是密封丧失的压力,这是当前安全阀芯和阀座之间的密封保证值。

从以上情况分析中可以看出,为了能够确保压力容器设计的安全性,就必须要确保压力容器的正常工作压力,其中就包括是正常运行的一切工况,例如是启动、停车和流程波动等压力变化,并能够使得最高的工作压力小于安全阀的回座压力。第二,在压力容器在最高的正常工作压力小于安全阀的密封试验压力,这样就能够确保安全阀的正常运行状态,确保安全阀的各项正常功能,而不应该将安全阀变为系统的一个压力控制器。

3.2压力容器设计过程中需注意的问题

在我国目前的压力容器设计过程中,常规的设计就是计算的电算化以及画图电脑化,设计者不仅仅要通过依赖电算,还要对国际相应的标准进行理解,如果是忽视计算过程,只是注重计算结果,这样就会容易产生错误的结论和安全隐患。

尤其是在材料化工选用钢材时,就必须要考虑到设备的设计压力和设计温度,能够巧妙地处理好材料的焊接性能,另外,为了能够考虑到经济的合理性,就不能够盲目提高钢板等级,在设计压力较大时,以及结构尺寸过大时,如果是选用碳素钢作为壳体材料,这样不仅仅会严重导致了设备壳体壁厚增大,质量上的增加,还会增加制造运输和安装土建等基础性的建设费用,所以,我们就必须要注重选用材料,才能更好确保压力容器的设计压力可靠性。

4.结语

总的来说,为了能够更好地加强压力容器的设计可靠性,这就必须要注重设计过程中所出现的问题,并提出相应的解决策略分析,只有这样,才能稳步推进压力容器设计的科学高效性。[科]

【参考文献】

[1]协会近期将举办非金属压力容器设计人员继续教育及考核班[J].全面腐蚀控制,2010(11):19-27.

[2]薛明德,黄克智,李世玉,寿比南.压力容器设计方法的进步[J].化工设备与管道,2010(06):3-15.

[3]郑秀芳,范闻捷.压力容器设计中的热处理问题[J].辽宁化工,2011(01):110-127.

压力容器篇5

【关键词】压力容器制造;质量;对策

压力容器作为一种特种设备,一旦发生安全事故,其危险程度是无法估计的,必须准确把握压力容器的制造特征,有效防止制造过程中容易出现的各类问题,确保质量。

一、压力容器的制造特征

(1)压力容器的种类结构异彩纷呈。在工、农和国防以及人们生活的各个领域,压力容器得到普遍应用,这也说明压力容器的功用、类别具有多样性化的特点,其实,即便是在同一领域,压力容器也因工作环境和功能的差异,其结构、参数、品种也各不相同。就拿换热压力容器来说,虽然都是用来完成热量交换的,但也分为管壳式余热锅炉、蒸发器、冷却器、冷凝器等。(2)压力容器对安全性要求非常高。压力容器在高温、高压、强腐蚀的环境下得到较为广泛的使用,且容器内装盛的大多都是易燃、易爆、易腐蚀等物质,这就说明,压力容器在设计和制造方面,必须保证一定的安全性,各项参数必须严格符合技术规范和标准要求。(3)压力容器的设计极具规范标准。压力容器使用在不同的行业,对其要求就有一定的特殊性,所以压力容器的设计既要符合一般机械的规范,还要符合专业的各个行业特殊要求。比如化工领域使用的压力容器,就必须既具备化工设备的整体要求,同时还要符合该行业的相关安全规范和标准要求,以保证压力容器的安全性。(4)生产过程工艺技术较为复杂。在压力容器的生产过程中,要涉及到冶金、机械加工、材料化学、材料力学、检验检测等许多领域,因此,必须合理设计、严格管理生产流程,把涉及的技术领域与各个学科有机融合,以确保产品质量和生产效率。

二、压力容器制造过程中比较常见的问题

(1)材料替代。在实际中,压力容器常见的材料替代问题主要有两个方面:以优代劣。即压力容器的材料用级别较高、性能较好的材料代替级别较低、性能较差的材料,这种简单的以优代劣,对压力容器的安全性未必有益;以厚代薄。即在压力容器的材料选择方面,简单的采用规格却较厚的同钢号的材料替代较薄的材料,这样,在壳体受力的情况下,平面应力状态将会转变为平面应变状态,其危害性更大。(2)发生变形。压力容器制造过程中产生的变形情况,一是下料尺寸出现误差。即在制造时,某构件的下料尺寸不准,不符合设计标准的规格要求,引起变形,直接影响压力容器的整体安全性能;二是模具尺寸不符合标准要求或操作不够规范,从而引起压力容器变形;三是压力容器组装时,误差过大或存在错口,导致压力容器出现不同程度的变形。压力容器的变形降低其严密性、可靠性,必定影响安全性。(3)焊接缺陷。压力容器焊接质量的优劣直接影响其使用功能和安全性,但是,实际操作中,不论哪一种压力容器的焊接作业都不可能出现完美无缺。第一,表面几何缺陷。一是错边和角变形。即在厚度方向方面两个工件存在一定的错位或角变形,产生几何应力集中,压力容器的安全系数降低;二是焊缝咬边。主要是因焊接时电流太大、运条过快、电弧太长所致,所以在母材部位沿着焊趾方向形成了沟槽或凹陷,引起母材接头的工作面减小,缺陷处产生应力集中,从而造成容器的安全隐患。第二,焊缝内的缺陷。一是气孔。焊接过程中,在金属凝固前熔池里的气体没有及时逸出,而残留在焊缝中,从而形成空穴。二是夹渣。就是焊接后,熔渣仍残留在焊缝中。三是未熔合、未焊透。未熔合是一种普遍存在的缺陷。未焊透是指焊接时,在接头根部出现的没有完全熔透的现象。四是焊接裂纹。压力容器在使用过程中出现的大多破坏都源于裂纹。无论哪种焊接缺陷,在不同程度上都会影响压力容器的整体性能和质量,同时,压力容器的焊接缺陷存在主要来自客观。

三、确保压力容器制造质量的措施

(1)规范选材。一是采购人员利用设计图样和采购说明书,编制采购表格,对签约的供货单位建立档案,实地考察,查阅口碑,实现动态管理;二是签订采购合同,统一检验方法,设专人严把质量关;三是严格设立材料、零件入库验收,做到专人签字负责;四是规范保管环境符合要求、严格发放零件和材料,做到发放复核双控制。(2)严防变形。一要建立严格的下料尺寸核对机制,对下料人员的技术水平进行定期培训和考核;二要严格工艺技术标准;三是壳体组装定位,必须使用定位卡具,对厚度薄而直径大的壳体,筒节必须增加支撑,防止变形,从而限制壳体对接边的错口,只有在特定的托辊上才能组装卧式壳体,不直度必须用经纬仪来测量。(3)标准焊接。错边和角变形的处理。在压力容器焊接作业中严格执行压力容器制造标准,把缺陷控制在允许范围内。气孔与夹渣的处理。操作人员必须合理选择焊接电流和焊速,在操作过程中,坡口边缘一定要清洁,同时必须按规定严格保管和焙烘焊接材料。在埋弧焊时,合适的焊接工艺参数以及合适的坡口尺寸选择尤为重要、每一个环节都必须认真清理坡口边缘、选择合适的电流和焊速。未焊透和未熔合的处理。要注意选取合理的坡口尺寸,正确把握焊接电流及焊速,运条摆动要适当、坡口必须保持干净。裂纹处理。一要选用低氢焊材,母材要选用杂质少的精炼钢,并严格遵守焊材焙烘程序;二是采用厚度方向上有最小收缩应力的焊接接头形式;三是施焊时,严格遵守焊接技术要求;四要对氢致裂纹焊后缓冷,以有效降低裂纹产生。

压力容器作为一种高安全性要求的设备,在制造时不仅要讲求质量标准,还要采取严格的质量管理措施,不断优化设计方案、规范操作规程、严格检验验收,确保压力容器的质量和性能标准,不断提升压力容器制造工艺,创新提升技术水平。

参考文献

[1]韩春九,吴国强.我国压力容器制造的现状特点和存在问题[J].装备制造技术.2010(11)