壓力容器設計--見問題及分析
1概述
壓力容器投入運行之-，要經過設計、制造、-驗、安裝、運行監督和維修等-個環節，設計是其--個十分-要的環節，遵照某--用的標準和規范。按我-標準化法的規定，標準可分為-家標準、行業標準和企業標準。壓力容器的規范和標準為了適應設計、制造和-驗各個方面的發展，-須定期進行審查并做出修訂。
2壓力容器設計
2.1壓力容器的設計要求石油、化學產業的生產過程非-復雜，設備生產工藝過程-任何設備出了事故都會影響產-質，或使生產-法繼續進行甚至會危及設備和人身的安全。因此石油化工用壓力容器-般需要滿足以下幾個方面的要求：
1）保-完成工藝生產。石油化工壓力容器-須能承擔工藝過程所要求的壓力、溫度及具備工藝生產所要求的規格（直徑、厚度、容積）和結-（開孔接管、-封等）。
2）運行交全可靠。化工生產的物料往往具有強烈的腐蝕-、--，容易燃燒引起火災，甚至發生--等--事故壓力容器工作時內部儲存著-定的能量，-旦發生破壞，容器內部儲存的能量將在-短的時間釋放出來，具有-大的摧毀力。
3）預定的使用-。影響石油化工用壓力容器使用-的主要因素是化工物料對殼體結-材料的腐蝕，它會使容器器壁減薄甚至爛穿，因此在設計容器時-須考慮附加腐蝕裕量來保-滿足使用年限的要求。
4）制造、-驗、交裝、操作和維修方便。提出這-要求的目的，-方面是基于安全-的考慮，因為結-簡單、易于制造和探傷的設備，其-就容易得到保-，即使存在某些-標缺陷也能夠準確地發現，便于及時予以消除；其次，這樣做的目的也是為了滿足某些-殊的使用要求，如對于-蓋需要經-裝拆的試驗容器，要盡量采用-拆的-封結-，避-使用笨-的主螺栓連接；又如對于有清洗、維修內件要求的容器，需設置-要的人孔或手孔；再是，這樣做自然會帶來經濟上的-處，可以降低容器的制造成本。
5）經濟-。壓力容器的設計，要盡量結-簡單、制造方便、-量:輕、節約貴-材料以降低制造成本和維修費用。
2.2壓力容器的設計方法
1）-規設計。-規設計的理論基礎是彈-失-準則，認為容器內某--大應力-達到屈服-限，進入塑-，喪失了純彈-狀態即為失-。在應力分析方法上，是以材料力學及板殼薄膜理論的簡化計算為基礎，不考慮邊緣應力、局部應力以及熱應力等，也不考慮交變載荷引起的疲勞問題。所有類型的應力均應采用同-的許用應力值（通-為1倍許用應力）；為了保-安全，通-采用較高的安全系數，以彌補應力分析的不足。
2）分析設計。隨著壓力容器參數的增高，高強鋼的采用以及近代計算與試驗技術的發展采用彈-失-的觀-使許-問題難于-，-規設計的結果過于保守，設計的結-尚有很大承載潛力。為了適應現代壓力容器的發展，-須采用-的失-觀-來-這些問題。分析設計放棄了傳-的彈-失-準則，采用了彈塑-或塑-失-準則，合理地放松了對計算應力的過嚴限制，適當地提高了許用應力值，但又嚴格地保-了結-的安全-。我-的分析設計的標準為JB4732-95《鋼制壓力容器-分析設計標準》，是以-三強度理論即-大剪應力理論為基礎，認為不論材料處于何種應力狀態，只要-大剪應力達到材料屈服時的-大剪應力值，材料就發生屈服破壞。對于壓力容器設計所采用的失-準則，除彈-失-準則、彈塑-失-準則和塑-失-準則外，還有-破失-、斷裂失-以及可靠-設計等。
3壓力容器設計-容易忽視的問題
3.1材料化工用鋼材的選用-須考慮設備的設計壓力、設計溫度、介質--、材料的焊接-能、冷熱加工-能、熱處理以及容器的結-外，還需要考慮經濟合理-。盲目地提高鋼板等-是錯誤的。
1）當設計壓力較高、結-尺寸較大而使設備殼體壁厚較大時，如殼體材料仍選用碳素鋼（如Q235）將導致壁厚增大、-增加，不僅-用金屬材料，而且導致制造、運輸、安裝、土建基礎等的費用提高，因而提高了總的工程造-。-般在以強度控制為主的情況下，當殼體壁厚-過8mm時，應--選用低合金鋼。當設計壓力較小、直徑較大、以剛度控制或以結-設計為主時，應盡量選用普通碳素鋼。
2）HG20581—1998《鋼制化工容器材料選用規定》--5.1.2條“同時符合下列條件的高溫壓力容器主要受壓元件用鋼應按爐罐號，復驗設計溫度下的屈服強度值，其值不得-相應許用應力值的1.6倍（奧氏體鋼為1.5倍）。包括：設計溫度大于300℃；設計壓力大于1.6MPa；鋼材厚度大于等于20 m m；鋼材主要截面以承受-次薄膜應力為主，且其厚度取決于強度計算的結果。
3.2制造和-驗與驗收
1）熱處理“GB 150—1998 10.4.2：冷成型或-溫成型的受壓元件，凡符合下列條件之-者應于成型后進行熱處理。”“GB150—199810.4.2.1：圓筒鋼材厚度凡符合以下條件者：碳素鋼、16MnR的厚度不小于圓筒內徑Di的3％；其他低合金鋼的厚度不小于圓筒內徑Di的2.5％。”對此項要求，大-設計者在設備主體筒體的設計-基本上都注意到了，但在接管的設計-卻容易忽視。例如：設計單位對d426m m×14 m m、d 530 m m×16 m m的卷制接管不提熱處理要求等。容器的筒體不需要熱處理時，往往會忽視了對厚度-限的卷制接管、人孔接管提熱處理要求。
2）小直徑壓力容器B類焊縫-損-測比例及長度在小直徑壓力容器設計過程-，-般都盡量采用-縫鋼管作筒體，這樣就省去了卷筒及縱縫-損-測的工序，且縮短了制作周期，也節省了成本。但在制造過程-，其B類焊接接頭的-損-測在-測要求上只進行20％RT，如-臺用d 325 m m×8 m m的-縫鋼管制作的壓力容器，B類焊接接頭作20％RT，雙臂單影透照法，其-測長度為205mm。-次透照有-長度210mm，由此可見，作20％RT只需用-張片即可，但其探傷長度卻不足250mm，對d325mm以上的規格-是如此。而GB150-10.8.2.1“B類焊接接頭-損-測長度不得少于各條焊接接頭長度的20％，且不小于250mm”，而圖樣上未注明不少于250mm。
4結語
壓力容器的設計-須遵循有現行設計規范，同時設計者應在滿足設計任務目標要求的-提下提出--的設計方案，使其滿足功能需要，安全可靠，節約成本。在壓力容器的設計、制造、-驗過程-，經-會有-些對壓力容器的法規、標準、規范理解不透徹的地方，因而會出現很-像上述例子的錯誤。對此，我們應不斷地分析、總結、學習。同時，同行業應加強經驗、技術交流，-悉各項標準、規范，才會盡量不犯原則-的錯誤，我們的業務水平才會不斷提高。
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