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壓力容器設(shè)計(jì)及制造問題分析

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壓力容器設(shè)計(jì)及制造問題分析

關(guān)鍵詞:壓力容器;設(shè)計(jì)制造;常見問題;應(yīng)對方案

1壓力容器特點(diǎn)概述

對壓力容器主要特點(diǎn)的梳理,有助于設(shè)計(jì)人員、生產(chǎn)人員更好地把握壓力容器設(shè)計(jì)制造的基本要求,對于后續(xù)設(shè)計(jì)制造常見問題的探討以及應(yīng)對策略的分析提供方向性引導(dǎo)。

1.1壓力容器安全系數(shù)高

壓力容器作為特種設(shè)備,主要應(yīng)用于高溫、高壓、深冷以及腐蝕性環(huán)境之中,由于涉及到的生產(chǎn)原來大多具備易燃、易爆的化學(xué)性質(zhì),要求生產(chǎn)企業(yè)在設(shè)計(jì)、制造的過程中,需要強(qiáng)調(diào)壓力容器的安全性,盡量避免生產(chǎn)、使用過程中發(fā)生突發(fā)事故,造成生命財(cái)產(chǎn)損失?;谶@種實(shí)際,在壓力容器生產(chǎn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要,從實(shí)際出發(fā),嚴(yán)格遵循相關(guān)政策法律法規(guī),規(guī)范設(shè)計(jì)、生產(chǎn)行為,以保證壓力容器的安全性,從源頭上避免安全事故的發(fā)生[1]。

1.2壓力容器專業(yè)性較強(qiáng)

與其他設(shè)備不同,壓力容器設(shè)計(jì)、制造環(huán)節(jié)有著較強(qiáng)的專業(yè)性,涉及到多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。通過冶金、力學(xué)、機(jī)械加工以及自動(dòng)化等相關(guān)理論的高效使用,確保壓力容器可以較好地適應(yīng)不同場景的使用需求,以保證壓力容器的耐久性。這種特點(diǎn)要求相關(guān)企業(yè)以及工作人員,嚴(yán)格遵循相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則,依托各類專業(yè)技術(shù)手段,理順加工制造流程,確保設(shè)計(jì)、制造各項(xiàng)工作得到順利開展[2]。尤其是考慮到壓力容器的用途多元,對操作壓力、溫度環(huán)境等較為敏感,隨著壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的日益復(fù)雜,設(shè)計(jì)、制造等環(huán)節(jié),工作人員往往面臨較大的壓力,依托專業(yè)化知識與技術(shù),有效處理各類問題,確保壓力容器作用的充分發(fā)揮。

2壓力容器設(shè)計(jì)制造常見問題分析

受到多種因素的影響,壓力容器設(shè)計(jì)制造過程中,暴露出諸多問題,這些問題的存在,無疑降低了壓力容器的可靠性與穩(wěn)定性。為改善這種局面,需要立足于實(shí)際,系統(tǒng)性總結(jié)、分析壓力容器設(shè)計(jì)制造常見問題,提升了壓力容器設(shè)計(jì)制造的指向性。

2.1壓力容器選材不合理

壓力容器在設(shè)計(jì)制造工作開展之前,為從源頭上進(jìn)行質(zhì)量問題的把控,工作人員需要結(jié)合壓力容器的使用場景,對壓力容器的材料開展選型工作,避免因材料選用不合理而引起的壓力容器質(zhì)量問題。例如,部分工作人員在壓力容器設(shè)計(jì)制造過程中,由于對其使用場景、使用目標(biāo)把握不清;選用材料性質(zhì)評估不明;沒有完全按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范以及壓力容器的使用要求執(zhí)行;導(dǎo)致未對材料進(jìn)行針對性選擇,這種情況如果沒有得到妥善解決,勢必引發(fā)壓力容器在設(shè)計(jì)、加工環(huán)節(jié)出現(xiàn)各類問題,增加使用風(fēng)險(xiǎn)[3]。

2.2壓力容器壽命較短

從目前使用情況來看,壓力容器性能不夠穩(wěn)定,在使用年限期間,發(fā)生各類故障問題的機(jī)率較高。引發(fā)這種情況問題的原因在于,設(shè)計(jì)人員在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中,沒有真正認(rèn)識到壓力容器使用壽命設(shè)計(jì)期限,認(rèn)知層面的缺失,使得壓力容器在后續(xù)的設(shè)計(jì)、制造環(huán)節(jié),沒有形成完備的技術(shù)機(jī)制來應(yīng)對使用期限內(nèi)出現(xiàn)的各類問題,不僅影響了正常的設(shè)備使用,又縮短了使用壽命[4]。盡管部分企業(yè),在壓力容器設(shè)計(jì)制造過程中,明確了壓力容器的使用周期,但是在實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),過度依賴過往工作經(jīng)驗(yàn),這種情況的發(fā)生,無疑擾亂了壓力容器正常的設(shè)計(jì)、制造流程,對于現(xiàn)階段壓力容器制備體系的完善、升級產(chǎn)生了消極影響。

2.3壓力容器法蘭設(shè)計(jì)缺陷

壓力容器在設(shè)計(jì)與制造過程中,暴露出法蘭設(shè)計(jì)缺陷,尤其在法蘭結(jié)構(gòu)的尺寸以及強(qiáng)度等方面存在較為明顯的問題。從過往經(jīng)驗(yàn)來看,壓力容器法蘭結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性,對于整個(gè)壓力容器的實(shí)用性有著深遠(yuǎn)影響。例如部分工作人員在壓力容器法蘭設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),沒有嚴(yán)格按照技術(shù)指標(biāo),對法蘭尺寸做出針對性性的細(xì)化調(diào)整,導(dǎo)致部分法蘭在設(shè)計(jì)中,出現(xiàn)法蘭與壓力容器匹配度較低的情況。這種情況的發(fā)生,無疑使得壓力容器整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)下降的趨勢。在高溫、高壓等極端環(huán)境下,法蘭極易發(fā)生破損,進(jìn)而誘發(fā)整個(gè)壓力容器結(jié)構(gòu)問題的發(fā)生。這就要求在法蘭設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),需要立足于實(shí)際,針對于法蘭的基本情況以及壓力容器的使用場景,進(jìn)行針對性的設(shè)計(jì)以規(guī)避法蘭設(shè)計(jì)缺陷,為后續(xù)設(shè)備整體設(shè)計(jì)、制造活動(dòng)的開展提供方向性引導(dǎo)。

2.4壓力容器熱處理不當(dāng)

壓力容器設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié),需要進(jìn)行熱處理的頻率相對較高,熱處理工作如果沒有得到合理應(yīng)對,勢必影響壓力容器的規(guī)范性以及合理性。從過往經(jīng)驗(yàn)來看,壓力容器在熱處理過程中,一旦沒有遵循操作規(guī)范進(jìn)行熱處理,將導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案的成效難以全面發(fā)揮。同時(shí)壓力容器熱處理環(huán)節(jié)在整體制造方案中往往存在片面熱處理的情況,導(dǎo)致封頭、殼體等需熱處理受壓元件處理不足,難以真正確保熱處理的成效,對于壓力容器的正常使用、作用發(fā)揮產(chǎn)生了消極影響。

3壓力容器設(shè)計(jì)制造問題應(yīng)對方案

壓力容器設(shè)計(jì)制造問題的應(yīng)對,需要相關(guān)企業(yè)立足于現(xiàn)階段壓力容器設(shè)計(jì)制造過程中存在問題,在科學(xué)性原則、實(shí)用性原則的框架下,依托現(xiàn)有的技術(shù)手段,進(jìn)行壓力容器設(shè)計(jì)制造方案的優(yōu)化調(diào)整。

3.1壓力容器材料的科學(xué)選型

壓力容器在設(shè)計(jì)制造工作開始之前,為保證設(shè)備性能有效發(fā)揮,減少安全事件發(fā)生的機(jī)率,工作人員需要立足于實(shí)際,做好材料的選擇工作,從源頭上提升設(shè)計(jì)制造的水平。在這一思路的指導(dǎo)下,工作人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循壓力容器設(shè)計(jì)制造的基本要求,結(jié)合壓力容器的使用場景,對壓力容器的材料做好針對性的選型??紤]到某些情況下,壓力容器使用的材料可能存在數(shù)量不足的情況,一旦在短時(shí)間內(nèi),無法快速采購,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格做好替代材料的選擇。替代材料選擇環(huán)節(jié)與使用環(huán)節(jié),需要認(rèn)真反復(fù)地做好評估工作,確保替代材料的使用不會(huì)影響壓力容器設(shè)計(jì)制造成效,切實(shí)滿足壓力容器設(shè)計(jì)制造的基本要求,發(fā)揮材料優(yōu)勢。

3.2壓力容器壽命的有效設(shè)計(jì)

在壓力容器壽命設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)制造人員需要從實(shí)際出發(fā),真正認(rèn)識到壓力容器使用壽命設(shè)計(jì)的有效性,遵循科學(xué)的方法界定壓力容器使用壽命的數(shù)值。將壽命數(shù)值作為標(biāo)準(zhǔn),融入到壓力容器設(shè)計(jì)制造各個(gè)環(huán)節(jié),確保壓力容器質(zhì)量的提升,減少故障的發(fā)生。在完成壓力容器壽命設(shè)計(jì)工作后,設(shè)計(jì)制造人員需要充分考量評估設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)、個(gè)人經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)能力等相關(guān)要素,立足于壓力容器的使用場景,在完成原材料選型工作后,充分借助計(jì)算機(jī)技術(shù)對壓力容器設(shè)計(jì)方案作出必要的評估,針對性地完成壓力容器設(shè)計(jì)方案的細(xì)化調(diào)整,以確保壓力容器壽命設(shè)計(jì)更加符合預(yù)期。

3.3壓力容器法蘭的準(zhǔn)確計(jì)算

壓力容器法蘭設(shè)計(jì)過程中,為解決法蘭設(shè)計(jì)缺陷,在設(shè)計(jì)制造過程當(dāng)中,需要認(rèn)真做好相關(guān)工作,以此為出發(fā)點(diǎn),吸收借鑒過往有益經(jīng)驗(yàn),認(rèn)真做好壓力容器法蘭參數(shù)計(jì)算工作。例如工作人員可使用ANSYS有限元分析軟件完成壓力容器法蘭參數(shù)的計(jì)算與確定工作,快速掌握法蘭受力結(jié)構(gòu)以及荷載分布,切實(shí)增強(qiáng)壓力容器法蘭的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及實(shí)用性。

3.4壓力容器熱處理的規(guī)范

壓力容器熱處理環(huán)節(jié),需要設(shè)計(jì)制造人員對壓力容器的設(shè)計(jì)方案作出評估,確保熱處理規(guī)范得以落實(shí),以增強(qiáng)熱處理效能。同時(shí),在壓力容器熱處理環(huán)節(jié),還需要從整體性角度出發(fā),對熱處理工作的內(nèi)容作出細(xì)致調(diào)整,根據(jù)計(jì)算獲取的相關(guān)數(shù)據(jù),對壓力容器的封頭、殼體等需要熱處理的零部件作出針對性的優(yōu)化調(diào)整,實(shí)現(xiàn)熱處理方案的有效性,確保壓力容器熱處理成效的穩(wěn)步提升,以更好地滿足現(xiàn)階段壓力容器的實(shí)用性,增強(qiáng)壓力容器運(yùn)行的穩(wěn)定性。

4結(jié)語

綜上所述,壓力容器用途較為廣泛,對于工業(yè)生產(chǎn)、生物制藥以及民用生活有著極為深遠(yuǎn)的影響。為確保壓力容器實(shí)用價(jià)值的充分發(fā)揮,減少安全事故的發(fā)生機(jī)率,有必要對壓力容器的設(shè)計(jì)制造機(jī)制做出必要的完善,以有效提升壓力容器的使用成效,切實(shí)滿足現(xiàn)階段各個(gè)領(lǐng)域?qū)τ趬毫θ萜鞯氖褂眯枨?。文章從多個(gè)角度出發(fā),積極進(jìn)行深入探討,嘗試構(gòu)建完備的壓力容器設(shè)計(jì)制造體系。

參考文獻(xiàn):

[1]趙力凡,李康.壓力容器設(shè)計(jì)及制造常見問題淺析[J].百科論壇電子雜志,2020(12):61-62.

[2]謝騰騰.淺談壓力容器設(shè)計(jì)的常見問題與解決措施[J].中國機(jī)械,2019(09):91-92.

[3]付啟輝.淺談壓力容器設(shè)計(jì)的常見問題與解決措施[J].湖南農(nóng)機(jī),2020(07):114-115.

[4]楊瑞.淺談壓力容器設(shè)計(jì)制造安裝安裝常見的問題及解決方法[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2018(05):41-42.

作者:譚琇遙 單位:大連仁海重工有限公司

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