赵世超（天津华泰压力容器有限公司，天津　300350）

浅析压力容器设计对制造检验的影响

赵世超
（天津华泰压力容器有限公司，天津300350）

随着社会经济快速发展和科学技术的不断进步，社会各行业对压力容器的需求不断提高，同时对压力容器设计也提出了新要求。本文在介绍压力容器的基础上，着重分析了压力容器设计原则，并阐述了压力容器设计对制造检验的影响。

压力容器设计；制造检验；影响

压力容器作为现代工业发展中不可缺少的重要设备，其广泛的应用于石油化工、能源工业及其他科研等领域中。然而，由于压力容器自身应用过程中常常处于高温或高压等极限状态，如果压力容器自身设计缺陷或者现场操作工作人员操作不当等，则极易导致压力容器发生爆炸起火等危害，对现场人身安全和正常生产造成严重安全隐患。因此，国内压力容器设备的发展理应面向安全化发展并且在产品出厂以及使用过程中，必须按照国家规定的标准进行设备性能的技术检验以保证国内压力容器的安全性和可靠性［1］。

1　压力容器概述

对压力容器而言，其主要指的是能够承载一定压力的密闭容器，通常由非金属和金属材质制造而成，可以盛装高压状态的液体或气体。压力容器按照其设计压力不同，可分为超高压（耐压≥100.0MPa）、高压（耐压范围为10.0MPa—100.0MPa）、中压（耐压范围为1.6MPa—10.0MPa）和低压（耐压范围为0.1MPa—1.6MPa）四个压力等级［2］。

压力容器设计制造过程涉及了多个学科、行业，其中，压力容器设计过程中设计机械设计、工程制造设计和力学分析等专业，而压力容器制造则涉及了机械加工、无损检测、冶金制造、安全防护以及防腐等领域。随着社会经济的快速发展，压力容器在各行业中应用日渐广泛特别是在核动力反应堆、化工生产中的反应装置、分离装置的外壳等设备中。同时，压力容器行业目前收到国家产业政策及相关产业政策等鼓励，良好产业政策环境有利于本行业未来的持续发展。

2　压力容器设计概述

由于压力容器通常应用于高温高压条件下，同时部分压力容器受容器内存放物质腐蚀等，因此在对压力容器设计过程中应具有一定要求，具体表现为［3］：（1）压力容器在设计过程中应确保其使用运行过程中安全性、可靠性，特别是要求压力容器满足工业生产中高温、高压、耐腐蚀等条件，避免压力容器发生泄漏或爆炸等危害；（2）由于压力容器在操作使用过程中常需要后检修维护，这就要求压力容器在设计过程中必须为其日常使用和维修提供便利，有利于压力容器制造和检验难度的降低；（3）在设计压力容器过程中，应着重考虑压力容器制造成本，这就要求压力容器设计中应尽量降低产生的设计成本和制造检验的成本等。

常见的压力容器设计方法主要包括常规设计方法和分析设计方法［4］。其中，在常规设计方法中，其设计原则以弹性失效准则为主，就是当容器达到最大应力点时就变成塑性状态，失去本身的弹性；在分析设计方法中，其融合了新的设计理念和失效观点设计原理，为确保压力容器结构安全性，应采取更加高端的弹塑性甚至塑性失效准则。同时，在设计压力容器时还应注意一些问题，例如压力容器结构不连续应力问题、压力容器制造技术、现代压力容器设计采用一些新的设计手法等。

3　压力容器设计对制造检验的影响

压力容器制造检验主要包括压力容器外部检验、压力容器内部检验和压力容器全面检验三部分［5］。其中，在压力容器外部检验方面，主要针对压力容器外表面变形、局部过热、裂纹、泄漏等进行检验，同时也对压力容器附件的安全可靠性和螺栓的紧固性等检验，此外还包括压力容器底部基础牢固性等进行检验；在压力容器内部检验方面，着重对压力容器内部腐蚀磨损问题进行检验，通常采取射线探伤和超声波等方法进行检验，同时还应对压力容器壁厚、焊接质量以及容器缺陷等部位进行检验；在压力容器全面检验方面，通常进行耐压试验，并对压力容器主要焊缝进行无损探伤抽检或全部焊缝检查等。

在压力容器制造检验过程中，压力容器设计尤为重要，其对压力容器安全检验技术影响尤为显著［6］。一方面，对压力容器进行定期检验，特别是在压力容器停机过程中，对压力容器的安全状况进行检验。另一方面，对压力容器耐压性能进行定期检验。第三，对压力容器进行特殊情况下的检验，例如无法进行定期检验或者不能按期进行定期检验的压力容器，均应当制定可靠的安全保障措施等。

4　压力容器制造和检验要点

（1）严格控制压力容器制造程序，即图纸审核——技术交底及容器排版——材料复验、标识移植——小料组对——焊接、试板焊接及理化试验——无损检测——热处理——耐压实验——产品最终检验；（2）加强压力容器制造过程中材料复验，包括材料表面质量、材质质量、材料化学成分与力学性能，如韧性、塑性和强度的等性能是否满足设计要求；（3）加强压力容器下料组对过程中的检验，着重就封头焊缝的位置、筒体下料的具体尺寸、直线度允差等是否满足标准要求进行检验；（4）加强压力容器的无损检验，一方面要求无损检测人员必须持有相关部门培训证；另一方面通过检测手段使焊接接头满足图纸及相关标准的要求；（5）加强压力容器的耐压试验，耐压实验过程中对试验介质温度和环境温度进行标定使其满足国标要求，耐压试验过程中需由政府技术监督部门进入现场检验，对其耐压试验的有效性进行明确。

5　结语

总而言之，随着国内石油化工等行业的快速发展，其对压力容器各项性能参数提出了更高要求。为提升压力容器耐压、耐高温和耐腐蚀性等，通常通过优化压力容器设计方式等方法，以改善压力容器制造检验效果。可见，压力容器设计对于其制造检验具有显著影响，其也是确保我国压力容器行业持续、健康、稳定发展的重要基础，应引起足够的重视。

［1］许锋.压力容器设计的合理性对制造、检验及经济性的影响［J］.海峡科技，2012，02（62）：32-33.

［2］司华福.压力容器及管道的设计、制造和安全检验的技术研究［J］.科技论坛，（08）.

［3］张持.压力容器结构设计的某些原则［J］.贵州化工，2006，31（03）：24-26.

［4］种法贺，昝玉超.压力容器设计对制造检验的影响［J］.山东工业技术，246.

［5］压力容器压力管道设计与管理规则单位资格许可阻化工设备与防腐蚀［Z］.2003（03）.

［6］李崇勇，关庆贺，张光.压力容器设计压力的确定［J］.中国特种设备安全，2015（01）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.213