压力容器设计若干技术问题解析论文_唱岩

压力容器设计若干技术问题解析论文_唱岩

(哈电集团(秦皇岛)重型装备有限公司 河北秦皇岛 066206)

摘要:压力容器在目前的运输和存储等方面应用十分广泛,如何改进压力容器的设计水平也始终是研究者所关注的重点问题。就目前我国的现状来讲,在对压力容器进行设计时,要严格遵循行业规范和国家的法律法规,保证压力容器在设计、生产方面不出现非技术性的质量问题。同时,要结合具体工作实际,在工作过程中不断发现现有技术和生产的不足之处,不断研究新的技术,提高安全标准,使设计和制作出的压力容器安全可靠。本文就针对压力容器设计若干技术问题进行分析。

关键词:压力容器设计;若干技术;问题解析

1压力容器的重要设计参数

1.1焊接结构

焊接技术对压力容器的设计是十分重要的。焊前,要熟悉图样和技术要求,按照国家的相关标准和行业规范,对产品的结构及尺寸进行审核,然后根据设计要求和容器用途,从强度、韧性等方面考虑容器材料的选取。焊接时,先将组装好的筒体放在滚轮架上,然后用埋弧焊焊机顺着滚轮架顺时针旋转即可对内环缝较好地完成焊接。对夹套与夹套封头的焊接,其操作方法可参照上述内容。上述焊接过程完成后,必须要对焊缝进行认真检查,尤其是筒节与封头以及夹套与夹套封头的焊接。检查时要观察其是否焊接完整而无缝隙,确定焊接质量达到相关的标准。

1.2腐蚀裕量

腐蚀裕量设计与压力容器的安全性和成本有着直接的关系。这是因为要根据压力容器计划使用年限以及储存介质的腐蚀力,对压力容器的材质进行选择以及壁厚设计。然而由于目前国内对各种材料的抗腐蚀力等了解程度不足,很难对制作材料的抗腐蚀程度进行量化,这是先前我国科技水平和管理不到位造成的。因此,设计人员必须严格按照国家及企业所制定的工作规范,尽量准确地计算出容器的腐蚀裕量,尽可能进行准确的设计。目前国内有些企业在对压力容器接管处进行设计时,存在使用壳体 50%的腐蚀裕量的材质。然而,这样的选择在遇到壁厚较小的接管时,其开孔补强会不够。因此,在必要时需要对其进行适当的补强,尤其是接管直径比较小或比较薄时,更要注意。

1.3 膨胀节设置

压力容器中的膨胀节可以缩小圆筒和换热管之间的热膨胀差,从而使容器在轴向进行自由的伸缩。是否设置膨胀节,也可以根据设计要求中的伸缩程度来决定。判定方式为通过对圆筒和换热管的轴向应力进行计算,对照相应的技术规范查看计算结果,如果超出规定范围,就需要设置膨胀节来进行调节。在整个计算过程中,不能假定管板是绝对刚性,更不能只凭技术人员主观的判断来决定是否设置膨胀节,因为这样的做法,不仅可能会增加生产成本,还有可能危害到整个压力容器的安全。因此,必须采用合理有效的计算方法。

2压力容器设计技术问题和解决方法

2.1耐压试验的免除问题

对于一些大型的压力容器来说,由于要在现场焊接并组装调试,所以耐压实验的环节可以优化掉。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆压力容器质量和安全性能,可以通过耐压试验进行检测,但还是有一些设计人员为采取耐压试验检测压力容器。在设计过程中,应对压力容器材料的力学性能和化学成分的检测要求进一步的提高,同时,尽可能采取全焊接头等,以增大容器的超压泄放能力,从而保证免除耐压试验的压力容器的质量,以及安全性能。

2.2平盖接管开孔补强直径计算问题

在人们日常使用的压力容器平盖上,都有圆孔设置,其设计目的是为了通过双向拉伸作用,增大孔的边缘集中的力,其应力大概回去增大两倍。一般采取增加平盖厚度或是外加补强元件等开孔补强措施,来减轻应力造成的不利影响。通常情况下,平盖接管的结构是将平盖双侧和内插管焊接在一起,所以,补强计算与平盖上开孔直径的大小关系密切。在实际设计中,瓶盖与接管的焊接结构的结构特征一般有两种,一种是全焊透结构,另一种是非焊透结构。因为全焊透结构的平盖和接管已形成一个整体,所以进行补强大小计算时,接管内径加上两倍的厚度附加量即是所用的开孔直径;非焊透结构的开孔直径直接取平盖上的钻孔直径,即接管外径与2倍间隙之和的值。但是在设计操作中,设计人员没有深人理解补强计算的含义,没有全面考虑平盖与接管的结构特征,全部都按照非焊透结构的开孔直径进行计算,由于开孔基准直径变小后,在补强时需要增加的厚度量也会随之减小,忽略细节变化,这必然会加大平盖厚度,最终影响压力容器的质量和安全性能。

2.3管壳式换热器中折流板和支持板的用途不明

在管壳式换热器中最常接触到的是折流板和支持板。在使用时如果没有仔细区分很容易就会发生混淆。这两种板只在作用和布置上不一样,其他方面基本没区别,L匕如形式、最小板厚、大小方面完全一样。折流板主要用于无相变换热过程,来改变壳程介质的流动状态,从而提高换热器的换热效率,板间距较小;而支持板恰好相反,其主要用于有相变的换热过程,有支撑作用,主要用来支承换热管,使换热器不超过其最大的无支撑跨距,因此支持板的板间距相对较大。但是在实际操作中将两种板混淆的情况屡见不鲜,尤其值得一提的是是将折流板误用于支撑换热管的工况中,造成不必要的设计浪费。为避免浪费设计人员务必要认清两种板的结构和功能,正确区分使用,才能减少成本又不影响质量。

结束语

总之,对目前我国压力容器设计与制造相分离的情况进行改善,在压力容器的设计过程中不仅要保证加工过程中的工艺水平,也要确保压力容器的质量以及安全性能,只有这样才能不断提高压力容器的生产效益,促进国家社会市场经济的发展,我们生产的压力容器才能与时俱进,开拓创新。

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[5]王阳.压力容器设计若干技术问题解析[J].智能城市,2016,05:102.

论文作者:唱岩

论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期

论文发表时间:2017/4/26

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