压力容器十篇

压力容器篇1

复杂载荷下无缺陷弯管的塑性极限载荷郭茶秀 李培宁 等(8)

Monel—400合金厚板的手弧焊工艺试验研究徐道荣 汪兵 等(12)

焦炭塔塔壁温度场特性的研究（一）——塔壁二维瞬态温度场及热弹塑性有限元计算分析陈孙艺 顾望平 等(16)

换热器管板均匀胀接时适宜开槽宽度的研究郝俊文 胡振伦 等(22)

焊后热处理对15CrMoR钢板性能的影响张一任 韩金节 等(27)

（00Cr22Ni5Mo3N＋Q345C）不锈钢复合板热处理工艺研究王一德 李国平 等(30)

管板孔开槽液压胀接接头性能的三维有限元分析（二）——管板孔槽的几何尺寸对接头紧密性的影响于洪杰 徐鸿 等(33)

双O形圈自紧式密封结构的分析与设计孙国有 肖芬 等(35)

有限元方法在膨胀节强度分析中的应用贾志刚 寿比南 等(43)

矩形大开孔的补强结构设计刘爱萍 陈志平 等(46)

液压胀合有缝不锈钢管衬里复合管的制造技术王学生 李培宁(50)

乙苯蒸汽过热器的制造高亮 孙佑志(53)

螺栓在H2S介质中的断裂失效原因分析丁毅 朱瑞松 等(56)

锅炉过热器内减温器小蛇管穿洞泄漏分析黎轶 洪文健 等(59)

压力管道应力分析的一般途径与可靠性讨论赵艳梅 张文格 等(61)

冷凝器管束破坏原因分析与防治俞惠敏 蔡业彬 等(64)

钢制轻烃球罐多发性裂纹的修复技术郑启文 张清棠 等(67)

粗溶剂油球罐的腐蚀成因及防护处理沈民杰 顾清 等(72)

在用焦炭塔的裂纹及其无损检测杜护军 胡明东 等(75)

304不锈钢在连多硫酸中的应力腐蚀研究马李洋 丁毅 陆晓峰 马立群(1)

3．5％Ni钢最佳强韧性的正交试验侯洪(4)

碟形金属波纹管的轴向刚度研究刘岩 段玫(8)

对欧盟标准EN 13445基于应力分类法分析设计的理解——兼谈和ASME Ⅷ-2的区别和联系丁伯民(12)

“对欧盟标准EN13445基于应力分类法分析设计的理解”一文的几点商榷意见郑漳洋(19)

关于“对欧盟标准EN13445基于应力分类法分析设计的理解”一文几点商榷意见的说明丁伯民(20)

管壳式换热管轴向应力计算方法的改进薛明德 徐锋 李世玉(21)

基于基础沉降监测的在役大型油罐寿命预测技术程香 陈志平 刘义君(28)

基于ANSYS的金属软管的静态有限元分析盛冬平 朱如鹏 王心丰 吴虹(32)

自动脉冲气保焊单面焊双面成形工艺在压力管道和压力容器上的应用黄兴涛 薛庆 秦艳 邹国大 余欣(36)

超级双相钢复合板16MnR＋SAF2507热成型工艺郭晓春 管云胜 邹华 薄丽燕(39)

伴热管系金属波纹软管开裂失效分析吴兴华 游菊 孙黎 关凯书 王志文 张亮(42)

高压加氢反应器接管裂纹分析及检修朱瑞松(48)

一分加热器早期泄漏原因分析何世恒 姚小静 王芳 肖宏川 程英惠(52)

丙烯罐式汽车泄漏带压堵漏实例胡忆沩(57)

外压容器设计有关问题探讨陈延(60)

关于明确天然气压力管道安全监察职责的复函(62)

焦炭塔鼓胀与开裂变形机理及疲劳断裂寿命预测的研究进展刘人怀 宁志华(1)

湿H2S环境下16MnR钢氢鼓泡的试验研究与数值模拟巩建鸣 蒋文春 唐建群 涂善东(9)

基于SA算法的压力容器离散变量优化设计研究陈连(15)

螺栓（35CrMoA）在湿H2S环境中应力腐蚀试验研究何家胜 崔好选 朱晓明 吴天平 路远明(19)

压力容器用爆炸焊接复合板界面剪切强度标准研究史长根 王洋 冯建(24)

压力管道泄漏声发射信号能量累计特性研究龚斌 李兆南 殷天舟 林木(27)

分析设计的直接方法陆明万(30)

异径弯管的无力矩环向应力解析解陈孙艺 柳曾典 陈进 何录武(35)

过渡区圆弧半径对锻制平封头强度的影响郭书涛 卢志明 张玮 高增梁(40)

关于“对欧盟标准EN13445基于应力分类法分析设计的理解”一文的几点意见朱磊(43)

压力容器分析设计需讨论的若干问题李永泰(45)

国产厚壁大口径X70钢热煨弯管的研制李德忠 陈长青 付彦宏(47)

热高压分离器筒节黑皮修复方案的选择魏刚 董方亮(50)

X70管线管焊接工艺与CTOD之间回归方程的建立王迎娜 梁志芳 李午申 白世武 薛振奎(55)

高炉煤气管线用波形膨胀节失效分析邵小兵 李永生 陈广斌 贺智海(58)

16MnR钢在不同应力比下的疲劳裂纹扩展的试验研究及模拟庄力健 高增梁 王效贵 陈冰冰 陈学东 Y. Jiang(1)

管壳式换热器换热管稳定性问题研究薛明德 徐锋 李世玉(8)

H2S应力腐蚀对16MnR钢冲击韧性的影响研究李臻 刘国栋(12)

基于灰色组合模型的管道腐蚀速率预测刘晓东 李著信(15)

金属软管的网套及端部过渡波的有限元研究屈彩虹 王心丰 岳林(20)

敏化对Alloy C-276耐蚀性能的影响及其恢复葛新生 吴磊 张海波 崔军(23)

螺旋折流式换热器的直接设计方法郝玉振 程林(26)

均匀流中悬空管道横向共振的数值分析戴光 付冰 龙飞飞(31)

热电厂空冷系统膨胀节的有限元计算田晓涛 郭平(35)

非重复充装焊接钢瓶的制造杜正良(39)

特殊结构高压洗涤器的制造与检验张茹雅 都吉哲 张英俊 武艳芳(44)

关于贯彻《压力管道元件制造许可规则》有关问题的通知(47)

关于同意液化石油气和液氨铁路罐车安全附件改造方案及有关意见的函(63)

纤维缠绕复合材料压力容器健康监测研究进展赵海涛 张博明 武湛君 王殿富 戴福洪(48)

更新常减压蒸馏装置减压塔设计及使用效果李文萍 王征(54)

新型聚醚多元醇反应釜底搅拌装置的结构改进王海勇(58)

碟形金属波纹管的内压稳定性研究刘岩 段玫 王春会(4)

基于疲劳分析的绕丝超高压容器的设计陆怡 颜惠庚 沈士明(10)

解析ASME-2004版U形管式管板设计方法李永泰 李勇 黄金国 王林(13)

钽换热器管板焊接接头温度场数值模拟李臻(19)

分析设计方法和各类应力特性的讨论丁伯民(24)

关于“分析设计方法和各类应力特性的讨论”一文的几点意见朱磊(33)

对“关于《对分析设计方法和各类应力特性的讨论》一文的几点意见”的答复和说明丁伯民(35)

10000m^3大型天然气球罐的设计和制造技术窦万波 张中清 陈立 董宁(38)

乙二醇装置T530零效蒸发器损伤分析和控制措施陈伟志 初宏革 王皓 郑启文(45)

多乙二醇塔再沸器膨胀节失效分析及修复张卫义 安永明(51)

压力容器篇2

压力容器主要采用焊接的方式完成，引起其表面缺陷原因主要存在于设计和焊接过程中。主要表现为焊缝尺寸存在偏差，焊接过程产生飞溅导致的焊瘤、压力容器表面气孔、塌陷以及咬边等问题，严重的还可导致焊接表面裂纹和烧穿现象。压力容器的表面缺陷可通过目测或仪器检测，要求检测人员具有丰富的经验。而控制压力容器表面缺陷则需焊接人员不断提供技术水平。

2压力容器表面缺陷检验技术

2.1常见表面缺陷的检验

焊接错边是压力容器最常见的表面缺陷之一，即焊缝两侧的焊趾母材产生一定高度的分离。焊缝错边可通过目测发现，但要得到精准错边量，需使用焊缝尺。其主要表现形式为焊接母材表现不平整。在检验焊接错边过程中应遵循以下原则：首先：检验人员应分析该压力容器的焊接顺序，以了解容器的焊缝位置。检测发生错边的焊缝，并在错边量数值最大处打好标识。检验前需对焊缝及其周边进行清理，确保焊缝表面清洁度，减少误差。其次：压力容器板材表面厚度对检测结果具有影响。规定检测焊缝错边量不包括焊接板材的两侧厚度。但如果较厚的板材呈斜坡状，那么板材厚度以其母材实际厚度确定。而焊缝宽度和被削斜度则需通过板材厚度差和焊趾目前厚度进行测量后确定。也就是说，对于厚板材的错边量计算，应减去两板材的厚度差。当然，为了确保压力容器纵缝检测的准确性，应借用样板和万用量规以减少误差。

2.2压力容器棱角度的检验措施

压力容器棱角度是指容器在焊接过程中产生的环向棱角。基于棱角度的形成过程，其检验具有一定难度。尤其是压力容器存在棱角度和错边量两种表面缺陷时，很难测出压力容器了棱角度的具体数值。此时，要求进行多次测量，并将平均数值作为所测得的棱角度值。采用平均值测量法可确保压力容器筒体内、外侧的棱角度保持一致。样板长度对棱角度值具有一定影响，这是由于焊缝处与板材平面具有不同的曲线。采用平均测量法进行压力容器棱角度测量，板材长度不得小于300cm，并要求弦长不超出1/6D。

3压力容器常见表面缺陷的处理方法

上文我们对压力容器表面缺陷进行了分析，其主要表现为焊瘤、咬边、裂纹等缺陷。我们重点针对由于腐蚀产生的缺陷和表面裂纹产生的缺陷进行具体的分析。

3.1腐蚀造成的压力容器表面缺陷处理

压力容器腐蚀是指外部环境和内部气体或液体对容器母材造成的损害。腐蚀主要影响和改变压力容器的壁厚，腐蚀严重可致使容器壁厚急剧下降。大型压力容器的材料多为不锈钢或者铝钛合金，并对材料性能具有较高的要求。表面粉尘、焊接引弧斑痕、焊接飞溅是导致压力容器腐蚀的主要原因。对于压力容器所盛液体的腐蚀可通过提高材料性能或选择正确的材质处理，但对于焊接技术不当导致的焊接腐蚀来说，则应注意提高焊接技术。引弧不当等原因将导致压力容器母材保护膜受到严重的腐蚀，从而影响压力容器性能。要解决这一腐蚀问题，检测人员应注意焊接过程，要求焊接人员严格按照规定操作。检测人员应具有丰富的经验，可通过目测发现压力容器腐蚀，并利用测厚仪器测量容器壁厚变化，如果检测后的压力容器可导达到使用强度标准，可继续使用。但要进行必要的日常护理，以提高压力容器的使用寿命。而对于检测不合理的压力容器，通常壁厚过低不能用于继续承载液体或气体，应及时淘汰。

3.2焊接表面裂痕处理方式

由于压力容器主要采用焊接方式完成，焊接缺陷是其主要缺陷表现形式。表面裂痕主要分布于焊缝区、融合线和焊接热影响区。表面开裂并伴有气孔是焊接技术不到位的主要表现。熔池内的气体不能全部溢出即出现焊接气孔。处理这类缺陷，可采用机械打磨的方式，对存在气孔的位置进行打磨后重新补焊，以确保压力容器的焊接质量。当然，无论何种类型的焊接缺陷或表面裂痕，都需要检测人员的经验和技能进行处理。因此，企业在压力容器生产过程中，应注意不断提高检验人员的技能，要求其具有相关从业经验与从业资格。

4结语

压力容器篇3

【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）

压力容器篇4

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5

关键词：压力容器；制造；问题；解决对策

随着科学技术水平的不断进步，在日常的工作、生活中使用了大量的压力容器，虽然发挥了重要的作用，但是由于压力容器的广泛应用，也产生了大量的安全隐患。因此说在进行压力容器的制造过程中，我们先要透彻分析、掌握其主要构成和特点，针对性的采取措施避免常见问题的发生，本文先对压力容器的构成和特点进行简要描述，继而再对常见问题和解决对策进行详细的论述，希望能够为我国压力容器的制造水平提升有所帮助。

1压力容器的主要构成和特点

1.1压力容器结构的多样性

由于压力容器的应用范围非常广，不仅适用于石油、化工领域，还应用在了制药、冶炼以及食品等行业，因此说压力容器的结构和产品参数具有多样性。

1.2压力容器制造涉及到多种学科和专业

压力容器的制造不仅包括冶金、机械加工、焊接、热处理等专业，还需要应用无损检测、防腐、安全防护等知识，因此说进行压力容器的制造需要多种学科和专业的互相协调、配合才能够顺利完成。

1.3质量要求高

由于压力容器极为复杂的应用环境以及种类繁多的内部介质，因此说我们必须严格遵守相关的标准规范，提高制造水平，保证压力容器的使用安全，为压力容器使用单位的安全平稳运行提供保障。

1.4极为严格的设计要求

与普通的机械产品相比较，压力容器在设计时不仅需要较高的化工设备设计理念，还需要设计人员具有极为优秀的计算机软件操作技术，唯有上述二者同时具备，才能够快速、精确的进行压力容器的制造。

2压力容器制造过程中的常见问题与解决对策

2.1常见的材料问题

2.1.1材料选择的盲目性由于压力容器的特殊性，我们必须保证其制造质量，其中材料的质量更是决定产品质量的关键性因素。压力容器制造过程中采用的金属材料在进行处理上，应用了力学、物理以及化学等技术，这就导致在解决材料工艺问题上，很多专家提出了“以厚代薄”和“以优代劣”的观点。上述观点虽然能够通过加厚、提高性能等方式来实现压力容器安全性的提升，但是也会大幅度增加产品的制造成本，因此说盲目的着重安全性会造成材料选择的局限性，我们应改变这种观念，要兼顾安全和经济，找到二者的平衡点。2.1.2材料应用的差异性由于材料代用理论曾经得到了广泛的认同，导致现阶段材料应用的差异性逐渐曝露出来，很多情况下都过分重视经济效益，仅对材料的强韧系数进行了测量，忽略了材料的物理属性。这个情况也需要我们平衡考虑安全和经济，不仅要保证经济效益，更好保证产品质量。

2.2加工过程中的变形问题

由于压力容器的体积大多比较大，需要配合使用大型起重机械进行加工、制造，特别是在罐体部分，由于壁厚、重量等多种因素，很容易由于尺寸不准确、模具不标准以及较大外力的作用下导致变形。这种问题首先要严格进行下料管理，保证下料尺寸的合格，在制造过程中还要规范使用模具，避免局部变形的发生，最后是要对作业人员进行严格管理，大量的数据表明加工变形大多数是由于人为操作原因造成的，因此说通过加强培训、严格管理的方式是可以有效避免的。

2.3施工顺序的问题

压力容器作为一个复杂的特种设备，其中含有大量的零部件，因此我们一定要对施工顺序进行严格管理，特别是在管板、管子结合方面，大多采取焊接、胀接、密度焊+强度胀或者贴胀+强度焊的方式来进行。在结合的过程中我尤为需要的就是泄露问题，因此应予以足够的关注。无论采取何种连接方式都要遵循规律，例如：采用“先胀后焊”的工序，应将胀接管段内的杂质清理干净，避免焊接过程中发生化学反应，给设备留下安全隐患；采用“先焊后胀”的顺序，应将管板坡口清理干净，并且排净管板与管子缝隙处的空气，这样才能够保证接头处的密封性。

2.4焊缝问题

压力容器绝大多数部位都是通过焊接相连的，因此压力容器的质量与焊接质量和焊缝的布置情况有着密切的关系，应尽力避免焊缝缺陷而影响设备的质量。在进行排版时，应合理布置焊缝，避免交叉或重叠焊缝的出现，在无法避免的情况下应提前进行应力分析，保证设备的使用安全。此外，我也应对焊工加强培训教育，严格检查焊工的相关资质与从业资格，严把人员关。

2.5应力腐蚀问题

在腐蚀环境和盈利的共同作用下会导致应力腐蚀裂纹的产生，由于实际的工作环境中无法彻底摆脱腐蚀环境，因此说这种裂纹是无法有效避免的。通过多年来的研究，人们发现可以从材料的角度来有效减少这类裂纹的产生，首先要合理选择材料，继而按照要求进行防腐、热处理等工序，减少裂纹的产生。

2.6无损检测的问题

在完成压力容器的制造后，必须对其进行有效的检测，当前阶段我国主要采用射线检测和超声波检测两种。随着技术的不断发展，近年来也涌现出了TOFD检测等多种技术，我们要紧跟技术发展，采取最适宜的检测方法，在保证检测质量的同时，加快进度、降低成本。

3结束语

综上所述，由于我国近年来压力容器的需求量逐年攀升，这对压力容器的制造提出了更高的要求，必须从材料、制造、检测等多个环节进行严格管理才能够保证产品质量。压力容器制造过程中最常见的几个问题笔者已经简要论述了解决措施，希望能够为我国压力容器制造质量的提升有所帮助。

参考文献

[1]韩学军.浅析我国压力容器制造过程常见材料问题的解决对策[J].压力容器，2013，（11）：56-57.

压力容器篇6

关键词：压力容器和压力管道；石油化工企业；安全管理

石油化工企业的安全生产对于周边地区的稳定有非常重要的意义，通过合理的安全管理工作，可以实现石油化工企业的这个生产目标，在石油化工企业中，压力容器和压力管道是安全管理的主要目标，通过对压力容器和压力管道的安全管理，可以使企业处于正常运营的状态，可以使石油化工企业为当前的社会做出更大的贡献，所以，加强压力容器和压力管道的安全管理工作对于企业和社会来说都是非常有必要的。要想实现这个管理目标，可以通过以下几个方面进行。

1正确的使用压力容器和压力管道相关部件

压力容器和压力管道相关部件的使用与压力容器和压力管道的安全性有直接的联系，所以，要想提升压力设备的安全性，必须要对压力容器和压力管道的相关部件进行合理的管理，保证压力设备的正常运行。当前我国的压力容器和压力管道部件管理工作中还存在诸多的问题，在压力容器和压力管道相关部件的生产上，我国的政府部门还没有一个明确的生产规定，由于缺少法律条文的限制，各种不合格的压力容器和压力管道部件不断的出现，给压力设备的使用带来了严重的安全隐患；在当前的市场上，存在大量的压力容器和压力管道部件，其中的说明与实际的性能存在严重不符的现象，而且部件在制作过程中使用的材料也不能符合相关的标准，这些不合格的部件如果进入到了压力容器和压力管道的使用环节，非常有可能会引发爆炸等各种事故，给石油化工企业带来严重的损失，还有可能造成人员的伤亡，所以企业一定要做好安全管理工作，在选择压力容器和压力管道相关部件的时候，要选择正规的生产厂家，并且要采用一定的手段，对生产厂家的各种信息进行深入的了解，确保厂家的技术含量可以制作出合格的压力容器和压力管道部件，另外要对购进的部件进行充分的检测，保证其性能可以符合企业生产的需要，加强对压力容器和压力管道部件的管理，促进石油化工企业的安全生产。

2对压力容器和压力管道的操作进行严格管理

在石油化工企业中，压力容器和压力管道的使用具有一定的技术性，如果在使用的过程中，没有严格的按照相关的规定来进行，那么很有可能会因为操作上的原因造成安全事故。所以，在压力容器和压力管道的使用过程中，一定要按照相关的规范来进行，提升设备使用的合理性，安全管理人员必须要对压力容器和压力管道的操作过程进行严格的管理，管理人员要对设备的操作情况进行记录，并且制作成相关的档案，这样可以在设备维护的时候进行参考，提升压力容器和压力管道维护的合理性。压力容器和压力管道的操作一定要由专门的人员来进行，操作人员在操作之前，必须要经过严格的培训，通过培训掌握足够的操作理论知识和实践能力，操作人员在培训完成以后，必须要通过相关的考试项目，而且要有国家部门颁发的操作许可，在满足这些要求的时候，才能进行操作岗位，在对压力容器和压力管道进行操作的时候，一定要保持在一个认真的状态中，严格的按照相关的规定来对压力容器和压力管道进行操作。企业为了减少突发事故造成的损失，可以提前对工作人员进行培训，制定相关的应急预案，这样如果压力容器和压力管道发生了爆炸事件，可以减少企业的损失和人员的伤亡，可以按照应急预案中的方案来处理爆炸事故，做到防患于未然。在压力容器和压力管道的使用过程中，压力容器和压力管道中的各项数值一定要保证在标准的范围内，操作人员和管理人员要对其中的数值进行严格的监控，如果发生的超出规定的情况，必须要马上停止压力容器和压力管道的运行，并且采取一定的措施进行处理，防治爆炸事故的发生，在升压的过程中，要稳步的进行升压操作，不能过快的升压，以免发生不可控的情况。为了确定其中压力的精准性，要对压力容器和压力管道中的各种压力仪表进行及时的监测工作，如果发现在压力容器和压力管道在停止运行的状态中，压力表存在不归零的情况，对及时的更换压力表；在对压力容器和压力管道的使用过程中，如果压力容器和压力管道处于停止运行的状态，要把其中的气体排空，以免气体中的水分造成管道的堵塞，增加压力容器和压力管道爆炸的风险。

3加强对压力容器和压力管道的维护管理

任何设备都需要定期的维护和保养，才能保证设备的长时间运行，对于压力容器和压力管道也是一样，压力容器和压力管道在长期的使用过程中，其中的各个构件很容易老化，而且由于压力容器和压力管道中长期的受到很大的压力，焊缝的位置非常容易出现破损的情况，增加压力容器和压力管道爆炸的隐患。为了减少这种隐患的存在，保证压力容器和压力管道的正常运行，就必须要加强对设备的维护管理工作，对压力容器和压力管道的运行情况进行实时的监控，如果发生异常情况，比如有异响的发生或者压力值处理，查明故障发生的原因，并且采用合理的措施排除压力容器和压力管道中存在的故障，保证压力容器和压力管道的正常运行；另外，要根据实际情况来制定合理的压力容器和压力管道维护周期，如果压力容器和压力管道的使用年限很长，可以适当的缩短维护的周期，对压力容器和压力管道进行细致的检查，把老化和腐蚀严重的部件进行更换，包括设备中的各种仪表，通过这样的方式，保证压力容器和压力管道的正常运行，减少安全事故的发生。

4完善当前的安全管理制度

要想充分的发挥出安全管理工作的重要作用，提升压力容器和压力管道运行的合理性，就必须要有一个完善的安全管理制度，以安全管理制度为依据，来开展高效的安全管理工作，这样才能有效的减少石油化工企业生产过程中安全问题发生的几率。对于压力容器和压力管道的管理规则，我国的政府部门做出了许多的规定，对于这些规定，石油化工行业必须要有足够的重视，把这些规定列入到压力容器和压力管道的安全管理制度中，以此作为安全管理工作的依据，特别是在验收的环节，更是要严格的按照国家的相关规定来进行，提升压力容器和压力管道的合格程度；对于压力容器和压力管道在运行过程中产生的各种数据，我国的科研部门已经给出了合理的数据范围，在实际的压力容器和压力管道使用过程中，可以根据这些数据来对其进行管理，而且要根据实际的情况，对这些基础的数据进行适当的调整，保证压力容器和压力管道运行的合理性；石油化工企业要做好压力容器和压力管道的防腐蚀检测工作，积极的引入信息技术和智能技术，保证可以准确的确定压力容器和压力管道中各种部件的腐蚀程度，根据监测的结果对压力容器和压力管道中的构件进行及时的更换；每一次的保养和维护工作都必须要做好相关的记录，记录的问题一定要完整，根据记录可以看出压力容器和压力管道的总体运行方向和故障的易发点，可以采取更加合理的防范措施，保证压力容器和压力管道的正常运行。

5结语

综上所述，压力容器和压力管道的正常运行关系到石油化工企业的安全生产，所以，企业一定要重视压力容器和压力管道的安全管理工作，提升压力容器和压力管道运行的合理性，保证企业的安全生产。

参考文献：

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[5]都超,滑翔.锅炉压力容器压力管道安装监督检验内容与建议[J].化工设计通讯,2018,44(01):147.

压力容器篇7

【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8

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9

关键词:压力容器，腐蚀， 防护， 检查

Abstract: this paper mainly for pressure vessels material corrosion a detailed instruction. Then for several common corrosion form, from material selection, the processing manufacture, heat treatment put forward the protection measures.

Keywords: pressure container, corrosion protection, check

中图分类号：TU453文献标识码：A 文章编号：

压力容器是化工生产中广泛使用并很重要的特种设备，在高温、高压、磨损或介质对金属腐蚀等不利条件下操作，腐蚀是压力容器一大危害。据有关压力容器事故资料统计表明，由于腐蚀发生爆炸事故的占66.7％。金属腐蚀原因比较复杂，影响因素之多。因此，对金属腐蚀的规律性有所了解，有助于分析形成压力容器的腐蚀原因和对其在运行过程中出现的缺陷性质作出正确的判断，以便采取相应的防腐措施，提高压力容器的安全使用性。

1压力容器的腐蚀与防护

1.1压力容器腐蚀的定义及存在环境

绝大多数压力容器都由金属材料构成，压力容器与环境的反应而引起的材料的破坏或变质，称为压力容器的腐蚀。

压力容器运行的环境条件：

(1)溶液、气体、蒸汽等介质成分、浓度和温度

(2)酸、碱及杂质的含量

(3)应力状态(工作应力、残余应力)

(4)液体的静止状态或流动状态

(5)混入液体的固体颗粒的磨损和侵蚀

(6)局部的条件差别(温度差、浓度差)，不同材料接触状态

(7)温度的周期性变化、热冲击及PTS

(8)化学反应及反应生成物的情况

(9)高温、低温、高压、真空、冲击载荷、交变等应力

1.2金属腐蚀的分类

金属腐蚀有几种不同的分类方法。按腐蚀机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀；按腐蚀环境可分为化学介质腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀等；还有一种分类方法是分为湿腐蚀和干腐蚀。有液体存在时产生的是湿腐蚀，干腐蚀是环境中没有液相或在露点以上，腐蚀剂通常是蒸汽和气体。

金属腐蚀比较直观、实用的分类方法是：根据金属腐蚀破坏形态来分类，有下列几种：均匀腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、氢致开裂、缝隙腐蚀、腐蚀疲劳和磨耗腐蚀等。

(1)均匀腐蚀也称全面腐蚀，是在压力容器全部暴露表面或大部分面积上发生化学或电化学反应而均匀地进行的腐蚀。均匀腐蚀会导致压力容器壳壁和封头变薄，最后强度不足而报废。均匀腐蚀的腐蚀速率可以通过测量剩余壁厚测出，因而在设计时可以考虑腐蚀裕度，从而保证不会在有效设计周期内整体壁厚不足而引起失效。

均匀腐蚀的防护：1、正确选用金属材料和制定合理的加工工艺。选择对介质有耐蚀性的材料，且表面加工的越光滑，抗蚀性越强。2、选择合理的结构设计，避免把电位差别很大的不同金属材料互相接触而产生电偶腐蚀。3、减少介质中的有害成分。4、覆盖层保护，使金属材料与周围介质隔离。

(2)应力腐蚀，金属或合金在拉应力和一定的腐蚀性介质共同作用下发生的腐蚀破裂。

典型的应力腐蚀：

1碱脆

低碳钢或普通低合金钢与热碱溶液的组合，在工作应力与残余拉应力的协同作用下，产生应力腐蚀，并导致严重的断裂事故。溶铁反应过程：

3Fe+7NaOHNa3FeO3•2Na2FeO2+7H

Na3FeO3•2Na2FeO2+4H2O7NaOH+ Fe3O4+H

7H+H4H2

3Fe+4H2OFe3O4+4H2

碱脆的控制措施：a、选用适当的碳钢。从强度、塑性和碱脆敏感性三个方面综合考虑。b、尽量降低装配时产生残余内应力的因素，如错边、角变形，并防止生成空虚和不紧密的接缝，尽量采取措施降低焊接残余应力。c、加入缓蚀剂。常用的有Na3PO4、NaNO3、NaNO2 、Na2SO4等。

2硝脆

在生产氮肥及硝酸盐工厂，出现低碳钢在浓硝酸盐中的应力腐蚀开裂或断裂的现象，称为“硝脆”。是低碳钢的沿晶阳极溶解。

10Fe+6NO3-+3H2O5Fe2O3+6OH-+3N2

随着硝酸盐水解时Ph值的降低，硝脆的趋势增加。

硝脆的控制措施：a、选择合适的含碳量0.20%。b、冷轧钢材可减低硝脆的敏感性。c、尽量降低钢中硫、磷、砷的含量。d、尽可能降低硝酸盐的浓度。e、尽可能降低硝酸盐的温度。f、适当提高溶液的Ph值。

3液氨引起的应力腐蚀

液氨应力腐蚀断裂属于穿晶型。除NH3外，必须还要含有O2和N2。在含氧的液氨中，钢表面吸附氧形成氧膜，当材料受拉力应变后，保护膜被破坏。暴露出的新鲜表面(滑移台阶)与有氧膜的金属表面组成微电池，产生快速溶解。在没有其他杂质存在时，O2能够在金属表面上再成膜，抑制应力腐蚀破裂的产生，当氨中同时溶有N2时，有于O2和N2在滑移台阶上产生了“竞争吸附”，组织部分滑移台阶的再钝化，从而增加钢的应力腐蚀断裂敏感性。

氨脆的控制措施：a、选择强度低于540MPa的钢种。b、充分回火和退火，消除残余应力。c、储罐加保温层，将液氨低温保存(10℃以下)。d、液氨中加入冷冻机油、菜籽油或硅油作为缓蚀剂。

(3)点腐蚀又称小孔腐蚀或孔蚀，常发生在易钝化金属或合金中，同时往往有侵蚀性阴离子(Cl-)与氧化剂共存的条件下。

点蚀的防护与控制：a、添加缓蚀剂。一般来说，对金属或合金的全面腐蚀有缓蚀作用的化合物对点蚀也有抑制作用。b、阴极保护。将原本处于点蚀电位区的金属电位阴极极化到钝态电位区，即可使其处于“完全钝化”状态而得到保护，防止点蚀。c、合理选择耐蚀性材料。Cr、Mo、N等元素的含量越高，抗点蚀性能越好。

(4)晶间腐蚀。当奥氏体钢经历相当于敏化温度条件的热处理时，便会沿晶界析出碳化物。由于碳较铬向晶界扩散的速度快，晶界及其邻近区域的铬就会被大量消耗而来不及补充，从而使晶界区域出现贫铬现象。在腐蚀溶液中，不贫铬的晶粒处于钝化而贫铬的晶间区处于活态，晶间贫铬区相对一般含铬量正常的晶粒部位来说是阳极，在这种大阴极小阳极耦合加速效应影响下晶间腐蚀加速。

防止和控制奥氏体不锈钢晶间腐蚀的措施：a、降低C/N/P等有害杂质元素的含量，提高钢的纯净度。b、添加少量稳定化元素，控制晶界吸附和晶界沉淀。c、采用固溶处理，抑制在晶界析出碳化物。d、在敏化温度以上进行稳定化处理。e、对冷加工和敏化温度处理场合，先冷加工，后热处理。f、增加晶界面积，分散沉淀相。

(5)氢脆。在压力容器壳体材料和受压部件制造和装配过程中已进入的微量的氢，在应力(外加的或残余)的协同作用下，可以导致材料的脆化并促进开裂，成为氢脆或内氢脆。

控制措施：a、对于未出现裂纹的具有内氢脆趋势的材料，可以通过排氢处理，使材料恢复到未充氢时的水平。b、采用适当的工艺及烘烤处理，降低钢中的含氢量。c、若有可能，降低材料的强度或采用局部回火，降低关键部位的局部强度。d、降低导致回火脆性的杂质，如硫、磷。

2压力容器的腐蚀检查

由于容器外壁的腐蚀通常是均匀腐蚀或局部腐蚀，所以用直观的检查方法就可以发现。

外壁有油漆防护层的容器，如果防护层完好，而且也没发现其它可疑迹象，一般不用清除防护层来检查金属外壁的腐蚀情况；对于外面有保温层或其它覆盖层的压力容器，如果保温层对器壁没有腐蚀作用，或者容器壳有防腐层，在保温层正常的情况下，也不需要拆除保温层，但是如果发现泄漏或者其它可能发生腐蚀的迹象，则应该在可疑之处拆除保温层进行全面检查。

直观检查后，如发现容器内壁或者外壁有均匀腐蚀或者局部腐蚀的情况，应测量被腐蚀的部位的剩余厚度，进而确定器壁的腐蚀厚度以及腐蚀速率。发现腐蚀缺陷后要及时处理，一般原则是以下几个方面。

(1)当内壁发现晶间腐蚀或者断裂腐蚀时，要停止使用。如果腐蚀是微小的，可以根据具体的情况，在进行适当处理之后再使用。

(2)发现分散点腐蚀时，如果不妨碍工艺操作的话(腐蚀深度要小于计算壁厚的一半)，可以对缺陷不作处理而继续使用。

(3)均匀腐蚀和局部腐蚀要遵照剩余厚度不小于计算厚度的原则再做缩小检验间隔期限、继续使用、降压使用或判废的处理。

3结语

压力容器篇10

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：

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