关于压力容器设计若干技术问题分析

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摘 要:就当前我国的科技发展状况来看,我国一些具体的应用领域已经有了较大的技术突破,比如在压力容器的应用方面。然而压力容器在实际设计过程中还存在一些技术问题,这些问题影响了压力容器的性能,因此,需要设计人员针对存在的问题采取有效措施,从而促进压力容器制造行业的可持续发展。

关键词:压力容器;设计;技术问题

我国当前的科技以及经济发展水平都已经处于世界领先水平了,但是必须承认的一点是,同一些西方的发达国家相比较,在某些行业领域中,技术水平存在一些差距,这些差距使得设计出的产品不够完善。针对这一现象,相关行业设计人员需要加强研究,争取早日进行技术方面的突破。

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。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涉及机械设计、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,压力容器行业目前受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 进行压力容器设计的重要性分析

首先,压力容器的应用范围是十分广阔的,因此,根据不同的应用领域进行设计是十分重要的,尤其是在安全性以及先进性等方面。其次,因為压力容器所设计的一些物理以及化学方面的反应比较强烈,因此,如果在使用压力容器的过程中出现意外的话,就会对我国人们的生命以及财产安全造成极大的威胁。最后,在压力容器的设计中,因为会有比较复杂的操作技术手法,比如说,对压力容器进行材料的选购、以及组织程序的设计等等,而且这些数据的准确性直接关系到压力容器应用的质量,从这一点看,对其进行严格的设计也是十分必须的。

3 压力容器设计的技术问题

3.1 卧式容器

卧式容器在设计的过程中需要注意两方面的问题:

首先,鞍座位置通常以先A≤0.5R,后A≤0.2L的标准来实行。大部分的卧式容器采用多鞍式支座结构,支座的边准尉应当尽可能保持支座中心到封头的切线距离A≤0.5R,如果A≤0.5R不能满足的时候,A的数值通常都不宜大于0.2L。在这些数值中,A是制作中心直至封头切线距离,单位为mm,Ra是圆筒的平均半径,单位是mm,L表示封头切线之间的距离,单位同样是mm。按照这样的设计标准设计中的鞍座位置应当都保持在A≤0.5R这样的条件。从结构的组成构造与设计的相关规定来看,通常都不会出现不满足条件的情况。在实际设计的过程中,依据容器强度与稳定计算原理,只要满足A≤0.5R,就可以促使封头支撑逐渐加强,促使圆筒整个面积都能承受住弯矩作用,这样就可以使得制作界面处圆筒的轴向应力和周边压力降到最小状态。在设计的过程中这种现象的出现将会对较大直径、壁厚相对较薄的容器起着重要的作用。而控A值在小于0.2L的情况下,为了圆筒两鞍座中间截面位置的弯矩M1与鞍座处截面的弯矩M2的值基本相等,且属于最小值的情况下,设计条件对直径较小、细长比相对较大的容器具有重要的决定性作用。而设计师在设计的时候要想同时达到相应的要求是不可能。设计人员唯有经过仔细地分析与考虑后,才能够理解设计中存在的原理,将A≤0.5R作为设计的标准,使设计满足要求。

3.2 管壳式换热器中折流板和支持板的区分

在管壳式换热器中,经常会用到折流板和支持板。如果不仔细区分,在使用时很容易就会发生混淆。因为在形式、最小板厚、大小方面,折流板和支持板完全一样,唯一不同之处仅在于两种板的作用和布置。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。但是在实际设计中,经常出现部分设计人员混淆两种板件,尤其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。因此设计人员务必要认清两种板的结构和功能,正确使用,避免浪费。

综上所述,在对压力容器进行设计过程中,为了保证设计的科学性、合理性,使设计结果满足使用要求,需要设计人员根据相关技术法规和设计标准进行相关设计,减少设计过程中技术问题的出现,保证压力容器质量。

参考文献:

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