探究压力容器设计制造与维护的绿色化与智能化

摘 要：压力容器是一个基础设备，在我国很多工业领域占据重要地位，并发挥着至关重要的作用。因此，对压力容器的设计一定要严格遵循国家标准认真设计，从多方面考虑。

关键词：压力容器;设计;制造;措施

1 压力容器的基本特点

对于压力容器而言，最主要的特点可以概括成以下几点：①压力容器在工作过程中不得不承受数值比较大的外部压力或者是内部压力，并且在这个压力大小下还可以继续正常工作;②对于压力容器而言，密封性能应该是非常好的，这也是压力容器最基本的特征之一，只有压力容器的密封性是非常好的，才可以更好地保证其正常工作时候内部的特殊气体不会出现任何泄露;③要确保压力容器的使用时间是非常长的，因此在对压力容器进行制造过程中，应该对每个环节引起足够的重视，严格把关，这样才可以更好的确保压力容器具有非常长的使用寿命;④在对压力容器进行制造过程中，应该保证在制作完成之后对其进行检查维护是非常方便的，而且还应该严格保证对压力容器的安装过程是非常方便的，对于压力容器的制作质量应该引起足够的重视，并且应该对质量进行严格的控制。

2 我国压力容器设计制造与维护的绿色化

2.1 针对压力容器使用寿命的有效处理措施

设计人员在设计压力容器的过程中，应该严格根据相关的标准，考虑压力容器使用的年限：①外部因素很重要，例如空气的湿度以及温度等;②应该考虑材料的在工作环境下的腐蚀速度，给材料留有一定的腐蚀裕量，保证在使用年限内，容器可以安全运行;③使用人员还应该定期对压力容器进行检查，避免发生事故。

2.2 轻量化绿色设计制造技术

国内外压力容器的轻量化途径一般有以下5种，一是通过降低压力容器材料控制与设计、制造、检验各环节的不确定性，科学调整材料许用强度系数，减少设计冗余、降低容器壁厚;二是开发强韧性相匹配的低合金高強钢并研究其生产工艺控制方法合理提高材料强度，安全地减少用材;三是利用奥氏体不锈钢应变强化技术来提高不锈钢低温压力容器的承载能力，实现减重;四是针对换热器采取传热流动与管子、管板强度、刚度协同优化设计的方法，同时减薄管板厚度和提高传热效率，实现节能节材;五是复合材料的应用。然而，上述这些方法过去都因存在不同的技术难题，无法保证压力容器使用安全性而没有得到广泛使用。

2.3 加强对材料的选择管理

在对压力容器进行制造过程中，应该对材料进行合理的选择，并且应该选择非常正规的材料生产厂家，除此之外，还应该对制造过程中所使用的材料进行抽验检查，查看所选择的材料是否符合相关标准。在对压力容器进行制造过程中，首先应该对压力容器的使用环境做到非常明白，这样才可以更加有针对性的对材料进行选择。在对材料进行引进过程中，在对压力容器的设计要求进行充分结合之后，对材料的化学成分以及力学特性应该进行必要的检查，再具体制造过程中对每个环节应该进行有效测试。对于材料生产厂家而言，对每个零部件应该进行有效标注，对其使用情况以及保管情况应该作出明确说明，这样才可以更好地保证零部件的质量是非常好的，从而确保所生产出来的压力容器可以进行正常使用，不会出现任何安全事故。

2.4 焊接质量控制

焊接是压力容器制造过程中的重要环节，因为压力容器中的很多零件都需要焊接连接在一起，而压力容器对密封性和抗压能力有较高的要求，所以焊接质量尤为重要。为了保证焊接工作的质量，应该做好全面的检查工作。首先，在确定焊接工艺后，做好母材、焊丝、焊剂或者焊条等焊接材料的检查。焊工一定要持证上岗，具备相应的焊接资格。焊接前做好焊接材料的烘干和清洁工作，避免准备工作不充分而出现质量缺陷。其次，在焊接的过程中，要加强对焊接工艺流程的跟踪检查，每个环节都要严格按照焊接工艺规范流程操作，避免在焊缝表面或者内部形成焊瘤、咬边、气孔、裂纹、夹渣、未焊透等质量缺陷。最后，做好焊接过程记录，并且存档。

2.5 灾前预防与灾后恢复控制技术

存储有毒有害介质的重要压力容器一旦发生失效事故，将造成严重的环境污染。如何确保危化品储运压力容器在台风、火灾、地震等灾害条件下的抵抗能力，降低失效一旦发生时的事故损失和对环境造成的破坏污染，是需要研究解决的技术难题。“十二五”期间，在国家科技支撑计划“危化品储运压力容器防灾减灾关键技术”、“海底管道检测及完整性评价技术与工程示范”等课题支持下，合肥通用院、浙江大学、中国特检院、广东特检院、中石化管道储运分公司等单位，围绕危化品储运压力容器与管道开展了灾前预防与灾后恢复控制技术研究，建立了高耸塔器风致疲劳寿命预测和防风抗振结构优化设计、基于金相和硬度的火灾后压力容器损伤快速甄别及合于使用评价、大型储罐抗震安全性评价与结构优化设计、海底输油管道大尺度悬跨和偏移结构完整性评价等技术方法。

2.6 压力容器再制造过程中出现变形的预防措施

在对压力容器进行加工过程中，相关工作人员应该提前流出加工余量，比如应该对边缘加工余量或者是对焊缝收缩加工余量进行预留，在对焊缝进行配置过程中应该确保其实非常合理的，在对焊缝进行划线过程中，应该在焊缝受力标准位置处进行划线，要确保焊缝的长度不是非常长，除此之外，在进行具体加工过程中，要确保加工过程是非常稳定的，如果不是非常稳定就非常容易出现变形。在拼装组装过程中应该采取非常正确的组装顺序，并且还应该注意防止出现变形情况。

参考文献：

[1]王冠群.关于压力容器制造中存在的问题及其对策[J].中国设备工程，2019（1）.