浅析非标装备设计制造要求

浅析非标装备设计制造要求

李铁成

(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150046)

摘要：非标设备，即非标准设备，是指在设计制造方面不是按照国家颁布的统一的行业标准和规格制造的，而是依据自身用途需要自行设计、制造，不在国家设备产品目录内且没有形成标准的非通用性设备。基于此，本文主要对非标装备设计制造要求进行分析探讨。

关键词：非标装备；设计制造；要求

前言

在日趋激烈的市场竞争环境下，工业企业纷纷进行体制技术革新，用微机控制的自动化设备取代传统设备，用机械设备操作取代纯手工操作，对于非标设备及金属结构制作工程的需求量也随之增大，被广泛的应用于石油、化工、能源、冶金、有色等行业中，如何做好非标设备的设计与制造工作成为了相关单位和人员共同关心的一个问题。

1、非标设备

非标设备主要范围囊括了：工作原理、机械性能与已有的定型机械产品雷同，但在技术规格和参数上不同于定型机械产品标准的设备；机械性能、工作原理原理皆有创新的新产品；为满足生产工艺的特殊需要的专用设备；以及仿制、引进的设备等。对于非标设备的具体介绍可以从一下几个方面进行探讨：

1.1非标设备的特点

非标设备的生产都是以单件进行小批量生产，对相关的设计和制造人员有着经验和技术上的要求，相较于普通设备来说，非标设备具有以下特点：非标设备的毛坯精度低，加工余量大；非标设备一般用机床进行加工，生产效率较低；非标设备的工艺多采用万能量具、通用夹具和刀具，靠试切法和划线来达到精度要求；另外，非标设备的生产成本较高，对技术和经验都有着很高的要求。

1.2非标设备的标准体系

目前来说，非标设备的标准体系主要有中国标准体系和ASME标准体系两种，前者包括《压力容器安全技术监察规程》、《钢制压力容器》、《油气分离器规范》、《承压设备无损检测》、《钢制压力容器焊接工艺评定》、《锅炉和压力容器用钢板》等；而后者则包括《FerrousMaterialSpecifications》、《RulesforConstructionofPressureVessels》、《WeldingandBrazingQualification》等，而ASME标准体系是国家在入世后必须适应以谋求更大的出口发展的重要标准。

1.3非标设备设计与制造的效果和效益

非标设备设计与制造的效果是指非标设备在实际使用过程中的技术性能、生产率和可靠性等方面的综合评价；非标设备设计与制造的效益则是指非标设备作为商品的经济价值和使用非标设备可以获得的经济效益。由于设计的效果和效益是衡量非标设备设计制造成败的主要标准，因此，相关企业需要克服盲目追求先进技术而忽略效果和效益的观念，从良好的效果和效益上来吸引更多的顾客群体，创造出更好的经济效益。

2、非标设备的设计

非标设备设计人员的设计观念和设计方法都会随着市场经济和社会分工的发展而不断地更新，依据客户指定的非标设备各类技术参数进行图纸设计和工艺设计。

2.1设计特点

非标设备在设计方面，主要采用非标设备中国标准体系和ASME标准体系，遵循“一次薄膜应力或最大直接应力不得超过许用应力”的原则；在安全系数上，非标设备的设计主要考虑应力集中及其类型、应力评估方法的复杂程度、材料的不均匀性、几何因素、焊接接头中存在的缺陷等因素；在材料选择上，内部集输系统中非标设备的受压元件主要选择优质碳素钢，而当外输系统和内部集输系统中中的压力容器的压力较高时则会选择低合金钢。

2.2合理性要求

在进行非标设备的设计工作时，除了要考虑从设计是否满足客户和生产需求外，还要考虑非标设备的结构是否合理，是否安全稳定、易于加工制造和安装维护。为此，设计人员要严格执行有关标准规范，全面了解非标设备的工艺要求、物理参数以及功能等，还要进行多方案的比选以确定最佳方案。另一方面，设计人员要重视非标设备零部件设计的合理性，在进行设计是要校核零件是否满足刚度、强度等方面的要求，还要合理选择零件的材料、配合种类以及加工方法。

2.3设计要点

在非标设备的设计上，需要注意许多的问题，比如：首先，在标准零部件的选择上尽量采用成品件，以便有效降低非标产品在原材物料消耗、管理费用、成品率、劳动生产率等方面的成本。当然，采用成品件还能使设备在投入市场后有更好的可靠性，能延长设备的设计制造周期，提高设计效率；其次，非标设备的设计还要在满足工艺设计条件的基础上，认真研究设备的技术方案，确定先进、合理且运行稳定的非标设备；最后，在非标设备的设计中还应秉承人性化的设计理念，反复衡量设备的使用是否符合工人的使用习惯，要多注意一些细节问题。

2.4标准化工作

在设计工作中实现标准化是促进设计工作顺利开展、利于引进和吸收国外先进技术的体制前提。设计工作的优良与否，直接关系到非标设备的水平和质量，标准化的设计工作要拟定严格的设计程序，有条理地进行论证技术方案、设计施工图纸、审查工艺性能和标准化程度等。在图样及设计文件的标准化上，要校核其是否符合国家相关规定的，对名词、术语、符号、幅面、格式、名称、代号等方面仔细审查，严格贯彻设计工作的相关标准和规范。

3、非标设备的制造

非标设备的制造是一项协作严密、分工精细的工作，需要有周密而统一的计划进行指导和控制，具体可以从以下几个方面入手来保证非标设备制造的顺利进行。

3.1制造要求

对于非标准设备的制造要求，可以从中国标准体系和ASME体系来进行分析，根据中国标准体系，对压力容器纵焊缝应制作焊接试板，制取试样进行拉伸、冷弯和必要的冲击试验，并对一定范围内的压力容器进行制备焊接试板，以确保焊接接头和其他受压元件的弯曲性能和力学性能符合相关标准和规范；根据ASME体系，则不要求对焊接工艺合格的设备不要求制备焊接试板，只有在规定范围内的如焊接接头系数不大于0.8的压力容器等则要制备焊接试板。

3.2生产计划需要注意的事项

非标设备的制造具有单件、定制以及一次制造的特点，其的定制生产活动须在周密、统一的计划的指导下才能进行，而目前的非标设备制造企业在声场的计划上需要改进一些问题，如对单台非标设备生产的总体计划性不足、各类计划间的协同性不强、对各类生产计划的执行缺乏有效控制等。这对这些问题，设备制造企业需要针对非标设备生产特点制定出科学合理的生产计划。

3.3有效的策略

在非标设备的制造过程中，常常会遇到一些关乎技术或、管理理念的问题，针对这些问题，企业单位需要根据实际情况采取一些有效策略才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。首先，用普通机床进行单件加工时，可以采用试切法边测量边加工，将孔制成接近最小极限尺寸；其次，要通过结构的严谨安排来提高零件的加工精度，而不要通过人为进行；最后，应适当采用数控加工技术来保证加工质量和缩短制造周期，提高非标设备的制造效率。

4、结语

非标设备的设计与制造工作不仅要考虑到工艺及技术问题，还应优先重视其效果和效益，将它们作为判断非标设备成功与否的主要标准。总之，要想在经济全球化和市场经济不断深入发展的大背景下适应市场的变化，在竞争中立于不败之地，工业企业需要重视非标设备的设计与制造工作，不断更新理念和技术，结合自身实践进行长期的研究和探索。

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