基于压力容器探讨常见缺陷及影响

基于压力容器探讨常见缺陷及影响

崔显华

身份证号：370282198503135616

摘要：随着我国工业设计与制造技术水平的不断发展与成熟，现有的压力容器设计及制造工艺逐渐凸显出自身在工艺方法和结构设计方面的不足。其中应力集中问题一直都是压力容器在生产制造过程中的主要技术难题，在现有结构设计以及工艺方法的基础上，逐步建立相对成熟的压力容器设计以及制造体系，不断攻克应力集中的技术问题，进一步提高压力容器的安全性和稳定性。基于此，对基于压力容器探讨常见缺陷及影响进行研究，仅供参考。

关键词：压力容器； 常见缺陷 ；影响

引言

可靠性代表着经久耐用和坚固牢靠，可靠性不仅能体现出设备安全性也能够体现出效率。压力容器的应用范围较广，如核动力设施、石油化工设施、国防军工设施等，这些行业都直接影响到我国的社会利益和国家利益，因此压力容器设计过程中设计方法的可靠性研究十分重要，是设备安全平稳运行的保证。

1压力容器的特点

(1)设计和制造需要非常高水平的专业知识。设计压力容器时，需要在软件中开发和测试各种组件。因此，设计师本人必须具备专业技能和丰富的工作经验，精通现代计算机软件。只有在这种情况下，设计压力容器才能提供高水平的安全性，减少外部因素的影响。(2)生产过程中对安全性能要求较高的压力容器，工作环境具有高温、高压、真空、腐蚀等特点，压力容器的部分材料具有毒性、易燃、易爆等危险因素。因此，在设计、制造和使用时，必须严格保证生产过程的专业化、标准化和标准化，以提高压力容器的安全性能，确保员工的安全。生产中企业要把安全放在第一位，员工要严格遵守生产规范和标准，生产更高质量的压力容器，提高安全性能。在压力容器制造过程中，不同阶段应采用不同的制造标准，以满足不同时期的要求，提高容器的使用效率。目前，生产企业正在逐步采用新的技术和方法，提高生产规范和标准。

2常见缺陷种类

2.1裂纹缺陷

裂纹问题是造成压力管道和压力容器安全风险的主要因素，多样化的容器裂纹将会直接影响到设备使用，甚至造成设备故障。想要有效应对压力容器压力管道检验中裂纹问题，最为首要的便是进行裂纹判断，明确具体的裂纹产生原因和应对方式，切实保证裂纹处理效果[2]。其中，疲劳裂纹则是最为常见的一种压力容器压力管道检验出现的裂纹，之所以会出现疲劳裂纹，很多时候都是由于设备在长期使用下性能降低造成的。疲劳裂纹看似简单，但是将会对设备设施造成严重的影响，后期裂纹修复也较为困难，往往需要投入较大的费用成本。

2.2应力集中问题

应力集中主要是指物体在形状发生急剧变化处，出现的应力局部增高的现象，同时，如果应力过大，还会导致物体产生疲劳断裂，也可使脆性的材料制成的零件发生静载断裂。所以一般在对压力容器进行切割或焊接等设计及制造过程中，由于操作工序的不合理、操作要点的不标准，都会导致压力容器出现形状上的急剧变化，从而出现应力集中等问题。应力集中问题对于压力容器的危害主要集中在稳定性和安全性等方面。应力集中导致在压力容器的局部会出现裂痕或性能下降，同时引起压力容器的疲劳，无论是安全性、密封性还是稳定性，对压力容器的设计及制造效果都造成了一定的影响。较为严重的应力集中问题，还会出现容器爆炸等情况，严重影响企业的安全生产和稳定运营。。

2.3焊接气孔问题

焊接气孔是进行焊接操作时较常见的一种问题，通常是因为在焊接时有气泡留在熔池内，在进行金属填充之后气泡没能完全逸出，导致在气泡处产生空穴。除此之外，还有4种不当操作情况也会导致焊接气孔问题：（1）焊接前准备工作不到位，坡口待焊接处清洁不到位，有油污、残渣等残留；（2）焊条和焊剂存放不规范，没有按照焊条和焊剂的存放要求设定专门的储存空间，存放条件较差导致焊条生锈，或出现表面涂层变质、脱落等问题；（3）焊剂浓度不够稀薄，使气泡难以完全逸出，从而产生空穴；（4）焊接时操作不当，焊接速度过快，使得焊条药皮无法起到保护效果，电弧过长使得熔池保护不良，进而产生焊缝气泡。

3防范措施

3.1安全技术措施

安全技术措施是保证压力容器正常工作的前提，是提高压力容器基础安全性的主要途径。没有自己的安全基础，压力容器的危险不会降低。从1990年到1992年，我国发生了260多起压力容器爆炸事件，由于制造不良和原材料短缺，发生危险事件的概率接近30%。因此，为了加强压力容器的定期检验、试验和维护，应重点进行压力容器的技术维护和检查，加强对压力容器制造概念过程的审计和监督，加强对制造、装配、焊接、试验、清洗的质量控制。

3.2尺寸控制

纵向焊接使用碳弧空气刨花，内部去除原焊接金属厚度的三分之二。修理后，从外部去除并修理原焊接金属厚度的三分之一以上。如果在纵向接缝焊接后超出圆度，请将枪管部分变圆，然后进行无损检查。如果更换环焊缝后不能解决收缩累积，维修后设备的总高度会降低，不能与现场管道一起安装。必须全部进行切割和工艺补偿，以确保设备的整体高度。首先标注所有环焊缝的位置尺寸，确保设备重新装配时的原始高度，然后用半自动空气切割所有环焊缝，用大型塔架加工双U型凹槽，避免焊接应力过大导致焊接变形。加工边时，必须去除焊接中的所有原始金属，以便在加工边后消除所有焊接缺陷。焊接切割会影响枪管的长度和宽度，因此必须增加坡口焊缝延伸，在环形根部边缘中间添加垫块，内部焊接后从外部移除垫块，以保证焊接质量和设备尺寸。

3.3应急预案

应对计划是防止事件扩大、减少人员伤亡、减少事件危险程度的有效方法。它还作为一种保护屏障，以减少压力容器周围的污染损害。如果技术水平低或操作失误，不按照安全标准实施各种事故预防措施，压力容器可能发生原料泄漏、火灾、爆炸。如不及时处理或处理不当，将造成环境污染。从而制定压力容器周围污染事件的应对措施，并有必要的物质帮助。为了提高操作人员的责任和应急响应水平，定期练习应对方案。事件响应计划的内容主要包括应对组织、应对责任、应对程序、应对回应和应对操作等。

3.4减少刚度差，降低应力集中问题的产生

压力容器的生产及制造过程中，可以通过在工艺方法上有效减少刚度差，进一步降低应力集中问题的产生，以减少边缘应力，提高压力容器的安全性和稳定性。首先，在压力容器的工艺设计方面，尽量减少2个连接件之间的刚度差，通过对刚度差的合理控制，降低容器内的压力，尽量避免压力容器的自由变形不平衡问题，进而降低应力集中问题发生的概率。在压力容器的连接边缘处所产生的不连续应力，也称为边缘应力，边缘应力的出现将对压力容器的密封性产生一定的影响。所以，应通过均匀的荷载作用，对2个连续件的刚度差进行调整，使得压力容器内的应力处于一种相对不连续的状态，进而减少由边缘应力产生的应力集中现象，全面提高压力容器的安全性和稳定性。其次，在压力容器的工艺设计方面，还可以不断优化压力容器周围结构的设计，对局部做出调整并优化工艺，不断强化局部的各项性能指标。

结束语

压力容器是常用的专用设备，其应用环境具有一定的特殊性。一旦不起作用，后果会很严重。因此，为了确保压力容器在指定条件下安全可靠地使用，必须有效地解决常见缺陷，特别是在焊接时。找出缺陷的原因，具体选择解决方法，以确保压力容器的焊接质量和安全。只有压力容器焊接中存在的缺陷才能从源中理解。

参考文献

[1]张正棠,孙宝财,张秉乾,白崇晖.压力容器常见缺陷分析及影响[J].辽宁化工,2021,50(02):232-234.

[2]庞振夺.在用压力容器主要缺陷分析及预防措施分析[J].中国设备工程,2020(10):149-150.

[3]钟城华.一种压力容器缺陷评定新方法[J].化工设计通讯,2018,44(07):132+152.

[4]郭优.浅谈在用含缺陷压力容器的安全评定标准[J].化工管理,2018(08):135.

[5]李东东.压力容器无损检测方法的选择[J].化学工程与装备,2017(08):255-256.