压力容器范文1
关键词：压力容器试验；压力受压元件；厚度附加量许用应力
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2013）15-0188-01
1 概述
GB150.1～150.4-2011《压力容器》（以下简称GB150）4.6条中规定，压力容器制成后应经液压试验，其中液压试验压力，按以下公式：
PT=1.25P〔σ〕/〔σ〕t（1）
同时，明确规定液压试验压力的最低值按上述公式。实际中，按公式（1）确定液压试验压力时，没有考虑厚度附加量的影响，压力容器使用后厚度附加量减少，直到为零，受压元件所承受的应力值逐渐提高。可见，压力容器在出厂前的厚度附加量最大，受压元件实际所承受应力值最低，相当于宏观强度方面的检验要求最为宽松。
本文提出应充分考虑厚度附加量对液压试验的影响，适当提高新制压力容器的液压试验压力。首先以内压圆筒为例，探讨采用实际壁厚替代有效厚度来确定压力容器的液压试验压力。
圆筒壁内达到材料的许用应力〔σ〕时的压力为：
Pm=2δm〔σ〕Φ/（δm+Di）（2）
代入公式（1）有
PT=1.25Pm〔σ〕/〔σ〕t（3）
Pm─圆筒壁内达到材料的许用应力时的压力，MPa
δm─圆筒液压试验时的实际壁厚，mm
同时，按GB150中4.6.3规定，进行液压试验应力校核。
当厚度附加量为0时，公式（2）与公式（1）是一致的。实际壁厚普遍大于有效厚度，尤其是新制压力容器，用公式（2）计算的液压试验压力较公式（1）提高了，下文对此进行了实例推导和具体分析。
2 压力容器进行液压试验的原因和目的（GB150标准释义）
（1）原因：压力容器在制造过程中，必然有材料缺陷和制造工艺缺陷存在，进行液压试验，这是一种直观性的综合检验。
（2）目的：检查容器在超工作压力下的宏观强度，包括检查材料的缺陷、容器各部分的变形、焊接接管的强度和容器法兰连接的泄漏检查等。
3 液压试验公式的分析
按GB150标准释义，耐压试验公式（1）中的系数1.25是为了让压力容器在超工作压力下进行压力试验。温度修正系数〔σ〕/〔σ〕t是考虑到了温度对材料许用应力值的影响，液压试验在常温下进行，〔σ〕/〔σ〕t≤1。从公式（1）可以看出，该公式未考虑厚度附加量的影响，即液压试验的压力与厚度附加量无关。
4 试验压力PT下圆筒壁内的应力分析
4.1 圆筒壁内应力分析
按“无力矩理论”（也叫“薄膜理论”），圆筒壁内的应力为典型的二向应力状态，即周向薄膜应力和径向薄膜应力，其中，周向薄膜应力是径向薄膜应力的二倍，周向承受内压的圆柱壳膜应力为：
σθ=P（Di+t）/（2t）（5）
σθ─圆筒周向薄膜应力，MPa
t─圆筒壁厚，mm
GB150采用的是第一强度理论，即σ1≤〔σ〕t，对于薄壁内压圆筒，σθ为最大主应力，即：σ1=σθ。
4.2 内压筒体壁厚公式的推导
由公式（5）第一强度理论σ1≤〔σ〕t及
σ1=σθ有：P（Di+t）/（2t）≤〔σ〕t
圆筒由钢板卷焊时，〔σ〕t应乘以焊接接头系数Φ，Φ≤1。此外，考虑到容器内部介质腐蚀（冲蚀）等因素作用，以及供货钢板厚度负偏差等，设计厚度比计算厚度大，故上式中t要加上附加厚度C。所以内压筒体壁厚计算公式为：
δ=PcDi/（2〔σ〕tΦ-Pc）
以上即为公式（4）的推导过程，大家知道，圆筒名义厚度由计算壁厚、厚度附加量、向上圆整值构成。设计时，充分考虑了厚度附加量（介质和设计寿命决定），而液压试验公式（1）中没有考虑厚度附加量。
5 液压试验时，圆筒壁内的应力分析实例
（1）例1：某20m3液氯储槽，筒体主体材料为Q345R，筒体内径1804mm，筒体壁厚14mm。其中设计参数：设计压力为1.6MPa/设计温度为50℃/腐蚀裕量为6mm/焊接接头系数为1.0mm/充装介质为液氯/容积为20m3/容器类别为Ⅲ类/液压试验压力为2.0MPa。
（2）圆筒计算厚度为：
δ=PcDi/（2〔σ〕tΦ-Pc）=7.67mm
（3）出厂前液压试验时圆筒壁内的最大主应力为：
σt1=PT（Di+t）/（2t）
=2.0×（1804+14）/（2×14）
=129.86MPa（
这是出厂前到压力容器服役结束期间，圆筒壁液压试验下应力值的最低值。
（4）压力容器使用后，厚度附加量减少直至趋近于0，当壁厚接近于计算厚度δ时，液压试验时圆筒壁内的最大主应力为：
σt2=PT（Di+t）/（2t）
=2.0×（1804+7.67）/（2×7.67）
=236.2MPa
可见，压力容器服役期间，圆筒壁内液压试验下应力值可能达到的最高值。
（5）出厂前和检修过程中的应力对比。
上述可以看出，在出厂前的液压试验中，σt/〔σ〕=12986/189=0.69，即，液压试验压力作用下，圆筒壁内的最大主应力只有许用应力值的0.69倍，圆筒是在远低于材料许用应力的状态下进行了宏观检验，即使有制造或材料缺陷在宏观上也很难被发现。
检修过程的液压试验中，σt/〔σ〕=236.2/189=1.25，圆筒壁内的最大主应力达到了许用应力值的1.25倍，即，圆筒内的应力值远大于出厂前液压试验时的应力值，出厂前未显现的缺陷可能会显现甚至被放大，压力容器寿命降低或失效。
6 公式（2）在实例中的应用分析
例1中，筒体实际壁厚δm=δn=14mm（忽略负偏差），由公式（3）：Pm=2×14×189/（14+1804）=2.91MPa
由公式（2）：PT=1.25×2.91=3.63MPa。
此时，圆筒内的计算应力为：
σt=PT（Di+δn）/（2δn）
=3.63×（1804+14）/（2×14）
=235.7MPa
σt/〔σ〕=235.7/189=1.25
可见，在液压试验时，筒体内的应力值达到了许用应用值的1.25倍。这种情况，实际上相当于压力容器的厚度附加量为0时的液压试验状态，这种状态在压力容器使用后期可能会出现。
7 提高液压试验压力时，其它受压元件及安全附件分析
压力容器的其它受压元件，如封头、法兰、接管、安全附件等，在设计和选取时，都考虑耐压余量，如设备法兰标准中，腐蚀余量为3mm，压力表选取耐压要求是最高工作压力的1.5～3.0倍，安全阀爆破片装置一般在液压试验前不组装。
在液压试验中，试验压力值取决于压力容器中承压能力最弱的受压元件，通常壳体所能承受的压力值最低，因为从经济角度出发，设计上让压力容器的主体——壳体中厚度余量最小，所以，实际设计中用壳体来计算液压试验压力值，再校核其它受压元件的液压试验应力，而壳体以外的受压元件在设计中选择的余量大于壳体，提高这部分受压元件的余量对成本影响较少，对增加安全性作用极大。
8 结语
除GB150外，ASMEⅧ-1中也明确规定了液压试验压力值的最低要求，而JB4732、ASMEⅧ-2等规范在设计中采用塑性失效准则，允许结构一定程度上（局部）出现屈服。是为了提高压力容器的制造质量，从宏观检查上提出了更严格的要求。
众所周知，GB150给定了液压试验压力的计算公式，同时也明确指出了按该公式进行液压试验的压力是最低要求，是否需要提高液压试验压力由设计者来确定。该公式中的液压试验值没有考虑厚度附加量分担掉了一部分液压试验压力，如果适当提高液压试验压力进行试验，从标准和设计的角度都是允许的，尤其是新制压力容器，对压力容器强度的宏观检验将起到积极的作用，并在一定程度上提高了压力容器使用中的安全保障。
参考文献
[1]全国锅炉压力容器标准化技术委员.GB150 压力容器[S].
[2]国家质量监督检验检疫总局.TSGR0004 固定式压力容器安全技术监察规程[S].
[3]王志文.化工容器设计[M].北京：化学工业出版社，1998.
[4]刘鸿文.材料力学[M].北京：高等教育出版社，2011.
[5]JB4732 钢制压力容器─分析设计标准[S].
压力容器范文2
近年来安全生产已经成为全社会的议题，对压力容器的研究被提到了日程。将安全管理的相关条款注入到生产实践中，成为解决压力容器安全问题的主要途径。本研究旨在探讨容器安全管理与定期检查的重要性，以便为更多的压力容器操作员提供借鉴。
【关键词】
压力容器；安全管理；定期检验
近年来，特种设备的安全事故频发，尤其是压力容器。压力容器一旦操作不当，带来的人身财产损失不可估量。除了要求操作中具备专业的操作能力外，还必须贯彻落实容器安全管理条例并对容器进行定期检验。
1压力容器安全问题及其定期检验的必要性
1．1压力容器安全问题
压力容器是随着压力的变化而来回波动，期间的频率比较频繁。在运行中，破坏了机器的抗疲劳能力，减慢了容器的使用寿命。一旦运行中产生过大的温度应力，就给生产和生活带来重大麻烦。物料超装，受热膨胀超压，压力容器超载严重。操作人员的监控不到位造成的安全事故，也是其中的一项诱因。压力容器的使用单位，是安全生产的责任主体，也是确保安全运行必不可少的构成要素。容器的安全生产技术规程中不允许容器继续运行时，对液位、相邻管道安全都有着重大关联。
1．2压力容器定期检验的必要性
我国目前还属于不发达国家，压力容器作为大宗消费品，还不能普及，许多陈旧的设备仍然在超期使用。由于压力容器的成本较高，企业对一些尚能工作的老旧设备仍然在使用，殊不知这样的做法等于慢性自杀。安全生产的隐患在短时期内不能消除，事故就会频发发生，社会的安全形势仍然严峻。作为压力容器的管理者和使用者，如果不能在思想上重视它，就会酿成大错。
2压力容器安全管理制度
2．1平稳操作制
压力容器要想平稳操作，必须具有安全的操作规程。容器操作是一项复杂的工艺，必须熟懂操作工艺法:开关机操作流程和注意事项，记录日常检查检修内容，日常维护和保养，容器运行中可能出现的异常问题等。其中对操作工艺指标的要求最重要，包括对工作压力、工作温度的最值及其运行波动的详细了解。
2．2技术档案管理制
建立压力容器技术档案归总制，执行压力容器技术档案的接收、登记、整理、保管、借阅。将真正意义上的容器压力安全技术管理由形式主义付诸实践。对技术管理的下述内容:《使用登记证》、《特种设备使用登记表》、压力容器设计、制造技术文件和资料;年检定期检验报告单记录仪、有关事故的记录资料和处理报告及压力容器安装、改造和维修的方案、图样、材料质量证明书和施工质量证明文件等技术资料进行详细明确到汇总归档。
2．3合理监管控制
压力容器操作人员在容器运行期间，及时监督运行状况，一旦发现设备运行中出现问题，及时采取措施加以检修。操作人员主要在工艺条件、设备状况和安全装置等方面做好监控。严格执行交接班制度:提前做好准备，向下班者主动询问并详细了解上班压力容器运行的情况。不得擅离职守，遇到当班发生的事故，及时处理完再交接班。对外部调入的压力容器，首先确保其是否具备使用价值，而后才能继续投入使用。在进行检验时，对外部质量和技术档案进行严格审查，排除安全隐患，才能正常使用。
2．4从思想上重视
压力容器使用部门，要从思想上提高自身的安全意识，以完备的安全管理制度开路，将定期检修放在工作的第一位。
2．5压力容器安全技术监察制度
无论是早年颁布的《压力容器安全监察条例》，还是近年贯彻实施的容器使用者，都是为了确保压力容器的安全运行。由技术监察部门联合实施该项制度，为保障人民生命和国家财产安全起了积极的促进作用。压力容器设备的设计、制造、安装、使用、检验、修理、改造都必须遵从国家的条文和法律法规，严格执行容器使用安全所规定的条例。压力容器安全监察机构代表行使监察权利，对新产品经过试制和鉴定后，方可批量生产。
3压力容器定期检验
要保障压力容器安全运行，必须对其进行定期检修，才能保证压力容器设备及其附件正常运行。在检修时做好记录，如设备是否齐全、有无磨损、备件是否正确、清洁是否到位。企业管理者应从思想认识上提高安全意识，完善设备管理制度，加强制度的实施力度，配合好监管部门的例行检查。
3．1压力容器自身
依据检验周期决定检验时间，对压力容器进行分级检验。在检验时，对相关安全装置所配备的安全装置(安全阀、压力表等)定期通排，按有关规定严格执行。及时消除检验中出现的问题，对不能消除的缺陷及时报备相关质量技术监督局。压力容器内部有压力时，及时查找原因，需要焊接或者挖补修理时，交由特殊焊接操作工解决。
3．2安全装置
安全阀的购置，必须有检验部门的公章，不得私自购买。除了至少每年一次的定期校验外，还要及时调整、加铅封固，并由专业检验人员记录。压力表失灵、无铅封、刻度不清或者表盘破裂不归零，都需要及时更换，至少每半年检验一次。一旦出现紧急情况，操作人员必须及时应变，采取措施消除安全隐患并提交检验机构定期检验。
3．3新增设备安装验收检验
具体操作人员进行专业培训，以设计图为蓝本，按设计工艺安装。施工现场记录设备是否齐全。依据图纸要求，连接系统。规范设计并安装设备，期间要考虑框架的承重能力，基础的水平测量及塔器设备的垂直、倾斜度。户外设备要做好防腐、保温，安装时不要有破损处。验收时对每台压力设备的系统压力都要进行试验并详细记录下来。
3．4压力容器日常维修保养
在日常维护中，坚持预防为主，检修结合的双向原则。不得超范围使用容器，而是要依据工艺参数安全使用。经常性的修理维护，结合巡回检查对设备进行保养和维护。容器投入使用前期，使用单位需持相关检验报告和安全检验合格标志。只有持有上岗证书的专业合格人才才有资格使用。每日对容器及其配备的附件进行维护、保养、检修，将火灾和爆炸隐患消灭在萌芽状态。在压力容器运行中，检查有无渗漏液体，外缘有无磨损和腐蚀地方。记录每日的保养情况，方便检修时期作为参考。
4结语
多年来的事故经验告诉我们，压力容器的安全规范管理和定期检验对使用者会产生怎样的影响。这项工作，必须从思想上重视起来。为了保障人民群众人身和财产安全，避免因操作不当和失误造成的人生财产损失，要求容器使用单位不但要重视起来，还要高度重视起来。保障设备安全平稳运行，严守规章制度，掌握专业操作技能，定期检验在其中起到了重大的作用，值得压力容器操作者不断地付诸实践。
作者：王俊雷 单位：山东省特种设备检验研究院潍坊分院
参考文献:
压力容器范文3
1.1压力容器概念与应用
在实际研究中，我们将反应堆压力容器概念定义为：核反应堆压力容器就是指安放核反应堆，并在核反应堆运行过程中承受压力的密闭容器。在概念中反映了反应堆的两个主要特征：既耐压性与密闭性。因为在核能源设施建设中，核反应堆在实际应用中一般包括了轻水堆、重水堆、气冷堆及快堆等几种主要类型，所以压力容器的结构形式也随着反应堆的变化而各有不同。
1.2压力容器主要设计原则
在反应堆压力容器实际的设计过程中，根据反应堆在实用中主要特征，设计者应遵循以下原则，首先是在设计中容器应位于反应堆厂房中心位置，以此为核心开展反应堆整体设计。其次是在设计时应做好紧急问题的预防与处理防范措施设计。其中主要应考虑的问题包括了以下问题：在反应堆运行过程中冷却剂遇到高压和高温问题；反应堆主管道断裂等工程事故问题；地震一类的地质灾害问题等各类问题。最后是在设计中严格制定质量与安全标准。因为核反应堆长期处于高压与危险状态。所以在压力容器设计过程中，设计者应充分的考虑其在材质、工艺、以及检查等方面的要求，在设计中严格贯彻质量与安全要求确保源头保障的完成。
2压力容器主要技术特点实践研究
在反应堆压力容器的实际工作中，我们按照其材质划分主要将其分为钢容器与预应力混凝土容器两种。研究中我们分别对于这两种容器进行研究，其主要的研究结果如下。
2.1钢压力容器主要技术特点研究
在实际的反应堆应用中，钢压力容器因其密闭与安全性特点被应用在各类核反应堆的建设过程中。下面我们依据反应堆的区别，分别对钢压力容器的设计与建设要求进行介绍。首先是轻水核反应堆中容器技术要求。在这类反应堆设计中与建设中，钢压力容器根据技术要求设计为圆筒形结构。在百万千瓦级大功率反应堆的建设中，为了实现安全与技术要求压力容器内径需要设计为4.4m，高度设计要求在13-15m之间，壁厚为20cm。同时根据设计要求，容器整体在反应堆的运行过程中所承受的压力不得小于15兆帕。为了达到设计与实际应用的要求，我们在容器应用的材料选择中，一般使用含锰、钼、镍的低合金钢为主要材料，同时在容器建设中需要在容器堆焊不锈钢材料以提高容器整体的耐腐蚀性。在反应堆容器的设计中为了方便反应堆换料等工作的进行，一般在其上封头连接中应用法兰工艺。同时在容器顶部安装设置反应堆控制棒驱动机构，便于进行操作。另外在钢容器的实际应用中，为了实现其技术设计与工艺要求，还需要设置反应堆一回路的进出口接管段。其次是沸水反应堆中压力容器的技术要求。在这类反应堆设计与建设过程中，其在外形和材质的要求中与冷水反应堆基本相同。但是也存在着以下不同之处。一是因其运行中所承受压力较低，所以其压力设计只要不低于7兆帕就可以了。二是因为沸水反应堆需要安装设置汽水分离器等主要设备，所以其设计尺寸应大于冷水反应堆，如其在百万千瓦级压力容器设计中，设计直径需要达到6.4m，设计高度需要超过22m，壁厚设计要求在15-17cm。第三是在设计中，沸水反应堆控制棒设计应实现贯通压力容器底部的设计要求。最后是气冷反应堆的技术要求。这类反应堆钢压力容器设计中一般为直径约20m圆球，同时在顶部设置安装加料立管，容器侧部设置进出口风道等设备。随着核反应堆技术的进步，气冷反应堆因为存在容积大、焊接技术要求高与整体运输难度高等特点，已逐步被混凝土压力容器代替。
2.2预应力混凝土压力容器主要技术特点研究
因为技术开发较晚与实际技术问题较多等原因，预应力混凝土压力容器现阶段主要被应用于气冷反应堆建设中。在这类反应堆容器设计中，其主要的设计要点包括了以下内容。首先是在外形与结构设计中，容器整体外形设计为直径大约25m、高度大约30m的立式圆筒。同时在设计中要求容器采用厚度为5~6m平板进行封头处理，同时容器壁厚大约在4~5m。其次是在结构设计中，设计者按照容器具体使用要求，将其结构设计为单腔与多腔式两种结构。最后是按照预应力钢束配置方式进行设计。这项设计主要是做好纵向与横向钢束的按照与设置设计，将两者很好的安全结合。在气冷反应堆实际应用中，预应力混凝土压力容器的主要优势包括了以下两点。一是采用了加多的钢束作为整体承载构件，小部分结构破坏不影响整个容器的整体结构安全，使其安全性更高。二是其主要采用建设工程现场浇筑、安装和装配建设，其安装与运输方便，适合大型核电站建设使用。
3结语
压力容器范文4
关键词：压力容器；制造；常见问题
压力容器较为常用，在实际应用过程不仅要依据规范来开展设计活动，还应关心制造过程。当前压力容器制造主要由检验以及设计加工等多个部分组成，且各部分既统一，又制约，一起组成制造工序。
1压力容器的基本特点
1.1关联多个行业压力容器制造关联安全防护以及冶金等多个行业，应借助多行业一起完成制造工作。1.2产品参数及结构较为多样压力容器一般被应用在饮食以及化工等领域，应用范围宽广，由此可知，产品参数具有多样性，且结构也较为多样。1.3制造环节包含大量相似信息在实际制造环节，对于同事物处理具有较大的相似性，另外在产品结构以及零件外观等方面也存在相似性，灵活运用相似信息可显著增强核心竞争力。1.4设计具有一定的专业性压力容器区别于通用机械，在借助软件技术开展设计活动时应精通现代计算机技术，拥有化工设备的综合设计思想。1.5安全性标准高压力容器因长时间工作在腐蚀和高温等不良的条件下，且内部介质存在危险性，由此可知，一定要参照规范标准，全面提升安全性。
2压力容器制造过程常见问题
2.1容器变形
在压力容器中，因整体结构出现异常，或压力容器自身的部件不满足国家标准，进而引发变形问题。产生该问题的因素较多，既包含火焰切割，还涉及焊接操作，不管由于何种因素引发这一问题，都会降低压力容器的实际质量，进而增大安全事故出现的可能。在实际生产环节，若不及时调整变形部件内部的压力容器，将可能提升生产成本，制约劳动生产，阻碍长期发展。由此可知，在实际生产环节，务必要依据设计标准规范开展生产制造活动。
2.2压力腐蚀出现的裂纹
金属材料经由温度、腐蚀介质以及拉伸应力影响出现裂纹，遂将其称作应力腐蚀裂纹。站在宏观形态层面而言，该裂纹一般出现在和腐蚀介质存在接触的金属中，再从表面向内部逐步延伸，通常以直线状以及树枝状等不同形态来分布。裂纹形成一般包含下述条件：首先，木材一定是合金材料；其次，材料应满足介质环境，并不是所有的非金属材料均会出现腐蚀裂纹，要求具备匹配关系；最后，具有拉应力，此处的拉应力除指代工作应力，还包含焊接剩余应力。
2.3材料代用
一些企业为实现利益最大化，通过劣质材料来完成生产制造活动，研制的压力容器不满足质量标准，如果应用该材料，在后期使用环节非常容易出现变形，最终发生安全事故。然而，对于优质材料也并不能保证不会出现任何变化，由此可知，选择压力容器的实际生产材料时，应确保所选材料合理，只有这样，方可改善生产质量，减小事故出现几率。
3防范对策
3.1变形防范对策
若想防范变形问题，则一定要依据制造工艺标准合理开展生产活动，让压力容器无论何时均处在可控状态，编制适宜的操作标准，并依据这一标准合规范生产，让压力容器外形满足标准图样，借助各环节质量改善逐步提升质量。面向生产材料实施切割操作时，需采用对称切割，完成切割操作后，一定要实施平整矫形处理。在实际制造环节，依据焊接工艺规范合理施焊，有效调节焊接热输入，借助工装规避变形问题，完成焊接工作后，开展应力热处理肃清操作，控制变形问题。
3.2裂缝防范对策
科学选择母材和焊接材料，重视组装，改善焊接是规避这一问题的有效对策。现阶段，双相不锈钢等具备优良的耐腐蚀性，参照腐蚀介质科学选择母材，以此来降低裂纹出现几率；焊接金属也应具备一定的耐腐蚀性。由此而知，焊缝内部的化学成分需要和母材保持一致；从成型加工至组装均存在出现剩余应力的可能性，且这是裂纹的基本引发因素之一，这要求认真管控组装质量，确保每一个零部件的实际下料尺寸科学、合理，防范强力组装问题。在焊接环节尽可能不要出现焊接热影响地带硬化的现象。
3.3代用防范对策
挑选压力容器对应的生产材料时，需依据国家生产标准合理挑选。在实际生产环节，若因采购等多方制约而出现代用现象，则一定要面向设计单位呈报书面申请，只有获取许可后方可着手材料代用工作，同时，应统一思量生产成本和使用安全。另外，真正代用后，应立即调整图纸。
4结语
现阶段，压力容器制造尚不完善，存在一些问题，我们应正视并认真对待上述问题。通过上述探讨可知，压力容器具有复杂的结构，涉及各种类型的参数，这要求我们应拼尽全力，做好制造工作，相反将会引发质量问题，降低厂家的效益。
参考文献：
[1]陈月红.压力容器制造中常见问题及分析[J].装备制造技术,2015,(7):163-165.
压力容器范文5
关键词：低温压力容器；设计；探讨
中图分类号：C35文献标识码： A
在低温下操作的压力容器，其常用的金属制作材料会因为温度的降低造成韧性下降，那么这一温度我们称脆性转变温度。如果压力容器在低于转变温度的条件下使用，并且该容器存在缺陷等因素从而引起了较高的局部应力，容器就可能发生脆性破裂而酿成灾难性事故。因此，在低温压力容器设计中我们必须要将设计温度和设计压力一起作为设计的载荷条件，从设计的温度，材料的选择，结构设计，制造检验等方面进行分析。
一、设计温度
设计温度在低温压力容器设计中至关重要，根据《压力容器（GB150.3-2011）》附录 E 中对低温压力容器中的规定，设计温度的确定还必须考虑介质温度和环境温度等，做到具体问题具体分析。由于金属受温度影响其韧性也会发生变化，因此确定设计温度时应优先考虑这种情况。比如在环境温度中，我们要充分考虑到南北方冬季温度的差异性。北方冬季温度较低，在无采暖的厂房内放置的容器要考虑其壳体金属受到的低温条件影响。因而，设计温度高于或者低于-20℃，压力容器的结构设计、选材、焊接、制造等方面的要求是截然不同的。
二、材料的选择
由于低温压力容器的质量主要取决于所采用的材料在低温工况中的机械性能，因此我们必须采用低温下韧性较好的金属材料。金属材料在低温工况下容易发生脆性断裂，从而产生失效，对此，我们要采取措施来改变金属材料本身的韧性。比如，在炼制钢材时可以加入镍，镍的加入可以改变位错运动，避免产生较大的应力集中，以此提高钢材的韧性。另外，我们可以将低温用钢经过正火处理，以此细化晶粒，减少由于终轧温度和冷却速率不同而造成的显微组织不均匀。根据金属材料的不同使用温度，低温压力容器用钢可分为以下三类：（一）设计温度低于-20℃，高于-40℃时，材料多选用低碳锰钢；(二)设计温度低于-40℃，高于-196℃时，材料可选用中镍钢；(三)设计温度低于-196 摄氏度，高于-273℃时，材料可选用铬镍奥式体高合金钢。另外，对于制作低温压力容器使用的碳素钢和低合金钢壳体钢板，厚度大于 20 毫米的情况，需要对每张钢板进行超声波检验，合格级别要达到标准要求或者图样的规定。而铬镍奥体高合金钢要经过硬化处理以保证其强度要求。
三、结构的设计
对于低温压力容器的结构设计要注意下面几点：
（一）结构应简单，降低焊接件拘束。
（二）防止结构以及形状突然变化，从而降低局部应力的集中及截面大小与刚度急剧变化。
（三）焊有接管以及载荷复杂的附件的容器，需在焊后消除应力热处理而不能进行整体的热处理时，应考虑焊接部位单独热处理的可能性。
（四）要尽量避免结构各部分截面产生较大的温度梯度。
（五）附件的连接焊缝不能采用不连续焊或者点焊，而且不应与A、B 类焊接接头重合。
（六）接管补强应尽量采取整体的补强或厚壁管的补强，若采取补强板，则应采取全焊透的结构并且焊缝应圆滑的过渡。
（七）容器支腿，耳座和鞍座应设置垫板或连接板，并尽量防止直接和容器的壳体直接焊接。垫板或连接板要和本体的材料一样。
四、焊接要求
低温压力容器的制造对焊接要求十分严格，其焊接工艺要按照《承压设备焊接工艺评定（NB/T47014-2011）》的要求进行焊接工艺评定测试，焊接材料则应该选用与母体材料成分相近性能相同的并且具有良好的低温韧性材料。低温用钢的焊接关键是不能让焊缝金属和热影响区形成粗晶组织从而导致钢材的低温韧性降低，因此要控制好焊接线的能量，在规定的范围内采用比较小的焊接线能量，进行多道焊接，并且要注意避免焊道过热。另外，要对焊缝进行冲击实验，当焊缝两侧的母材对冲击试验有不同的要求时，那么我们就要将冲击实验的温度调至低于或者等于两侧母材中的较高者。焊接接头要避免弧坑或者焊缝成形不良等因素导致的焊接缺陷，同时还要减小余高，避免凸形角焊缝的出现。在压力试验前还要进行焊后热处理，焊后热处理的温度应该将焊件上的直接测量作为标准，并且在这个热处理的试验中要做好连续记录。焊接完成后需要进行焊后热处理，焊后热处理有利于降低低温脆断，消除焊接接头区域内的焊接残余应力。不正确的焊后热处理会导致低温压力容器出现变形、开裂、过热的等缺陷，因此要选定低温压力容器的热处理厚度，进行严格的工艺参数设置，按照相关规范进行操作。
五、制造与检验
通过以上几个设计环节，为了保证其质量低温压力容器在制造前仍然需要进行多次试验多种处理，如要采用热加工成形或者采取消除应力热处理等工艺措施。对于热成形或者温成形的容器组件，要采用合理的方法控制成形工艺或者进行成形后的热处理，从而保证其使用状态。
低温压力容器的检验将直接关系到成品的质量，对于容器壳体厚度大于 25 毫米的以及设计温度低于-40℃的 A、B 类焊接接头要进行全部射线或超声波检测。除以上情况，低温压力容器应对其 A、B类焊接接头进行局部无损检测，并且检测的长度不能少于各条焊接接头长度的百分之五十，且不能少于 250 毫米。当低温压力容器进行液压实验时，液体的温度不能低于焊接接头和壳体材料的冲击试验温度（取其高者）加 20℃。总之，随着低温压力容器应用日益普遍，其不同于一般压力容器的设计制造工艺，已得到越来越多的重视。低温压力容器必须严格按照《压力容器（GB150.1～150.4-2011）》的要求进行设计、制造、检验和验收，不断提高低温压力容器的质量，通过实际应用不断解决低温压力容器在设计中出现的问题。
根据材料标准和订货技术条件对容器用材进行检验验收，当有要求时应按规定的项目进行化学成分和力学性能的复验。特别是对低温钢材的冲击吸收功要求应按标准或图样规定按批或逐张( 件) 进行冲击试验的复验。
除非采用热加工成形或采取消除应力热处理的工艺措施，否则应避免一切刻划、打钢印、过量冷变形、锤击、强力变形组装等能够产生残余应力的操作方法。对于温成形或热成形的容器组件，应采取措施控制成形工艺(如避开回火脆性区) 或进行成形后热处理，以保证要求的母材使用状态。
低温压力容器在施焊前应按 JB4708 进行焊接工艺评定，最终确定一份用于指导容器生产的焊接工艺指导书( WPS) 。对低温用钢焊接工艺评定应特别强调对焊接接头的低温夏比 V 型缺口冲击试验，要求焊缝金属和热影响区的低温冲击功都要达到标准规定的或是设计档规定的合格指标。
必须按照焊接工艺指导书的要求，对焊工进行专门培训，使其了解低温钢的特点并掌握各焊接工艺条件的控制要领。低温用钢的焊接关键是要避免焊缝金属及热影响区形成粗晶组织而导致低温韧性降低，因此要求严格控制焊接线能量，在焊接工艺指导书规定的范围内采用较小的焊接线能量、多层多道施焊避免焊道过热，多道焊时要控制层间温度。对低温容器焊接时不得在母材的非焊缝区内引弧，焊接接头( 包括对接接头和角接接头) 应严格避免焊接缺陷，如弧坑或焊缝成形不良，不得有未焊透、未熔合、裂纹、气孔、咬边等缺陷，同时尽量减小余高，不得有凸形角焊缝。要求焊缝表面呈圆滑过渡，不应有急剧形状变化。在低温条件下钢材对结构处或缺陷处的应力集中敏感性加大，从而加大了低温脆性破坏倾向。
六、结语：
低温压力容器的设计综合考虑各种影响因素，从温度、材料、结构、制造、检验等多方面加以分析，从而保证设计质量，避免因设计存在缺陷而造成灾难性事故。
参考文献：
[1]李英锋.低温压力容器设计常见问题分析[J].化工管理,2013,(20).
压力容器范文6
关键词：现场复检；压力容器；液压试验
前言
大庆油田天然气分公司每年的生产维修项目中，要求所有场站工程中安装的压力容器在安装前必须在施工现场进行压力试验，此项工作需由施工单位完成，以进一步确认设备在运输过程中制造质量未受影响，要求100%复检，但通常压力容器的现场复检多选择液压试验，所采用试验介质多选择中性洁净水，在这种情况下，我们应根据设备所盛装的介质不同来确定试验的方法和试验后应采取的处理措施，本论文简要介绍几种现场压力方法。
压力试验是压力容器制造完成后的最重要的检验过程，压力试验分为液压试验、气压试验和气、液组合试验。
一、压力容器的种类
压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。压力容器的分类方法很多，从使用、制造和监检的角度分类，有以下几种。
1、按承受压力等级分为：容器、中压容器、高压容器和超高压容器。
2、按盛装介质分为：非易燃、无毒；易燃或有毒；剧毒。
3、按工艺过程中的作用不同分为：
①反应容器：用于完成介质的物理、化学反应的容器。
②换热容器：用于完成介质的热量交换的容器。
③分离容器：用于完成介质的质量交换、气体净化、固、液、气分离的容器。
④贮运容器：用于盛装液体或气体物料、贮运介质或对压力起平衡缓冲作用的容器。
下面以油气加工装置维修工程中常见的两类压力容器为例说明压力容器的现场压力试验：1、换热压力容器，2、贮运压力容器。
二、现场压力试验方法
1、换热压力容器
试验前准备：
施工单位在完成换热器吊装后准备对换热器做水压试验，试验先将换热器所有内表面清扫干净，各连接配件的紧固螺栓装配齐全，紧固妥当。压力试验用的法兰盖的压力等级必须与试验压力相匹配。压力试验使用2个压力量程相同并且经过校正的压力表。选用的压力表换热器器内的介质相适应，使用的压力表精度等级不低于1.5级，压力表刻度极限最高值为最高工作压力的2倍。表盘直径不小于100mm。压力表应安装在压力容器顶部便于观察的位置。压力试验场地拉设警示带，圈定作业范围，并应经过建设单位安全技术部门有关人员检查认可，无关人员不得在现场逗留。
试验温度：该换热器属于合金钢容器，液压试验时液体温度不得低于15摄氏度。现场水的温度测定为21摄氏度。
试验方法：试验时容器顶部设排气孔1个，待容器内充满中性洁净水后，将该孔关闭，并保持换热器观察表面的干燥。施工现场保障水源，当压力容器壁温与液体温度相近时，使用柱塞泵对换热器缓慢升压至设计压力，确认无渗漏后继续升压至规定的试验压力，保压30分钟，然后将压力降至规定试验压力的80%，保压足够长时间，对所有焊接接头和连接部位进行检查，经检查无渗漏后可泄压，如有渗漏，修补后重新试验。
液压试验完毕后，应容器内部洁净水排净，并用空气压缩机将内部吹干，检查期间，压力保持不变，严禁采用连续加压来保持压力不变，在压力试验液压过程中，不得带压紧固螺栓或向受压元件施加外力。
对于换热器现场进行压力试验时，应注意换热器中的特殊换热管，如外翅片管、内翅片管、螺纹管、波节管、T型管和缩放管等管型，在进行水压试验时很容易含水，也很难吹扫，除了用干燥空气遵照以上方法进行吹扫的外，还须用抽真空或注入氮气的办法来处理，这样多次反复进行，才能保证设备的安全。
2、贮运压力容器
压力容器盛装介质不与中性洁净水发生反应的设备，在进行以水作为操作介质的液压试验后，必须找到设备最低点将水放净，然后用干燥的空气进行吹扫，吹扫时建议将空气升压后，压力控制在0.3MPa，然后再排放，这样做可以防止设备试压后不能马上安装而造成设备腐蚀，或设备内残留水分影响设备的运行。
压力容器所盛介质为特殊介质，如氨、丙烷、油等特殊介质，这时采用水介质做液压试验应该采取以下措施，
找设备最低点将水排除，然后把最低点封住，在最低点只留一个与进气口直径大小一样的排放孔，并用阀门控制其开启，然后用干燥的空气进行吹扫，空气必须升压，压力控制在0.5-0.8MPa之间，打开控制阀门，放净空气，多次重复上述工作，直到没有水气出现为止，可以用白纸进行试验干燥的情况，经检验合格后，用抽真空或用氮气充满的办法来保护设备，再进行安装，防止在安装过程中进入水气，尤其在多雨季节。
三、检验标准
1、液压试验合格标准
液压试验的压力容器符合下列条件为合格：1、无渗漏，2、无可见变形，3、无异常声响。
2、气压试验合格标准
气压试验的压力容器符合下列条件为合格：
试验过程中无异常的声响；
经肥皂液或其他检漏液检查无泄气；
无可见的变形。试验所用气体应为干燥洁净的空气、氮气或者其他气体。
结论：
根据压力容器的不同种类，有针对性地进行现场复检，特别是在安装工程中的水压试验是十分必要的，且操作起来并不困难，具有重要的现实意义。
参考文献
