浅析中低压力容器设计应注意的问题

摘 要：根据对Ⅰ、Ⅱ类压力容器多年的设计经验，对容器类别划分、设备选材、法兰选用、设计质量保证等方面提出了几项注意的问题，确保压力容器的安全运行。

关键词：中低压力容器；设计；注意事项

压力容器和人民的日常生活息息相关，它广泛应用于工业、民用、军事等多个部门和科学研究的许多领域，并起着非常重要的作用。为了保证人民生命财产的安全，确保压力容器的安全有效运行，压力容器的设计必须遵守压力容器相关的国家标准和规范，并不断精益求精完善压力容器的设计质量。在设计时应对一些问题引起重视，从产品的第一道程序进行质量控制，不给设备运行留下隐患。在此，我把从事压力容器设计工作十五年的经验教训总结如下，希望能给后来的年轻同行借鉴。

以简单的储气罐为例，看看应该怎样一步一步在满足国家标准的要求的前提下同时也满足顾客的需求，做出一份设备成本低又满足生产需要的施工图纸，这整个过程中的关键注意点赘述如下。

1 给储气罐划分类别

首先根据罐内储存的介质给设备进行分类，按照TSG R0004-2009的规定，对介质进行分组，看罐内介质属于哪一组，第一组介质是毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质、易爆介质、液体化气体。第二组介质是除第一组介质以外的其它介质。根据介质的危害程度进行分类是进行后续设计的基础，这个分类直接决定了你后面设计要采用什么的方法以及设备选材、法兰选型等各种事情。介质的毒性程度可以根据HG20660-2000《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸程度分类》确定，如果这里没有规定的，可以参照GB5044-85《职业毒性接触毒物危害程度分级》的原则，确定介质组别。有了组别后，计算设备的内部容积，单位按升（L）计算，然后根据TSG R0004-2009提供的附录图A-1和图A-2查表就可以了，如果刚好查到的点在Ⅰ、Ⅱ类分类线上，我们要按照高一级的类别确定。这是单一介质的储罐，如果是多种介质存在一个储罐内，按照所占比例高的介质划分类别。

2 选材

压力容器的设计过程中，对设备承受压力的能力有严格要求，其所用的钢材也有严格要求，应当考虑材料的力学性能、化学性能、物理性能和工艺性能，根据压力容器的设计压力、设计温度、介质特性、材料的焊接性能、冷热加工性能、热处理以及容器的结构还有经济合理性来选择合适的材料，不能为了增大容器的压力而一味盲目的提高钢板厚度。一般选材遵守以下原则：（1）当壳体壁厚小于8mm时，在碳素钢和低合金高强度钢之间，就尽量选用碳素钢（多层容器除外）。（2）在以刚度或结构设计为主的场合，应尽量选用普通碳素钢板，在以强度控制为主的情况下，当壳体壁厚超过8mm时，应优先选用低合金钢。当设计压力较小、直径较大、以刚度控制或以结构设计为主时，应尽量选用普通碳素钢。（3）所需不锈钢厚度超过12mm时宜采用衬里设计、复合钢板。

选用好材料后，在进行计算时要注意钢板的许用应力值在厚度方面变化的问题，这样的问题尤其在椭圆封头的计算过程中经常出现。在计算凸形封头时，我们首先假定一个壁厚，根据这个壁厚选定许用应力，计算圆整后标注在图纸上，如果我们用这个名义厚度的钢板去轧制封头，在轧制过程中有封头成形减薄量，成品封头就不满足设计的要求，所以我们通常选用比名义厚度厚的钢板去制做封头，这样厚的钢板可能存在比薄的钢板许用应力低的情况，即应力跳档，就会导致设计文件中许用应力与实际不符，会造成安全隐患。在审查制造单位进行以厚代薄的申请时，也一定要注意核对代用厚度是否在许用应力表中分档板厚度的上限，从而引起应力的下降，应重新计算再决定，还有可能带来原设计在焊接、无损检测及热处理等方面的变化。

3 各种法兰的选用

管法兰及紧固件应当优先选用HG/T20592～HG/T20635-2009的标准。对于选用NB/T47020～47027-2012容器法兰时有一项需要注意的事情。当实际腐蚀裕量大于标准适用的腐蚀裕量时，需要修改标准法兰有关尺寸，标准规定乙型法兰适用的腐蚀裕量为2mm，当实际腐蚀裕量大于2mm不超过3mm时，应加厚短节厚度2mm，而且对于此条规定长颈法兰的适用腐蚀裕量为不大于3mm。这个经常被我们不小心超量使用。

4 压力表的位置设置问题

在制做施工图纸时， 为了在使用时观察仪表方便，一般设置的压力表位置比较低，适合在人站立时眼睛的平视高度，但是，有时候设备介质的进出口的高度正好和这个高度相冲突，而有的朋友考虑不周全，就会在介质的进出高度附近设置压力表的进口，这样由于气流的快速流动冲击就会导致设备在投入使用时，压力表数据的不稳定，不能很好的表达设备内介质的压力，我们要适应调整位置，避开气流干扰。

5 图纸的审查

设备图纸绘制完毕后，要进行自我检查，这时候容易眉毛胡子一把抓 ，不知道检查哪里，我们最好做个固定表格，从标准是否是最新版本到规范的选用是否合理，从设计条件到设备选材，从零件结构到制造检测要求，从接管方位的客户需要到安装运输的附件如吊耳、支座等，一一列表，逐一检查，查一项，打勾一项，这样在间断检查时就有有明显标记，不至于一次查完搞的太累，做到工作有序，能很好的保证设计图纸的质量。

6 结束语

综上所述，为了提高压力容器产品的可靠性，保证压力容器的安全运行，要在设计上把好质量关，在做设计时对一些容易忽视的问题引起足够的重视，并有序做好图纸校验工作，为设备的良好运行开一个好头。

参考文献

[1]TSG R0004-2009.固定式压力容器安全技术监察规程[S].

[2]GB150.1-150.4-2011.压力容器[S].

[3]NB/T47020-47027-2012.压力容器法兰[S].

作者简介：韩玉珍（1973-），女，河北省保定市人，工程师，1999年河北科技大学毕业，目前主要从事压力容器设备、换热设备的设计、开发和应用工作。