容器设计（共12篇）
容器设计 篇1
1 高压容器的概述
1.1 高压容器应用
高压容器在军事工业的应用包括;炮筒、恒动力装置。化学和石油化工方面包括:合成氨、合成尿素、合成甲醇、油类加醇等合成反应的高压反器、高压缓冲与储存容器。电力工业包括:核反应堆、水压机的蓄力器。
1.2 高压容器的材料
1.2.1简体与封头具有特殊要求
(1) 强度与韧性。通常采用低合金钢来提高材料强度、减少壁厚。
(2) 制造工艺性能。可焊性、吸气性、抗热裂与冷裂倾向、抗晶体粗大率倾向等, 具有很好的可煅性。
(3) 除此之外, 还应具有耐腐蚀性、耐高温性能
2 目前存在的问题及解决方法
(1) 多层夹紧式高压容器的应用催生了许多新的课题的出现, 目前需要我们进一步研究。问题包括:多层钢板包扎紧度技术、生产率低、每层钢板纵向焊接错位、生产工序多等等。只有这些问题得到解决, 高压容器设计及制作技术才会更加趋于成熟。
(2) 为了解决生产工序多、生产效率低等问题, 通过在保证容器强度不受影响基础上, 通过适当降低对层板间间隙和层板允许松动面积的标准达到提高生产效率的效果。
由于第一层层板纵建、环缝对接时对内筒造成热影响, 可以采用第一层层板与内筒之间加盲层的方法来消除由于焊接对内筒的热影响。层板与锻件端部的连接处可以通过煅焊过渡层并预先热处理来解决焊后需要热处理的问题。这种方法安全可靠, 在深环焊缝多层包扎结构中已经被普遍采用。
(3) 为了承受较高的压力、温度、介质的腐蚀, 高压容器的操作条件比较苛刻, 对设计时的材料选择、结构合理性等的要求也相对较高。但目前国内常规设计的设计者充分依赖电算, 忽视必要的计算过程, 将带来一系列错误和安全隐患
(4) 高压容器螺栓设计尺寸误差。无螺纹的直径尺寸小于螺纹部分的根径尺寸是高压螺栓的机构特点。计算程序里给出的直径尺寸大于实际高压螺栓的无螺纹部分直径。因为这个原因, 造成了计算机书中的螺栓实际面积大于所需螺栓面积的假象。所以, 实际的螺栓面积不一定合格是经常产生的一种情况。为了解决这个问题, 设计人员应人为输入、更改程序中的原有尺寸, 不能完全依赖机器。
(5) 非标准法兰设计
在实际生活中经常会遇到设备直径或设计压力超过标准的法兰。在实际制作、安装时无法满足要求, 法兰容易产生微变形, 损坏法兰的密封性能。所以需要设计法兰的结构尺寸, 并注意以下问题:
(1) 参照国家标准确定的法兰尺寸, 保证扳手操作空间, 从而保证上紧螺栓。
(2) 考虑法兰腐蚀欲量, 法兰内径输入值应为实际内径2倍。
(3) 法兰小端厚度应与法兰连接的简体、封头厚2、3mm。
(6) 压力容器设计使用寿命
压力容器使用寿命是投入运行后定期检查、安全等级评定的重要依据, 影响压力容器寿命的原因很多, 一般需要考虑腐蚀裕量、疲劳、蠕变等综合因素, 与设备运行管理密切相关。这一问题虽然比较难解决, 但设计者必须本着为用户负责, 为人民的生命安全考虑, 必须竭力提高文件质量, 解决这一问题。
(7) 小直径压力容器B类焊缝无损检测比例及长度
小直径压力容器的制造过程中, 其B类焊缝的检查为了节省成本, 一些压力容器制造商不顾标准和图纸的要求, 改变焊缝的检测长度, 以《容规》没有这一规定为借口, 国家有关部门严格规定, 在《容规》与GB150发生冲突时按照较严格的标准执行。
3 机构设计及设计选型
3.1 整体锻造型
锻造容器质量好, 和与焊接性能较差的高强钢制作的超高压容器, 由于锻造条件的限制, 一般直径均小于12米。
3.2 单层式
单层厚壁高压容器的形式包括以下几种:
单层卷焊式:具有周期短、效率高的优点;
单层瓦片式:生产效率差、费工费时;
无缝钢管式:生产效率高、生产周期短;
但是, 以上三种形式都有其制约因素:
厚材料来源 (2) 大型机械条件 (3) 纵向和环向深厚焊缝中缺陷监测
3.3 多层式
(1) 层板包扎式, 具有如下特点:只需薄板, 原材料供应方便;
只需卷板机和包扎机;只需简体应力分布;叫单层安全等特点。但是同时具有生产效率低、层板效率利用率低、层板间间隙较难控制等缺点。
(2) 多层式, 包括热套式和绕板式两种。热套式的特点有生产效率高、层数少、焊缝质量容易保证。绕板式效率高、材料利用率高、机械化程度高。
3.4 绕带式
对原材料要求一般, 材料利用率高, 缠绕机简单, 制造方便, 成本低。
4 设计选型原则
设计选型时需要综合原材料来源, 必须将配套的焊条焊丝、制造厂所具备的设备条件和工夹具条件, 同时特殊材料的焊接能力、特处理条件等条件做充分全面的考虑之后, 才能够做到选型正确, 只有遵循这样的选型原则才能对选型有正确的把握。
5 密封结构
高压密封的结构形式:伍德密封、双锥密封、卡扎里密封、平垫密封、c型密封、空心金属o型密封、高压管道密封等形式
6 设计步骤
6.1 确定容器类别
根据工作压力的大小、介质的危害性和容器破坏时的危害性
6.2 确定压力设计
设计压力一般取最高工作压力 (1.4MPa) 的1.05至1.10倍, 具体取值取决于介质的危害性和容器所附带的安全装置。介质无害可取下限。
6.3 确定设计温度
不仅要考虑用户提供的工作温度, 还要考虑容器环境温度。
6.4 确定几何容积
按结构设计完成后的实际容积填写
6.5 确定腐蚀裕量
应先选定受压元件的材质, 再确定腐蚀裕量。《容规》规定了一些常见介质的腐蚀裕量。
6.6 确定焊缝系数
7 结语
设计和制作高压容器要考虑工艺性和经济性为了设计出更加安全、合理、可靠的产品, 高压容器设计必须符合国家标准, 正确对待将要输入的数据, 判断结构是否合理, 掌握熟练的技术规范, 从而设计出符合实际需要的产品。
参考文献
[1]夏锋社, 朱哲, 淡勇.高压容器筒体结构的最优化设计[J].西安石油大学学报 (自然科学版) , 2010, (01) [1]夏锋社, 朱哲, 淡勇.高压容器筒体结构的最优化设计[J].西安石油大学学报 (自然科学版) , 2010, (01)
[2]陈誉欣.大型高压容器的结构优化及发展趋势[J].中国高新技术企业, 2009, (13) [2]陈誉欣.大型高压容器的结构优化及发展趋势[J].中国高新技术企业, 2009, (13)
容器设计 篇2
为了确保压力容器的安全，许多国家都制定自己的压力容器规范，国外影响较广泛并具有权威规范有：美国的ASME规范、英国的BS5500、日本的JISB8243以及德国的AD规范等。我国有国家质量技术监督局颁布的《压力容器安全技术监察规程》、GB150《钢制压力容器》、GB151《管壳式换热器》等。这里主要介绍国外压力容器规范
1、美国ASME规范
ASME锅炉及压力容器规范是由美国机械工程师学会制定的，现在已正式成为美国的国家标准。它具有以下主要特点：
(1)规模庞大，内容极其完备，它本身就构成了一个完整的标准体系，而且是当前世界上最大的封闭型标准体系。所谓封闭型标准体系的含义即基本上不必借助于其它标准，其本身可完成压力容器选材、设计、制造、检验、试验、安装及运行等全部工作环节。
目前ASME规范共有11卷，总计22册，另外还有2册规范案例，其中与压力容器有关的有：
第Ⅱ卷材料技术条件
A篇钢铁材料
B篇有色金属材料
C篇焊条、焊丝及填充金属
第Ⅲ卷核动力装置设备
第V卷无损检测
第Ⅷ卷压力容器一第1分篇
压力容器一第2分篇
第Ⅸ卷焊接及钎焊评定广—
第X卷玻璃纤维增强塑料压力容器
第Ⅺ卷核动力装置设备在役检查规程
(2)、ASME规范技术先进，修订及时，安全可靠。能做到这一点，不仅因为它有力量雄厚的专门班子，完备的修订制度，更主要的是因为它有庞大的科研后盾。
(3)、自从1968年公布了第Ⅷ卷第2分篇以来，ASME规范即实行了压力容器基础标准的双轨制。第Ⅷ卷第亚分篇即按“常规设计”，它的安全系数较高，设计方便，制造检验不太严格，对一般压力容器来说是足以保证安全的。但用于较苛刻的容器则难以确保其安全性。第Ⅷ卷第2分篇即按“分析设计”，安全系数低，要求对压力容器各区域的应力进行详细的计算，并根据各种应力对失效所起的作用予以分类，然后对不同类型的应力采用不同的应力强度条件加以限制。这种设计方法工作量极大，需借助于电子计算机，制造检验严格。这两部基础标准并行，同属有效，可以根据产品的具体情况加以选用。随着计算机的发展和应用，分析设计在压力容器上的应用越来越广泛。
ASME规范由于具有上述特点，使它成为世界上影响最大的一部规范。它的先进技术和某些科学作法，经常被其他规范参照或仿效。
2、英国BS5500规范
英国的非直接火加热压力容器规范BS5500(1988)，是由英国标准学会(BSl)负责制定的。它是由两部规范合并而成：一部是相当于ASME第Ⅷ卷第1篇的BSl500一般用途的熔融焊压力容器标准，另一部是近似于德国AD规范的BSl515化工
及石油工业中应用的熔融焊压力容器规范。它既包括“常规设计”也包括“分析设计”。其疲劳设计中所采用的疲劳曲线与ASME不同。BS5500采用统一的许用应力值，并且以抗拉强度为基础的安全系数也低于ASME第Ⅷ卷第1分篇。
3、日本JISB8243和8250(8270)
日本与美国一样，也采用基础标准的双轨制。一部是参照ASME第Ⅷ卷第1分篇制定的JISB 8243压力容器的构造；另一部是参照ASME第Ⅷ卷第2分篇制定的JISB 8250压力容器的构造(另一规则)。
4、德国AD规范
钢制压力容器有关设计参数探讨 篇3
【关键词】钢制；压力容器；参数；设计；探讨
凡是压力大于0.1MPa，内直径大于0.15m，而且容积≥0.025m3，介质为气体或者液体的，这样的容器就可以被称为压力容器。设计人员需要充分的利用安全技术规范、设计标准以及专业知识来进行设计，并且在设计的过程中降低风险、减小成本，不断的总结工程设计经验。
1.钢制压力容器的设计参数
按照设计的压力值和介质的性质（毒性和易燃性），应该将压力容器分为三种。
1.1高压容器
这种容器具有极大的毒性和易燃性，10MPa≥P大于等于100MPa，它的毒性程度远远高于其他压力容器，易燃程度也很高，其P.V≥0.5MPa.m3的中压反应容器和P.V≥0.5MPa.m3的中压反应容器和P.V≥10MPa.m3的中压储存容器。
1.2低压容器
这类容器一般没有毒性或者毒性比较轻，易燃程度也很低，仅限毒性程度为极度和高度危害介质。0.1MPa≤P≤1.6MPa。
1.3中压容器
易燃程度为中等，毒性程度也为中等，仅限易燃或者毒性程度为中毒危害介质，1.6MPa≤P≤10MPa。
2.设计钢制压力容器时需要的材料
2.1材料选择的要求
在选择材料的时候，国家制定的《固定式压力容器安全技术监察规程》中，对确定压力容器材料设计应力强度的要求有所降低，比如碳素钢、低合金钢以及管材的nb被调小了，锻件、管材的n也被调小了，其他的强度指标都没有变，这会在一定程度上提高材料的许用应力。对于设计人员来说，选择安全系数最小才材料会降低设计成本，这是一个重要的问题。
设计人员还应该正确的理解《固定式压力容器安全技术监察规程》中对钢板的标准和要求，设计的文件中必须对材料的种类、性能、标准等有明确的要求，另外还要有检测超声的方法和技术要求。
对于有腐蚀要求的压力容器或者受压元件，应该明确此类材料的耐腐蚀实验方法和对应的符合性数据，和一般的设计不同的地方就体现在这一点。在设计的时候，最好将所有受压元件的名称、材料种类在设计文件中进行明确，这样才能保证设计的质量。
2.2材料的选择
2.2.1低合金钢
此种材料的强度和韧性都比较高，它有15MnvR、16MnR等几种不同型号可供选择，在实际的运用中，液化气站运用的较多的是16MnR。此外，又有一家公司研发出了新的低合金钢种类，这种新的低合金钢不但强度高、柔韧度高，还不会产生断裂。
2.2.2高合金钢
这种材料的优点是能够耐腐蚀，即便是在高温条件下，它也不会产生断裂。此外，它的强度和柔韧度也是非常高的，唯一的缺点是价钱很高，因此选材的时候应该注意。
3.对压力容器进行检测
对压力容器进行检测的目的，是为了及时的发现容器是否有损坏，设计文件中应当对检测方法、检测部位、检测技术等进行明确的规定，发现缺陷和损坏要及时的采取措施。此外，设计人员应当对缺陷和损坏有一定的认识，否则就不能防范风险和隐患。如果设计人员缺少识别缺陷的能力，也没有提出检测的方法，就容易在设计中造成一定的错误。
4.对应力的评定
如果某截面上只有正应力，没有剪应力，那么这就是主应力。应力分类的目的是为了对不同应力分别进行评定，采取不同的应力强度极限来代替原来的应力值，但是不能够降低设计的安全性。分析设计参数的时候，不能对应力本身进行评定，而是要对“应力强度”进行评定。设计标准的分析不能够和一般的设计标准分析一样，它一般使用的都是最大剪应力理论（最大剪应力的大小=第一主应力与第三主应力代数值之差的50%）。因此，应力强度=第一主应力-第二主应力。
另外，计算应力强度的时候要注意，首先要把所有的应力以同一坐标系中的应力分量分别求其代数和，然后用所求到的合应力分量求取第一和第三主应力，这样就可以算出应力的强度了。一些设计人员在计算的时候，采用先算所有应力的应力强度，然后把它们相加的方法，这是错误的。
5.受压元件的参数及选择
压力容器中的受压元件同样很重要，因此要重视它的参数设计，也要科学的选择附件，如果附件选择错误，就有可能导致整个设计失败。《固定式压力容器安全技术监察规程》中明确的规定了选择附件的要求，比如在毒性程度较大、易燃程度较大的情况下，应当严格的执行相关的要求和规定，进行安全的选择。
6.压力容器盛装的介质组分
压力容器盛装的介质组分在设计中也很重要，因此设计人员必须遵循安全、慎重的原则，认真查看《固定式压力容器安全技术监察规程》中划分的介质组分，尤其是液化气和天然气的部分，更加深刻的理解液体介质或者液化气的概念，同时，还要在设计文件中提出压力容器的厚度、介质的要求、设计的规范、检验的参数等等，这样才有利于设计人员更科学合理的进行设计。
7.压力容器设计使用寿命
压力容器也有使用寿命，很多因素都能对其产生影响，比如周期性载荷的时间性、工作人员不规范操作、操作环境达不到要求、腐蚀裕量中包含的设计寿命因素等等。设计人员应该在确定容器设计使用寿命的基础之上，将这些因素都考虑进行，选择合格的材料、确定腐蚀裕度、对制造容器的过程进行严格的监督等。
8.总结与体会
以上对钢制压力容器设计的参数进行了一系列的分析，如果钢制压力容器设计和制造不当，就会为容器的安全性能带来一定的隐患。所以，压力容器的设计必须遵循要国家规定和技术要求，并且还要在降低风险和成本的基础下进行，这样才能使设计工作符合达到要求。
【参考文献】
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[2]王长明，张学成，辛忠仁，辛忠智.钢制压力容器筒节和标准椭圆形封头的B类焊接接头超声检测方法探讨[J].中国化工装备，2012，14（6）：19-22.
[3]宋红军.浅析钢制压力容器焊接缺陷防止措施[J].中国科技博览，2012（35）：378-378.
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[5]鲁果昌，丛轶，隋力，葛树涛.对新版《压力容器焊接规程》若干条款的不同认识[J].中国特种设备安全，2012，28（6）：27-29.
压力容器的简化设计 篇4
关键词：压力容器,优化设计,方法
优化设计从综合性和实用性来讲, 是很强的新技术, 目前, 因其设计高效、可靠, 加上计算机等现代化设备的辅助和科技、市场的驱动, 在机械设计中得到长足发展和广泛应用。而压力容器制造设计方面应用优化设计的不多, 因为压力容器的设计比普通通用机械的设计共性较为复杂, 设计参数增加、难度较大, 因此, 压力容器的优化设计发展空间和市场潜力很大;随着特种压力容器的大型化、应用环境复杂化发展趋势, 产品创新的需求更加需要优化设计。基于这种现状, 本文提出压力容器优化设计的特点和方法。
1 压力容器制造设计方面应用优化设计具备的的特征
优化设计应用于一般机械的设计, 是利用数学手段建立满足要求的优化模型方法, 通过思考、绘图、计算、分析, 使设计方案的参数沿着节约、增效的方向调整;压力容器的优化设计必须优先考虑高温、高压的使用环境引发的安全风险成本以及制造、安装、使用过程对安全因素的影响。其特点如下:
1.1 变量增加
一般的压力容器常作为化工原料的储存、运输的工具使用;在化工企业的生产中是炼油和合成新材料的装备, 使用目标的不同, 工艺要求的差别, 是设计压力容器必须考虑基本条件, 如:几何形状、组成结构等, 造成压力容器的各部分构件几何形状参数复杂、名目众多。既有容器的荷载参数, 又有使用周期参数和生产能力参数以及质量和安全参数等等。
1.2 数模的多维与非线性
构建压力容器优化设计数学模型, 必须按照所有变量确定目标函数, 分别列出约束条件, 确定约束函数。压力容器的用途面广, 功能各异, 生产因素、环境因素和使用因素的设计变量多, 使目标函数的维数和约束条件的维数增加, 数模呈现多维性。众多设计参数的错综复杂, 导致数学模型呈非线性。
1.3 量纲多, 差别大
压力容器设计变量中不仅有功能参数, 构造形态参数, 还包括制造和应用环境条件参数、工艺参数, 所以优化设计数学模型中多种量纲并存, 有时数量级差别极大。
2 怎样对压力容器优化设计
2.1 构建优化模型
建模和求解是优化设计的主要内容, 构建的数学模型太复杂, 能全面地表达设计参数, 在处理和计算上非常困难, 应用不便。所以, 要掌握正确的步骤和方法。
(1) 全面掌握分析设计信息和本质特征。
(2) 根据优化设计的需要选择确定本质的重点变量, 构建适当的模型;
(3) 根据列出的设计问题与数学模型对照, 不足以准确表达设计问题时, 逐步修正模型, 达到更适用;
(4) 模型复杂, 计算若用近似值, 必须控制数值的误差范围。
2.2 简化设计问题。
压力容器优化设计的目标函数容易确定, 约束函数是设计变量非线性函数, 有设计变量的范围大小上下限, 还有各种性能约束和工艺条件约束等诸多因素, 不容易确定;约束条件若全部进入优化程序进行计算太多浪费时间和资源, 也破坏了算法的稳定性。因此, 优化设计最有效的办法就是简化设计问题, 简化的方法有三:一是通过变换消去约束;二是约束的暂时消除;三是准则设计的最严约束。
2.3 常见的其他方法
一是图表法。这种方法主要适用构建的数学模型无法求解, 设计的变量难以用函数表达, 通过作图确定参数的取值区间。
二是正交设计法。这种方法就是通过分析表达参数, 把参数选择需要的水平数按正交组合的方式实验, 正交分析实验结果, 就能设计需要的主要的参数。
三是统计分析法。这种方法就是利用实验结果确定设计参数和各种相关因素近似定量关系, 进行预测和分析选取最佳变量。
3 结语
压力容器的优化设计数学模型能不能定量表达其在生产和制作中经历高温、高压的需求、能否表达内置腐蚀品、易燃易爆物的安全需求、模型的正确与否, 事关优化设计问题能不能彻底解决。因此, 通过估算、经验类比、实验、构思、评价, 对刚性、强度和稳定性进行计算, 分析压力容器各个因素的内在联系, 抓住本质表达的特征, 尽可能简化设计问题, 减少维数, 不断地分析构建数学模型和实际问题的差距, 不断修正优化数学模型, 建立正确、简洁的反映压力容器实际需要的模型, 用最合适的优化方法, 获得最佳设计。
参考文献
[1]郑典金.压力容器开孔补强设计的简化计算[J].科技创新导报, 2010, 26:85.
[2]薛明德, 黄克智, 李世玉, 寿比南.压力容器设计方法的进步[J].化工设备与管道, 2010, 06:1-13.
[3]姚华堂, 王正东.压力容器疲劳寿命的简化评定方法[J].压力容器, 2006, 03:44-48.
容器设计 篇5
经过一年来的工作，我逐渐的了解了压力容器的设计制造知识和公司产品，生产过程。在师傅的指导下可以设计简单的固定式压力容器了（管壳式换热器、非标准的产品等），主要从以下以几个方面进行了学习。
一、首先，从标准开始，陆续的学习了容规、固定式压力容器、管壳式换热器、焊接考规等参考资料 ；已基本掌握了以下几个方面的知识。
1、固定式压力容器方面可根据客户的需求设计让客户满意的产品。
2、管壳式换热器方面可根据客户的需求设计让客户满意的产品。
3、容器焊接方面已基本掌握了焊接材料及使用方法、容器焊接方式、焊接、电流、焊接电压、保温时间等知识。对承压焊接工艺评定、压力容器焊接规程、承压设备产品焊接试件的力学性能分析也有所涉及。
4、对各种型号的钢板及其他焊接材料也有多了解如：Q345R、Q235B/C、S30408等材料。
5、对公司金工车间的零件的加工也开始渐渐了解。
二、随后进行了以下方面的工作： 快速的学习公司产品设计、生产加工的知识，从大师和师傅及老员工那里获得设计经验。设计简单的容器如：空气缓冲罐、R410储罐、R22卧室储罐、套管加热器、碱冷却器、碱给料槽、冷却器、氯仿冷凝器、脱氟塔、氯仿储罐等产品的设计。下车间了解产品的生产过程及各个步骤的信息使自己快速的进步，通过网络和资料收集关于产品的信息。快速的浏览我公司收集的标准，使自己的产品有据可依，有据可查，一切按照标准要求产品的设计加工。
三、在工作中主要存在的问题有：
由于对容器行业不是很熟悉，所以在容器设计的过程中多次出现了图纸错误的情况，但是通过了解和学习，对相关的流程有了越来越深的认识。在新产品设计中，很多新的技术，新的想法不是很成熟，由于时间紧促，发现的问题不能马上解决，但是设计的过程，同时也是学习的过程，通过不断的学习和总结，遇到的问题都得到了很好的解决。在工作初期，对工作认识不够，缺乏全局观念，对压力容器行业缺少了解和分析，对工作定位认识不足。从而对工作的最优流程认识不够，逻辑能力欠缺，结构性思维缺乏。不过我相信，在以后的工作中，我会不断的学习和思考，从而加强对工作的认知能力从而做出工作的最优流程。
四、工作心得
1、在这一年的工作实践中，我参与了许多产品的设计工作，和同事的相处非常紧密和睦，在这个过程中我强化了最珍贵也是最重要的团队意识。在信任自己和他人的基础上，思想统一，行动一致，这样的团队一定会成功。在这一年工作中，很多工作是同事和师傅帮助我完成的，在这个工程中，大家互相提醒和补充，大大提高了工作效率，所有的工作中沟通是最重要的，一定要把信息处理的及时、有效和清晰。
2、工作的每一步都要精准细致，力求精细化，在这种心态的指导下，我在平时工作中取得了令自己满意的成绩。能够积极自信的行动起来是这半年我在心态方面最大的进步。现在的我经常冷静的分析自己，认清自己的位置，问问自己付出了多少；时刻记得工作内容要精细化精确化，个人得失要模糊计算；遇到风险要及时规避，出了问题要勇于担当。
3、在一年的工作中，我学到了很多技术上的知识，也强化了产品设计的质量、成本、进度意识；与身边同事的合作更加的默契，都是我的师傅，从他们身上学到了很多知识技能和做人的道理，也非常庆幸在刚上路的时候能有他们在身边。我一定会和他们凝聚成一个优秀的团队，做出更好的成绩。
五、工作教训
经过这一年的工作学习，我也发现了自己离一个职业化的人才还有差距，主要体现在工作技能、工作习惯和工作思维的不成熟，也是我以后要在工作中不断磨练和提高自己的地方。仔细总结一下，自己在半年的工作中主要有以下方面做得不够好：
1.工作的条理性不够清晰，要分清主次和轻重缓急；
在设计时间很仓促的情况下，事情多了，就一定要有详实而主次分明的计划，哪些需要立即完成，哪些可以缓缓加班完成，今年在计划上自己进步很大，但在这方面还有很大的优化空间。
2.对流程不够熟悉； 在半年工作中，发现因为生产流程的问题而不知道如何下手的情况有点多，包括错误与缺漏还有当时设计考虑不到位的地方，对于这块的控制力度显然不够。
3.工作不够精细化；平时的工作距离精细化工作缺少一个随时反省随时更新修改的过程，虽然工作也经常回头看、做总结，但缺少规律性，比如功能修改等随时有更新的内容就可能导致其他的地方出现错误。以后个人工作中要专门留一个时间去总结和反思，这样才能实现精细化。
4.工作方式不够灵活；
在设计的过程中，周围能利用资源的就要充分利用，该让其他部门或者人员支持的就要求支持，不要把事情捂在自己手上，一是影响进度，二是不能保证质量。做事分清主次，抓主要矛盾，划清界限，哪些是本职工作，哪些是提供的帮助，哪些是自己必须要做的，都要想清楚。怎么和其他部门进行沟通，怎么和本部门人员进行沟通，怎么和客户沟通，怎么才能提供高质量的服务又不会多做职责外事情，以后是需要重点沟通学习的地方。
5.缺乏工作经验，尤其是现场经验；
现在通过下车间，我的现场经验有了很大的提高，对整个产品的设计开始分析到出图有了新的认识，但在一些细节上还缺乏认知，具体的做法还缺乏了解，需要在以后的工作中加强学习力度。
6.缺少平时工作的知识总结。
这一年在工作总结上有了进步，但仍不够，如果每天、每周、每月都回过头来思考一下自己工作的是与非、得与失，会更快的成长。在以后的工作中，此项也作为重点来提高自己。
塑料包装容器成型方法和模具设计 篇6
【关键词】包蓑容器 模具设计 成型技术
塑料包装容器的成型技术始于20世纪80年代，这种技术使得包装容器的价格低廉并且质量很好，其主要的原料通常为一些有机玻璃和PVC板材。通常情况下，塑料包装容器的模具结构比较简单，采用真空成型法或者压缩空气成型法就可以制造其模具。其中真空成型的方法还可以分为六种：（1）阴模成型法；（2）阳模成型法；（3）吹泡成型法；（4）阴阳模成型法；（5）柱塞推下真空成型；（6）压缩空气成型法。本文主要介绍二次热成型方法和模具设计要点。
1 二次热成型方法
1.1 阴模成型
阴模成型法的核心是将塑料片材进行加热，等片材软化后，马上将模具的内部进行抽真空，这样在软化的片材上就会形成内外表面压力差，在压力差的作用下可以使得模具表面变冷而成型。一般情况下，阴模成型的方法适用于一些深度很小的塑料件（深度H小于或者等于50mm，片材的厚度f小于或者等于0.5mm）。
1.2 阳模成型
阳模成型法的核心原理与阴模成型法的原理基本相同，阳模成型法的主要优点是其制作出来的模型壁厚比较均匀，而且模型内部表面的尺寸也比较精确。通常情况下，阳模成型法多用在有凸起形状的塑料容器。
1.3 吹泡成型
阳模和阴模成型法的主要缺点是其制成品的壁厚不是非常均匀，为了改善这个问题，可以采用吹泡成型法。所谓的吹泡成型法的原理是将片材进行加热到所需温度，再通入压缩的空气，这样就可以使得片材吹泡拉伸，然后再将型腔进行抽真空。吹泡成型法制品的拉伸比可以大一些[1]。
1.4 阴阳模成型
为了便于制造深腔的容器，发明出了阴阳模成型法。阴阳模成型法的主要原理是先从阳模吹入少量的压缩空气，同时阴模抽真空。然后将板面吹鼓，再从阴模吹入压缩空气，阳模抽真空，使得塑料板面吸附在阳模的外表面上。这种成型方法得到的产品壁厚均匀性比较好。
1.5 柱塞推下真空成型
柱塞推下真空成型法的步骤是，首先把柱塞推下，这样热板在推力和型腔空气的共同作用下会延伸，然后将型腔抽真空而成型。这种成型方法能够获得壁厚较均匀的制品，适合于型眭更深的容器。
1.6 压缩空气成型法
压缩空气成型法的原理是将片材加热后，从上压板通入压缩空气（6kg/m-8kg/m），这样会使得软化的片材紧紧贴在模具上，直到冷却定型。这种方法的优点是可以快速成型，并且在成型的同时还可以完成制品的切边工序。
2 模具设计
2.1 结构设计
（1）抽气孔的大小和位置。在使用真空成型模具之前，必须要设计抽气孔，并且抽气孔的大小要与成型容器相符合，不能太大也不能太小。对于一些流动性比较好的塑料，可以把抽气孔设置的小一点，而对于一些流动性比较差的塑料，可以把抽气孔设置的大一些。此外，抽气孔的尺寸与片材及其厚度也息息相关关。表1列出了一些典型片材所需的抽气孔尺寸。抽气孔的数目通常为每100cm2表面开设11个孔-65个孔。抽气孔可以由许多孔组成。对于一些形状比较复杂的容器，抽气孔的数量应当增加。通常来讲，抽气孔的间距一般为25mm-30mm，内凹处孔间距为3mm-12mm。总之，必须保证在很短的时间内将空气抽空。抽气孔的位置一般布置在板材最后与模具接触部分，即模具型腔的最低点及角隅处。
（2）型腔尺寸。对于一些真空成型模来讲，要考虑其塑料的收缩率。通常情况下，收缩量50%是塑件从模具中取出时产生的，收缩量25%是取出后在室温下1h内产生的，其余的收缩量25%是在取出后的24h内产生的。因此，有很多因素都会影响其收缩率，我们以设计的型腔为依据。常见塑件的收缩率如表2。
（3）模具圆角和斜度。很多模具在生产出来的时候都会存在边角，在这种情况下，很多边角的最小值应该等于板材的厚度。因此，为了使制品能方便地取出，模具应有适当的斜度，阴模型腔侧壁的斜度应取0.5°-3°，通常取2°为宜。而对于阳模的斜度则应取2°-5°，通常取5°。
（4）型腔粗糙度。如果真空成型模具表面粗糙度太高，就会对脱模造成很大的影响。这是由于真空成型模具一般都没有顶出的装置，只能靠压缩空气来进行脱模。如果制成品表面粗糙度太高，就很容易粘在模具上，造成脱模的困难。因此，真空成型模具的表面粗糙度不能太高。如果表面粗糙度太高，要用磨料来打砂或进行喷砂处理[2]。
（5）压缩空气成型模型腔。压缩空气成型模具的型腔与真空成型模具的型腔基本相同，其主要的特点是在模具边缘上设置型刃。这种刀尖应比模具平面高，高出部分的高度h为片板厚度上加上0.1mm。切刀与模具之间应该有0.25mm-0.5mm的间隙，以利于排除型腔中的空气。
（6）边缘密封结构。为了阻止外面的空气进入到真空室，应该在塑料板片与模具接触部分的边缘处设置必要密封装置。
（7）加热、冷却装置。目前塑料成型板片的加热一般采用电阻丝加热、红外线灯加热和石英管加热器加热。这三种加热方法是目前最流行的加热方法。对于不同塑料板材的成型温度，通常都是调节加热器与板材之间的距离来调整温度的。通常情况下，加热器的功率采用N=K·F式中，N为加热功率，W；K为加热系数，w/m；F被加热片材的面积，cm2。这里将不同片材的加热系数K值列于表3。
2.2 模具材料
通常情况下，真空成型所需的压力一般较低，因而模具材料的选择范围也比较广泛，其中主要分为非金属和金属两类。
（1）非金属模。常见的非金属模有木模、石膏模和塑料模。木模：组织比较紧密而且不易变形和断裂木料可选作模具材料。不过这种模具的生产批量以不超过1000个为宜。石膏模：石膏模的制造比较方便，而且价格比较合理，但是主要缺点是强度比较差。通常情况下，为了增加石膏模的强度，可以在石膏中加人10%～30%的水泥，并放置一些纵横交叉的铁丝，以延长其使用寿命。石膏模的生产批量一般不超过5万个。塑料模：塑料模非常容易加工，并且生产周期比较短。修正和修理都很方便，且耐腐蚀、质量轻。因此适合于批量较大的容器生产。常用塑料模材料有环氯树脂、酚醛树脂和聚脂。
（2）金属模。一般情况下，金属模适合于长期、高速生产的模具。由于铜的造价很高，因此很少采用铜作为模具。而铝比较容易加工而且质量很轻，耐腐蚀性很强，价格也相对于便宜，因而大批量生产时大多选用铝模。在铝模表面镀一层铜或铬，可大大增加其耐磨性。在生产50万个制品后，其表面还不会出现明显被磨损的痕迹。
参考文献
[1]杜志英，沈明.塑料瓶包装中存在的问题及改进方法[J].中国医院药学杂志，1999（05）.
埋地卧式容器的设计要点 篇7
现介绍埋地卧式容器设计中设备壳体强度计算时附加外压的计算、鞍座附加反力的计算及容器的固定方法、地下防腐。
1 附加载荷引起的附加外压P0的计算
设A点处法向压力为P，则对于单元体d1:
其中PV=γHg×10-6
式中：γ———混土层容重kg/m3;
回填土：γ=1600～1700kg/m3;干粗砂：γ=1400～1800kg/m3;干细砂：γ=1400～1650kg/m3;H———容器上任意一点A到地面的距离m;H0———圆筒顶到地面的距离m;R———筒体外半径m;K0———混土对筒体的侧压系数;碎石土：K0=0.18～0.25;砂土：K0=0.25～0.33;粘土：K0=0.33～0.42。
PV—距地面H深处竖向自重压力(垂直方向)MPa
Ph—距地面H深处侧向自重压力(水平方向)MPa
由式(1)可见，最大法向压力发生在θ=90°时。工程上一般取1.2～1.4倍的法向压力作为卧式容器受混土重力作用而产生的附加外压：
设备强度计算时，应先按内压计算厚度，再按附加外压校核其稳定性。
2 鞍座附加反力计算
将埋地卧式容器看作是受均布载荷的简支梁，混土层质量视为均布载荷，则由混土质量引起的支座附加反力Fa=0.5mg
式中：L—封头切线间距m;hi—封头曲面高度m。
通常容器埋在地下最高水位以上，不必考虑被水浸没时的浮力。如须考虑浮力F’时，Fa’=0.5 (mg-F’) 的绝对值与Fa绝对值取大值。
设备强度计算时，应将上述Fa与没有埋地时鞍座反力F组合，作为埋地容器鞍座计算反力。
3 埋地容器的固定
埋地容器的固定通常有二种形式：一种为常规鞍座式，其设计时按上述方法增加由于埋地而产生的鞍座附加反力;一种为在两端设置定位板，定位板的位置按鞍座定位原则进行，定位板与基础连接板焊接或螺栓连接。
4 埋地容器的防腐
对于长期埋藏在地下的容器设备，其保护涂装应根据其埋藏地域、深度、用途等多方面来设计，埋藏在地下的设备由于会受到土壤的腐蚀，因此对其防腐性能的考虑是非常重要的，常用的防腐蚀的涂装一般采用油漆有：厚浆型环氧富锌底漆，环氧煤沥青底漆，环氧煤沥青面漆，厚浆型环氧云铁中间漆，白环氧耐油磁漆，高氯化聚乙烯防腐漆。方案举例：
5 设计计算示例
一卧式埋地容器：介质天然气、埋地深500mm、设备内径Di=2000m m、L=6000m m、设计压力P=0.35MPa、设计温度20℃、100%RT、腐蚀裕量2m m、材质16MnR、混土层容重为1800kg/m 3。
如不考虑埋地混土层重力的影响，该设备按设计压力P=0.35MPa计算：计算厚度δj=2.06mm.设计厚度为2.06+2=4.06mm.
取名义厚度δn=6mm.
鞍座反力F=15804.5N (工作状态) 。
考虑埋地混土层质量的影响，其附加外压为：
所以设备应校核0.011MPa的外压，此时：
计算厚度δj=4.26mm.设计厚度为4.26+2=6.26mm
取名义厚度δn=8mm.
鞍座反力(含鞍座附加反力)为F=108848N(工作状态)
分析压力容器设计方法的进步 篇8
关键词：压力容器设计,应用力学,分析设计,设计规范
0 引言
为了推动我国压力容器的快速发展, 提高我国自行设计压力容器的技术水平, 我国工业领域在上个世纪70年代意识到应用力学理论对于压力容器设计的重要价值, 并开始着手做相关方面的工作。经历将近40年的努力之后, 我国在压力容器设计方面取得了显著的成绩和巨大的进步。
1 基于真实案例的压力容器设计方法进步分析
1.1 圆柱壳大开孔接管应力分析设计方法的进步性
在多种荷载共同作用于圆柱壳开孔接管时, 又因支管与主壳相互连接的部位几何结构不连续, 相贯区域产生应力集中。一旦设备发生破坏, 则这些部位就成为灾害性事故的原发部位。所以迫切需要借助相关科学理论来分析圆柱壳开孔接管的应力情况。以此为基础来实现对压力容器的合理设计, 才能确保压力容器安全有效地运行。不论是欧洲采用的“压力面积法”还是我国采用的“等面积补强法”, 均只适用于较小开孔率且容器受内压空旷的情形下。目前在数学和应用力学理论方面需要解决的问题便是寻找大开孔率下的薄壳理论解。
经过专家多年的不懈努力, 我国在薄壳理论解方面获得了相对于前人的重大突破。其表现为:首先圆柱薄壳方程采用经过修正之后的Morley方程, 放弃了以往采用的简化扁壳方程。经过修正的Morley方程不仅能够有效对开孔问题进行求解, 还能够保证较高的精度[1], 该解的精度提高到了薄壳理论的精度O (T/R) 量级。其次以往因为精确连续条件以及复杂精确方程而导致的诸多数学难题得到了有效的克服, 获得了外载和内压作用下的圆柱壳开孔接管的薄壳理论解。无论是三维有限元解, 还是近年来在国际上发表的相关试验结果, 均对该理论解的高度可靠性进行了有力证明。最后得到内压以及全部外载分量统一的理论解, 并且该理论解的适用范围提高到[2]。
1.2 管壳式换热器管板设计方法的进步性
管壳式换热器结构比较复杂, 其构成元件包括壳体、管箱、换热管、管板、垫片、螺栓以及法兰等。管板设计的科学与合理, 是至关重要的。管板承受复杂荷载, 主要因为:1) 管板中间开着许多管孔, 并与换热管焊接;管板与壳体相焊接;管板与管箱通过紧固件或者焊接的方式连接起来[3]。2) 壳程和管箱内装载的流体介质进行着热交换, 这两种流体介质不论是在温度方面还是在压力方面均有很大差异。3) 法兰预紧力、温差荷载以及压差荷载也同时作用于管板上面。
我国专家经过大量计算工作, 最终获得了管壳式换热器管板计算公式, 该公式不仅比较符合实际结构的受力情况, 而且在理论方面也相对严格。经过多年的工程实践证明, 相对于国际上通用的美国列管式换热器制造商协会确定的 (TEMA) 公式, 我国的计算公式在安全性、科学性与合理性上, 均具有显著的优势, 能够在很大程度上减薄大直径、中低压管板的设计厚度。
该公式的基本特点如下:首先把换热器看作多种元件构成的弹性体系, 采用应用力学理论对其进行分析, 对相应元件在实际操作工况情况下和对管板实际作用情况下的荷载情形进行了综合考虑。其次, 在计算当量板的削弱系数时, 每个管板单元不仅包含边界为六角形 (或正方形) 的孔板, 还包括管孔中的圆柱壳以及连接二者的圆环。这个模型大大改善了孔板单元模型, 可以详细计算管子对管板的加强作用与管孔对管板的削弱作用, 从而得到合理的当量板弹性常数[4]。
2 推动我国压力容器设计保持快速发展的若干想法和建议
2.1 以科学的态度对待国外标准规范
对于国外标准规范中的设计方法, 我们的态度是学习、研究, 但不迷信。先搞清楚其基本的意义, 力学模型。然后按照基本的力学原理与概念进行分析, 对合理的加以吸收, 不合理的加以摒弃。
2.2 自主创新研究必须依靠理论研究、实验工作与工程实际的结合
要在压力容器设计、规范方面做些具有我国自主知识产权的工作-理论、实验、工程三者缺一不可。没有轧实的理论研究, 不可能有开创性成果。没有实验, 就无从判断其正确性。科研成果必须来源于实践、又服务于工程实际否则就成为无源之水、无本之木。
3 结论
压力容器应用在国民经济的各行各业, 在其领域占有十分重要的地位。作为一名压力容器研究和设计人员, 应积极研究和探索更科学、更合理的设计理论和方法。从而提高我国压力容的设计水平, 推动国民的经济发展。
参考文献
[1]刘健.美国AASHTO LRFD公路桥梁设计规范历史和现状[J].公路交通科技 (应用技术版) , 2010 (11) :58-59.
[2]陈士诚, 周昌玉, 潘林锋.基于Kriging方法的压力容器开孔接管区结构强度可靠性分析[J].石油化工设备, 2010 (6) :49-51.
[3]秦叔经.压力容器标准和规范中分析设计方法的进展[J].化工设备与管道, 2011 (1) :145-147.
压力容器设计若干技术问题解析 篇9
1一些比较重要的技术参数的确定
在压力容器的设计过程中, 会涉及到许多的设计参数, 并且一个设计参数在不同的设计规定中的含义都会有所不同。 因此, 在设计过程中理解到正确的参数含义以及正确的选择技术参数, 将会对压力容器的各方面形成非常大的影响。在众多技术参数中, 笔者主要选取了其中两个重要的技术参数来进行解析。
1.1腐蚀裕量。在正常情况下, 压力容器的腐蚀裕量主要就是根据两种情况来进行确定的:该设备的预设使用时长以及介质对压力容器的腐蚀速率。但是, 目前压力容器生产的零件设备许多都没有确切的给出材料的被腐蚀速率, 在这样的情况下, 设计者也就很难知道使用材料的准确腐蚀裕量, 一般的做法就是设计人员进行简单粗略的估计, 然后大致的给出材料的腐蚀裕量。然而这样做所带来的问题并不小, 因为容器的腐蚀裕量不够准确, 所选择的材料自然存在差异, 这样就会直接影响到压力容器的生产成本以及安全性能。
要解决这样的问题, 就需要材料的生产厂家提供给设计者材料准确一致的腐蚀速率, 不同性质的材料区别处理, 从而保证使用材料的准确, 减少厂家的不必要经济损失, 提高产品的安全性能。
1.2焊接结构。在焊接结构方面出现的问题主要就是在球形接头与圆筒链接这一过程当中, 主要原因就是在进行环向连接时, 圆筒的经线半径曲率出现了变化, 导致焊接结构设计出现问题。从焊接结构的分类来看, 这种环向结构在规定中属于A类, 也就是纵向承受应力的焊接接头。虽然这是规定, 但是在压力容器的实际设计过程中这个规定与实际之间却存在一些差异。
在实际的设计过程中要解决这一类的焊接结构问题, 对封头球形来说, 可以利用的方法是削边筒体端步法, 简单来说就是把半球球壳的一端进行削薄处理, 再将封头球形几何图形上面的筒体部分进行削薄处理, 最后再进行局部的加厚处理。这种方法能够有效地提高焊接接头的承受应力, 提高使用寿命。 不过, 这种方法也存在一定的缺陷, 这样做会提高压力容器的生产成本, 因此, 在实际操作过程中还有待考虑。
2平盖接管开孔补强直径的计算问题
在对压力容器进行设计的过程中, 设计者都会在压力容器的平盖上设计圆孔。但是在平盖自身特点的影响下, 平盖上开设的圆孔会受到双向拉伸的作用, 甚至是在开孔边缘所集中起来的应力能够达到两倍的基本应力。而为了让这些应力尽量减小、集中, 通常都会采用开孔补强措施, 也就是外部加强元件或者是提高平盖的厚度。在进行补强的设计过程中, 影响其参数计算的最主要因素就是平盖开孔的直径大小, 这是因为平盖接管一般情况下都采用内插管与平盖双侧焊接这一结构, 进而使得补强计算的直接因素成为开孔的直径大小。
在压力容器的设计过程中, 平盖与接管之间的焊接结构主要是两种结构特征, 一是全焊透结构, 二就是非焊透结构。对于前者来说, 在计算补强时介于平盖与接管已经成为一个整体, 所运用的平盖开孔直径应当是接管内径和两倍厚度附加量的和。而对于后者来说, 所运用的平盖开孔直径应当是接管外径加上两倍间隙的和。然而在实际设计过程中, 设计者往往会忽略平盖与接管之间的焊接特征, 即使是全焊透结构, 在进行补强计算时仍旧运用非焊透结构的平盖开孔直径。可想而知, 这样所计算出来的补强结果存在较大误差, 平盖的厚度量减小, 造成压力容器的安全性能存在不足。
3耐压试验的免除问题
一般情况下, 进行耐压试验免除的对象是那些现场进行组件焊接的大型压力容器, 因为这样的大型压力容器设计不能进行压力试验, 类似于不能承受液压试验过程中的水的重量的压力容器。作为检测压力容器安全性能以及产品质量的试验之一, 耐压试验具有重要的决定意义, 然而有一部分的设计工作者在设计中却认为对于特殊的压力容器并不需要进行耐压试验。导致在特殊压力容器的设计过程中经常出现问题。
在进行免耐压试验的特殊类压力容器设计时, 为了保证这一类压力容器的质量以及安全性能, 设计过程中一定要注意使用材料的性质, 包括力学性能以及化学成分, 还要注意提高压力容器在超压泄放方面的能力, 尽可能的采用全焊接头。
4结语
总之, 在压力容器的设计过程中, 设计人员既要保证加工过程中的工艺水平, 也要保证压力容器的质量以及安全性能, 只有两者的完美结合这样, 才能取得最好的结果, 不断提高压力容器的生产效益, 促进国家社会市场经济的发展。
摘要：随着科学技术的不断发展, 压力容器设计技术也在蓬勃发展的状态下。当前, 压力容器设计方面即使是在目前技术如此发达的情况下, 也会出现一些问题。而由这些问题所带来的影响, 也使压力容器在设计方面经常会出现一些结构不合理或者是使用技术不合理的现象。这些问题不仅会给生产厂家带来一些不必要的经济损失, 也使设计出来的压力容器面临着严峻的安全挑战。本文基于笔者多年的从业经验, 分析一下压力容器设计方面的若干问题。
关键词：压力容器,设计问题,解决措施
参考文献
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[2]王婷, 王静, 邱金梁.探讨压力容器设计要求及设计方法[J].化工管理, 2013 (4) .
压力容器设计若干技术问题解析 篇10
我国目前的经济以及科学技术的发展水平在世界已经算是领先的水平了, 但是, 仍然得承认的一点是在一些具体的技术应用领域中, 我国的相关技术还是存在问题。因此, 针对这些问题, 我就进行了简单的分析以及提出了一些相应的解决办法。希望能够对一些相关单位起到帮助。
二、关于压力容器相关内容的介绍
1. 压力容器概念的简单介绍
所谓的压力容器就是指能够承载一定压力的设施, 这种设施能够在一定范围内对所包含的气体或者是液体进行相对的保护措施, 并且能够在我国的一些工业领域进行具体的应用。而且, 这种压力容器根据不同的使用范围可以分为不同的种类, 其中, 最常见的就是能够储藏以及负责运输的容器、能够进行反应的容器以及可以对内部物质进行换热的容器等等。
2. 压力容器应用领域的介绍
一般来讲, 随着我国技术的进步, 压力容器在我国的领域范围内所应用的范围也逐渐的扩宽, 比如说, 在能源工业、石油化工业以及一些进行科学研究和军工生产的地点等等。另外, 因为压力容器在进行具体的应用中会存在一定的压力差距, 而这种差距往往会增加意外事故的发生几率。因此, 在对其进行应用的时候一定要注意做好相应的防范措施。
3. 进行压力容器设计的重要性分析
前面已经提到过关于压力容器的应用领域以及应该做好相应的防范措施, 所以, 接下来, 我就具体的介绍一下在进行压力容器设计时应该需要进行注意的地点, 并且进行了重要性的分析。
首先, 压力容器的应用范围是十分广阔的, 因此, 根据不同的应用领域进行设计是十分重要的, 尤其是在安全性以及先进性等性能。
其次, 因为压力容器所设计的一些物理以及化学方面的反应比较强烈, 因此, 如果在使用压力容器的工程中出现意外的话, 就会对我国人们的生命以及财产安全造成极大的威胁。
然后, 在压力容器的设计中, 因为会有比较复杂的操作技术手法, 比如说, 对压力容器进行材料的选购、以及组织程序的设计等等。而且, 这些数据的准确性直接关系到压力容器应用的质量, 从这一点看, 对其进行严格的设计也是十分必须的。
4. 压力容器设计在我国目前的发展状况的介绍
就我国目前压力容器的应用状况而言, 该项技术已经取得了不错的成绩, 尤其是在工业领域的应用。因此, 接下来, 我就简单的介绍一下它在我国目前的应用状态。
首先, 在对压力容器进行实际操作的时候, 相关的技术人员已经能够对其进行熟练的操作了, 除此之外, 相关的技术操作人员还可以将压力容器的应用与一些其他方面的技术连接在一起, 比如说计算机。
其次, 我国目前的技术水平已经可以对压力容器进行比较规范以及具体完整的检测了, 这一点主要表现在对于压力容器所发生的意外事故以及突发情况的处理能力。简单地讲, 对于压力容器的应用, 我国的相关技术人员以及部门已经可以近乎完善的应用了。
三、能够有效加强压力容器设计的技术措施的介绍
虽然说我国目前的压力容器的应用以及发展状况是比较良好的, 但是, 针对具体的应用领域, 关于压力容器还是有可以改进的地方的。
1. 能够有效加强压力容器使用性能的方法之一对压力容器进行开孔
一般来讲, 对压力容器进行开孔的举措可以有效的加强它的应用性能, 这主要是因为, 比较大的孔位可以采取一定的手段对压力容器进行补强, 并且可以有效的提高它对压力的承载能力。
2. 能够有效加强压力容器使用性能的方法之二就是提高壳程压力
通常情况之下, 压力容器的设计人员都会采取一定的措施对压力容器的使用性能进行加强, 一方面, 是为了使相关的消费者体验更好的服务, 另一方面也是为了加强压力容器质量的同时保证该生产单位的经济收益。
4.2管壳程压力
当管壳式换热器管程压力高于壳程压力时, 大部分设计人员都知道提高壳程试验压力与管程相等, 然后需要校核圆筒在试验水压状况下的周向应力。管法兰都具有压力等级, 试验壳程水压的压力提升以后, 假如依然根据正常操作情况选择壳程管法兰具有的等级压力, 将会对以后的正常运行产生不利的影响。应当根据对应的规定标准, 试验水压的压力只需小于规定温度情况下无工作冲击压力的1.5倍就行。同时管板, 应校核其强度。试验壳程压力提升至试验管程压力的等级, 为了保证可靠安全性。校核过程中, 将设计管程压力作为壳程的压力, 并且设计管程压力数值为零, 在没有温差的状况下, 模型的计算可以根据不带法兰的固定管板实行。
4.3换热器的结构
固定管板式换热器拉杆固定端的设置。设计过程中应当充分考虑组装管束、振动管束、挡板结构防冲以及固定方式等系列问题。当换热器具有比较小的直径时, 焊接壳体与防冲板, 可利用明穿工艺。设置的拉杆固定端应当在离壳程介质进口较远的另一端管板上;当换热器具有较大的直径时, 焊接壳体与防冲板, 允许管束使用暗穿工艺, 设计的拉杆固定端应当在离壳程介质进口较近的一端管板上;当在管束上固定防冲板或者利用导流筒结构时, 设置的拉杆固定端应当在离壳程介质进口较近的一段管板上;当布置立式换热器时, 在符合组装要求的基础上, 拉杆的固定端最好设置在上管板上。
参考文献
[1]申长吉.压力容器设计过程中常见的问题分析[J].自动化应用, 2011 (6) .
[2]马炳贤.压力容器设计若干技术问题解析[J].硫磷设计与粉体工程, 2011 (6) .
[3]曹志强, 刘国新, 刘柏序.从压力容器设计谈新版GB150安全系数的变化[J].石油和化工设备, 2011 (9) .
容器设计 篇11
关键词：压力容器设计；开孔补强设计；应用
压力容器设计制造的过程包括一系列的环节，而其中开孔操作属于一个非常重要的环节。通过开孔操作可以确保压力容器各项功能的实现，而且在维修压力容器的时候也变得更加方便，此外，在安装和调试压力容器的时候开孔操作同样具有非常重要的作用。然而针对压力容器的容器壁实施开孔操作会导致压力容器的整体结构发生一系列的改变，并且使压力容器的压力承受度有所降低，而其局部则可能会出现更差的应力承受性能。要想使这一问题得到有效解决，必须要对其实施补强操作。
1 开孔补强结构概述
在压力容器上实施开孔操作之后，为了能够使降低的开孔周围材质抗压强度得以提升而对其实施补救的这样一种方式就是所谓的开孔补强结构。由于要满足不同的要求，采用同材质材料制作压力容器需要在外壁上将各种各样的小孔开出来，但是这样会降低压力容器的整体抗压强度，并且进一步导致压力容器在使用过程中发生各种问题，缩短压力容器的使用寿命。要想使压力容器的整体强度得以维持，就必须要针对压力容器外壁所开小孔周围实施开孔补强技术处理。在具体实施开孔补强技术的过程中需要综合考虑对容器的要求、开孔的数量、位置等各项因素，并且可以此为依据将开孔补强结构划分为两种，也就是局部补强和整体补强[1]。
2 在压力容器中补强圈补强设计的应用
压力容器具有很多的开孔补强方式，从整体上来说可以将其划分为局部补强和整体补强，而补强圈补强设计属于一种非常重要的局部补强方式，其主要是指将补强板焊接在压力容器的表面，从而不断增厚即将设孔的金属部位，确保实现正确的开孔和有效的补强效果。通过分析制作压力容器的过程和压力容器的加工工艺，我们可以发现，将补强板焊接在容器壁外部属于一项操作简单而又非常实用的方式。外部焊接补强板可以使压力容器的耐力、韧性、强度得以有效提升，尤其是可以极大地强化开孔处的抗疲劳能力。在应用补强圈补强设计时需要注意以下几个方面的问题：首先，要对补强板的厚度予以重点关注，并且对其厚度设计进行优化。通常来讲，与压力容器开孔部位的厚度相比，补强板的厚度应高出一半以上。如果采用超标的厚度，那么在焊接补强板的过程中就需要加大焊接角势，并导致增加不连续应力。其次，要选择具有合格可塑性、韧性和延伸性的补强板，在正常的温度下补强板的材质应具有小于400mPa的屈服度。最后，如果压力容器所处环境具有较大的温度变化、容易发生氧化和腐蚀的现象，这时不适合采用补强圈设计方法；同时，如果压力容器具有较高的补强质量需求，则需要尽可能的采用整体补强的方式[2]。
3 在压力容器设计中整体锻件补强设计的应用
补充和强化压力容器开孔处的强度就是所谓的开孔补强设计，其主要的目的就是强化开孔处材质的等级、强度和质量，确保开孔压力容器质量的完整性。整体锻件补强技术与补强圈技术相比具有一系列的优点，最为关键的是其能够使容器外壳具有最低的应力水平，从而使最佳补强效果充分地发挥出来。但是整体锻件补强设计具有较多的客观条件要求，其是在壳体过渡的部位的要求更加严格，要保证壳体过渡的平缓性，并且要避免壳体在过渡地带的某一段存在着过多的应力。大量的实践表明，从整体上来说整体锻件补强技术具有最优的补强效果，然而因为其具有更高、更严格的过渡焊缝等方面的要求，所以其施工难度和施工成本也变得更大，一旦其中出现不符合要求的情况，就会导致压力容器补强设计的效果受到严重的影响，因此在选择该方法的时候必须要做到严格而谨慎。
4 在压力容器设计中厚壁接管补强设计的应用
厚壁接管补强设计在压力容器补强设计中属于一种重要的补强方式。在运用厚壁接管补强设计的方法时必须要高度的重视接管材料的选择问题，这是由于这种补强方法的补强效果在很大程度上取决于接管材料的选择。在具体的补强设计中应按照壳体材料的功能、性质和特征选择合适的材料，并且要保证选择与容器壳体材料性质相一致的接管补强材料，从而使金属材质的融通性得到有效地保证。一些人认为，在选择接管材料时候需要采用具有更高强度的材料，但是大量的实践表明，过高强度等级的接管材料除了无法将正面的补强功效充分地发挥出来，在一定程度上还会导致出现各种不良的负作用，会使容器结构的整体稳定性和牢固性受到不利影响，因此这种主观想法并不科学[3]。而如果选择具有较低强度等级的接管材料，还应针对接管壁实施增厚处理，确保其能够达到理想的补强效果，而且在具体的应用中这种较低强度等级的接管材料具有更多的施工工序，无法控制和确保开孔补强效果。要想使上述的问题得以解决，就可以采用锻件加工技术和无缝钢管技术等对厚壁连接补强技术进行优化，从而有效地控制容器补强的误差。如果具有很小的补强设计压力，相应的具有较低的补强效果和质量要求，这时候就可以选择厚度适宜的无缝钢管技术，如果具有很大的补强设计压力，这时候就需要采用锻件加工技术。
5 结语
开孔补强设计在压力容器设计中属于一项重要环节，压力容器的使用寿命在很大程度上取决于开孔补强设计的质量。由于我国目前已经出台了关于压力容器设计的规章制度，所以必须要高度重视压力容器的开孔补强设计工作，从而使容器壁强度受到的开孔负面影响得以减少，并且解决大量局部应力集中在壳体和结合处的问题。总之，利用科学合理的补强方式可以有效地避免压力容器使用中的安全事故，有效地保证压力容器的正常使用。
参考文献：
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大型卧式容器及其平台的设计计算 篇12
1容器设计参数的确定
某项目新建丁二烯罐区设计容积为600 m3, 设计方案为3台200 m3的卧式容器。在卧式容器容积一定的前提下, 为减少占地面积, 应采用尽可能大的公称直径。对一定容积的卧式容器, 其壳体所耗质量与其直径成反比, 故直径越大, 其质量越轻[1]。考虑到JB/T4712.1-2007《容器支座 第一部分:鞍式支座》所适用的最大直径为4000, 若直径增大, 需设计非标鞍座, 使得鞍座成本增加。还有国内制造厂的制造能力、热处理能力、运输路线等因素, 故最终该容器公称直径定为4000 mm, 筒体长度定为15000 mm。壳体材料选用压力容器常用材料Q345R, 鞍座、梯子平台选用Q235B。按JB/T4731-2005《钢制卧式容器》进行强度及稳定性校核, 鞍座距设备切线为1000 mm, 容器壁厚计算得出16 mm。该3台卧罐顶部设置联合平台。
2平台力学模型的简化
该丁二烯罐区平台俯视图如图1。A-A视图 (图2) 为平台结构支撑图。
从图1看出, 两台卧罐间距为10000 mm, 两台卧罐间的行走平台在两台罐之间就有6000 mm。如此长的平台仅仅依靠设备壁支撑是不够的, 因此中间有一段是结构平台与设备平台相连。即便如此, 支撑在设备本体上的平台等载荷仍是很大的。
平台铺设在下面支撑主梁上, 主梁下端分别用支座台、立柱和斜撑与壳体相连。平台与结构平台之间用M30的螺栓连接, 由结构平台传递给每个主梁的集中力为4500 N。按材料力学, 为简化计算, 可将长度为2600 mm的支撑主梁分两种情况进行校核[2]。一种认为支座台和斜撑起支撑作用, 其简化后的简支梁载荷图、剪力图和弯矩图如图3所示;第二种认为立柱和斜撑起支撑作用, 其简化后的简支梁载荷图、剪力图和弯矩图如图4所示。若该两种情况均校核通过, 则可认为主梁是安全的。最后还应对设备壳体进行失稳校核和连接螺栓的剪应力强度校核[2,3]。
由图3和图4可知, 梁的最大剪力和最大弯矩均发生在右支座处, 即斜撑与主梁的连接位置处。若选用12.8的槽钢 (材料为Q235B, [τ]=100 MPa, [σ]=147 MPa) , 主梁的最大剪应力为:
最大弯曲应力为:
因τmax<[τ], σmax<[σ], 故主梁应力校核合格。
与结构专业的平台连接螺栓的剪应力为:
因此平台连接螺栓也校核合格。
在对容器壳体进行稳定性校核时, 壳体实际上是受支座台、斜撑和立柱等集中载荷作用, 但为简化计算, 可将该集中载荷转化为线载荷考虑。两对称斜撑之间的一段壳体, 可看作两端铰接的拱, 此拱形壳体失稳时单位长度的临界载荷可按下式计算:
作用在壳体上的平台载荷为:
取稳定安全系数m为5, 则可知q<qcr/5。因此壳体是安全的。
3关于平台铺板受风载荷振动的讨论
平台安装在室外时, 风载荷对其有振动作用。但对平台进行振动分析, 一方面并无具体可行的理论支撑, 另一方面对非受压件做振动分析, 耗费时间长, 也不经济。因此考虑仅对平台作静力分析。平台上方一般铺设花纹钢板或钢格板。若平台上方铺设厚度为5 mm的钢板, 钢板与平台外圈梁为间断焊 (焊50 mm, 间断200 mm, 焊脚高度为5 mm) , 由于该大型卧式容器一般为储存容器, 土建基础不会太高, 这样平台标高为10 m左右。为保守考虑, 可以认为风载荷垂直向上作用在平台上, 并忽略铺板质量。风载荷大小即为基本风压 (本文为550 Pa) 。铺板周边焊缝受剪力作用, 其大小为:
可见, 在风载荷作用下, 铺板周边焊缝所受剪应力很小, 其连接强度足够大, 不必考虑其振动带来的焊缝开裂以致平台铺板被风吹走等问题。
4结语
综上所述, 大型卧式容器在设计时, 除满足工艺条件外, 还应综合考虑其强度、质量、运输、安装等因素以期合理选用设计参数。经计算, 卧式容器平台的支撑主梁和铺板刚性足够大, 实际中完全可以按经验设计。
摘要：对大型卧式容器的直径、长度等关键参数的合理设置进行了讨论, 探讨了其上的操作平台的布置情况, 进行了操作平台的支撑结构论述, 指出两种力学计算模型, 按材料力学进行了支撑结构计算。最后对操作平台上的平台铺板受风载荷振动问题做了初步分析和计算, 指出平台设计完全可以按工程经验进行。
关键词：卧式容器,平台,力学计算
参考文献
[1]张涛.大容积卧式容器的设计探讨[J].化工设备与管道, 2010, 47 (1) :5-6.
[2]吕英民.材料力学 (Ⅰ) [M].东营:石油大学出版社, 2004:11-71.
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