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摘要：对于压力容器而言,其所处的环境多为高温或者高压环境,生产环境相对恶劣,因此,在其实际的应用过程中,其发生安全事故的可能性也相对较大。导致压力容器安全事故发生的因素有很多,其中较为重要的就是设计、制造缺陷和使用操作不当。随着现阶段工业生产对于安全性要求的提升,在现阶段在压力容器设计过程中,很多生产厂家会将有色金属应用到压力容器当中,然后以此来保证压力容器的质量。但就现阶段有色金属材料在压力容器加工过程中的制造,却依然有待改进。
关键词：有色金属材料；压力容器设计；影响；应用
1压力容器的概念
密封性良好并且能够承受一定压力的容器，我们称之为压力容器。对目前的压力容器来说，大部分是由有色金属材料制造而成的，可以在其中填充高压状态的液态后者气态物质。压力容器按照它的耐压指数的不同可以分成四种类型：超高压压力容器，耐压极限为100MPa；一般高压压力容器，耐压范围一般是10-100MPa；中压压力容器，耐压范围是1.6-10MPa；低压压力容器，耐压范围0.1-1.6MPa。压力容器设计制造过程涉及范围极为广泛，涉猎了很多学科以及诸多行业。设计过程包含了机械设计学科、工程制造设计与研究以及力学性能分析等专业学科，然而压力容器制造涉猎的范围更大，像机械加工与设计、无损检测方法、冶金锻造以及防腐蚀等领域都有涉及。随着科学技术水平越来越高，在各行各业中都可以看见压力容器的身影，在一些高端技术领域，也出现了压力容器的影子，在核工业中，核动力反应堆就在应用有色金属材质的压力容器；在一些大型化工厂中的反应装置用的也是有色金属材质的压力容器，在一些分离装置的外壳中也会应用到有色金属材质的压力容器。与此同时，国家的产业政策以及很多相关的鼓励政策都在促使有色金属材质的压力容器的发展，在这种国家以及地方政府的大力支持下，有色金属材料压力容器获得了非常有利的发展前景。
2有色金属概述
有色金属是以铁、锰、铬之外的所有金属及其合金的总称，并因为其各类优良性能而得到广泛使用，比如卫星、运载火箭、核潜艇、电子计算机、雷达等尖端科技产物。在压力容器中，比如航天领域的飞行器燃料贮箱、高压贮箱以及低温高能火箭推进室内壁、增压气瓶等环境恶劣、壁薄、安全性低，其质量问题直接关系到整体飞行器的性能安全，有色金属的耐腐蚀性和良好的化学稳定性、相容性等优良性能就为这些部位的质量稳定创造了条件。
3压力容器设计的制造要求
对于压力容器设备而言,在实际的应用过程中,其大多处于高温高压状态下,不仅如此,在一些化工企业,压力容器设备还被应用于存放强腐蚀性液体或者气体,因此,在对其进行设计制造时,应保证其符合以下相关要求。
首先应保证压力容器设备使用的安全性及可靠性,简单来说,在进行压力容器设备设计过程中,应对其相关技术环节进行把握,并以此来保证其在高温、高压环境下不会发生爆炸或者泄露,同时,还应保证压力容器设备应具有一定的抗腐蚀性能;其次是应保证设备后续维护的便利性,所谓的后续维护便利性是指在压力容器投入使用之后其相关的检测及维护应相对便利,这样做的根本目的就是保证压力容器设备的安全性。
随着现代科学技术水平以及制造工艺的发展,有色金属材料已经被广泛的应用到压力容器设备制造加工过程当中,并且已经成为了现阶段压力容器设备加工制造的主要材料。除了常规的石化部门、热电部门、化工行业等行业生产过程中所使用的压力容器会应用有色金属材料之外,对于核工业核动力反应堆、大型化工厂反应装置以及分离装置,在选择压力容器设备时,也更多会选择有色金属材料压力容器。
4有色金属材料对于压力容器检测的影响
4.1压力容器主要检测方法
对于压力容器设备而言,其主要的检测内容包括外部检测、内部检测以及整体检测等等。首先是外部检测,其主要的检测项目有外表面形状、金属材料氧化情况、微裂纹、漏气、局部温度过高、相关附件牢固性以及螺栓连接稳定性等等,其主要的检测方法为日常巡回检查,如果在检查过程中发现安全问题,应及时进行停运处理;其次是内部检测,内部检测的主要项目除了外部检测所有项目外,还应对设备内表面的腐蚀及磨损情况进行检测,对于外部检测项目而言其主要检测方法为肉眼或者放大镜检测,内部结构检测则主要是以无损检测为主,比如射线探伤或者超声波探伤等等;最后是整体检测,整体检测除了上述两项内容外,还应对压力容器设备的耐压情况进行检查,其中,耐压情况主要方法为水压试验以及焊缝无损检测。
4.2有色金属材料应用对于压力容器检测工作的影响
对于有色金属材料而言,其对于压力容器设备检测工作的影响主要是标准不全,尽管现阶段我国已经制定了相应的有色金属材料压力容器检测标准,但是随着现阶段相关技术的日益成熟,越来越多的有色金属材料被应用到实际的压容器设备制造过程中,这样一来,很多新材料由于缺乏相应的规范标准,就很难对其相关检测工作进行规范,这样也就很难保证压力容器的安全性及可靠性。
5压力容器设计中有色金属材料的应用要求及设计
5.1压力容器中有色金属材料的应用要求
1)选择合适的设计制造方法。要想对有色金属材料在压力容器加工设备中进行有效应用,笔者认为,选择合适的设计制造方法是其中尤为重要的一项措施。首先,在实际的设计制造过程中,相关工作人员应根据压力容器的具体应用来选择合适的有色金属材料,并对其性能进行考察;其次,选择合适的设计制造方法,设计人员应尽量选择分析设计法来进行设计制造,同时在设计制造过程中,对有色金属压力容器的结构应力不持续、有色金属防腐性能相对较差等相关问题进行充分考虑,并在此基础上选择最为合适的工艺进行生产制造[6]。
2)做好相应的压力容器设备检测工作。做好压力容器设备检测工作也是一项重要措施。基于现阶段有色金属材料相关标准完善性不足这一实际情况,笔者认为,要想做好有色金属压力容器设备检测工作,应重点做好以下几项工作:首先应定期对压力容器的状态进行检验,并在压力容器停止工作时,检测其安全性及可靠性;其次应对有色金属压力容器耐压性能进行定期检测,并对其各类指标进行详细的记录;最后应对特殊情况下的有色金属压力容器状态进行检测,同时制定相应的安保措施,只有这样才能不断提升其安全性及可靠性。
5.2压力容器中有色金属材料的设计方法
1)常规设计法。所谓的常规设计法,是指以弹性失效为基本准则的一种设计方法,其主要原理就是当有色金属压力容器受到最大压力时,其自身弹性性能就会消失。传统的压力容器设备的设计多采用这一方法。这种设计方法的具有着设计工作简单、高效,且可以在较大程度上保证压力容器设备的使用安全。目前随着现代工业对于压力容器安全性及可靠性要求的不断提升,这种常规的方法也具有一定的局限性,不能完全满足现代工业的要求。
2)分析设计法。所谓的分析设计法,是指将新型设计理念与失效观点相结合所产生的一种新型的压力容器设备设计方法。对于有色金属压力容器而言,在分析设计法的应用过程中,其不再以常规弹性失效为基准,更多的是以高端弹塑性能或者失效原理为基准[7]。这也是现阶段压力容器设备设计制造过程中较为先进的一种方法,对于提升压力容器设备的安全性与可靠性有着非常积极的意义。
结论
综上所述，随着各工业部门的飞速发展，它们对有色金属材质的压力容器的要求越来越高。压力容器耐压心性能的提升、抗高温性能的提高以及耐腐蚀性能的改善，都需要优化压力容器设计制造方法来实现，从而提高压力容器设计制造检验效果。
参考文献：
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