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摘要：当今工业生产中压力容器的应用提高了传统工业生产的效率，在压力容器带来便利的同时，压力容器的设计与应用过程中也面临着许多的挑战，本文通过介绍压力容器的特性和设计过程中常见的问题，集中探讨了在设计过程中如何提高压力容器生产的安全性和规范性。
关键词：压力容器；设计；常见问题；防范对策
引言
随着社会工业化进程的发展，压力容器在工业生产中的地位变得越来越重要，常见的压力容器设计多个领域，如工业、农业、国防军事等，可见压力容器应用之广泛。然而，在压力容器被广泛应用为工农业生产带来进步的同时，也暴露出许多问题。由于压力容器的特性，在设计、制造过程如果没有按照相关的标准进行，会带来极大的安全隐患。压力容器的设计、制造具有高度的专业性，连同其安装、强度试验、严密性试验等都应严格标准规范及操作程序进行，否则可能会造成不可估量的生命财产损失。本文将根据压力容器的特性对其设计、制造过程常见的问题及对策进行针对性的探讨。
一、压力容器在设计上所具有的特性
1、压力容器的结构形式具有复杂性和多样性的特点
压力容器因其涉及的领域众多，所以其种类随着各个领域的不同需求而多样化，即使是应用于同一个领域，环境的差异性也会对压力容器的设计产生决定性的影响，从而使得压力容器的各项参数、性能、特性等不一而同。对压力容器的分类牵涉到许多不同的参考标准，除了常见的按照安全技术管理对压力容器进行分类，如第一类、第二类、第三类压力容器这种划分之外，还可以根据压力等级、在生产中的实际作用、安装方式对压力容器进行细化的分类，由此可见压力容器的形式具有多样性【1】。
2、压力容器的工作环境对其安全性能要求高
压力容器经常应用于工业生产环节中，对于工业生产来说，原料的处理过程需要一个密闭的环境来进行相关的物理化学处理，在这个处理过程中，对于容器的选择有着较为严格的标准，压力容器需要能够承受极端的物理化学变化，例如在高温环境下的介质之间发生化学反应，如果压力容器不能够抵抗化学反应中的同化腐蚀现象就有可能导致压力容器的破损，导致安全事故的发生。因此对于多数的压力容器来说，其设计过程中就要保证压力容器具有良好的稳定性和安全性。
3、在压力容器的设计环节牵涉多门专业知识
压力容器的设计与制造不仅牵涉各种专业知识，设计人员还应对设计的压力容器应用领域进行深入了解，不同领域之间有着较大的差异，例如所设计的压力容器是应用于化工领域，设计人员就需要对化工领域的安全规范和标准进行针对性的设计。压力容器的设计与制造牵涉多门学科，是综合学科知识的结晶产物，常规压力容器的设计与制造会应用到高等数学、材料力学、理论力学、锅炉与压力容器用钢、焊接设备与工艺、化工机械与设备、压力容器基础知识、压力容器标准等专业知识。
二、在压力容器的设计与制造过程中一些常发性问题
1、压力容器的使用寿命的问题
在极端恶劣的工作环境下，如高压、强酸等，压力容器的设计寿命会出现不同程度的缩短，如果不能够精确把握压力容器的使用寿命会对生产有潜在的威胁【2】。明确压力容器的工作寿命有助于生产的安全开展，如果在生产过程中压力容器的使用年限临近或者已经超过使用年限，生产的安全性将无法保障。除此之外，压力容器的使用次数对其使用寿命也有着直接的影响，技术人员如果对使用次数有所忽视，也会为某些生产事故埋下隐患。而且设计人员在对压力容器的使用寿命的标注上往往根据自己的经验判断，不能够综合各种信息对压力容器的使用寿命做出客观的判断。
2、材料的选用问题
压力容器完全是按照相关规范进行设计的，在制造过程中，经常有要对压力容器进行材料替换的情况发生，对于材料替换过程需要注意不同厚度之间的材料替换需要严格按照规范、标准进行，设计人员经常会忽略某些重要的影响因素使得压力容器的材料替换后的材料不符合相关规范要求，在其工作运转中出现各种意外，最常出现的是在应力和腐蚀等因素的影响下，压力容器会出现不同程度的损耗和故障。
3、热工作业中存在的问题
压力容器的焊接环节是关键性步骤之一，为了保证压力容器的安全性，焊接步骤必须严格依据焊接规程制作的焊接作业指导书操作。然而，对于每一个压力容器的生产来说焊接存在问题是不可避免的，区别只在于出现问题的种类和实际对替换后工作状况影响的大小。焊接问题主要有两个方面：一是焊接表面出现几何缺陷，主要有错边、角变形、焊缝咬边等问题；二是焊缝内部存在的问题，主要有夹渣、气孔以及焊接不完全或者材料未熔合等问题。
4、生产过程中的变形问题
在压力容器制造过程中，容器产生明显的形变也是一个常见的问题，这主要是由于技术人员在对容器各部件尺寸的设计及制造过程组装不良导致的，另外，工装、模具形状如果不符合要求或者在生产制造过程中相关操作不规范也会导致压力容器产生明显的形变。
三、对压力容器设计过程中问题解决策略的探究
1、针对压力容器使用年限的的解决措施
将压力容器的使用年限直接标注在压力容器显眼处是压力容器安全生产的要求之一，在在压力容器进行生产过程中，各种环境因素都会对压力容器的使用寿命产生影响【3】。首先，设计人员应该使用科学技术手段对压力容器的实际使用寿命做出判断，充分考虑压力容器在其特殊的工作环境下，寿命的延长或者缩短现象；然后，要判断出压力容器的实际状况以此来推断压力容器的现存实际使用寿命是需要结合生产环境中的各种因素来推断的，这就要求技术人员要对压力容器的实际生产环境进行细致的观察，综合各种影响因素最后进行判断；最后，还可以通过模拟的手段对压力容器的工作状态进行模拟整合，借助计算工具对压力容器的使用寿命作出判断。
2、针对压力容器特性的材料选择原则
为了保证压力容器的设计符合用户需求，在设计过程中，需要根据压力容器的使用环境条件、工况、特殊要求等按照国家的相关标准对压力容器进行材料选择。如遇特殊使用要求时还需额外增加对材料的相应附加要求。当出现需要替换制造材料的情况时，需要针对更换材料的原因和具体替换材料进行书面申请，在得到设计（单位）的批准后再进行材料替换工作，并对变更文件存档备查。即使在进行以厚代薄的操作时仍需提交相关的书面说明和申请，严格按照国家相关标准来执行。
3、针对热工作业中压力容器产生问题的解决措施
对于焊接环节问题的防范需要结合具体的问题表现以及焊接现场的实际情况，针对外表面几何缺陷，相对来说的有效措施就是严格执行压力容器的制造标准；而对于焊接内部出现的问题，使用适合焊接实际情况的焊接工艺参数（如：电流、电压以及控制好焊接速度、线能量等），要对焊接焊接材料按照焊接规程、质保文件的要求妥善保管存放、预热等，保证很焊接材料在焊接过程正常发挥其作用，同时需保持焊接坡口的清洁等。
4、降低压力容器形变程度的措施
为了控制压力容器制造过程中的形变问题，首先需要建立一套完整施工审查制度，根据实际情况制定符合标准、规范要求的焊接工艺文件、制造工艺文件，明确各级质量控制点及要求；严格执行标准、规范和工艺文件的要求，对每个环节进行监督；其次，在压力容器制造中的操作人员需要不断提高自身的业务能力水平，规范操作流程，保证生产过程中完全符合相关标准、规范的要求；最后，使用精密、先进的计量仪器对安装和拼接操作校准。
结语
压力容器设计、制造过程的常见问题的防范、规避对压力容器品质的提升有着十分重要意义，对众多领域及人民生命财产安全有着巨大大帮助，在压力容器设计过程中，设计人员要深刻理解标准、规范的要求，避免常见问题的发生，并结合实际经验与教训，不断对压力容器的设计进行完善。
参考文献：
[1]于溪.压力容器设计过程中常见的问题分析[J].黑龙江科学，2018，9（16）：56-57.
[2]陆云华.压力容器设计过程中的问题及对策[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（19）：148-149.
[3]刘亚明.压力容器设计过程中的常见问题及防范对策探究[J].科技风，2013（19）：43.