文/石麗杰，沈陽(yáng)東方鈦業(yè)股份有限公司

淺談不銹鋼制壓力容器的設(shè)計(jì)

文/石麗杰，沈陽(yáng)東方鈦業(yè)股份有限公司

文章首先分析了壓力容器壁設(shè)計(jì)中需要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際使用方向來(lái)開(kāi)展。在此基礎(chǔ)上結(jié)合當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用情況，重點(diǎn)介紹需要注意的問(wèn)題，以及技術(shù)應(yīng)用中所帶來(lái)的先進(jìn)功能，幫助提升不銹鋼材料使用效率，在壓力容器生產(chǎn)設(shè)計(jì)中達(dá)到更穩(wěn)定效果，滿足制造以及生產(chǎn)中的安全規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

不銹鋼；壓力容器；容器設(shè)計(jì)

1 不銹鋼制壓力容器壁厚的設(shè)計(jì)

不銹鋼制壓力容器壁厚設(shè)計(jì)要建立在使用需求基礎(chǔ)上，壁厚應(yīng)該是均勻一致的，其中不存在夾渣情況，對(duì)于使用中容易產(chǎn)生的問(wèn)題，可以進(jìn)行局部壁厚強(qiáng)化設(shè)計(jì)，使用時(shí)壓力容器可以應(yīng)對(duì)不同壓力，避免自身結(jié)構(gòu)受到壓力破壞影響。設(shè)計(jì)方案中計(jì)算出的厚度與實(shí)際壓力容器鍛造會(huì)產(chǎn)生差異性，例如某不銹鋼壓力容器在設(shè)計(jì)規(guī)定的厚度為14mm，實(shí)際制造中則規(guī)定厚度不可以小于12mm，是允許存在一定誤差的，只要將誤差控制中在合理范圍內(nèi)便是安全的。除此之外厚度也不能超過(guò)14mm，否則將造成材料浪費(fèi)，焊接接頭處理中按照14mm標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，可能會(huì)產(chǎn)生接頭處理不達(dá)標(biāo)的情況，影響到壓力容器內(nèi)部承受能力，當(dāng)壓力達(dá)到峰值時(shí)焊接部位可能會(huì)發(fā)生開(kāi)裂的現(xiàn)象，造成最終使用安全性受到影響。壁厚設(shè)計(jì)期間需要將不銹鋼材料的允許誤差值標(biāo)記在其中，從而達(dá)到更優(yōu)化效果，壓力容器壁厚度達(dá)標(biāo)并合理選擇接縫處理技術(shù)，是容器生產(chǎn)制造任務(wù)進(jìn)行的基礎(chǔ)部分。

2 不銹鋼壓力容器焊接技術(shù)

2.1 不銹鋼壓力容器焊接接頭處理

根據(jù)壓力容器整體大小來(lái)進(jìn)行接頭部分選擇處理，確保接頭部分銜接后強(qiáng)度上可以與其他位置保持一致。接頭部分在焊接前做好清潔工作，確保其中不存在油污等污染物質(zhì)，否則焊接處理銜接程度并不理想。接頭部分的焊接尺寸要保持一致，觀察在焊接過(guò)程中是否存在尺寸誤差現(xiàn)象，隨著加工處理進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，焊接接頭處理是后續(xù)制造任務(wù)開(kāi)展的基礎(chǔ)，只有達(dá)到這一小鍋后才能展開(kāi)其他銜接處理。焊接期間還需要避免出現(xiàn)焊稀釋現(xiàn)象，焊接前可以在接頭部分涂抹一層保護(hù)材料，及時(shí)焊接溫度很高，也不會(huì)因此不銹鋼材料性質(zhì)發(fā)生改變。

2.2 接頭焊接后的損傷檢測(cè)

焊接后很容易出現(xiàn)損傷情況，尤其是接縫部分，焊接后需要進(jìn)行損傷檢測(cè)，使用熒光材料來(lái)進(jìn)行，將材料均勻涂抹在壓力容器表層，當(dāng)存在裂縫缺陷時(shí)材料能夠進(jìn)入到焊接部位中，顯示出一條熒光顏色的裂痕痕跡。檢測(cè)人員觀察到這一現(xiàn)象后，進(jìn)行接下來(lái)的損傷處理，或者進(jìn)行二次高溫融化方法來(lái)幫助解決問(wèn)題，保障不銹鋼壓力容器焊接部分的安全性，接下來(lái)所開(kāi)展的各項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)也能達(dá)到最佳效果，以設(shè)計(jì)方案為基礎(chǔ)所開(kāi)展的各項(xiàng)焊接任務(wù)可以順利進(jìn)行，幫助提升最終設(shè)計(jì)使用穩(wěn)定性。損傷檢測(cè)結(jié)表示接下來(lái)的維護(hù)方向，以及焊接需要繼續(xù)深入強(qiáng)化的部分。壓力容器根據(jù)不同使用需求，可以進(jìn)行局部針對(duì)性的強(qiáng)化，所應(yīng)用焊接技術(shù)也要具有強(qiáng)化效果，使接頭部分焊接強(qiáng)度與壓力容器壁保持一致。

2.3 焊接接頭處的維護(hù)與檢修

焊接接頭部分使用中承受風(fēng)險(xiǎn)能力相對(duì)薄弱，為避免使用中出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量安全問(wèn)題，需要定期檢修維護(hù)，在設(shè)計(jì)期間對(duì)檢修時(shí)間做出精準(zhǔn)計(jì)算，并確保各項(xiàng)控制計(jì)劃中需要繼續(xù)深入完善的部分。要根據(jù)不銹鋼壓力容器實(shí)際使用中受到的損傷情況來(lái)計(jì)算出維護(hù)時(shí)間，達(dá)到規(guī)定時(shí)間穗壓力容器進(jìn)行損傷檢測(cè)，尤其是焊接接縫部分，作為重點(diǎn)維護(hù)部分來(lái)檢測(cè)，觀察是否由于長(zhǎng)時(shí)間使用帶來(lái)隱患，及時(shí)將風(fēng)險(xiǎn)隱患排除，壓力容器的使用安全性達(dá)標(biāo)后，將檢測(cè)得到的參數(shù)結(jié)果保存到檔案中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力容器優(yōu)化設(shè)計(jì)、制造、使用的目標(biāo)。

3 不銹鋼壓力容器表面設(shè)計(jì)制造

3.1 加強(qiáng)材料切割防護(hù)

對(duì)不銹鋼壓力容器進(jìn)行切割時(shí)，材料尺寸上盡可能避免出現(xiàn)誤差，減少后期切割處理量，壓力容器完整度得到保障后不容易出現(xiàn)加工超量現(xiàn)象，提升原材料使用效率。材料切割需要進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行加工處理，從而達(dá)到最佳處理效果，切割過(guò)程中溫度比較高，不加以防護(hù)會(huì)造成不銹鋼材料在高溫狀態(tài)下發(fā)生性質(zhì)改變，難以進(jìn)行接下來(lái)的加工處理以及防護(hù)，技術(shù)方法選擇是尤為重要的，通過(guò)技術(shù)方法之間的相互結(jié)合，來(lái)達(dá)到最佳設(shè)計(jì)方案落實(shí)效果，技術(shù)人員所開(kāi)展的現(xiàn)場(chǎng)加工優(yōu)化也有了明確的針對(duì)對(duì)象。

3.2 不銹鋼材料清潔處理

不銹鋼材料化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不容易產(chǎn)生氧化反應(yīng)，在材料投入使用前也需要對(duì)表面進(jìn)行清潔處理，使用弱鹽酸對(duì)材料表面擦拭，將氧化造成的污染物質(zhì)徹底祛除掉，恢復(fù)材料的表面化學(xué)性能穩(wěn)定性。要注意擦拭的時(shí)間與鹽酸反應(yīng)總用量，以免清潔處理過(guò)量造成材料表層損傷，影響到最終的壓力容器使用強(qiáng)度。表面清潔處理與不銹鋼材料連接使用是同等重要的，只有材料表面清潔程度達(dá)標(biāo)，才能進(jìn)行壓力容器設(shè)計(jì)制造，焊接過(guò)程中的接縫處理才更加穩(wěn)固，不會(huì)由于氧化物質(zhì)造成焊接期間不銹鋼材料連接不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

3.3 不銹鋼材料機(jī)械切割

使用不銹鋼材料制作前需要切割處理，在設(shè)計(jì)方案中標(biāo)記好各個(gè)部分切割尺寸，并進(jìn)行更深入的尺寸強(qiáng)化，實(shí)際操作中受機(jī)械工具影響會(huì)產(chǎn)生不同程度的誤差，因此設(shè)計(jì)方案中會(huì)標(biāo)準(zhǔn)誤差循序出現(xiàn)的范圍，將其控制在安全范圍內(nèi)。不銹鋼切割技術(shù)應(yīng)用要重點(diǎn)觀察尺寸是否合理，避免發(fā)生切割超量的問(wèn)題，保障不銹鋼材料使用性能可以得到良好發(fā)揮，增大壓力容器使用安全性。

4 結(jié)語(yǔ)

由上可知，在腐蝕介質(zhì)和誘因（如劃傷、飛濺、割渣等）存在的條件下，不銹鋼也能與腐蝕介質(zhì)發(fā)生緩慢的化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)被腐蝕，而且在一定條件下的腐蝕速度相當(dāng)快而產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，尤其是點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕，不銹鋼件的腐蝕機(jī)理主要為電化學(xué)腐蝕。因此，不銹鋼壓力容器在制造過(guò)程中應(yīng)采取一切有效措施，盡量避免銹蝕條件和誘因的產(chǎn)生。實(shí)際上，許多銹蝕條件和誘因（如劃傷、飛濺、割渣等）對(duì)于產(chǎn)品的外觀質(zhì)量也有顯著的不利的影響，在容器制造過(guò)程中采取必要的防護(hù)技術(shù)和表面處理技術(shù)加以改善。

[1]張瑞鵬.S32205+Q345R雙相不銹鋼復(fù)合板壓力容器設(shè)計(jì)及制造要點(diǎn)[J].石油化工設(shè)備,2016,45(4):85-89.

[2]原守恒.淺談薄壁不銹鋼壓力容器焊接制造難點(diǎn)的控制[J].工程技術(shù):全文版,2016(12):00233-00233.