壓力容器是石油、化工、冶金、輕工、能-以及航空航天等部門(mén)-應用的承壓設備，-數壓力容器所處的工況既復雜又-劣，如高溫、低溫、高壓、疲勞載荷，介質(zhì)有-、劇-、易燃易-、腐蝕-強等，這就決定了壓力容器-要求高，安全-要求高。壓力容器設計的-壞很大程度上決定了壓力容器的-，本文結合壓力容器的--，從設計方法的選擇，壓力容器封頭-小成形厚度的標注，法蘭是選用，壓力容器非徑向接管角度的選擇，焊后熱處理等方面，對壓力容器設計--見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行了分析。 



　　1 壓力容器設計方法 
　　壓力容器有兩種-用設計方法，即-規設計法和分析設計法。-者是基于彈-設計準則，通過(guò)殼體的薄膜理論或材料力學(xué)-導出容器及其部件的-式表達設計計算公式，進(jìn)-步明確明確壓力、許用應力、容器主要尺寸之間的關(guān)系。-規設計-包含設計方法、設計載荷和許用應力三個(gè)關(guān)鍵因素，這三要素并并非建立在對容器及其部件進(jìn)行應力分析基礎之上。如容器筒體，通-只灌注壁厚-均布的薄膜應力，而不考慮彎曲應力等其它不-要的應力要素，事-上，當容器承載以后器壁上會(huì )出現-種應力，其-包括結-不連續所引起的局部高應力，-規設計僅僅是根據-力學(xué)理論及經(jīng)驗公式來(lái)規范壓力容器部件的選材、結-設計和后期制作等作業(yè)流程，以使局部應力始終始終可控，并且應該盡量選擇安全系數較高的許用應力，留有足夠的安全裕度。由此可見(jiàn)，-規設計-質(zhì)就是基于經(jīng)驗的設計方法。 
　　具體到某-工程項目-，-規設計的確可以--些問(wèn)題，但仍有-部分問(wèn)題-從解釋?zhuān)驗?規設計比較-視彈-失-問(wèn)題，并未-度挖潛許用應力值后面隱藏著(zhù)的-種失-模式。 
　　分析設計基于應力分析報告，通過(guò)嚴格的選材和-良的工藝達到-標準。該方法秉承“塑-失-”和“彈塑-失-”準則，根據-大剪應力理論設定受壓元件尺寸，然后結合各種載荷條件可能的組合和彈-力學(xué)薄殼理論展開(kāi)分析計算，根據應力產(chǎn)生的原因、-質(zhì)以及應力作用范圍、危害程度等進(jìn)行分類(lèi)匯總（如總體薄膜應力、邊緣應力、峰值應力等），再逐-展開(kāi)分析計算，針對每-類(lèi)應力產(chǎn)生的破壞形式分別采取與之對應的強度限制條件計算出元件厚度。 
　　容器-存在的邊緣-應、開(kāi)孔接管、支座、附件連接等局部不連續現象破壞了器壁應力分布，導致局部應力大大-出基于薄膜理論的分析計算-導出的應力數值。此時(shí)若--規設計，當-大應力-滿(mǎn)足屈服-限條件時(shí)才判定為失-，且-大應力小于許用應力，對于低應力區而言，這么大的承載潛力幾乎是沒(méi)有-要的，耗材量過(guò)大。若剔除應力集-的條件，只憑借簡(jiǎn)化公式的薄膜應力展開(kāi)分析計算，應力集-區就可能產(chǎn)生塑-變形情況，受反復載荷的影響，甚至有開(kāi)裂并引發(fā)安全事故的可能-。由此可見(jiàn)，分析設計-須事-掌握容器的應力分布狀況，采取針對-方法展開(kāi)分析計算，以杜-材料浪費，同時(shí)提高容器的安全-。隨著(zhù)計算機技術(shù)的-速發(fā)展和有限元方法的應用，分析方法已經(jīng)-應用于壓力容器的設計-。 
　　2 壓力容器封頭-小成形厚度的標注 
　　壓力容器-有-個(gè)關(guān)鍵部件――封頭。封頭的結-設計和制作工藝決定其應用時(shí)的安全-能。-般來(lái)講，-小成形厚度是確保封頭強度的-小厚度。我-現行《壓力容器封頭》標準，雖然明確要求壓力容器的圖樣-須注明“封頭-小成形厚度”，但并未給出--的計算方法，致使許-設計者難以準確把控-小成形厚度指標。 
　　本文以GB150.1―2011為參考依據：封頭義厚度=設計厚度+材料厚度負偏差圓整至材料標準規格的厚度。可見(jiàn)封頭的名義厚度-際投料厚度之間并-太大的關(guān)系，因此成形封頭的加工減薄率忽略不計。在不考慮封頭減薄的條件下，名義厚度=設計厚度+材料厚度負偏差向上圓整，詳見(jiàn)式（1）；封頭-小成形厚度=計算厚度+腐蝕裕量，詳見(jiàn)式（2）。 
　　δn=δ+C1+C2+Δ （1） 
　　δmin=δ+C2 （2） 
　　各參數所表示意義如下： 
　　δ――計算厚度； 
　　δn――名義厚度； 
　　δmin――-小成形厚度； 
　　Δ――為圓整量； 
　　C1――厚度負偏差； 
　　C2――腐蝕裕量。 
　　由于-際生產(chǎn)-壓力容器制造商之間的工藝、設備和加工能力存在差異，使得材料加工減薄率不-致，這在標注-小成形厚度時(shí)應注意。 
　　3 法蘭的選用 
　　當-，對于管法蘭、設備法蘭標準我-已建立了-套標準，并要求設計者采用標準規格進(jìn)行設計。為了達到經(jīng)濟合理的目標，有的設計標準往往成本較高，并且-終達到的-果往往不盡人意。查閱管法蘭標準（HG20592、 　　HG20615）和設備法蘭（JB/T 4700-4707）標準后得知，在等-、規格-致的條件下，設備法蘭的設計標準遠不及螺栓孔-心圓直徑管法蘭。從受力情況來(lái)分析，設備法蘭的受力力矩比管法蘭小，因而設備法蘭比管法蘭要薄-些。另外，管法蘭外圓較大，所以建議用設備法蘭制作壓力容器的筒體，初學(xué)者--采用標準法蘭設計壓力容器。再者，由于管法蘭的造-比設備法蘭高，如果人手孔設計項目對成本的要求較寬松，還是建議--使用方便-捷的管法蘭，將設備法蘭用于非標人手孔設計的部分可以節省-部分成本。 
　　4 壓力容器非徑向接管角度的選擇 
　　在容器設計過(guò)程-，鑒于容器-造和制造工藝方面的要求，有的壓力容器需要在筒體上開(kāi)橢圓孔，裝配切向或斜向的非徑向接管。筒壁上-旦開(kāi)孔，其強度勢-削弱，橢圓孔附近-易產(chǎn)生應力集-的情況，其峰值應力通-是容器薄膜應力的幾倍。 
　　通過(guò)查閱文獻發(fā)現，角度越大的非徑向接管，其應力集-系數越高。容器的非徑向角度達到25°～45°時(shí)應力集-系數較大。此時(shí)可通過(guò)打磨焊縫來(lái)消除孔周?chē)膽?現象。建議在設計-接管非徑向角度要避開(kāi)25°～45°區間，并標明需要打磨焊縫。 
　　5 焊接應力的減少 
　　制造壓力容器時(shí)應--灌注焊接與熱處理兩道工序的操作-。焊接壓力容器的過(guò)程相當于把-個(gè)不均勻的容器局部加熱。加熱時(shí)，金屬材料內部會(huì )產(chǎn)生不均勻收縮或膨脹的現象，并由此產(chǎn)生三種峰值及分布狀態(tài)較為復雜的附加內應力，它們分別是：①焊接接頭因受熱與冷卻速率不-致而引起的的熱應力；②全相組織變化產(chǎn)生的組織應力；③由于壓力容器自身約束而產(chǎn)生的約束應力。 
　　焊接完畢后，壓力容器的焊縫區-般都存在殘余應力。這是由于焊接時(shí)產(chǎn)生不均勻的加熱場(chǎng)，使容器內應力達到材料金屬的屈服-限，造成局部發(fā)生塑-變形。當溫度比較均勻后，內應力殘留在容器內部所致。殘余應力的分布狀況非-復雜，為了保-容器-，需要結合焊接應力產(chǎn)生的原理及時(shí)采取有-對策來(lái)消除焊接應力。 
　　在焊接壓力容器時(shí)，設計部主要采取以下技術(shù)措施來(lái)降低和消除焊接應力。 
　　在不影響結--能的條件下減小焊縫長(cháng)度、減少焊縫數量，并控制其截面尺寸。如基于JB1618―75操作規程，在直徑小于等于2200mm時(shí)，--只能有1條焊縫；直徑大于2200mm時(shí)，--預留2條焊縫，且要防止焊縫交叉。焊接時(shí)，-選擇剛度小的接頭形式。另外，可以嘗試反變形法，將傳-插入管連接方式改為翻邊連接，但平板只能少量翻邊，通過(guò)控制焊縫的約束應力來(lái)降低焊接應力。 
　　除了在設計上采取-些減少焊接應力的方法，還有工藝上的-些方法，比如在焊接-要結-鋼或焊接高強度鋼時(shí)，可以進(jìn)行-件整體焊-預熱，將-件加熱到-定溫度后再焊接；焊接塑-較-的鋼材時(shí)，可以使用手錘錘擊焊縫，錘擊要在焊后熱態(tài)情況下按-定方向進(jìn)行，以延展焊縫材料金屬的塑-，降低內應力。同時(shí)還有-些其他的方法來(lái)降低焊接應力，機械降低應力處理方法，主要包括錘擊法和振動(dòng)法；焊后熱處理法，分為整體和局部熱處理法。 
　　6 -語(yǔ) 
　　本文從設計方法的選擇，-小成型厚度的標注，法蘭的選用，非徑向接管角度的選擇，焊接應力的減少等幾個(gè)方面對壓力容器設計--見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了-些-辦法和方法，避-相關(guān)技術(shù)問(wèn)題的發(fā)生，從而造成不-要的損失。