压力容器设计压力的合理确定

2022-07-21 10:00:03| 浏览次数：

摘要：设计压力是压力容器的重要设计参数，通过设计压力的优化，能够促使压力容器应用的可靠性，能够保证压力容器的有效使用。基于此，本文就压力容器设计压力的合理确定进行分析，希望可以为压力容器的设计压力优化提供借鉴。

关键词：压力容器；设计压力；合理确定

一、压力容器的定义

压力容器不同于一般常压容器，应当同时对以下三个条件进行满足：

第一，容器的工作压力应当为0.1MPa，指的是在正常工作的情况下，压力容器顶部可能实现的最高压力值。

第二，容器内直径为15mm，关于其直径方面，非圆形截面指的是其宽度高度或对角线，矩形指的是对角线，椭圆则指的是长轴。

第三，关于其工作介质方面，可以为液化气或气体，亦可以为液体，其温度不应当低于标准沸点。

压力容器具有非常广泛的应用范围，在许多个国民经济部门中，例如，能源、军工、科研、石化等，该设备都发挥得至关重要的作用。通常来说，关于压力容器的组成方面，主要有六个部分构成，即筒体、法兰、密封元件、接管和开孔、支座以及封头。除此之外，还应当对安全装置、表计以及内件进行配置，各个内件都具备不同的生产工艺作用。由于密封、承压以及介质等多方面因素，压力容器比较容易产生爆炸、燃烧起火情况，一旦出现该情况，就会对有关工作人员、机械设备以及财产的安全造成威胁，并对周围环境，造成一定程度的污染。现阶段，在世界各国的重要监督与检查产品中，都将压力容器包括进来，严格根据国家规定法规和标准的要求与规定，通过国家制定专门机构，来开展监督检查与技术检验工作。

二、设计压力的定义

在对压力容器开展设计工作的过程中，应当对设计参数进行确定，设计压力属于其中参数之一。设计压力同相对应的设计温度共同成为设计载荷条件，在确定设计准则、主要受压抑原件材料的选择、计算与评定应力、划分容器类别、提出相关制造与检验技术要求、使用管理员定期检验等各项技术工作的开展方面，设计压力都发挥着重要的影响作用。

关于其定义方面，基本在所有的规程标准中，例如，固定式压力容器安全技术监察规程、GB 150.1、HG/T 20580、GB/T26929、GB151、JB4731、JB/T4710、NB/T47003.1、SH/T 3074-2007等，对其定义大致相同：关于容器基本设计载荷压力条件方面，是指所设计容器顶部的最高压力，加之，与之相对应的设计温度，设计压力值应当高于或等于工作压力。其中，在GB/T26929这一标准中，特别说明：针对某一特定操作工况设计情况，一，台压力容器或单独的压力腔（室），其设计压力值只有一个。

三、标准规范中设计压力的确定

1.《固容规》

针对常温储存液化气体的压力容器而言，在对其设计压力进行确定的过程中，应当以规定温度中的工作压力为前提。针对常温储存液化石油气压力容器，在确定其规定温度下的工作压力的过程中，应当根据高于50℃，混合液化石油气组分的实际饱和蒸汽压来进行，在相关的设计图样中，设计单位应当将限定组分与对应压力进行标注。

2.GB 150.1

（1）针对装有液化气体的压力容器而言，倘若保冷设施处于可靠状态，在所规定的装量系数范畴之中，应当依据工作环境中，容器内部介质可能到达的最高温度，来确定设计压力。倘若保冷设施不处于可靠状态之中，应当根据有关法律规定要求与规定，来确定设计压力。

（2）针对部分外压容器而言，例如，液下容器、埋地容器、真空容器等，在对计算压力进行确定的过程中，应当对正常工作环境中，可能出现的最大内外压力差进行考量。

（3）在对真空容器的壳体厚度进行确定的过程中，应当根据有关承受外压，对设计压力进行确定；倘若其内部对安装控制装置进行安装的情况下，关于设计压力方面，可以对1.25倍最大内外压力差进行选取，亦可以对0.1MPa二者中的低值进行选取，在不存在安全装置的情况下，应当选取0.1MPa。

（4）在压力容器中，倘若压力室组成个数不小于两个的情况下，例如，夹套容器，应当对各个压力室的设计压力进行分别确定；在对公用元件的计算压力进行确定的过程中，应当对相邻间的最大压力差进行考量。

3.HG/T 20580

（1）应当根据以下几个原则，对设计压力进行确定：

第一，工艺系统专业或工程设计文件做出专门规定的情况下，应当根据相关规定来对设计压力进行确定。

第二，在设计载荷条件中，应当将设计压力与相对应的设计温度同时包括进来；对有可能出现的各种工况进行关注，通过最为严格的工作压力与相应温度组合工况，来对容器设计压力进行确定。

第三，在不配备安全泄放装置的情况下，设计压力应当高于1.05倍的工作压力；在配备安全阀的情况下，设计压力应当高于安全阀开启压力。

（2）针对带夹套的真空容器而言，壳体计算外压力应当与设计外压加夹套内的设计内压力相同。

4.SH/T 3074-2007

（1）在对设计压力进行确定的过程中，应当根据《压力容器安全监察规定》或工艺系统的专门规定来进行。

（2）针对多腔容器而言，应当根据各个腔的具体工况，分别对各个腔的的设计压力进行确定。

（3）针对盛有液化气与液化石油气的压力容器而言，应当根据《压力容器安全技术监察规程》，来对其设计压力进行确定。针对盛有液化石油气的压力容器内为混合油气时，应当根据设计单位的工艺专业，来对设计压力进行确定。

5.GB 151

倘若元件同时承受管、壳程压力作用的情况下，只有在确保管、壳程处于同时升降压的情况下，才可以根据压差进行设计，否则应当分别根据管、壳程工作压力，来对设计压力进行确定，还应当对可能存在的最严格管、壳程压力组合进行考量。倘若根据压差设计的过程中，關于压差取值方面，还应当对压力实验过程中可能存在的最大压差值进行考量。

6.JB/T 4731

（1）设计压力的取值应当高于操作压力。

（2）在装有超压泄放装置的卧式容器中，应当根据GB150的相关规定，来对设计压力进行确定。

（3）针对装有液化气体、液化石油气体的卧式容器而言，其设计压力，应当满足《固容规》的相关规定。

7.JB/T 4710

（1）针对安装有超压泄放装置的塔式容器而言，应当根据GB150的相关规定，对其设计压力进行确定。

（2）在内压塔式容器中，但工作压力不高于0.1MPa时，在对设计压力进行确定的过程中，应当对高于0.1MPa的常压进行选取。

（3）应当根据承受外压，来对真空塔式容器的设计压力进行考量。在装有安全控制装置的过程中，关于设计压力方面，应当对1.25倍的最大内外压力差与0.1MPa两者中的较低值进行选取。

8.NB/T 47003.1

工作压力应当低于设计压力值，关于外压容器的设计压力方面，应当高于正常情况中，可能出现在壳壁内外的最大压力差。

结语：

设计压力的优化与合理确定，能够为压力容器的设计提供重要参数，能够保证压力容器的可靠使用，从而保证压力容器的进一步改进。相关人员人员更加需要从实际应用出发，做好压力容器设计压力的合理确定，促使压力容器不断发挥更大作用。