1、低温压力容器及管道设计中应该注意的问题 【摘 要】随着工业的发展，在生产过程中，低温压力容器的选择和应用等诸多方面仍还存在着许多问题亟待解决。这些问题的存在已经严重的妨碍了工业在其方面的发展和社会全面的进步。因此，要求工作人员在工作中要严格的去遵守低温压力容器的设计原则和焊接检查方面的规定来保证工业生产的顺利进行。在本文中，首先，着重的对金属温度的确定和低温压力容器管道的选材进行了讨论，强调需要选用良好的低温韧性材料；其次，在对于低温的结构设计以及注意事项进行了简要的分析；最后，对低温压力容器及低温管道的应用检查和对其注意事项提出了相关的建议和解决方案。 【关键词】低温压力容器；低温管道；现状
2、和不足；结构和设计 引言 伴随着工业技术的创新与改革，工业给我们带来了许多利益的同时也给我们带来了许多的麻烦以及挑战。在金属温度的确定、低温压力容器的选材、低温压力容器的选择和应用以及低温压力容器结构的设计、检查以及焊接等许多方面都还存在着问题，并且这些问题的存在已经严重的妨碍了工业在其方面的发展和社会全面的进步。钢材在较低环境温度的拉应力之下极其容易产生脆性毁坏，因此应该根据材料本身的拉力强度确定钢材。如果钢材的屈服强度较低，会在低温的环境中产生脆性毁坏，从而阻碍了工业生产，对我们的生活以及生命造成一定程度上的危害，因此应该根据高标准的要求设计低温压力容器，确保其工作无误。 1 国内设计概况
3、 在工业生产的众多范围之中，低温压力容器的使用领域非常的普遍，例如工矿企业、化肥生产企业以及石油化工产业等。因为这类容器需要持久的处在温度很低的环境中，若是仅仅选择使用普通的铁素体钢来作为容器的材料，如果在工作温度低于材料脆断温度的环境下工作容器则将会毁坏。当设计时，如果在有缺陷及尚有应力残余甚至是应力相对集中等一些不利因素的存在并且影响下，就会提高容器管道的局部应力，纵然容器形状没有产生明显的改变，也很容易出现脆断破裂的现象，甚至会发生性质很严重的事故。尤其是在容器中装有易燃易爆甚至是有毒介质的时候，避免出现泄漏等问题，就更加的应该对其认真对待，提高警惕，并且在对容器的管道进行设计时严格要求
4、，并对安全问题高度重视。 2 金属温度的确定 低温压力容器是能源储藏与运输的关键设备，相比能源，低温压力容器的外壳材料对低温的要求各不相同，而不同的能源在储藏或运输过程中，对低温的要求也不尽相同。通过设计低温压力容器的温度，能够直接扩展低温压力容器的使用范围和使用年限。低温压力容器的设计温度需要受多方面的因素制约，既与低温压力容器的材质有关，也与设计周围的外部环境有关。在设计温度的过程中，应该着力分析其关键的影响因素，并有效运用积极有利的因素，分析不利因素，将不利因素进行有机的处理，以规避不利因素的影响。在低温压力容器的设计过程中，要充分考量容器材质的性能，根据材质来选定恰当的温度限制，以免发
5、生爆裂事件。在低温压力容器的设计中，还需要考量到使用区域的外部环境，外部环境对于低温压力容器的影响也是比较大的。一般而言，外部环境较低，低温压力容器对材质的影响就小。反之，外部环境较高，低温压力容器对材质的影响就较高。 3 低温压力容器的选材 由于低温压力容器在某些方面具有很特殊的性质，因此要求在选材上要及其的严格。在由于充分的考虑到了低温压力容器的安全问题上、使用的条件上以及应用上的原因，还有考虑到低温压力容器在选材上对设计所需要的温度、壁厚以及材料的拉力性和焊接等一系列的问题，只有这样才能很好的保证了在其选材上的科学性和合理性，其具体的选材要求如下：一个就是说对于在温度较低的环境下对其用刚
6、进行正火的处理，从而使其刚性在温度有所转变的同时也有所降低；第二个就是说要慎重的对低温压力容器的受压元件进行选择，最好选用镇静钢，这样会对刚材的焊接性和韧性更好；第三就是说要选择低合金钢和在低温环境下使用的碳素钢等此类钢材，这样就可以使其很好的应对V型的冲击试验；第四就是说在使用的时候要选择本身温度在-100摄氏度到-70摄氏度的钢材，这样可以确保钢材在硬化处理时说需要的强度；第五点就是说要非常慎重的对焊接材料的选择，应该选择使用在低温环境下韧性很强的相近的材料，这样可以确保焊接的结实度等方面。 4 低温压力容器的结构设计以及注意事项 在对于低温压力容器的结构设计中，要尽量的避免出现尖角和应力
7、很集中的现象发生，保证容器结构的韧性，要特别的注意在结构设计中所产生的问题，尽最大的可能将低温压力容器的结构进行简单化，尽可能的在焊接过程中减少焊接件的所受的约束程度，尽可能的将各个横截面的温度梯度降到最低，并且在低温压力容器的结构的过渡机转弯的地方尽可能的避免出现尖角和应力相对集中的现象的产生，以此来保证所有的容器的元件部分的光滑程度；并且在焊接的过程中对于容器的鞍座、耳座和支腿的部分要求利用连接板和垫板来避免和容器外壳的直接焊接，在焊接缝隙是要采用连续焊接法，并且很好的利用厚的壁管合理的对焊缝进行布置，这样会有效的避免产生交叉的现象产生；并且要避免在焊接后进行热处理的比较繁琐的荷载条件要对
8、其单独的处理等。 在低温环境中，结构的应力的集中程度是低温压力容器的结构设计是否能够成功的关键性因素，并且是否能够将其尖角磨平以确保其圆润性以及柔性。由于对这些方面的思考，在对容器进行结构设计的时候要尽量的做到以下几点：第一点就是要在设计结构的造型时尽可能的简单化，以此来降低容器内部的约束性；第二点就是要将温度的变化范围尽可能的控制在能够承受的范围里；第三点就是确保低温压力容器的结构稳定性，尽可能的减少发生形变的可能性，以此来减轻局部的应力；第四点就是在接管和壳体的连接部位要自然的平滑过渡；第五点就是要在对于容器支架和支腿等地方进行焊接时添加垫板，严令禁止将其焊接在壳体的表面；第六点就是在管道
9、的整体结构设计时其形状要具有很好的管线柔韧性，在必要的时候甚至还要设置形补偿器以此来减少轻管道在低温环境中收缩时所产生的应力。 5 结束语 综上所述，本文通过对金属温度的确定、低温压力容器的选材、在低温压力容器的选择和应用以及在对于低温压力容器结构的设计、检查以及焊接等许多的方面都还存在着许多的问题亟待去解决，这些问题的存在已经严重的妨碍了工业在其方面的发展和社会全面的进步的步伐。而且在对于低温的设计当中也不应该完全是按照低温的设计，还要根据具体的情况和要求来最终计算其拉力的大小，从而去选择低温用钢，这样就可以很好的避免在工业生产中出现的浪费现象，并相应的提出了一些低温压力容器以及低温管道在使用过程中所要的注意事项以及存在的问题的相应的解决方案和措施。并且为了减少对我们的生活以及生命上所造成的危害，就更加的应该根据高标准的要求设计低温压力容器，确保其工作无误且安全。 参考文献： 1杨雨.低温压力容器管道设计中应注意的问题J.科技展望，2014 （21）. 2王玲玲.浅析低温下压力容器设计需注意的问题J.河南科技，2014 （11）. 3李瑞卿，王徐影.低温压力容器及低温管道设计中应注意的问题J.化肥工业，2013（03）. 4GB150.1150.4-2011压力容器.第 6 页 共 6 页
