压力容器设计所带来的效益

　　[摘 要]在压力容器制造行业中，设备成本往往会忽略设计费用。但笔者通过工作发现设计也会创造的巨大效益。
　　[关键词]压力容器；设计；价值；效益
　　中图分类号：J62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0383-01
　　在压力容器制造行业中，设备成本主要考虑原材料、加工费、无损检测费、机具使用费、组装费、运输费等，但往往会忽略设计费用。在很多小型设备的报价中，设计费用甚至分文不取；为了设备能够顺利中标，设计费用也往往“额外赠送”。今天我想对大家说——设计创造的巨大效益：
　　一、不同设计方法创造的价值
　　目前压力容器常用设计方法主要为常规设计法和分析设计法两大类。分析设计法是当今世界上最重要、最先进、最权威的设计法之一。尤其对大型设备或者贵重金属材料设备，分析设计的作用更为突出——可以明显减少壁厚和重量，直接降低设备成本，下面以3000立方液化石油气球罐为例做简要分析（腐蚀裕量一样）：
　　从以上数据不难看出，在所有设计条件一样的情况下，单台球罐分析设计要比常规设计节省25.959万元，在竞争如此激烈的时代，技术带给我们的经济利益是异常可观的，同时也不难理解一些业主对球罐等大型设备必须进行分析设计的要求。
　　二、同一设计方法创造的价值
　　对于中小型压力容器我们一般优先选用常规设计，常规设计是将模型简化以方便计算，为保证安全，取值一般也比较保守，适用于设备工期较短的静态设备，其特点是：许用应力变化不大，以弹性失效为主，附带经验系数。那么，常规设计究竟可以给我们压力容器制造带来哪些经济效益呐？
　　1、选材的经济性
　　压力容器选材应根据产品的设计使用情况，对材料的化学成分、力学性能、可焊性及其他冷热加工性能以及耐腐蚀性等进行全面综合的分析比较。当人们说某种材料优于另一种材料时，实质上是说这一材料的某些性能优于另一种材料，并不意味着这种材料的所有性能都优于另一种材料。如果对于同一种介质，既可以用Q345R制容器又可以用Q245R制容器，那么我们就应该对其进行分析，究竟用哪一种材料更符合经济性要求。下面以100立方液氨储罐为例进行分析：
　　从以上数据可以看出，Q345R钢板虽然单价比Q245R钢板要高，但是由于前者力学性能要优于后者（Q345R、Q245R钢板在常温下的许用应力分别为185MPa、148MPa），因此同等条件下100立方的Q345R制液氨储罐比Q245R制液氨储罐造价成本要低1.954万元。
　　2、无损检测的经济性
　　压力容器无损检测的主要目的：对原材料、零部件、产品各制造工序间直到最终产品的外观（包括形状、尺寸）和内在质量的检查。压力容器常用可记录内部缺陷的检查方法有射线检测（RT）、TOFD检测。实施射线检测所用器材有：射线装置、射线胶片（一次性）、观片灯等。实施TOFD检测所用器材为：TOFD检测仪、探头等。以XX公司300立方的碳四球罐为例（单台球壳板的焊缝总长度为455.5m）：
　　一张底片RT检测费用：底片费（5）+人工费（8）+机具使用费（4.5）=17.5元，一张底片的长度为0.25米，
　　单台球壳板RT检测的总费用为：455.5/0.25X17.5=31885（元）；
　　单台球壳板TOFD检测费用：人工费（130X7天）+机具使用费（6000）=6910（元）；
　　由以上数据可以看出，根据物理特性选择合适的检测方法才能使利益最大化。
　　3、设备表面防腐的经济性
　　碳钢、低合金钢制压力容器表面防腐主要有表面除锈和表面涂覆两个步骤，表面除锈应采用喷射、抛射或手工和动力工具等进行，除锈合格后进行表面涂覆。表面涂覆涂料应根据介质、温度等来确定，压力容器常用的防腐涂料为长效型磷化底漆（适用于100℃以下）、无机富锌底漆（适用于100～400℃）、有机硅耐热底漆（适用于400℃以上）。以直径DN4000mm的常温主火炬分液罐为例，底漆干膜厚度为100μm，表面积为189.4m2，油漆密度为1300kg/m3（密度有微量差别），所需底漆质量为：m=0.0001X189.4X1300=24.62kg现对三种漆成本价格做如下分析：
　　a.长效型磷化底漆单价：20元/kg，费用总计为：20X24.62=492.4（元）；
　　b.无机富锌底漆单价：25元/kg，费用总计为：25X24.62=615.5（元）；
　　c.有机硅耐热底漆单价：50元/kg，费用总计为：50X24.62=1231（元）；
　　從以上数据不难看出，一台常温储罐，选用三种防锈底漆是都可以满足国家强制性要求的，但是如何既能满足标准要求又可以使我们利益最大化，这就需要我们认真对待每一个小细节，努力在细小处创造经济效益。
　　4、提高效率创造效益
　　我们应加强图纸的规范化、把各类设备进行归类、划分。每一种设备弄一套完整的设计资料（设备条件图、基础条件图、技术文件目录、管口方位图、配对法兰用连接件图、装配图、平台垫板图、内件图、地脚螺栓模板图等），全部整理成图库的模式，以后遇到类似的结构尺寸就可以审查后直接使用，这对设计工作效率的提升是大有裨益的。
　　还有很多设计细节都可以给我们带来不可小觑的经济效益，在这里就不一一赘述。能否在众多方案中选择出最优的方案，需要以设计人员的技术水平作为基础，因此设计人员应加强学习，全面提高个人的技术水平。深挖设计工作的经济效益，用最科学、最合理的设计方案为压力容器发展贡献自己一份力量。
　　参考文献
　　[1]丁国胜. 试论化工压力容器设计的经济合理性[J]. 科学与财富， 2017（11）.

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