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Grundanforderungen: Die Gestaltung ist die Grundlage für die Fertigung. Schon in der Entwurfsphase muss man an die Machbarkeit sowie an die Überprüfbarkeit der Fertigungsprozesse denken. Mit anderen Worten: Der Entwerfer muss berücksichtigen, ob das von ihm entworfene Produkt auf zuverlässige, einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden kann. Aus dieser Sicht gibt es einige wesentliche Anforderungen an die Gestaltung im Hinblick auf die Fertigung. Bei der Auswahl des Materials müssen nicht nur die mechanischen Eigenschaften, die Biegeeigenschaften, die Korrosionsbeständigkeit sowie der Preis berücksichtigt werden, sondern auch Eigenschaften wie die Schweißbarkeit sowie die Verarbeitungseigenschaften bei Hitze und Kälte. Die richtige Auswahl der Materialien ist die Hauptverantwortung des Entwicklers und hat direkten Einfluss auf die Schwierigkeit der Fertigung sowie auf die Sicherheit des Produkts. Bei Kohlenstahl und Niedriglegierungsstählen muss die Zähigkeit sowie Elastizität des Stahls mit zunehmendem Mindestwert der Standardzugfestigkeit Rm erhöht werden: Bei Kohlenstahl und Niedriglegierungsstählen, die zum Schweißen verwendet werden, sind die Gehalte an C, S und P begrenzt. Bei Kohlenstahl und Niedriglegierungsstählen, die speziell für Druckbehälter verwendet werden, gelten weitere Beschränkungen bezüglich der Gehalte an C, S und P – abhängig vom Mindestwert der Standardzugfestigkeit Rm sowie davon, ob die Stähle in Kälteteilen eingesetzt werden. Wenn bei der Konstruktion Materialien mit hoher Festigkeitsklasse verwendet werden, muss man darauf achten, dass strenge und durchsetzbare technische Anforderungen vorliegen. Zudem müssen die Fertigungskapazitäten sowie die Erfahrung des Herstellers gründlich geprüft werden. Der Preis darf nicht als einziger Bewertungskriterium dienen. Außerdem sollte man bei Stahlstoffen möglichst Stähle wählen, die speziell für Druckbehälter geeignet sind ； Materialien mit ausländischen Normen, neue Materialien sowie Materialien, die zum ersten Mal von einem Hersteller hergestellt werden, müssen den Vorschriften von TSG 21 entsprechen, damit sie leicht hergestellt, beschafft und verwendet werden können. Technische Anforderungen: Die technischen Anforderungen an allgemeine Produkte können in den Zeichnungen festgelegt werden – dies nennt man technische Anforderungen aus den Zeichnungen. Für komplexe, wichtige Produkte können außerdem eigene Produkttechnische Vorgaben festgelegt werden. Die von den Entwerfern festgelegten technischen Anforderungen müssen nicht nur korrekt, umfassend und angemessen sein, sondern es muss auch auf die folgenden Aspekte geachtet werden: ① Die technischen Anforderungen müssen vollständig und klar definiert sein. Wenn Anforderungen gestellt werden, müssen auch Mittel zur Überprüfung sowie Qualitätskriterien vorhanden sein. Wenn beispielsweise ein Lecktest an Druckbehältern gefordert wird, müssen gleichzeitig der Typ des Lecktests, die Methodenstandards sowie die zulässige Menge an Leckagen festgelegt werden. Andernfalls bleiben die Anforderungen an den Lecktest nur theoretisch. Das Niveau der technischen Anforderungen steht in engem Zusammenhang mit den Kosten. Es ist die Aufgabe des Entwicklers, die Wirtschaftlichkeit des Produkts zu berücksichtigen. Dennoch darf man die technischen Anforderungen auf keinen Fall willkürlich senken. In einigen Entwürfen wird für Behälter aus Kohlenstahl oder niedriglegierten Stählen eine Betriebstemperatur von -20 °C festgelegt. Der Zweck dabei könnte darin liegen, den Einsatz teurerer Stähle für Behälter unter niedrigen Temperaturen zu vermeiden. Doch diese scheinbar legitime Vorgehensweise kann Probleme mit sich bringen, denn im Laufe des Betriebs kommen unweigerlich Schwankungen vor. Zudem hat die Umgebungstemperatur Einfluss darauf – dadurch steigt das Risiko eines Bruchs bei niedrigen Temperaturen. ②Wärmebehandlung nach dem Schweißen, der Prozentsatz der zerstörungsfreien Prüfungen usw. hängen in der Regel von der Dicke ab. Verschiedene Materialien haben unterschiedliche Dickenlimits – sogenannte Schwellenwerte. Die technischen Anforderungen liegen je nach Überschreitung oder Unterhalb dieser Schwellenwerte völlig anders. Wenn die in der Konstruktion vorgesehene Nennstärke dem Schwellenwert nahekommt, müssen die Entwerfer besonders sorgfältig mit den gestellten technischen Anforderungen umgehen. Denn um sicherzustellen, dass die Stärke des Produkts mindestens der im Plan angegebene Mindestwert beträgt, müssen die Hersteller oft die Stärke abrunden – um so die tatsächliche Stärke des Stahls zu bestimmen. Die von den Herstellern gewählte Stärke kann daher größer sein als die Nennstärke und sogar den genannten Schwellenwert überschreiten. Die in den Standards (GB/T 150.2 sowie Materialstandards) festgelegten Grenzwerte für die Stärke basieren auf der tatsächlichen Stärke des Stahls. Strukturell gesehen sollte die Strukturplanung genauso wichtig sein wie die Berechnungen. Die Struktur ist nicht nur die Grundlage für die Berechnungen, sondern beeinflusst auch direkt die Qualität der Fertigung. Unter den möglichen Bedingungen sollte man möglichst Strukturen verwenden, die einfach herzustellen und zu überprüfen sind. Am Beispiel der Schweißnahttypen lässt sich sagen, dass bei doppelseitigem Schweißen die Schweißwurzeln auf der Rückseite gebildet werden können. Dadurch ist es im Vergleich zum einseitigen Schweißen einfacher, die Schweißqualität zu gewährleisten. Deshalb sollte man diesen Ansatz bevorzugen ； Die einseitige Schweißung wird in Schweißen mit Unterlegscheibe und Schweißen ohne Unterlegscheibe unterteilt. Beim Schweißen ohne Unterlegscheibe ist es schwierig, den Bodenbereich vollständig mit Metall zu füllen. Bei hoher Stromstärke kann es zum Durchschneiden des Materials kommen, bei niedriger Stromstärke hingegen kann es zu unvollständiger Verbindung im Wurzelbereich kommen – dadurch lässt sich die Qualität der Verbindung nicht gewährleisten. Deshalb wird diese Bauweise nur für die letzte ringförmige Schweißverbindung zwischen Rohren, Rohrflanschen und Behältern verwendet. Die Normen (GB/T150.1) verlangen dabei Schweißverbindungen mit vollständiger Durchschweißung – also Schweißmethoden, bei denen eine vollständige Durchschweißung möglich ist, wie beispielsweise das Schweißen unter Schutzgas. Ebenso sollten bei großen Durchmessern der Anschlüsse an wichtigen Behältern, sofern die Bedingungen es zulassen, integrierte Verstärkungsanschlüsse verwendet werden. Diese ermöglichen nicht nur eine einfachere Schweißung und verbessern die Belastbarkeit des Systems, sondern es ist auch möglich, sie mit Röntgen- oder Ultraschallmethoden zu überprüfen. Dadurch kann die Qualität der Schweißnähte besser gewährleistet werden. Bei dieser Konstruktion muss jedoch darauf geachtet werden, dass zwischen dem integrierten Anschluss und der Verbindungsstelle des Behälters ausreichend Abstand besteht, damit eine vollständige (100%) Überprüfung mittels Röntgen- oder Ultraschallmethoden möglich ist. Bei der Gestaltung sollte man einerseits auf den Vergleich verschiedener Strukturoptionen achten. Andererseits können die Entwerfer für Strukturen, die eng mit den Fertigungsverfahren verbunden sind, lediglich Anforderungen stellen und die konkrete Gestaltung der Struktur dem Hersteller überlassen. Dies ist besonders wichtig für Entwerfer in professionellen Designbüros, die mit den Fertigungsverfahren nicht gut vertraut sind. Nehmen wir als Beispiel geschweißte Konstruktionen: Die in den Standards (GBIT 150.3) angegebenen Vorgaben für geschweißte Konstruktionen dienen lediglich als Orientierungshilfe. Sie können bei der Fertigung berücksichtigt werden, sind aber nicht zwingend einzuhalten. Tatsächlich haben viele Hersteller im Laufe der Jahre eigene, effektive Methoden zur Herstellung von geschweißten Konstruktionen entwickelt. Es besteht keine Notwendigkeit, dass der Entwerfer die Form, Größe und den Winkel der Schneiden festlegt – es reicht aus, in den Plänen die wichtigsten Anforderungen anzugeben (z. B. vollständige oder teilweise Durchschweißung). Herstellungskenntnisse: Die Grundkenntnisse, die Entwerfer beherrschen sollten, sind: (1) Ein grundlegendes Verständnis der Methoden, Grundprinzipien und wichtigsten Qualitätsanforderungen in den Schlüsselphasen der Herstellung wie Materialbearbeitung, Schweißen, Wärmebehandlung, nicht zerstörende Prüfung sowie Druckprüfungen. Dies trägt nicht nur zur Entwicklung von Strukturen und technischen Anforderungen bei, sondern ermöglicht auch eine richtige Beurteilung, ob die Produktionskapazitäten und Prozesswege des Herstellers in der Lage sind, die Qualität des Produkts zu gewährleisten. (2) Ermitteln Sie, welche Anforderungen in den Produktionsstandards hinsichtlich Fertigung, Prüfung und Abnahme gelten, um sie bei Bedarf im Entwurfsprozess leicht abrufen zu können. Ein gewisses Verständnis für die Gründe hinter den oben genannten Anforderungen kann dabei helfen, die Herstellungsstandards anzuwenden und so eine wirtschaftlich sinnvollere Gestaltung zu erreichen. (3) Es ist notwendig, die wichtigsten Herstellungsprozesse des entworfenen Produkts sowie die entscheidenden Schritte zu kennen, die einen erheblichen Einfluss auf die Produktqualität haben. Dadurch kann man unter Berücksichtigung der Gesamtqualität des Produkts fundiert über Materialwahl, Konstruktion und technische Anforderungen entscheiden. (4) Neue Technologien und Verfahren im Zusammenhang mit Herstellung, Prüfung und Inspektion kennen lernen und diese sinnvoll in den entworfenen Produkten anwenden, um technischen Fortschritt voranzutreiben.