Thread Content
Требования к проектированию при изготовлении сосудов под давлением. Основные требования. Проектирование является основой для производства; на этапе проектирования необходимо учитывать возможности технологического выполнения процесса производства, а также возможности его контроля. Другими словами, разработчик должен определить, можно ли изготовить создаваемый им продукт с помощью надежных, простых и экономичных методов. Исходя из этого, требования к проектированию включают следующие аспекты. При выборе материала необходимо учитывать не только его механические свойства, способность к изгибу, стойкость к коррозии и цену, но также и его свойства, связанные с возможностью сварки, а также способность к обработке при высоких и низких температурах. Правильный выбор материалов — это основная обязанность проектировщика, что напрямую влияет на сложность производства и безопасность продукта. У углеродистой и низколегированной стали, по мере повышения минимального значения стандартной прочности на растяжение Rm, необходимо повышать их ударную вязкость и пластичность: для сварки углеродистая и низколегированная сталь подвергается ограничениям по содержанию C, S, P, а углеродистая и низколегированная сталь, предназначенная для корпусов под давлением, — дополнительным ограничениям по этим показателям в зависимости от минимального значения стандартной прочности на растяжение Rm и от того, предназначена ли сталь для использования в контейнерах при низких температурах. При проектировании, когда используются материалы с высоким уровнем прочности, необходимо также обращать внимание на строгие и выполнимые технические требования, а также тщательно изучать производственные возможности и опыт производителя. Нельзя считать стоимость продукции единственным критерием оценки. Кроме того, для стали следует по возможности выбирать сталь, предназначенную специально для баллонов под давлением ； Материалы иностранных марок, новые материалы, а также материалы, произведенные впервые производителем, должны соответствовать соответствующим положениям TSG 21, чтобы облегчить их производство, закупку и использование. Технические требования. Технические требования к обычным изделиям могут быть указаны на чертежах; это называется техническими требованиями к чертежам. Для сложных и важных изделий также могут быть установлены отдельные технические условия. Технические требования, установленные проектировщиком, должны быть не только точными, полными и соответствующими ситуации, но также следует уделять внимание следующим аспектам: ① Технические требования должны быть четко сформулированы; при наличии каких-либо требований необходимо определить способы их проверки, а также критерии соответствия. Например, если требуется провести тест на герметичность резервуаров под давлением, необходимо одновременно указать тип теста, стандарты его проведения и допустимый уровень утечки. В противном случае требования к тесту на герметичность останутся лишь на бумаге. Уровень технических требований тесно связан с стоимостью изделия. Ответственность за экономическую целесообразность продукта лежит на проектировщике, но это не должно служить поводом для бездумного снижения технических требований. Например, в некоторых проектах температура эксплуатации контейнеров, изготовленных из углеродистой или низколегированной стали, устанавливается на уровне -20°C. Это делается, возможно, для того, чтобы избежать использования стали, предназначенной для контейнеров, работающих при низких температурах, которая имеет более высокую стоимость. Однако такой подход может привести к серьезным проблемам, поскольку в процессе эксплуатации неизбежны колебания температур, а также влияние окружающей среды, что увеличивает риск хрупкого разрушения материала при низких температурах. ②Термообработка после сварки, процент дефектоскопии и т. п. часто зависят от толщины; для разных материалов существуют свои пределы толщины, известные как пороговые значения. Технические требования в пределах и за пределами этих пороговых значений сильно различаются. Когда номинальная толщина конструкции приближается к пороговому значению, проектировщики должны быть особенно осторожны при установлении технических требований. Ведь производители, стремясь обеспечить, чтобы толщина изделия не была меньше минимальной заданной в чертежах толщины (или номинальной толщины), а также учитывая факторы, связанные с уменьшением толщины в процессе производства, часто вынуждены округлять толщину для определения фактической толщины стали. Следовательно, толщина стали, выбранная производителем, может быть больше номинальной толщины и может достигать или даже превышать указанный пороговый уровень. При этом пороговые значения толщины, указанные в стандартах (GB/T 150.2 и других стандартах на материалы), определяются исходя из толщины самой стали. С точки зрения конструкции, проектирование конструкции должно сопровождаться расчетами. Конструкция является не только основой для расчетов, но также напрямую влияет на качество производства. При наличии возможности следует по возможности использовать конструкции, которые легко изготавливать и проверять. В качестве примера можно привести тип соединения при сварке: поскольку на обеих сторонах возможна сварка, что позволяет лучше контролировать качество сварки по сравнению с односторонней сваркой, его следует предпочитать ； Односторонний сваривание делится на сваривание с использованием подкладки и сваривание без использования подкладки. При сваривании без подкладки трудно обеспечить полное заполнение металлом нижней части зоны сварки; при высоком токе возникает риск пробоя металла, а при низком токе может произойти неполное проникновение сварного шва в глубину материала. В таких условиях трудно обеспечить качественный результат сварки. Поэтому такой способ сваривания используется только для последнего кольцевого соединения между трубами, фланцами и резервуарами. Стандарт GB/T150.1 требует использования способа сварки, при котором достигается полное проникновение сварного шва, то есть способа сварки с защитой газом для создания основного слоя сварного шва. Кроме того, для крупногабаритных соединений с важными резервуарами, при наличии возможностей, целесообразно использовать встроенные соединения с комплексной усилительной конструкцией. Такие соединения не только облегчают процесс сварки и улучшают условия распределения нагрузок, но также позволяют проводить рентгеновскую или ультразвуковую диагностику, что способствует обеспечению высокого качества сварных соединений. Однако при использовании такой конструкции необходимо учитывать, что между встроенным соединением и стенкой корпуса должна быть определенная ширина, чтобы можно было провести полную (100%) рентгеновскую или ультразвуковую диагностику. При проектировании с одной стороны необходимо уделять внимание сравнению различных вариантов конструкций, а с другой — для тех конструкций, которые тесно связаны с процессом производства, проектировщик может лишь указать требования, оставляя выбор конкретной конструкции на усмотрение производителя. Это особенно важно для проектировщиков в профессиональных дизайнерских организациях, которые не очень хорошо разбираются в процессах производства. В качестве примера рассмотрим сварные конструкции. Стандарты (GBIT 150.3), предусматриваемые для сварных конструкций, носят лишь ориентировочный характер; их можно использовать в процессе производства, но это не является обязательным требованием. На практике многие производственные предприятия на протяжении многих лет разработали собственные эффективные методы сварки. Если нет особых требований к структуре соединений, дизайнерам не нужно строго определять форму, размеры и углы шва; достаточно указать в чертежах основные требования (например, необходимость полного или частичного проникновения сварного шва). Знания в области производства. Основные знания, которыми должны владеть проектировщики, включают: (1) предварительное понимание методов, основных принципов и основных требований к качеству в таких ключевых этапах производства, как резка и формовка материалов, сварка, термообработка, неразрушающее контролирование, испытания на прочность. Это не только способствует разработке конструкций и технических требований, но также позволяет правильно оценить производственные мощности и технологические процессы, необходимые для обеспечения качества продукции. (2) Ознакомиться с требованиями стандартов производства к процессам изготовления, контроля и приемки, чтобы иметь возможность легко обращаться к ним при необходимости в процессе проектирования. Понимание причин, по которым выдвигаются вышеуказанные требования, поможет в применении стандартов производства для создания более экономически обоснованных решений. (3) Ознакомиться с основными технологическими процессами производства разрабатываемого продукта, а также с ключевыми этапами, оказывающими значительное влияние на качество продукта. Это позволит учитывать при выборе материалов, проектировании конструкции и определении технических требований общее качество продукта в целом. (4) Ознакомление с новыми технологиями и технологическими процессами, связанными с производством, контролем и тестированием, а также их разумное применение в разрабатываемой продукции для стимулирования технического прогресса.