淺析壓力容器設(shè)計(jì)的一般要求及技術(shù)進(jìn)展

【摘 要】隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷更新，重視壓力容器設(shè)計(jì)具有非常重要的意義，該文就壓力容器設(shè)備的一般要求與技術(shù)進(jìn)展進(jìn)行分析，以找到其中存在的不足，采取合適的方法，確保現(xiàn)實(shí)問題的解決。

【關(guān)鍵詞】壓力容器設(shè)計(jì)；一般要求；更新；方案設(shè)計(jì)；具體措施

引言

隨著時代知識經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越廣泛，隨著計(jì)算機(jī)相關(guān)系統(tǒng)的發(fā)展，促進(jìn)了壓力容器設(shè)計(jì)的發(fā)展，并且在實(shí)際工程項(xiàng)目中的作用越來越重要。

一、關(guān)于國內(nèi)外壓力設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和法規(guī)的發(fā)展

為了促進(jìn)壓力容器設(shè)計(jì)的不斷更新，我們需要提升企業(yè)的綜合技術(shù)水平以及管理水平，利用先進(jìn)的管理觀念引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展，提高壓力容器產(chǎn)品的競爭性與質(zhì)量。我國關(guān)于壓力容器的標(biāo)準(zhǔn)化問題，已經(jīng)得到國家具體法律法規(guī)的支持，制定了以鋼制壓力容器為核心的一系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)以及零部件標(biāo)準(zhǔn)，有利于建立健全壓力容器的基本標(biāo)準(zhǔn)體系。近年來，隨著一系列壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化會議的展開，對標(biāo)準(zhǔn)的修訂程序作了一些修改。這一系列以標(biāo)準(zhǔn)修訂提案審查制度為核心的現(xiàn)代壓力容器標(biāo)準(zhǔn)制定修訂程序。以貼近壓力容器標(biāo)準(zhǔn)的國際化，一體化趨勢。

二、關(guān)于壓力容器設(shè)計(jì)的具體要求

石油，化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，在設(shè)備生產(chǎn)工藝中任意一臺設(shè)備出現(xiàn)事故，都必然影響產(chǎn)品的質(zhì)量問題或者使生產(chǎn)無法繼續(xù)進(jìn)行，嚴(yán)重的會危及設(shè)備以及相關(guān)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，一般情況下每個石油化工用壓力儀器要滿足以下五方面的需要。

2.1確保工藝生產(chǎn)的順利完成

日常實(shí)踐中國，石油化工壓力容易必須能夠承擔(dān)工藝過程中產(chǎn)生的壓力，以及相應(yīng)溫度與具備工藝生產(chǎn)所需要的規(guī)格、結(jié)構(gòu)。以氮肥生產(chǎn)中的氨合成塔為例子，展開分析，由于受到外界環(huán)節(jié)的影響，氨合成塔承受不了相應(yīng)的設(shè)計(jì)壓力，只有通過降壓進(jìn)行使用，在這種情況下，就容易導(dǎo)致氨的合成率的下降。不利于企業(yè)的日常生產(chǎn)，并且如果處理不當(dāng)，就會引起生產(chǎn)規(guī)模的大規(guī)模上升。

2.2運(yùn)行過程中的安全可靠

通常來說，化工生產(chǎn)物料具備強(qiáng)烈腐蝕性以及毒性，這些弊端對企業(yè)日常的運(yùn)行是很不利的，在日常工作中，潛力容器內(nèi)部一般存有系列問題，如果不能良好的控制化工量，一旦意外發(fā)生，采取經(jīng)濟(jì)有效的措施，這些措施一定程度下可以促進(jìn)安全事故的建設(shè)，在具體生活中，如果容器出現(xiàn)事故，就不能保證日常生產(chǎn)的穩(wěn)定性了，他還會危及其他裝置的安全，避免連鎖性破壞的產(chǎn)生，這就要求我們在設(shè)計(jì)壓力容器過程中，保證每個承壓零部件都能承受起其相應(yīng)的壓力。有利于保證企業(yè)相關(guān)環(huán)節(jié)零部件的強(qiáng)度性、剛度以及穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.3延長預(yù)定的使用壽命

在日常情況中，影響是有化工用壓力容器的使用壽命的重要因素，是化工物料對于殼體結(jié)構(gòu)材料的腐蝕，它能夠讓容器器壁變薄，甚至出現(xiàn)爛穿的現(xiàn)象。在建筑實(shí)施的過程中，為了確保設(shè)計(jì)容器的系統(tǒng)優(yōu)化，需要考慮加腐蝕量，來保證期使用年限的要求。對于某些強(qiáng)腐蝕性物料，要設(shè)計(jì)出具體的解決方案，選用合適的耐腐材料是非常重要的，或者在架構(gòu)中采取仿佛措施，以確保我們?nèi)粘＝?jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。

2.4確保制造、檢驗(yàn)、安裝、操作和維修方便

為了確保企業(yè)總體性能的發(fā)展，首先要進(jìn)行一系列安全性考慮，安排具體的設(shè)備。只有確保其安全性的檢查，才能確保某些超標(biāo)缺陷的發(fā)現(xiàn)，有利于促進(jìn)企業(yè)總體性能的發(fā)展。與此同時，這樣的做法有利于滿足日常生活中的某些使用要求。比如對于頂蓋需要進(jìn)場裝拆的試驗(yàn)容器，盡量采用快拆的密封結(jié)構(gòu)。避免運(yùn)用笨重的主螺栓進(jìn)行連接，比如對于有清洗，維修內(nèi)件要求的容器，需要設(shè)置必要的手孔或者人孔，最后這一系列的發(fā)生有利于提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，降低容器的制作成本。

2.5關(guān)于經(jīng)濟(jì)性的分析

在日常壓力容器的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)其簡單的結(jié)構(gòu)，制作的方便性，輕重量，節(jié)約性等特點(diǎn)。以促進(jìn)企業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，優(yōu)化企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)，有利于降低制作費(fèi)用以及維修費(fèi)用。

三、關(guān)于壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)展

3.1對于壓力容器應(yīng)力、應(yīng)變的詳細(xì)分析與評定

對壓力容器應(yīng)力、應(yīng)變的詳細(xì)分析與評定的過程，其實(shí)質(zhì)就是運(yùn)用較精確的計(jì)算應(yīng)力分析和實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析方法，對其強(qiáng)度進(jìn)行全面的校核。不同性質(zhì)的應(yīng)力其意義是不同的。他們對容器破壞的作用也是不同的，從而使它失效的形式也互不相同。為了確定全面強(qiáng)度校核，修安排實(shí)現(xiàn)容器各部分實(shí)際應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)分析的完善精確程度的結(jié)合。

通常來說，一些國家在設(shè)計(jì)要求較高的容器時，都應(yīng)用近代的計(jì)算應(yīng)力分析和實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析技術(shù)，詳盡分析各種應(yīng)力的實(shí)際情況，并廣泛接受與采用美國ASME規(guī)范第1卷第2冊中確定的應(yīng)力分類法，以及對各類應(yīng)力強(qiáng)度的限制，將容器中不同的應(yīng)力分別限制在不同的數(shù)值，以防止可能出現(xiàn)的各種失效。和傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比，詳細(xì)的應(yīng)力分析方法既降低了安全系數(shù)，減輕了產(chǎn)品重量，節(jié)約了材料，又有效地防止了不同應(yīng)力可能引起的不同失效，確保了容器的運(yùn)行安全，具有多方面的優(yōu)越性。

3.2關(guān)于塑性失效設(shè)計(jì)方法的研究

一般來說，彈塑性理論是塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則順利進(jìn)行的前提。通常來說，應(yīng)對局部薄膜應(yīng)力，彎曲應(yīng)力的i應(yīng)力強(qiáng)度時，可以允許較大的許用數(shù)值，也可以允許出現(xiàn)局部的塑性變形，而又不導(dǎo)致失效，者就是塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的定義。對于只可以在局部地區(qū)發(fā)生局部薄膜應(yīng)力與沿壁厚方向非平均分布的彎曲應(yīng)力來說，當(dāng)期最大應(yīng)力達(dá)到屈服的極限時，只可能引起局部屈服，其他大多數(shù)區(qū)域仍然處于彈性的狀態(tài)，也不會出現(xiàn)失效的問題。但是在這種情況下，如果繼續(xù)以彈性失效作為破壞原則，就不利于發(fā)揮大部分材料的潛力。

四、關(guān)于概率設(shè)計(jì)問題

我們?nèi)粘Ｋf的概率設(shè)計(jì)是一種類似數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，對容器的安全程度與經(jīng)濟(jì)合理性進(jìn)行全面評價。與此同時，失效的可能性可以利用效率設(shè)計(jì)來計(jì)算，并且概率設(shè)計(jì)可以根據(jù)某一產(chǎn)品所要求的最低可靠性概率，向各個環(huán)節(jié)部分，合理分配期必須具備的可靠性概率，這樣布置，有利于總體發(fā)展的需要，也有利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

五、結(jié)束語

根據(jù)前文所說，壓力容器的運(yùn)行經(jīng)過了一系列環(huán)節(jié)，在眾多步驟中，非常重要的是設(shè)計(jì)這個環(huán)節(jié)，如果能夠保證設(shè)計(jì)的正確就有利于優(yōu)化整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，為這個系統(tǒng)的發(fā)展提供了重要的借鑒導(dǎo)向意義。