壓力容器在石油化工行業(yè)設(shè)計中的相關(guān)技術(shù)分析

紀(jì)俊亦

摘 要：壓力容器被廣泛地運(yùn)用到當(dāng)前的工業(yè)領(lǐng)域之中，其在科學(xué)研究以及能源工業(yè)中也發(fā)揮著重要的作用。盡管現(xiàn)代壓力容器制備技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到高度成熟化程度，但是受到使用環(huán)境的影響，壓力容器還是會出現(xiàn)使用問題，為了保障壓力容器的正常使用，必須在設(shè)計這一初期階段中做好技術(shù)處理的工作，以此來對壓力容器的質(zhì)量進(jìn)行保障。本文探討處于石油化工行業(yè)中的壓力容器設(shè)計技術(shù)應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：壓力容器;石油化工行業(yè);設(shè)計;相關(guān)技術(shù)

壓力容器具有承受壓力的功能，逐漸被運(yùn)用到軍工、民用與工業(yè)活動中，其中石油化工行業(yè)在運(yùn)輸與存儲階段需要運(yùn)用壓力容器來盛放液化氣體或者氣體，在反應(yīng)、傳質(zhì)與傳熱等工藝活動中也需要發(fā)揮出壓力容器的效用。本文以石油化工行業(yè)之中發(fā)揮重要影響的壓力容器為研究對象，分析相關(guān)設(shè)計技術(shù)。

1 壓力容器的材質(zhì)選擇與設(shè)計步驟

1.1 設(shè)計步驟

設(shè)計壓力容器時，首先確認(rèn)其大小與種類，根據(jù)國家的規(guī)定要求完成配置容器相關(guān)數(shù)據(jù)的工作，根據(jù)其運(yùn)行最高壓力來確定壓力容器的壓力參數(shù)。根據(jù)客戶給出的使用環(huán)境溫度信息，設(shè)計壓力容器的具體工作溫度，同樣需要根據(jù)壓力容器的工作需求明確具體容積數(shù)值。參考應(yīng)用環(huán)境與受壓元件的材質(zhì)來設(shè)置其腐蝕裕量，設(shè)計期間還需預(yù)估盛放介質(zhì)會給壓力容器造成的腐蝕問題的具體嚴(yán)重程度，以此實(shí)現(xiàn)對壓力容器可用時間的估算。

1.2 設(shè)計材質(zhì)

設(shè)計壓力容器時需要根據(jù)各個部分的具體技術(shù)要求選定可用的材質(zhì)。首先要考察具體使用時間，圍繞其壽命展開必要的檢驗(yàn)工作，定期性的維護(hù)工作也應(yīng)以可用時間信息為準(zhǔn)，根據(jù)綜合影響因素來確定具體可使用時間。針對容器的主體構(gòu)成部分，應(yīng)選定所用的鋼材料，優(yōu)先分析其在一定介質(zhì)影響之下的耐腐能力，選用鋼材時還需測量其厚度，如果低合金鋼具有較厚的厚度，應(yīng)實(shí)施熱處理操作，以此來改善材料的原有力學(xué)性能。法蘭是壓力容器的重要構(gòu)成配件，根據(jù)其受力情況，來選擇合適的法蘭，使壓力容器能夠表現(xiàn)出更好的密封能力。如果在制造壓力容器時，發(fā)現(xiàn)預(yù)先形成的設(shè)計方案與實(shí)際的制造情況存在不相符的問題，應(yīng)當(dāng)分析設(shè)計方案，定位問題，重新確定材料尺寸與具體類型，針對特殊區(qū)域的焊縫，應(yīng)通過無損檢測手段來確定密封性。

2 制備壓力容器時所需的技術(shù)手段

2.1 焊接技術(shù)

壓力容器的埋弧焊技術(shù)主要是針對較厚的容器壁殼體和間隙較窄的殼體的一種焊接技術(shù)，該技術(shù)普遍應(yīng)用于大型化鍋爐筒體，同時能夠根據(jù)設(shè)備的位置進(jìn)行定性移動進(jìn)行立柱式焊接，可對各種壓力容器進(jìn)行縱環(huán)縫隙焊接，從而獲得優(yōu)良、致密性的焊縫接頭。埋弧焊技術(shù)在壓力容器縫隙焊接過程中的應(yīng)用，主要采用了側(cè)壁光電跟蹤技術(shù)和自動防止轉(zhuǎn)胎偏移技術(shù)，能有效的提高設(shè)備的焊接質(zhì)量。

接管自動焊接技術(shù)：該技術(shù)分為接管與筒體的焊接和接管與封頭的焊接。接管與筒體的焊接主要是利用數(shù)控馬鞍形埋弧自動焊接進(jìn)行，而接管與封頭的自動焊接又分為向心接管的焊接和非向心接管的焊接，可實(shí)現(xiàn)焊接前的自動尋位、自動跟蹤，大大的提高了焊接效率。

2.2 熱處理技術(shù)

焊接工作開展前可運(yùn)用熱處理技術(shù)展開預(yù)熱工作，控制母材與焊縫敷金屬的實(shí)際冷卻速度，以此來對筒體在受到氫與裂紋敏感組織帶來的影響施加控制，預(yù)防溫度驟然升高后形成的筒體裂紋問題。完成焊接工作后可也可展開熱處理工作，將處于焊接范圍內(nèi)的有毒氣體排出，如一氧化碳與氫氣等，同時還能將接頭部位的硬度降低。如果壓力容器的容積比較大，應(yīng)預(yù)防焊縫氣體裂紋問題，多次實(shí)施進(jìn)爐熱處理工作，將應(yīng)力消除。實(shí)施焊接后的熱處理工作時，要以焊縫的具體情況與設(shè)計對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為準(zhǔn)，控制應(yīng)力給壓力容器帶去的損壞，強(qiáng)化壓力容器的抗脆斷性能，對軟組織材料實(shí)施必要的軟化。

2.3 防治焊接應(yīng)力帶來的危害

焊接壓力容器時，如果局部區(qū)域的溫度大幅提升，焊接接頭與所接觸的部位會出現(xiàn)冷卻速度統(tǒng)一與受熱均勻度不足的問題，鋼材料本身的組織應(yīng)力、焊接工藝帶來熱應(yīng)力以及容器結(jié)構(gòu)應(yīng)力給焊接效果構(gòu)成不良影響，如果控制不到位，壓力容器將會產(chǎn)生裂紋。另外，在焊接環(huán)節(jié)中，選用的焊接工藝與焊接區(qū)域會使容器內(nèi)部的空氣被冷卻，進(jìn)而形成硬化問題，應(yīng)力消除的工作未及時進(jìn)行，容器也會因此而產(chǎn)生裂紋，降低壓力容器的制備質(zhì)量水平。

基于防治應(yīng)力影響的需求，可消除應(yīng)力，運(yùn)用各種處理技術(shù)時，檢查壓力容器的結(jié)構(gòu)性能受到的影響，控制焊接縫隙，具體從密集度與長度兩個方面展開控制。面對鋼結(jié)構(gòu)這種強(qiáng)度比較高的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，需要預(yù)先對其實(shí)施熱處理，提升一定區(qū)域內(nèi)的溫度，做好余熱后再進(jìn)行焊接，實(shí)現(xiàn)縮減周邊金屬與焊縫金屬的溫差，同時還可對內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行控制。

3 結(jié)束語

制造壓力容器時需要對其內(nèi)在應(yīng)力進(jìn)行消除，以此來對其安全使用進(jìn)行保障，消除運(yùn)行壓力容器的各種隱患因素。盡管壓力容器內(nèi)部不需設(shè)置過于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，但是預(yù)應(yīng)力控制工作仍舊非常關(guān)鍵，設(shè)計人員需針對壓力容器制造過程中的各種技術(shù)應(yīng)用需求，加深對設(shè)計應(yīng)用技術(shù)的了解，以科學(xué)的技術(shù)理論來指導(dǎo)具體的壓力容器設(shè)計行為，以此來充分保障壓力容器產(chǎn)品性能以及質(zhì)量。

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