化工設(shè)備壓力容器的規(guī)范設(shè)計(jì)與發(fā)展前景

王艷立 孫玉鳳

山東聯(lián)盟特種裝備有限公司 山東壽光 262700

化工生產(chǎn)相對(duì)來說危險(xiǎn)系數(shù)是很大的，而壓力容器在生產(chǎn)過程中有著重要的作用，要合理的設(shè)計(jì)化工設(shè)備壓力容器才能減少生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的不必要問題，確保生產(chǎn)能夠順利的進(jìn)行。因此，設(shè)計(jì)化工設(shè)備壓力容器的人員應(yīng)當(dāng)不斷就現(xiàn)有生產(chǎn)情況進(jìn)行監(jiān)控、總結(jié)、提升，并嚴(yán)格遵守生產(chǎn)過程中的標(biāo)準(zhǔn)，提升自身的設(shè)計(jì)水平，設(shè)計(jì)出高效、高質(zhì)、安全系數(shù)高的壓力容器[1]。

1 化工設(shè)備壓力容器的規(guī)范設(shè)計(jì)

1.1 化工設(shè)備壓力容器的重要性

化工生產(chǎn)是一個(gè)危險(xiǎn)系數(shù)較高的生產(chǎn)工作。因?yàn)榛どa(chǎn)所用到的材料大部分都具有腐蝕性、易燃易爆性，沒有符合標(biāo)準(zhǔn)的化工設(shè)備壓力器很容易產(chǎn)生火災(zāi)、爆炸等現(xiàn)象，對(duì)在化工工廠工作的人員來說具有巨大的危險(xiǎn)隱患。因此，化工設(shè)備壓力器必須要嚴(yán)格按照要求設(shè)計(jì)生產(chǎn)，必須是能夠支持起化工生產(chǎn)過程中所要承受的壓力、溫度以及生產(chǎn)過程中的其他因素。

1.2 基于壓力容器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論進(jìn)行設(shè)計(jì)延伸

當(dāng)下化工設(shè)備壓力容器的設(shè)計(jì)師有一定理論依據(jù)的，一般采用的是彈性失效準(zhǔn)則。簡(jiǎn)單來說就是設(shè)計(jì)化工設(shè)備壓力容器要考慮到一個(gè)最大應(yīng)力點(diǎn)，每個(gè)材料都是由自身承受最大的系數(shù)范圍，一旦超過這個(gè)系數(shù)將會(huì)沒有了彈性空間，進(jìn)入塑性。常規(guī)的壓力容器在設(shè)計(jì)過程中都采取這個(gè)準(zhǔn)則，但隨著技術(shù)的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)這個(gè)準(zhǔn)則考慮的應(yīng)力點(diǎn)比較片面，并沒有考慮到邊緣和局部應(yīng)力以及生產(chǎn)過程的熱應(yīng)力等問題。

過去設(shè)計(jì)的時(shí)候?yàn)榇_保壓力容器的承受力，通常會(huì)直接提升1倍的應(yīng)力承受系數(shù)來確保安全，也防止設(shè)計(jì)過程中對(duì)于力的分析不足。但，科技的不斷發(fā)展，化工生產(chǎn)過程中各種系數(shù)的提升，單依靠過去的彈性失效準(zhǔn)則設(shè)計(jì)壓力容器顯然是不足夠的。應(yīng)當(dāng)在這基礎(chǔ)上加入彈塑性、塑性失效準(zhǔn)則、爆破失效、斷裂失效來進(jìn)行壓力容器的可靠性設(shè)計(jì)?？梢哉f是從安全角度出發(fā)設(shè)計(jì)出能夠防止壓力容器塑性、爆破、斷裂的情況，提升容器的整體結(jié)構(gòu)和安全系數(shù)。

1.3 嚴(yán)格按照生產(chǎn)規(guī)范進(jìn)行選材

化工設(shè)備壓力容器規(guī)范設(shè)計(jì)需要將材料考慮進(jìn)去，選取時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮材料的設(shè)計(jì)、溫度、硬度以及材料自身的材質(zhì)問題，是否能夠用來設(shè)計(jì)壓力容器，以及后期維護(hù)問題，不能說要加強(qiáng)容器的硬度就盲目的增加鋼板厚度。另外，還要考慮到制作成本問題、后期的運(yùn)營以及維護(hù)成本問題，這些因素都應(yīng)在一個(gè)合理范圍內(nèi)，要基于當(dāng)下化工行業(yè)的發(fā)展情況來思考、設(shè)計(jì)、選材。其次，壓力容器應(yīng)當(dāng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便。過于復(fù)雜的壓力容器不利于制造與后期的操作維護(hù)，進(jìn)而也會(huì)提升運(yùn)營維護(hù)成本。常規(guī)情況下應(yīng)該盡可能用一些低合金剛材料和常規(guī)碳素鋼。

2 化工設(shè)備壓力容器的發(fā)展前景

化工設(shè)備壓力容器的設(shè)計(jì)與多個(gè)技術(shù)息息相關(guān)、相互制約著，它的發(fā)展與一些新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)有著不可分割的關(guān)系。

首先，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)促進(jìn)了化工設(shè)備壓力容器設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展?，F(xiàn)在很多傳統(tǒng)的工業(yè)都隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)開始轉(zhuǎn)變，設(shè)備壓力容器設(shè)計(jì)也不例外。例如，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到生產(chǎn)過程中，監(jiān)控記錄當(dāng)下化工設(shè)備壓力容器的各種系數(shù)，進(jìn)而為壓力容器更新?lián)Q代提供了更加精準(zhǔn)的參考數(shù)據(jù)，在技術(shù)與設(shè)計(jì)人員思考?jí)毫θ萜髟O(shè)計(jì)時(shí)能夠更具體的思考相關(guān)壓力系數(shù)，提升壓力容器的壓力系數(shù)。就企業(yè)公司層面來說，高質(zhì)量的壓力容器為企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益，可見互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的壓力容器發(fā)展前景可觀。

其次，焊機(jī)技術(shù)與質(zhì)量的提升將化工設(shè)備壓力容器的制造更加的精準(zhǔn)、細(xì)致。設(shè)計(jì)方案到壓力容器制造涉及的關(guān)鍵技術(shù)就是焊接，過去傳統(tǒng)的焊接技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)下社會(huì)的發(fā)展。而當(dāng)前化工行業(yè)對(duì)于這方面都關(guān)注于焊接自動(dòng)化技術(shù)，通過電腦技術(shù)設(shè)定參數(shù)，讓焊接設(shè)備自動(dòng)操作，設(shè)計(jì)制造過程更加快速。對(duì)于壓力容器來說更新?lián)Q代更快速，科技的發(fā)展也推動(dòng)的壓力容器的發(fā)展，而且，焊接設(shè)備根據(jù)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行材料焊接，將焊接誤差降低，進(jìn)而提升了壓力容器的質(zhì)量。

最后，材料的更新?lián)Q代速度塊，更多高效低成本的材料出現(xiàn)。壓力容器制造對(duì)于材料的選擇有著很高的要求，對(duì)于材料的硬度、韌性、彈性都有著嚴(yán)格的要求。而現(xiàn)在對(duì)于納米技術(shù)的研究上有了重大突破，未來更會(huì)將納米技術(shù)運(yùn)用到各行各業(yè)當(dāng)中?；ぴO(shè)備壓力容器設(shè)計(jì)中如果采取了納米技術(shù)將會(huì)是一個(gè)重大的突破。納米技術(shù)材料最大的特點(diǎn)是能夠進(jìn)行自動(dòng)修復(fù)一些磨損和裂痕，而且還能進(jìn)行調(diào)整材料自身的介質(zhì)常數(shù)、韌性熔點(diǎn)等相關(guān)力學(xué)性能。這讓化工設(shè)備壓力容器設(shè)計(jì)變得不再復(fù)雜，在傳統(tǒng)意義上考慮到的系數(shù)可以不必考慮太多，彈力失效準(zhǔn)則、爆破準(zhǔn)則、塑性準(zhǔn)則這些對(duì)于智能可變的納米技術(shù)來說變得不再復(fù)雜。化工設(shè)備壓力容器設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中，只需將納米技術(shù)融合其中，采用納米技術(shù)新材料，能夠隨時(shí)應(yīng)對(duì)化工生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的變故，進(jìn)行實(shí)時(shí)的系數(shù)調(diào)整，這無疑是一個(gè)理想型材料，對(duì)于壓力容器的未來發(fā)展有著重大作用，不僅對(duì)于降低成本有著積極作用，更大大的降低安全事故的發(fā)生率。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)人員應(yīng)該著眼于先進(jìn)的制造技術(shù)，大力推動(dòng)并引進(jìn)新技術(shù)，讓化工設(shè)備壓力容器設(shè)計(jì)能夠更上一層，實(shí)現(xiàn)更高效安全的生產(chǎn)[2]。

3 結(jié)語

化工設(shè)備壓力容器在生產(chǎn)過程中的重要性是眾所周知的，因此，對(duì)于壓力容器的設(shè)計(jì)必須要按照生產(chǎn)過程中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行，遵守設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，將安全問題作為首要考慮因素。其次，要合理的進(jìn)行成本控制，實(shí)現(xiàn)低成本高效的效果。最后，要求設(shè)計(jì)技術(shù)人員加強(qiáng)溝通，關(guān)注科技發(fā)展，提升自身技術(shù)水平學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)而生產(chǎn)出更好的化工設(shè)備壓力容器，幫助企業(yè)高效生產(chǎn)，提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[3-4]。