關于化工壓力容器設計及不安全因素的思考

郭云峰

【摘? 要】隨著我國經(jīng)濟水平的逐漸提升，化工行業(yè)得到穩(wěn)定發(fā)展。在化工生產(chǎn)過程中，壓力容器發(fā)揮了至關重要的作用，對于化工安全生產(chǎn)影響重大。但是在實際應用中，由于設計等問題，一定程度上影響了其應用安全性，對化工生產(chǎn)的整體過程帶來了極大的不安全因素。因此，加強對化工壓力容器設計的研究，分析其安全因素，探究解決方法，是當前化工行業(yè)需要研究的重要課題。論文主要闡述了化工壓力容器設計中的不安全因素，并重點探究了解決途徑，旨在進一步促進化工壓力容器設計科學性和合理性，降低安全隱患，強化化工安全生產(chǎn)。

【Abstract】With the gradual improvement of China's economic level， the chemical industry has been developing steadily. In the process of chemical production， the pressure vessel plays a vital role and has a great influence on the safety of chemical production. However， in practical application， due to design problems， the safety of its application has been affected to some extent， which brings great unsafe factors to the whole process of chemical production. Therefore， strengthening the research on the design of chemical pressure vessel， analyzing its safety factors and exploring the solutions are the important issues for the chemical industry to study. This paper mainly expounds the unsafe factors in the design of chemical pressure vessels， and focuses on exploring the solutions， so as to further promote the scientific and rational design of chemical pressure vessels， reduce safety risks， and strengthen the safety of chemical production.

【關鍵詞】化工壓力容器;設計;不安全因素

【Keywords】chemical pressure vessel; design; unsafe factors

【中圖分類號】TQ051.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）08-0152-02

1 引言

隨著科學技術的逐漸發(fā)展，壓力容器的應用領域越來越大，尤其是在化工行業(yè)的應用，為提升整體行業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益發(fā)揮了極大的作用。溫度和壓力是影響化工壓力容器設計安全性的主要原因。因此要在保障安全的基礎上，對壓力容器的壓力值進行科學設置，保障實際的作業(yè)溫度和設計溫度保持一致，從而促進化工壓力容器運行穩(wěn)定性，保障化工生產(chǎn)的順利推進。

2 設計研究

在對化工壓力容器進行設計的過程中，安全系數(shù)隨著設計方式的不同呈現(xiàn)出不同的狀態(tài)。在規(guī)則設計方式的設計中，其抗拉強度安全系數(shù)約為2.71，而在分析設計方法下進行的設計，其數(shù)值明顯低于這個數(shù)據(jù)。隨著科學技術的逐漸發(fā)展，壓力容器材料得到持續(xù)性的優(yōu)化創(chuàng)新，逐漸實現(xiàn)了綠色設計，極大程度上減少了設計階段的能源消耗[1]。在此背景下，壓力容器安全系數(shù)得到有效降低，促進其輕便化發(fā)展。此外，為進一步提升壓力容器設計的安全性，要對焊接進行優(yōu)化調(diào)整，嚴格控制組裝材料質(zhì)量，從而在根本上強化壓力容器的節(jié)能設計。為進一步提升壓力容器在化工行業(yè)的服務效能，要對設計階段的結構進行合理化控制，簡化內(nèi)部構造，優(yōu)化組建，使其更加符合現(xiàn)代化化工事業(yè)的發(fā)展需求。其中壓力容器的結構如圖1所示。

3 不安全因素分析

3.1 超過使用壽命

壓力容器的使用壽命是影響其安全性能的主要原因。部分化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中，忽視了壓力容器的壽命，超長使用，導致其很多組件出現(xiàn)嚴重的安全問題，使用性能下降，不僅加大了生產(chǎn)安全事故的發(fā)生幾率，也導致生產(chǎn)過程中能源消耗增加，生產(chǎn)成本增大的問題。部分化工企業(yè)只注重對壓力容器的生產(chǎn)使用，忽視了在應用過程中的質(zhì)量維護和保養(yǎng)，導致其構件、性能等嚴重受損，構件老化、損壞等問題得不到及時的更換和維修，對企業(yè)的長遠利益造成極大的危害。

3.2 材料問題

材料選擇和應用對壓力容器的總體設計質(zhì)量具有關鍵性的影響。在選擇材料的過程中，要結合實際情況合理選擇，要充分考慮其安全因素的影響，包括應用情況、結構特征等，既能夠保障壓力容器設計質(zhì)量符合標準要求，也能夠提升其安全性能和使用效果，為化工企業(yè)生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟效益的提升大有助益[2]。在對材料進行選擇時，還要注重符合相關規(guī)定的要求標準，對材料質(zhì)量進行嚴格的檢查和把關控制，防止在應用過程中發(fā)生滲漏或者是腐蝕問題。此外還要注重充分考慮其應用環(huán)境以及人為操作等因素，保障材料選擇的合理性和可靠性。

3.3 熱處理技術問題

在當前我國化工壓力容器設計理念中，過于重視壓力容器結構和外殼的熱處理，而對彎曲管道的熱處理技術應用不重視，導致其安全性能嚴重減少，在應用過程中不穩(wěn)定因素提升[3]。一般情況下，為減少應力作用引起的變形或者是裂縫等問題的發(fā)生幾率，需要嚴格按照設計要求，在對鋼板實施焊接之前對其進行預熱處理，并在焊接之后實施熱處理，其中尤其是要注重對彎曲管道的熱處理技術應用，保障設計方案的有效落實，確保壓力容器實際制作和設計標準保持一致性。

3.4 制作變形問題

化工壓力容器制作過程涉及很多的理念、技術、流程等，整體過程較為復雜，而且其所有的制作流程之間存在著緊密的聯(lián)系，一旦其中一個流程出現(xiàn)問題，就很有可能引起變形問題。例如，如果對多層筒體的焊接順序不符合設計要求，就會引起筒體變形等問題，帶來極大的不安全因素。如果在作業(yè)中忽視細節(jié)處理，也會引起嚴重的焊接裂縫等問題，降低其安全性能。

4 解決策略

4.1 提升使用年限

結合使用環(huán)境、化工企業(yè)發(fā)展變化等情況，對壓力容器的設計方案等進行全面分析，從而提升設計方案的優(yōu)化性，強化耐腐蝕性，減少其不安全因素的影響，從根本上提升使用年限。在進行具體設計過程中，設計人員可以針對所有的不安全因素實施全面的科學模擬，對具體的影響因素進行分析，進行針對性的設計整改，保障設計方案的精細化處理[4]。

4.2 設計材料問題的處理

設計材料的質(zhì)量對于壓力容器整體設計和制作質(zhì)量具有直接的影響，是保障其設計合理性的重要的物質(zhì)基礎。因此，在選擇設計材料時要結合實際需求，選擇合理的材料，并對其質(zhì)量進行嚴格檢驗，保障其質(zhì)量達標。此外，在選擇設計材料時，還要在環(huán)境因素的基礎上，制定完善的材料備用方案，保障設計和制作工作的順利推進。例如，當前應用較為廣泛的是多層包扎式氨合成塔筒體材料，其優(yōu)勢較為明顯，制作成本較低，配件制作穩(wěn)定要求較低[5]。此外，在選擇鍋爐設計材料時，要保障其具有一定的耐高溫和耐腐蝕能力。

4.3 熱處理技術問題的處理

部分化工企業(yè)為節(jié)省壓力容器制作成本，忽視熱處理技術的應用，非常容易引起壓力容器制作問題的出現(xiàn)，引起壓力容器不穩(wěn)定性因素的出現(xiàn)，致使其制作質(zhì)量和標準要求嚴重不符。因此，在進行壓力容器制作過程中，要強化對熱處理技術應用的重視，確保其制作生產(chǎn)的安全性和可靠性。

4.4 制作變形問題的處理

焊接技術對壓力容器設計變形問題具有直接的影響。因此要強化對焊接技術的深化研究和提升，加大監(jiān)督力度，強化焊接技術的規(guī)范性應用，從而減少壓力容器變形問題，從根本上保障其安全性。其具體步驟是：第一，在實際組裝之前，針對所有的組件實施全面的模擬組裝;第二，利用十字架內(nèi)支撐工裝的方式進行實際安裝，保障安裝的準確性，減少焊接變形問題的出現(xiàn)幾率[6];第三，針對筒體的焊接，需要進行預變形處理，從而防止因為焊接技術問題引起的變形問題;第四，針對內(nèi)應力因素引起的變形問題，要通過熱處理技術實施焊接，如果內(nèi)外部溫差太多，要首先采取預熱的方式保障溫度的均衡性，才能利用熱處理技術進行焊接，從而有效降低溫差變形的問題出現(xiàn)幾率。

5 結語

綜上所述，隨著科學技術的逐漸發(fā)展，化工壓力容器設計技術得到了極大的發(fā)展，因此要結合實際情況，對化工壓力容器設計中的不安全因素進行全面分析，查找原因，提出合理的應對策略，如通過優(yōu)化設計提升其使用壽命，選擇合適的制作材料，合理應用熱處理技術，有效處理制作變形問題等。設計人員要隨時關注市場變化情況，結合設計理念和制作材料的革新，對設計方案進行創(chuàng)新優(yōu)化，從而保障化工壓力容器設計的可靠性，確保其安全性，為化工事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展奠定良好的基礎。

【參考文獻】

【1】李源槿.化工壓力容器設計不安全因素分析[J].化工管理，2020（20）：157-158.

【2】張平.化工壓力容器設計及不安全因素分析[J].大眾標準化，2020（05）：70-71.

【3】周建華.化工壓力容器設計不安全因素分析[J].時代農(nóng)機，2020，47（02）：109-110.

【4】王庭秀.化工壓力容器設計及不安全因素分析[J].化工管理，2020（03）：73-74.

【5】潘志鋒.化工壓力容器設計中的熱處理問題分析[J].化工設計通訊，2018，44（10）：97.

【6】李祥，楊富春，高鴛鴦，等.石油化工壓力容器設計要求及方法分析[J].石化技術，2018，25（09）：40.