化工壓力容器設計及不安全因素的探析

沈兆海

摘要：隨著我國經濟水平的逐漸提升，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。

關鍵詞：化工壓力容器;設計;不安全因素

壓力容器是化工企業(yè)中一種常見的生產器具，壓力容器一般為罐體形狀，密封性較好，能夠存儲液體或者是氣體，由于壓力容器內部的壓力較高，因此不合理的使用以及設計都會帶來一定的安全問題，對壓力容器的設計水平直接決定了壓力容器的安全性，在化工壓力容器的設計中，有兩個因素是在設計中必須要考慮到的，分別是壓力和溫度。壓力容器的設計與制造有著明確的質量標準，低壓容器與高壓容器的標準有很大的區(qū)別，同樣反應壓力容器與存儲壓力容器的設計與制造也有很大的差別，因此在壓力容器的設計中需要考慮到很多因素，才能保證壓力容器的安全性與穩(wěn)定性，從而提升化工生產的安全性。

一、壓力容器設計綜述

在對壓力容器進行設計的整個過程中，相關設計人員要根據技術指標以及設計標準開展工作。通常情況下，在壓力容器中，其抗拉強度應當為2.7。除此以外，在整個生產中，壓力容器消耗材料數量是巨大的。正是基于上述原因，功能強大.綠色環(huán)保的容器設計方案誕生，這一方案能夠有效降低生產所產生的的資源消耗，有效降低當前的生產成本。近年來，伴隨著我國材料學的不斷發(fā)展，容量與之前相比有了大幅度的進步，其重量也得到了大幅度的縮減，有效降低了生產過程中的資源消耗。在整個生產制造過程中，焊接點設計以及焊接工藝水平對其效能的發(fā)揮有著極大的影響。基于此，應當加強對焊接點的管理以及設計，有效提高當前壓力容器的相關性能，應用合理簡潔的設計思想，在保證質量以及性能的前提下，促進當前我國化工行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

二、壓力容器設計使用過程中存在的不安全因素

1. 壓力容器使用年限過長

壓力容器會隨著使用年限的增加，性能逐漸的下降，質量也會有一定的下降，如果使用的年限過長可能會引發(fā)安全問題，但是在實際的生產中很多化工企業(yè)都忽視了壓力容器的實際使用是壽命，很多已經超過設計年限的壓力容器仍在使用之中，由于壓力容器部分零部件老化比較嚴重，導致壓力容易出現泄漏或者是其他安全風險。因此壓力容器的設計需要盡量的提高容器的使用壽命，提升壓力容器的安全性。關于壓力容器的使用壽命問題很多化工企業(yè)都沒有重視起來，另外在壓力容器使用的過程中相關的維護保養(yǎng)工作也不到位，這在很大程度上加速了壓力容器的老化，化工企業(yè)不重視壓力容器的使用壽命以及維護保養(yǎng)工作的主要原因就是壓力容器的更換以及壓力容器的保養(yǎng)都需要一定的資金投人，這雖然可以在一定程度上為化工企業(yè)節(jié)省資金，但是卻給化工企業(yè)的長遠發(fā)展帶來了不利的影響。

2. 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。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. 壓力容器材料因素

壓力容器的材料分為母材和焊材，合理選擇材料對容器的性能有著最為直接的影響，同時還能決定壓力容器后續(xù)使用是否安全。因此容器材料的選擇也是一項非常重要的不安全設計因素。在實際進行化工壓力容器設計的過程中，針對母材選擇，通常需要考慮到多方面影響因素，比如需要根據不同化工壓力容器的工作條件以及所盛的化學介質，合理選擇容器設計材料，以及相應的焊材?？偠灾?，在實際設計過程中，應注重科學合

理的選材，一方面，要保證壓力容器的性能指標滿足化工企業(yè)實際使用需求，另一方面，還應對容器不同部位選擇不同的材料，從而盡可能地降低材料的使用量，提高材料的利用率，讓每份材料均能充分發(fā)揮其應有的作用價值，有效減少設計制造成本。

三、化工壓力容器安全設計策略

1. 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幾率：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幾率。

2. 合理選擇壓力容器的材料

壓力容器的材料對壓力容器的安全性有著基礎性的影響，合理的選擇壓力容器的材料是保證壓力容器安全性的關鍵，同時在進行材料的選擇時，還需要考慮到材料的成本。在進行壓力容器材料選擇時，需要考慮到壓力容器的應用場景，以及壓力容器的種類，合理的進行材料的選擇，需要準備多套的材料方案，通過實驗論證的方式，來確定最終的材料。一般可以選用多層包扎式氨合成塔作為壓力容器的主要材料，氨合成塔的材料性能比較優(yōu)異，同時成本相對低廉，是一種理想的壓力容器材料。在利用氨合成塔作為壓力容器材料時，底部三通需要進行高溫加工，其余結構的材料可在200℃左右進行加工，可以有效的降低加工的難度。

3. 科學應用熱處理工藝

在實際開展化工壓力容器設計時，熱處理工藝也是一項需要著重考慮的因素。針對熱處理工藝設計應用，除了要對容器自身實施熱處理去除殘余應力外，還需對壓力容器一些重要的焊接接頭，同樣需要實施熱處理。在這一過程中，應嚴格控制熱處理溫度，避免材料受高溫影響變性。與此同時，針對不同材料，還應注重體現熱處理的差異性與針對性，以免由于熱處理不當，對整個壓力容器性能造成不利影響。此外，針對化工壓力容器焊接后熱處理設計，在焊接處，有可能出現殘余應力，不利于整體壓力容器的安全，因此還應合理選擇壓力容器材料，并立足每個加工環(huán)節(jié)，加強熱處理工藝控制，有效避免化工壓力容器變形，更好地保證其使用安全性。

結束語：

綜上所述，化工壓力容器設計是一項較為系統復雜的過程，在具體設計實踐方面，通常會受到很多不安全因素的影響?；诖?，需要提高對這些因素的重視，并對其進行深人分析，在此基礎上，采取一些針對性應對策略，從根本上保證化工壓力容器設計的安全性。

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