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，化工行業得到穩定發展。在化工生產過程中，壓力容器發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揮有著極大的影響?；诖?，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的持續健康發展。

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安全問題，但是在實際的生產中很多化工企業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，化工企業不重視壓力容器的使用壽命以及維護保養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節省資金，但是卻給化工企業的長遠發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。總而言之，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，加大監督力度，強化焊接技術的規范性應用，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，并立足每個加工環節，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。基于此，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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