化工壓力容器設計及不安全因素分析

劉偉 高建

（東營金茂鋁業高科技有限公司，山東 東營 257000）

引言

壓力容器是應用較為廣泛的特種設備之一，主要在石油、化工以及醫藥行業比較常見，且該設備的管理設計與容器的應用效率息息相關，對此需要根據實際情況提升不同產品的運行質量，完善壓力容器的構造，減少安全事故的發生，解決該類容器的性能問題，提高壓力容器設計的合理性。

一、壓力容器的概念以及重要性

壓力容器是可以承受一定的壓力的，可以用來裝氣體或者是液體的一種設備，他承受壓力的等級也是不同的，而里面裝的一些介質，有的是含有劇毒的，也有無毒的，壓力容器的類型也是不同的，有非常多的種類。從現在的實際情況看來，壓力容器的應用是十分廣泛的，在一些領域中也有十分重要的作用，它有非常特殊的功能性，使用壓力容器一定要非常的謹慎認真，如果稍微出現一點失誤，就可能造成工作人員身體很大的損害，或者是出現一些財產的損失，這種破壞性是比較強的。所以在設計壓力容器的時候，一定要從多方面考慮，要考慮到安全性和可靠性，這樣才能夠有效地保證生命的安全和財產安全。在進行設計壓力容器的時候，要有專業的人員，因為涉及壓力容器需要很強的專業性，工作人員要有比較強的專業知識能力和綜合素養，不管是在選擇材料方面，還是在結構方面，都要進行綜合考慮。在安裝壓力容器的時候，操作人員一定要按照國家的標準進行規范的安裝與操作，因為壓力容器對于整個操作過程來說都是非常重要的，在設計過程中一定要進行充分的考慮，要提前做好設計方案，進行壓力容器設計的時候，才能較好地減少安全隱患，提高壓力容器的安全性。

二、壓力容器設計使用過程中存在的不安全因素

（一）使用壽命過長

隨著壓力容器的使用時間的不斷延長，其性能會出現一定程度的衰減，相關材料的質量也會出現下降。在生產過程中，壓力容器的使用壽命過長，會導致其出現一系列的安全問題。相關專家學者研究表明，大量的化工企業對壓力容器使用壽命都不夠重視。在生產過程中，存在著大量的超壽命運行的壓力容器。一部分壓力容器的相關部件老化極為嚴重，其在生產過程中存在著大量的安全隱患?；谏鲜鲈颍麄€設計工作中要提高整個設備的使用壽命，保障壓力容器的安全性。

（二）材料選擇不合理

材料選擇直接對壓力容器的安全以及相關性能產生影響，因此，壓力容器的材料選擇是極為重要的。在選擇過程中，化工壓力容器設計及不安全因素分析需要對多方面因素進行考慮，特別是壓力容器的類型以及使用場景。首先，要保證壓力容器的相關指標能夠滿足企業生產的需要，其次，設計工作人員要不斷優化完善設計方案，降低生產過程中的資源消耗。最后，相關設計必須符合行業內的參數標準，減少使用過程中的質量問題。

（三）對壓力容器中熱處理工藝的忽略

在整個壓力容器的設計制造過程中，要對相關零件的熱處理進行重點研究。通過進行熱處理，能夠有效改善相關材料的性能。據筆者研究發現，目前，在壓力容器的熱處理過程中，對接頭以及殼體的熱處理都較為重視，但是，針對壓力容器彎頭的熱處理并不多見，上述舉措能夠大幅度降低熱處理成本，但是，對壓力容器的安全產生嚴重的負面影響。熱處理工藝在制造過程中要求較為嚴格。只有在標準要求下才能保證效果，在熱處理過程中，也要按照相關技術標準進行，減少或者消除材料性能變化產生的應力，這些材料經過預熱和后處理焊接。

（四）在制造過程中壓力容器就會出現變形

隨著技術的不斷發展，在制造過程中，壓力容器需要的工藝較為復雜，往往涉及多個制造環節，在制造過程中的每個環節都會對壓力容器的質量產生重要影響，正是基于此，如果壓力容器在制造過程中發生錯誤，就會對壓力容器的質量產生極大的負面影響，導致其出現變形，特別是在焊接過程中，壓力容器容易出現變形等多種問題，這種變形往往通過肉眼難以發現，但是，隨著使用時間的延長，會帶來一系列的潛在危險，因此，在壓力容器的焊接過程中，應當特別注意焊接細節，防止其出現泄漏破裂，對壓力容器的安全性能產生負面影響。

三、化工壓力容器安全設計要點分析

（一）合理科學的選擇材料

在壓力容器的設計中，如果材料選擇的過程中選擇不正確，就會形成一些安全隱患，所以在設計過程中，一定要合理科學地選擇材料，并且優化材料，盡可能地發揮材料的最大應用價值。在使用之前，要對不同的材料進行分析，要了解他們的特點，材料的耐受力強度以及耐腐蝕性都要進行全面的了解與分析，從而選出比較優質的材料，根據壓力容器具體的需要來選擇材料的厚度，這樣可以提高壓力容器的應用效率。

（二）解決熱處理問題

要關注加熱技術，也就是所謂的加熱方法，因為壓力容器的特點，所以熱處理在設計中得到了廣泛的應用。目前，熱處理技術的加熱方法有很多，目前常見的主要以液體或者氣體燃料作為熱源，主要通過相應的介質，將構建壓力容器的金屬材料或者是復合以及電熱等直接的加熱方法，還有就是采用液態鹽或者金屬以及浮材料進行加熱和冷卻的過程，通過這些過程的處理，從而讓運動粒子進行間接的加熱，具體的加熱方法和壓力容器的材料關系材料的纖維組織以及材料的化學成分發生變化，從而達到改變金屬或者是復合材料的性能。在這個壓力容器設計過程是比較復雜的，熱處理技術是眾多設計技術中的一個環節，其目的就是改善壓力容器設計中的熱處理問題?，F在有一些壓力容器的設計，在設計過程中使用一些可以降低成本的材料，這種設計忽略了熱處理問題，雖然也是符合設計要求的，但是，卻達不到很好的效果，如果不經過熱處理，就會發生一些內部脆裂的現象，大大降低了壓力容器的使用效率，壓力容器也不能進行安全生產，只有經過了熱處理工藝后，鋼板才能更加有可塑性，才能夠保證壓力容器的安全性。

（三）結構的優化

經過長時間的發展，對壓力容器的設計目前已經基本完善，但是，在實際應用中仍存在著一定的問題，不利于能耗的降低或者安全性的提高，因此，需要對出現的問題進行解決。在對壓力容器進行設計的時候，要注意對應力的分配，盡量對應力進行綜合分配，減少出現應力不均勻的情況，若出現相應的情況，會難以尋找最大應力點，導致對所使用的材料承受能力的估計難以進行，還會浪費更多的材料，另外，還會對壓力容器的整體結構出產生一定的影響，不僅安全性能會受到影響，還會導致制造成本的增加。所以，要在適當的前提下對壓力容器的內部設計進行優化，對其應力情況進行分析，將其合理控制在所使用材料的范圍內，合理地使用相應的材料提高經濟效益，并且達到節能降耗的目標。

（四）保證壓力容器的使用期限

在壓力容器的設計過程中，首先，需要根據實際情況對壓力容器進行維護。設計人員需要綜合考慮工作環境的實際情況對壓力容器的零配件進行加固，選用高質量的材料提升壓力容器的可靠性。其次，在對材料進行全面檢查的條件下，測量壓力容器內外部的壓降以及耐腐蝕性，計算整個壓力容器設備的使用期限。為了提升測量結果的精準性，設計時，需要以最不利環境參數進行建模，從而對整體環境參數進行逐一調整。除此之外，設計人員還需要考慮用戶在實際應用過程中的人為操作失誤，改善壓力容器的使用條件，做好承重組件以及壁厚參數計算，并制定壓力容器應用使用政策。

結束語

在化工企業的生產過程中，壓力容器發揮著重要的作用，在當前對其安全運行產生影響的因素有許多。因此，在設計壓力容器時，應考慮壓力容器的安全性能。通過設計方案的優化，可以提高壓力容器的安全性，促進化工企業的發展。