化工壓力容器設計中的選材和補強分析

劉慧

摘 要：調查發現，化工壓力容器的設計單位與廠家對壓力容器生產標準要求的理解不一致，導致壓力容器在試運行中出現了很多問題。為了保證化學壓力容器的正常使用，必須采取有效措施提高化學壓力容器的綜合性能，這就要求合理選擇材料，科學發展加固設計。本研究主要分析了化工壓力容器選型和加固設計中存在的問題。

關鍵詞：化工壓力容器;選材;補強設計

一、壓力容器設計中選材的重要性

壓力容器的設計，除了考慮載荷、時間和環境條件外，更重要的是結構和材料的選擇。材料選擇是壓力容器設計的關鍵。材料的性能將決定整個設備和整個安裝的安全性。它是優秀工程設計的關鍵。近年來，新聞中頻頻出現化工事故，其中很多是由設計材料引起的。這不僅給與設計師相關的人員和公司帶來了嚴重的損失，也給整個化工行業帶來了發展。估計影響。因此，壓力容器的設計人員責任重大，不僅要了解各種材料的性能，還要熟悉影響材料的一些重要因素，如設備的使用時間、使用環境以及制造商的一些重要工藝流程等。與上下游各專業人員密切溝通，確保在安全期內設計的設備最大限度的合理化。大部分的材料選擇在當前階段的項目依賴于經驗，但在這個日益多元化的時代，客戶所需的設備功能越來越復雜，這不僅帶來了更多的困難的選擇材料，整體設計也增加了更多的成本。此外，在實踐中，設計師選擇的材料并不為業主所知或易于購買。在很多情況下，當所有的設計圖紙都已完成，但最后不得不重新設計時，也會影響到整個設計過程。的進步。壓力容器從設計、選材到制造、檢測都是必不可少的。

二、壓力容器設計中選材原則

（一）熟悉項目統一規定

接到設計任務后，不要急于設計。理解整個項目的統一規則是關鍵。業主往往對設備的材料有統一的要求，包括設備在特殊工藝條件下的工作特性。2016年，作者參加了硫設備的設計也有類似的問題，因為缺乏溝通與總經理下游設計，導致設計師完成所有設備的設計之后，發現有差異的統一規定的材料。盡管設計者的材料也符合設計任務，最后，因為他們不滿足統一規定的要求，他們需要重新選擇材料和計算，設計圖紙，這不僅浪費人力和物力，而且造成的各種損失，并為后者創造了某種關系合作的影響。

（二）扎實基本知識

有句話說得很好。在一家小型設計公司工作三年，在一家大型設計院工作還不到半年。除了反思環境對設計師的影響外，更重要的是對大型設計院的設計師進行基礎設計方面的培訓。車站的高度很遠，設計也一樣。實踐是真實的，設計是真實的，知識是豐富的，設計材料的問題自然不是問題。雖然在標準中對材料的性能做了詳細的描述，但是設計者仍然犯了很多簡單的錯誤。

三、化工壓力容器設計中補強要點

（一）壓力容器補強設計計算方法

1、 等面積補強法

等面積法是目前應用最廣泛、應用最廣泛的計算方法。認為套管、噴嘴和焊縫應有效地覆蓋套管上開孔所削弱的承載面積。除了要對超過橫截面積的軸承壓力進行補償外。這種通過開口中心截面投影面積來測量鋼筋的方法沒有考慮開口處應力集中和開口系數的影響。因此，當開孔直徑與套管直徑之比較小時，采用等面積加固方法。它可靠、簡單，被設計人員廣泛使用。

2、壓力面積補強法

當開孔直徑超過等面積加固方法的適用范圍時，孔周圍會產生較大的彎曲應力，尤其是薄壁容器。壓力區域法是根據套管的受壓面積、套管的承載壓力面積、連接管和有效補強范圍內的補強材料的壓力負荷來確定的。有效加固范圍為孔邊高應力范圍，即考慮套管端部均勻分布時套管局部周向薄膜應力的衰減范圍。該方法適用于細胞開放率為0.8。目前，GB150-2011《壓力容器》未采用壓力面積法作為開孔加固設計的依據。HG/T20582-2011《鋼鐵化工容器強度計算》規范中采用壓力面積法作為大開口鋼筋的計算方法，但該行業標準目前處于“無監督”狀態。當鋼筋計算超出等面積法計算范圍時，應采用應力分析方法。

3、彈塑性失效補強法

該方法從穩定應力分類的概念，并使用金屬的延性和變形硬化特性限制峰值應力的2次材料的屈服極限，所以沒有大面積塑性流動的邊緣開口，開口。薄膜的不連續應力和初始應力均小于允許應力的3倍，可以計算出所需的殼體和接頭厚度。要使用這種方法，必須選擇整體加強元件，并充分焊接通過套管。相關結構尺寸必須嚴格按照JB4732-1995《鋼壓力容器-分析設計標準》執行。

（二）補強設計技術

在化工壓力容器的設計中，采用厚壁接頭、整體鍛件和加強環技術。經過大量的實踐，厚壁節點加固技術具有最大的優點，整體結構相對簡單，焊縫較少，可取得較好的效果。確保焊接質量，達到預期的加固效果;整體鍛造加固技術是指化工壓力容器設計，加強結構的有效集成，收購和套管，和所有零部件鍛件的徹底轉變，同時使用相應的焊接工藝，化工壓力容器和外殼的關節連接到對方。整體鍛造強化技術可以有效地降低應力集中。加固后，材料的抗疲勞性能得到提高。從目前化學壓力容器的設計過程來看，整體鍛壓加固技術的缺點也很明顯，成本高，使用頻率相對較小。如果對化學壓力容器的加固設計要求較高，則采用該方法;強化技術，化工壓力容器設計壓力和設計溫度不高，它將被應用到這個技術，在無限板開設小洞，焊縫強板材料，提高金屬強度小洞的邊緣，想提高開放此方法可用于孔的影響。

（三）開孔補強設計

在設計壓力容器的補強結構時，需要特別注意局部補強結構的設計，即強環搭接焊接補強、整體鍛造補強和后壁連接結構補強。其中，后壁節點加固技術具有保證焊接質量、結構簡單、焊縫較少等優點，加固效果得到了保證。整體鍛造強化技術，即對接，加強結構和外殼的一部分處理使它一個完整的鍛造，然后聯合殼需要通過焊接連接，該方法可以減少應力集中，所以材料可能有更高的抗疲勞強度經過強化。

此外，在工作溫度較低的低壓容器中，常采用補強環補強技術，其工作原理是在無限平板上開小孔。將加強板材料焊接到焊接壁上，可提高開口邊緣金屬的強度。通過開孔去除的金屬的質量與可補充的金屬量直接相關。因此，為了使小直徑開孔法更加有效，應考慮加強環補強技術。然而，在環網加固技術中仍存在一些問題。例如，加強環與外殼相互分離，難以成為一個整體。同時，加固工作完成后，疲勞抗力降低。

在進行補強設計時，有必要對補強環進行設計。一般來說，設計人員需要按照加強環的標準要求進行設計工作。具體涉及以下三種情況：一是加強環的厚度不超過套管的厚度;其次，加強環與套管厚度一致。最終加強環的厚度超過殼體的厚度。第二種設計方法有很大的優勢，因為這種設計方法不僅可以更全面的應用材料和材料，而且會大大減少材料的浪費。

總之，改革開放以來，中國的石油化工行業發展得很好。企業在提高經濟效益的同時，也開始注重科技創新。化工壓力容器的質量和性能及其性能將在一定程度上影響化工行業。工業生產安全穩定。合理選用材料，科學地對化工壓力容器進行加固設計，從而全面提高容器質量，提高生產效率，為容器的設計和應用奠定技術基礎。

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