化工壓力容器設(shè)計(jì)及不安全因素分析

張軍南

湖北特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院黃石分院 湖北黃石 435000

壓力容器是應(yīng)用較為廣泛的特種設(shè)備之一，主要在石油、化工以及醫(yī)藥行業(yè)比較常見(jiàn)，且該設(shè)備的管理設(shè)計(jì)與容器的應(yīng)用效率息息相關(guān)，對(duì)此需要根據(jù)實(shí)際情況提升不同產(chǎn)品的運(yùn)行質(zhì)量，完善壓力容器的構(gòu)造，減少安全事故的發(fā)生，解決該類(lèi)容器的性能問(wèn)題，提高壓力容器設(shè)計(jì)的合理性[1]。

1 壓力容器設(shè)計(jì)使用過(guò)程中存在的不安全因素

1.1 在制造過(guò)程中壓力容器就會(huì)出現(xiàn)變形

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，在制造過(guò)程中，壓力容器需要的工藝較為復(fù)雜，往往涉及多個(gè)制造環(huán)節(jié)，在制造過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)對(duì)壓力容器的質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，正是基于此，如果壓力容器在制造過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤，就會(huì)對(duì)壓力容器的質(zhì)量產(chǎn)生極大的負(fù)面影響，導(dǎo)致其出現(xiàn)變形，特別是在焊接過(guò)程中，壓力容器容易出現(xiàn)變形等多種問(wèn)題，這種變形往往通過(guò)肉眼難以發(fā)現(xiàn)，但是，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)帶來(lái)一系列的潛在危險(xiǎn)，因此，在壓力容器的焊接過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)特別注意焊接細(xì)節(jié)，防止其出現(xiàn)泄漏破裂，對(duì)壓力容器的安全性能產(chǎn)生負(fù)面影響[2]。

1.2 沒(méi)有很好的選擇壓力容器材料

一些產(chǎn)品的性能不好，有一種原因就是這個(gè)產(chǎn)品所選擇的材料也是不好的，所以材料不同，最后得到的產(chǎn)品也是不同的。如果制造壓力容器的原材料質(zhì)量不好，那么，對(duì)于壓力容器的使用性能就會(huì)有一定的影響，在壓力容器設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要重視材料的選擇，在選擇原材料的時(shí)候，也要進(jìn)行不斷的變化，一定要重視這些因素，出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候及時(shí)地改正，如果選擇不好壓力容器的材料，那么，就會(huì)造成容器比較容易產(chǎn)生一些問(wèn)題，產(chǎn)生一些不好的后果。

1.3 壓力容器設(shè)計(jì)不符標(biāo)準(zhǔn)

在壓力容器設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)工作者并沒(méi)有遵循壓力容器設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的規(guī)章制度，并且設(shè)計(jì)人員對(duì)壓力容器的設(shè)計(jì)缺少了解，難以熟悉壓力容器本身的安裝、維護(hù)、操作以及質(zhì)量管控等[3]。另外，設(shè)計(jì)人員自身的業(yè)務(wù)水平過(guò)低，也會(huì)直接影響整個(gè)壓力容器的最終質(zhì)量，對(duì)此，需要對(duì)該情況進(jìn)行自主整治，減少或消除壓力容器設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合規(guī)導(dǎo)致的其他不良現(xiàn)象。

2 設(shè)計(jì)中提升安全的相關(guān)措施

2.1 解決熱處理問(wèn)題

目前，熱處理技術(shù)的加熱方法有很多，目前常見(jiàn)的主要以液體或者氣體燃料作為熱源，主要通過(guò)相應(yīng)的介質(zhì)，將構(gòu)建壓力容器的金屬材料或者是復(fù)合以及電熱等直接的加熱方法，還有就是采用液態(tài)鹽或者金屬以及浮材料進(jìn)行加熱和冷卻的過(guò)程，通過(guò)這些過(guò)程的處理，從而讓運(yùn)動(dòng)粒子進(jìn)行間接的加熱，具體的加熱方法和壓力容器的材料關(guān)系材料的纖維組織以及材料的化學(xué)成分發(fā)生變化，從而達(dá)到改變金屬或者是復(fù)合材料的性能。在這個(gè)壓力容器設(shè)計(jì)過(guò)程是比較復(fù)雜的，熱處理技術(shù)是眾多設(shè)計(jì)技術(shù)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，其目的就是改善壓力容器設(shè)計(jì)中的熱處理問(wèn)題。現(xiàn)在有一些壓力容器的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中使用一些可以降低成本的材料，這種設(shè)計(jì)忽略了熱處理問(wèn)題，雖然也是符合設(shè)計(jì)要求的，但是，卻達(dá)不到很好的效果，如果不經(jīng)過(guò)熱處理，就會(huì)發(fā)生一些內(nèi)部脆裂的現(xiàn)象，大大降低了壓力容器的使用效率，壓力容器也不能進(jìn)行安全生產(chǎn)，只有經(jīng)過(guò)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[4]。

2.2 材料的選擇

在影響壓力容器的安全中，材料對(duì)其有著重要的影響，通過(guò)合理選擇材料能夠有效保證壓力容器的安全，與此同時(shí)，在材料選擇過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮材料中的相關(guān)成本，在對(duì)材料進(jìn)行選擇過(guò)程中，必須考慮壓力容器使用的場(chǎng)所，在市場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上制定多套應(yīng)用方案，最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)選擇材料方案，在壓力容器的加工過(guò)程中，除三通在高溫環(huán)境中進(jìn)行加工外，其他相關(guān)材料在200℃的環(huán)境中進(jìn)行加工就可，通過(guò)應(yīng)用上述加工方式，能夠有效降低加工難度。

2.3 保證壓力容器的使用期限

在壓力容器的設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)壓力容器進(jìn)行維護(hù)。設(shè)計(jì)人員需要綜合考慮工作環(huán)境的實(shí)際情況對(duì)壓力容器的零配件進(jìn)行加固，選用高質(zhì)量的材料提升壓力容器的可靠性。其次，在對(duì)材料進(jìn)行全面檢查的條件下，測(cè)量壓力容器內(nèi)外部的壓降以及耐腐蝕性，計(jì)算整個(gè)壓力容器設(shè)備的使用期限。為了提升測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性，設(shè)計(jì)時(shí)，需要以最不利環(huán)境參數(shù)進(jìn)行建模，從而對(duì)整體環(huán)境參數(shù)進(jìn)行逐一調(diào)整。除此之外，設(shè)計(jì)人員還需要考慮用戶(hù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)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(shù)計(jì)算，并制定壓力容器應(yīng)用使用政策[5]。

2.4 壓力容器的設(shè)計(jì)要具抗腐蝕性

不同的材質(zhì)溫度會(huì)有不同的抗腐蝕效果，在設(shè)計(jì)壓力容器的時(shí)候，一定要重視抗腐蝕性的設(shè)計(jì)，不同的材料在不同環(huán)境不同狀態(tài)下都要進(jìn)行研究，然后，找到比較適合的材料進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，石化行業(yè)屬于高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)，壓力容器作為行業(yè)中關(guān)鍵的設(shè)備，其科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，能保障設(shè)備持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而帶來(lái)預(yù)期的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效果。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需對(duì)其予以高度重視，要結(jié)合每項(xiàng)設(shè)備具體應(yīng)用環(huán)境和工藝條件，選擇合理的設(shè)計(jì)技術(shù)方法。本文就設(shè)計(jì)壓力容器過(guò)程中的若干技術(shù)問(wèn)題及其相關(guān)技術(shù)展開(kāi)分析，期望可以給相關(guān)設(shè)計(jì)人員提供參考。