關于壓力容器設計的分析

1、<p>　　關于壓力容器設計的分析</p><p>　　摘要：本文闡述了壓力容器的特點，介紹了壓力容器的設計要求，分析了壓力容器設計的常見問題，提出了相應的對策。 </p><p>　　關鍵詞：壓力容器；設計；分析 </p><p>　　中圖分類號：TU984 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　壓力容器的設計是一項復

2、雜且系統(tǒng)的工作，影響因素也相對較多，從而很容易在設計過程中發(fā)生一些問題，為了確保壓力容器的質量，設計人員應認真分析導致這些問題發(fā)生的原因，并采取相應的對策加以解決。只有確保壓力容器的設計質量，才能真正制造出質量合格的優(yōu)良設備。 </p><p>　　1 壓力容器的特點 </p><p>　　所謂的壓力容器具體是指盛裝液體或氣體并能承載一定壓力的密閉設備，較為常見的壓力容器有反映容器、貯運容

3、器、分離容器等等。無論何種類型的壓力容器基本都具有以下特點：其一，產(chǎn)品設計專業(yè)性加強。壓力容器的設計與一般機械類產(chǎn)品的設計有所不同，設計人員在應用各種軟件進行產(chǎn)品設計時，既要求其熟練掌握計算機技術，還要具備化工設備的相關知識，這樣設計出來的產(chǎn)品才更符合使用要求；其二，制造工藝多樣性。由于壓力容器的適用范圍較廣，在很多行業(yè)中均有所應用，如制藥、飲食、化工、冶煉、石油等等，這就造成了壓力容器品種繁多的現(xiàn)象，即便在相同類型的產(chǎn)品中，有時也會因

4、特殊原因或客戶需求導致產(chǎn)品上存在一定差異，而產(chǎn)品結構的不同，引起制造工藝的多樣性；其三，產(chǎn)品綜合性較強。壓力容器產(chǎn)品在設計制造過程中，需要涉及機械加工技術、冶金技術、無損檢測技術、安全防護技術、防腐蝕技術等等，是一種涉及諸多學科的產(chǎn)品，這就導致了產(chǎn)品在設計制造過程中必須由多方協(xié)作來共同完成，以確保產(chǎn)品質量。 </p><p>　　2 壓力容器的設計要求 </p><p>　　就石油化工企業(yè)

5、而言，由于其生產(chǎn)過程較為復雜，如果任何一臺設備發(fā)生故障，都會在一定程度上影響產(chǎn)品質量，嚴重時則會造成停產(chǎn)。壓力容器作為石油化工企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中較為重要的設備之一，它的設計應滿足以下幾方面的要求：其一，應確保能夠完成工藝生產(chǎn)。用于石油、化工產(chǎn)品生產(chǎn)中的壓力容易應具備承擔整個生產(chǎn)工藝過程中所需的溫度、壓力和結構；其二，應具備較高的運行安全性和可靠性。在化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，其使用的主要原料通常具有較強的毒性和腐蝕性，并且極易引起火災事故，嚴重

6、時甚至會發(fā)生爆炸。而壓力容器在運行時，容器內(nèi)部常會儲存一定的能量，一旦容器本身遭到破壞，這部分能量將會在極短的瞬間釋放出來，它的摧毀力相當之大。此外，化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程講求的是連續(xù)性，如果壓力容器出現(xiàn)故障時，很有可能危及到其它裝置的安全，從而引起連鎖性破壞。因此，這就要求在設計壓力容器時，不但要保證容器內(nèi)部各個承壓部件都具備較高的穩(wěn)定性、剛度和強度，同時還應滿足在不同工況下的均能安全可靠運行；其三；預定的使用壽命。腐蝕是導致壓力容器使用

7、壽命縮短的最主要因素之一，尤其是用于石油化工生產(chǎn)中的壓力容器更易受到原料的腐蝕，一旦容器遭受腐蝕后，內(nèi)壁則</p><p>　　3 壓力容器設計的常見問題及解決對策 </p><p>　　3.1 壓力容器的造價問題 </p><p>　　在壓力容器的設計過程中，成本造價一直以來都是困擾設計者的主要問題之一，影響壓力容器成本造價的主要因素是結構尺寸和材料。由于有些行業(yè)

8、對容器的使用要求較高，如果選擇價格較低的材料雖然可以降低成本，但卻有可能無法滿足客戶的使用需求，這就給容器設計帶來了很大難度。筆者認為解決這一問題可采取以下對策：其一，在滿足壓力容器使用的前提下，若選擇不同的殼體尺寸，能夠獲得不同的設備質量，在不同的殼體尺寸選取一個最佳的組合，可以使容器質量達到最小，這樣便可以降低成本造價；其二，當壓力容器的設計溫度低于-20℃時，且處于低溫低壓力工況的條件下，則無需按照低溫壓力容器的規(guī)定進行設計，這樣

9、就可以不必選擇價格較高的低溫用鋼，設備造價自然會有所降低。 </p><p>　　3.2 法蘭設計問題 </p><p>　　在壓力容器中，法蘭是比較重要的組成部分，對于壓力容器法蘭的標準也有著詳細的規(guī)定。但在實際設計中，時常會遇到這樣的問題，即設備壓力和直徑超出法蘭的范圍標準，這時就需要重新設計法蘭的結構尺寸，并計算其應滿足的強度要求，也就是我們通常所說的非標準法蘭的設計。此時問題就出現(xiàn)

10、了，通過軟件計算后，雖然法蘭的強度滿足了設計要求，但在實際生產(chǎn)制造過程中及安裝時，卻發(fā)現(xiàn)法蘭不合理，有的甚至無法滿足正常使用要求。針對這一問題可采取以下對策加以解決：其一，應根據(jù)國家相關標準的規(guī)定進行非標準法蘭尺寸的設計，在實際設計中，應確保扳手具備足夠的操作空間；其二，由于高壓力容器的螺栓一般比普通壓力容器的螺栓要大很多，當其直徑大于64mm時，應按照HG/T21573-95中的相關標準確定液壓拉伸器的空間，以此來確保螺栓能夠上緊；其

11、三，設計時應充分考慮腐蝕裕量的計算；其四，因碳鋼及合金鋼等構件的許用應力較同種材料的板材低，所以設計時法蘭小端的厚度應比連接位置的封頭及筒體板材厚2-3mm。 </p><p>　　3.3 壓力容器設計中的腐蝕問題 </p><p>　　在壓力容器的設計過程中，腐蝕是一個較為復雜的問題，大多數(shù)壓力容器的損壞都是由于介質腐蝕造成的，所以容器的防腐蝕措施已經(jīng)成為其設計過程中，必須重視的問題。然

12、而，有些設計者為了降低容器的制造成本，選擇一些防腐蝕性能較差的材料進行設計，這就造成容器本身的防腐蝕性能較差，運行一段時間后，有些設備則在介質的腐蝕下出現(xiàn)問題，影響設備的正常使用。解決這一問題可采取以下對策：其一，在設計時應充分了解設備在生產(chǎn)操作方面的技術要求以及工藝條件，并以此為依據(jù)進行容器防腐蝕設計；其二，應避免采用容易引起應力腐蝕、電偶腐蝕、沖刷腐蝕等腐蝕破壞的結構；其三，設計時應盡量避免出現(xiàn)死角，以此來防止沉淀腐蝕的情況發(fā)生；其

13、四，在容器底部位置應進行殘留液體排除設計，防止液體殘留造成容器腐蝕。 </p><p><b>　　4 結束語 </b></p><p>　　近年來，隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高，推動了石油化工企業(yè)的發(fā)展，壓力容器作為石化企業(yè)生產(chǎn)過程中重要的設備之一，其也得到了越來越多的應用。由于石化企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)具有一定的特殊性，使得其對壓力容器質量的要求相對較高，而壓力容器設計是確保

14、設備質量中的關鍵環(huán)節(jié)之一，一旦設計出現(xiàn)問題勢必會影響設備質量，從而為設備運行埋下安全隱患。拒不完全統(tǒng)計，我國每年因壓力容器質量不過關引起的生產(chǎn)事故，在整個生產(chǎn)事故中占有相當高的比例。因此，為了確保壓力容器的質量，必須重視壓力容器的設計過程。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 嵇訓達.空分設備壓力容器設計中的幾個問題探討[A

15、].2009年大型空分設備技術交流會論文集[C].2009，（6）. </p><p>　　[2] 賈瑞只.秦志勇.淺談壓力容器設計及容易忽視的問題[J].科技風.2010，（14）. </p><p>　　[3] 申長吉.壓力容器設計過程中常見的問題分析[J].自動化應用.2011，（6）. </p><p>　　[4] 尹玲.壓力容器設計應考慮的腐蝕問題[A].