關(guān)于壓力容器設(shè)計(jì)的分析

1、<p>　　關(guān)于壓力容器設(shè)計(jì)的分析</p><p>　　摘要：本文闡述了壓力容器的特點(diǎn)，介紹了壓力容器的設(shè)計(jì)要求，分析了壓力容器設(shè)計(jì)的常見問題，提出了相應(yīng)的對(duì)策。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：壓力容器；設(shè)計(jì)；分析 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　壓力容器的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)

2、雜且系統(tǒng)的工作，影響因素也相對(duì)較多，從而很容易在設(shè)計(jì)過程中發(fā)生一些問題，為了確保壓力容器的質(zhì)量，設(shè)計(jì)人員應(yīng)認(rèn)真分析導(dǎo)致這些問題發(fā)生的原因，并采取相應(yīng)的對(duì)策加以解決。只有確保壓力容器的設(shè)計(jì)質(zhì)量，才能真正制造出質(zhì)量合格的優(yōu)良設(shè)備。 </p><p>　　1 壓力容器的特點(diǎn) </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(shè)備，較為常見的壓力容器有反映容器、貯運(yùn)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(diǎn)：其一，產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)性加強(qiáng)。壓力容器的設(shè)計(jì)與一般機(jī)械類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)有所不同，設(shè)計(jì)人員在應(yīng)用各種軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，既要求其熟練掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)，還要具備化工設(shè)備的相關(guān)知識(shí)，這樣設(shè)計(jì)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(yīng)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(shí)也會(huì)因

4、特殊原因或客戶需求導(dǎo)致產(chǎn)品上存在一定差異，而產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不同，引起制造工藝的多樣性；其三，產(chǎn)品綜合性較強(qiáng)。壓力容器產(chǎn)品在設(shè)計(jì)制造過程中，需要涉及機(jī)械加工技術(shù)、冶金技術(shù)、無損檢測(cè)技術(shù)、安全防護(hù)技術(shù)、防腐蝕技術(shù)等等，是一種涉及諸多學(xué)科的產(chǎn)品，這就導(dǎo)致了產(chǎn)品在設(shè)計(jì)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(zhì)量。 </p><p>　　2 壓力容器的設(shè)計(jì)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(fù)雜，如果任何一臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障，都會(huì)在一定程度上影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)則會(huì)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(shè)備之一，它的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下幾方面的要求：其一，應(yīng)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(yīng)具備承擔(dān)整個(gè)生產(chǎn)工藝過程中所需的溫度、壓力和結(jié)構(gòu)；其二，應(yīng)具備較高的運(yùn)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(qiáng)的毒性和腐蝕性，并且極易引起火災(zāi)事故，嚴(yán)重

6、時(shí)甚至?xí)l(fā)生爆炸。而壓力容器在運(yùn)行時(shí)，容器內(nèi)部常會(huì)儲(chǔ)存一定的能量，一旦容器本身遭到破壞，這部分能量將會(huì)在極短的瞬間釋放出來，它的摧毀力相當(dāng)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(shí)，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(shè)計(jì)壓力容器時(shí)，不但要保證容器內(nèi)部各個(gè)承壓部件都具備較高的穩(wěn)定性、剛度和強(qiáng)度，同時(shí)還應(yīng)滿足在不同工況下的均能安全可靠運(yùn)行；其三；預(yù)定的使用壽命。腐蝕是導(dǎo)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(shè)計(jì)的常見問題及解決對(duì)策 </p><p>　　3.1 壓力容器的造價(jià)問題 </p><p>　　在壓力容器的設(shè)計(jì)過程中，成本造價(jià)一直以來都是困擾設(shè)計(jì)者的主要問題之一，影響壓力容器成本造價(jià)的主要因素是結(jié)構(gòu)尺寸和材料。由于有些行業(yè)

8、對(duì)容器的使用要求較高，如果選擇價(jià)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(shè)計(jì)帶來了很大難度。筆者認(rèn)為解決這一問題可采取以下對(duì)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(shè)備質(zhì)量，在不同的殼體尺寸選取一個(gè)最佳的組合，可以使容器質(zhì)量達(dá)到最小，這樣便可以降低成本造價(jià)；其二，當(dāng)壓力容器的設(shè)計(jì)溫度低于-20℃時(shí)，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(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣

9、就可以不必選擇價(jià)格較高的低溫用鋼，設(shè)備造價(jià)自然會(huì)有所降低。 </p><p>　　3.2 法蘭設(shè)計(jì)問題 </p><p>　　在壓力容器中，法蘭是比較重要的組成部分，對(duì)于壓力容器法蘭的標(biāo)準(zhǔn)也有著詳細(xì)的規(guī)定。但在實(shí)際設(shè)計(jì)中，時(shí)常會(huì)遇到這樣的問題，即設(shè)備壓力和直徑超出法蘭的范圍標(biāo)準(zhǔn)，這時(shí)就需要重新設(shè)計(jì)法蘭的結(jié)構(gòu)尺寸，并計(jì)算其應(yīng)滿足的強(qiáng)度要求，也就是我們通常所說的非標(biāo)準(zhǔn)法蘭的設(shè)計(jì)。此時(shí)問題就出現(xiàn)

10、了，通過軟件計(jì)算后，雖然法蘭的強(qiáng)度滿足了設(shè)計(jì)要求，但在實(shí)際生產(chǎn)制造過程中及安裝時(shí)，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(duì)這一問題可采取以下對(duì)策加以解決：其一，應(yīng)根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行非標(biāo)準(zhǔn)法蘭尺寸的設(shè)計(jì)，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)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(dāng)其直徑大于64mm時(shí)，應(yīng)按照HG/T21573-95中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮腐蝕裕量的計(jì)算；其四，因碳鋼及合金鋼等構(gòu)件的許用應(yīng)力較同種材料的板材低，所以設(shè)計(jì)時(shí)法蘭小端的厚度應(yīng)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(shè)計(jì)中的腐蝕問題 </p><p>　　在壓力容器的設(shè)計(jì)過程中，腐蝕是一個(gè)較為復(fù)雜的問題，大多數(shù)壓力容器的損壞都是由于介質(zhì)腐蝕造成的，所以容器的防腐蝕措施已經(jīng)成為其設(shè)計(jì)過程中，必須重視的問題。然

12、而，有些設(shè)計(jì)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(jìn)行設(shè)計(jì)，這就造成容器本身的防腐蝕性能較差，運(yùn)行一段時(shí)間后，有些設(shè)備則在介質(zhì)的腐蝕下出現(xiàn)問題，影響設(shè)備的正常使用。解決這一問題可采取以下對(duì)策：其一，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分了解設(shè)備在生產(chǎn)操作方面的技術(shù)要求以及工藝條件，并以此為依據(jù)進(jìn)行容器防腐蝕設(shè)計(jì)；其二，應(yīng)避免采用容易引起應(yīng)力腐蝕、電偶腐蝕、沖刷腐蝕等腐蝕破壞的結(jié)構(gòu)；其三，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(yīng)進(jìn)行殘留液體排除設(shè)計(jì)，防止液體殘留造成容器腐蝕。 </p><p><b>　　4 結(jié)束語 </b></p><p>　　近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，推動(dòng)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(shè)備之一，其也得到了越來越多的應(yīng)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(duì)壓力容器質(zhì)量的要求相對(duì)較高，而壓力容器設(shè)計(jì)是確保

14、設(shè)備質(zhì)量中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，一旦設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題勢(shì)必會(huì)影響設(shè)備質(zhì)量，從而為設(shè)備運(yùn)行埋下安全隱患。拒不完全統(tǒng)計(jì)，我國每年因壓力容器質(zhì)量不過關(guān)引起的生產(chǎn)事故，在整個(gè)生產(chǎn)事故中占有相當(dāng)高的比例。因此，為了確保壓力容器的質(zhì)量，必須重視壓力容器的設(shè)計(jì)過程。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 嵇訓(xùn)達(dá).空分設(shè)備壓力容器設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題探討[A

15、].2009年大型空分設(shè)備技術(shù)交流會(huì)論文集[C].2009，（6）. </p><p>　　[2] 賈瑞只.秦志勇.淺談壓力容器設(shè)計(jì)及容易忽視的問題[J].科技風(fēng).2010，（14）. </p><p>　　[3] 申長吉.壓力容器設(shè)計(jì)過程中常見的問題分析[J].自動(dòng)化應(yīng)用.2011，（6）. </p><p>　　[4] 尹玲.壓力容器設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的腐蝕問題[A].