关于化工压力容器设计及不安全因素的思考

郭云峰

【摘  要】随着我国经济水平的逐渐提升，化工行业得到稳定发展。在化工生产过程中，压力容器发挥了至关重要的作用，对于化工安全生产影响重大。但是在实际应用中，由于设计等问题，一定程度上影响了其应用安全性，对化工生产的整体过程带来了极大的不安全因素。因此，加强对化工压力容器设计的研究，分析其安全因素，探究解决方法，是当前化工行业需要研究的重要课题。论文主要阐述了化工压力容器设计中的不安全因素，并重点探究了解决途径，旨在进一步促进化工压力容器设计科学性和合理性，降低安全隐患，强化化工安全生产。

【Abstract】With the gradual improvement of China's economic level， the chemical industry has been developing steadily. In the process of chemical production， the pressure vessel plays a vital role and has a great influence on the safety of chemical production. However， in practical application， due to design problems， the safety of its application has been affected to some extent， which brings great unsafe factors to the whole process of chemical production. Therefore， strengthening the research on the design of chemical pressure vessel， analyzing its safety factors and exploring the solutions are the important issues for the chemical industry to study. This paper mainly expounds the unsafe factors in the design of chemical pressure vessels， and focuses on exploring the solutions， so as to further promote the scientific and rational design of chemical pressure vessels， reduce safety risks， and strengthen the safety of chemical production.

【关键词】化工压力容器;设计;不安全因素

【Keywords】chemical pressure vessel; design; unsafe factors

【中图分类号】TQ051.3                                             【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）08-0152-02

1 引言

随着科学技术的逐渐发展，压力容器的应用领域越来越大，尤其是在化工行业的应用，为提升整體行业的生产效率和经济效益发挥了极大的作用。温度和压力是影响化工压力容器设计安全性的主要原因。因此要在保障安全的基础上，对压力容器的压力值进行科学设置，保障实际的作业温度和设计温度保持一致，从而促进化工压力容器运行稳定性，保障化工生产的顺利推进。

2 设计研究

在对化工压力容器进行设计的过程中，安全系数随着设计方式的不同呈现出不同的状态。在规则设计方式的设计中，其抗拉强度安全系数约为2.71，而在分析设计方法下进行的设计，其数值明显低于这个数据。随着科学技术的逐渐发展，压力容器材料得到持续性的优化创新，逐渐实现了绿色设计，极大程度上减少了设计阶段的能源消耗[1]。在此背景下，压力容器安全系数得到有效降低，促进其轻便化发展。此外，为进一步提升压力容器设计的安全性，要对焊接进行优化调整，严格控制组装材料质量，从而在根本上强化压力容器的节能设计。为进一步提升压力容器在化工行业的服务效能，要对设计阶段的结构进行合理化控制，简化内部构造，优化组建，使其更加符合现代化化工事业的发展需求。其中压力容器的结构如图1所示。

3 不安全因素分析

3.1 超过使用寿命

压力容器的使用寿命是影响其安全性能的主要原因。部分化工企业在生产过程中，忽视了压力容器的寿命，超长使用，导致其很多组件出现严重的安全问题，使用性能下降，不仅加大了生产安全事故的发生几率，也导致生产过程中能源消耗增加，生产成本增大的问题。部分化工企业只注重对压力容器的生产使用，忽视了在应用过程中的质量维护和保养，导致其构件、性能等严重受损，构件老化、损坏等问题得不到及时的更换和维修，对企业的长远利益造成极大的危害。

3.2 材料问题

材料选择和应用对压力容器的总体设计质量具有关键性的影响。在选择材料的过程中，要结合实际情况合理选择，要充分考虑其安全因素的影响，包括应用情况、结构特征等，既能够保障压力容器设计质量符合标准要求，也能够提升其安全性能和使用效果，为化工企业生产效率以及经济效益的提升大有助益[2]。在对材料进行选择时，还要注重符合相关规定的要求标准，对材料质量进行严格的检查和把关控制，防止在应用过程中发生渗漏或者是腐蚀问题。此外还要注重充分考虑其应用环境以及人为操作等因素，保障材料选择的合理性和可靠性。

3.3 热处理技术问题

在当前我国化工压力容器设计理念中，过于重视压力容器结构和外壳的热处理，而对弯曲管道的热处理技术应用不重视，导致其安全性能严重减少，在应用过程中不稳定因素提升[3]。一般情况下，为减少应力作用引起的变形或者是裂缝等问题的发生几率，需要严格按照设计要求，在对钢板实施焊接之前对其进行预热处理，并在焊接之后实施热处理，其中尤其是要注重对弯曲管道的热处理技术应用，保障设计方案的有效落实，确保压力容器实际制作和设计标准保持一致性。

3.4 制作变形问题

化工压力容器制作过程涉及很多的理念、技术、流程等，整体过程较为复杂，而且其所有的制作流程之间存在着紧密的联系，一旦其中一个流程出现问题，就很有可能引起变形问题。例如，如果对多层筒体的焊接顺序不符合设计要求，就会引起筒体变形等问题，带来极大的不安全因素。如果在作业中忽视细节处理，也会引起严重的焊接裂缝等问题，降低其安全性能。

4 解决策略

4.1 提升使用年限

结合使用环境、化工企业发展变化等情况，对压力容器的设计方案等进行全面分析，从而提升设计方案的优化性，强化耐腐蝕性，减少其不安全因素的影响，从根本上提升使用年限。在进行具体设计过程中，设计人员可以针对所有的不安全因素实施全面的科学模拟，对具体的影响因素进行分析，进行针对性的设计整改，保障设计方案的精细化处理[4]。

4.2 设计材料问题的处理

设计材料的质量对于压力容器整体设计和制作质量具有直接的影响，是保障其设计合理性的重要的物质基础。因此，在选择设计材料时要结合实际需求，选择合理的材料，并对其质量进行严格检验，保障其质量达标。此外，在选择设计材料时，还要在环境因素的基础上，制定完善的材料备用方案，保障设计和制作工作的顺利推进。例如，当前应用较为广泛的是多层包扎式氨合成塔筒体材料，其优势较为明显，制作成本较低，配件制作稳定要求较低[5]。此外，在选择锅炉设计材料时，要保障其具有一定的耐高温和耐腐蚀能力。

4.3 热处理技术问题的处理

部分化工企业为节省压力容器制作成本，忽视热处理技术的应用，非常容易引起压力容器制作问题的出现，引起压力容器不稳定性因素的出现，致使其制作质量和标准要求严重不符。因此，在进行压力容器制作过程中，要强化对热处理技术应用的重视，确保其制作生产的安全性和可靠性。

4.4 制作变形问题的处理

焊接技术对压力容器设计变形问题具有直接的影响。因此要强化对焊接技术的深化研究和提升，加大监督力度，强化焊接技术的规范性应用，从而减少压力容器变形问题，从根本上保障其安全性。其具体步骤是：第一，在实际组装之前，针对所有的组件实施全面的模拟组装;第二，利用十字架内支撑工装的方式进行实际安装，保障安装的准确性，减少焊接变形问题的出现几率[6];第三，针对筒体的焊接，需要进行预变形处理，从而防止因为焊接技术问题引起的变形问题;第四，针对内应力因素引起的变形问题，要通过热处理技术实施焊接，如果内外部温差太多，要首先采取预热的方式保障温度的均衡性，才能利用热处理技术进行焊接，从而有效降低温差变形的问题出现几率。

5 结语

综上所述，随着科学技术的逐渐发展，化工压力容器设计技术得到了极大的发展，因此要结合实际情况，对化工压力容器设计中的不安全因素进行全面分析，查找原因，提出合理的应对策略，如通过优化设计提升其使用寿命，选择合适的制作材料，合理应用热处理技术，有效处理制作变形问题等。设计人员要随时关注市场变化情况，结合设计理念和制作材料的革新，对设计方案进行创新优化，从而保障化工压力容器设计的可靠性，确保其安全性，为化工事业的稳定发展奠定良好的基础。

【参考文献】

【1】李源槿.化工压力容器设计不安全因素分析[J].化工管理，2020（20）：157-158.

【2】张平.化工压力容器设计及不安全因素分析[J].大众标准化，2020（05）：70-71.

【3】周建华.化工压力容器设计不安全因素分析[J].时代农机，2020，47（02）：109-110.

【4】王庭秀.化工压力容器设计及不安全因素分析[J].化工管理，2020（03）：73-74.

【5】潘志锋.化工压力容器设计中的热处理问题分析[J].化工设计通讯，2018，44（10）：97.

【6】李祥，杨富春，高鸳鸯，等.石油化工压力容器设计要求及方法分析[J].石化技术，2018，25（09）：40.