化工压力容器设计及不安全因素分析

刘伟 高建

（东营金茂铝业高科技有限公司，山东 东营 257000）

引言

压力容器是应用较为广泛的特种设备之一，主要在石油、化工以及医药行业比较常见，且该设备的管理设计与容器的应用效率息息相关，对此需要根据实际情况提升不同产品的运行质量，完善压力容器的构造，减少安全事故的发生，解决该类容器的性能问题，提高压力容器设计的合理性。

一、压力容器的概念以及重要性

压力容器是可以承受一定的压力的，可以用来装气体或者是液体的一种设备，他承受压力的等级也是不同的，而里面装的一些介质，有的是含有剧毒的，也有无毒的，压力容器的类型也是不同的，有非常多的种类。从现在的实际情况看来，压力容器的应用是十分广泛的，在一些领域中也有十分重要的作用，它有非常特殊的功能性，使用压力容器一定要非常的谨慎认真，如果稍微出现一点失误，就可能造成工作人员身体很大的损害，或者是出现一些财产的损失，这种破坏性是比较强的。所以在设计压力容器的时候，一定要从多方面考虑，要考虑到安全性和可靠性，这样才能够有效地保证生命的安全和财产安全。在进行设计压力容器的时候，要有专业的人员，因为涉及压力容器需要很强的专业性，工作人员要有比较强的专业知识能力和综合素养，不管是在选择材料方面，还是在结构方面，都要进行综合考虑。在安装压力容器的时候，操作人员一定要按照国家的标准进行规范的安装与操作，因为压力容器对于整个操作过程来说都是非常重要的，在设计过程中一定要进行充分的考虑，要提前做好设计方案，进行压力容器设计的时候，才能较好地减少安全隐患，提高压力容器的安全性。

二、压力容器设计使用过程中存在的不安全因素

（一）使用寿命过长

随着压力容器的使用时间的不断延长，其性能会出现一定程度的衰减，相关材料的质量也会出现下降。在生产过程中，压力容器的使用寿命过长，会导致其出现一系列的安全问题。相关专家学者研究表明，大量的化工企业对压力容器使用寿命都不够重视。在生产过程中，存在着大量的超寿命运行的压力容器。一部分压力容器的相关部件老化极为严重，其在生产过程中存在着大量的安全隐患。基于上述原因，整个设计工作中要提高整个设备的使用寿命，保障压力容器的安全性。

（二）材料选择不合理

材料选择直接对压力容器的安全以及相关性能产生影响，因此，压力容器的材料选择是极为重要的。在选择过程中，化工压力容器设计及不安全因素分析需要对多方面因素进行考虑，特别是压力容器的类型以及使用场景。首先，要保证压力容器的相关指标能够满足企业生产的需要，其次，设计工作人员要不断优化完善设计方案，降低生产过程中的资源消耗。最后，相关设计必须符合行业内的参数标准，减少使用过程中的质量问题。

（三）对压力容器中热处理工艺的忽略

在整个压力容器的设计制造过程中，要对相关零件的热处理进行重点研究。通过进行热处理，能够有效改善相关材料的性能。据笔者研究发现，目前，在压力容器的热处理过程中，对接头以及壳体的热处理都较为重视，但是，针对压力容器弯头的热处理并不多见，上述举措能够大幅度降低热处理成本，但是，对压力容器的安全产生严重的负面影响。热处理工艺在制造过程中要求较为严格。只有在标准要求下才能保证效果，在热处理过程中，也要按照相关技术标准进行，减少或者消除材料性能变化产生的应力，这些材料经过预热和后处理焊接。

（四）在制造过程中压力容器就会出现变形

随着技术的不断发展，在制造过程中，压力容器需要的工艺较为复杂，往往涉及多个制造环节，在制造过程中的每个环节都会对压力容器的质量产生重要影响，正是基于此，如果压力容器在制造过程中发生错误，就会对压力容器的质量产生极大的负面影响，导致其出现变形，特别是在焊接过程中，压力容器容易出现变形等多种问题，这种变形往往通过肉眼难以发现，但是，随着使用时间的延长，会带来一系列的潜在危险，因此，在压力容器的焊接过程中，应当特别注意焊接细节，防止其出现泄漏破裂，对压力容器的安全性能产生负面影响。

三、化工压力容器安全设计要点分析

（一）合理科学的选择材料

在压力容器的设计中，如果材料选择的过程中选择不正确，就会形成一些安全隐患，所以在设计过程中，一定要合理科学地选择材料，并且优化材料，尽可能地发挥材料的最大应用价值。在使用之前，要对不同的材料进行分析，要了解他们的特点，材料的耐受力强度以及耐腐蚀性都要进行全面的了解与分析，从而选出比较优质的材料，根据压力容器具体的需要来选择材料的厚度，这样可以提高压力容器的应用效率。

（二）解决热处理问题

要关注加热技术，也就是所谓的加热方法，因为压力容器的特点，所以热处理在设计中得到了广泛的应用。目前，热处理技术的加热方法有很多，目前常见的主要以液体或者气体燃料作为热源，主要通过相应的介质，将构建压力容器的金属材料或者是复合以及电热等直接的加热方法，还有就是采用液态盐或者金属以及浮材料进行加热和冷却的过程，通过这些过程的处理，从而让运动粒子进行间接的加热，具体的加热方法和压力容器的材料关系材料的纤维组织以及材料的化学成分发生变化，从而达到改变金属或者是复合材料的性能。在这个压力容器设计过程是比较复杂的，热处理技术是众多设计技术中的一个环节，其目的就是改善压力容器设计中的热处理问题。现在有一些压力容器的设计，在设计过程中使用一些可以降低成本的材料，这种设计忽略了热处理问题，虽然也是符合设计要求的，但是，却达不到很好的效果，如果不经过热处理，就会发生一些内部脆裂的现象，大大降低了压力容器的使用效率，压力容器也不能进行安全生产，只有经过了热处理工艺后，钢板才能更加有可塑性，才能够保证压力容器的安全性。

（三）结构的优化

经过长时间的发展，对压力容器的设计目前已经基本完善，但是，在实际应用中仍存在着一定的问题，不利于能耗的降低或者安全性的提高，因此，需要对出现的问题进行解决。在对压力容器进行设计的时候，要注意对应力的分配，尽量对应力进行综合分配，减少出现应力不均匀的情况，若出现相应的情况，会难以寻找最大应力点，导致对所使用的材料承受能力的估计难以进行，还会浪费更多的材料，另外，还会对压力容器的整体结构出产生一定的影响，不仅安全性能会受到影响，还会导致制造成本的增加。所以，要在适当的前提下对压力容器的内部设计进行优化，对其应力情况进行分析，将其合理控制在所使用材料的范围内，合理地使用相应的材料提高经济效益，并且达到节能降耗的目标。

（四）保证压力容器的使用期限

在压力容器的设计过程中，首先，需要根据实际情况对压力容器进行维护。设计人员需要综合考虑工作环境的实际情况对压力容器的零配件进行加固，选用高质量的材料提升压力容器的可靠性。其次，在对材料进行全面检查的条件下，测量压力容器内外部的压降以及耐腐蚀性，计算整个压力容器设备的使用期限。为了提升测量结果的精准性，设计时，需要以最不利环境参数进行建模，从而对整体环境参数进行逐一调整。除此之外，设计人员还需要考虑用户在实际应用过程中的人为操作失误，改善压力容器的使用条件，做好承重组件以及壁厚参数计算，并制定压力容器应用使用政策。

结束语

在化工企业的生产过程中，压力容器发挥着重要的作用，在当前对其安全运行产生影响的因素有许多。因此，在设计压力容器时，应考虑压力容器的安全性能。通过设计方案的优化，可以提高压力容器的安全性，促进化工企业的发展。