《化工压力容器设计及不安全因素分析》

《化工压力容器设计及不安全因素分析》

摘要：对于工业领域来说，压力容器非常关键，其在各种化工生产方面都有着

很普及的使用，在设计压力容器的过程中会受到外界因素的干扰，所以在现实设

计期间存在很多安全方面的问题，本文通过简述压力容器的设计，对压力容器设

计存在的不安全因素进行了分析，同时提出了强化压力容器设计质量的具体措施，给我国有关方面提供了相应的参考和帮助。

关键词：化工压力容器；设计；不安全因素

1压力容器设计简述

按照设计方式的区别，压力容器的安全系数也存在差别，使用规则的设计方法，压力容器的抗拉强度安全系数大约在2.7，使用分析的设计方法就会使得压

力容器的安全系数减小。想要减小压力容器在资源方面的消耗量，同时做到环保

节能，有关的压力容器材料市场就需要不断的革新材料，通过优化材料以及技术

的方法，不断提高压力容器的安全系数，同时让压力容器设计的更加轻便简单。

科学合理的调节压力容器设计期间的焊接技术，严格的检查压力容器组装材料的

质量，不断强化压力容器设计期间的节能效果。不仅如此，在设计压力容器的过

程中，需要最大限度的保障结构设计的科学合理性，在符合质量以及压力性能的

基础上，对压力容器的组建实施改进和提高，从而更好的服务于化工企业的生产。2压力容器设计存在的不安全因素

2.1容器使用期限

目前，在设计以及制造压力容器的过程中，最受关注的是关于使用期限的问题，这样可以降低因为压力容器超过设计使用年限而造成安全隐患的概率，从而

在根本上减小出现安全事故的可能性。通过观察压力容器的标准规定，可以知道

在实施压力容器设计的过程中，设计人员务必需要保障容器的使用期限，但是以

前设计人员在工作的时候，没有对压力容器的使用期限方面给予足够的关注，导

致有的使用单位明明知道压力容器在使用年限方面存在的问题，也不对其检修以

及维护给予重视。觉得压力容器还能够继续使用，就不管超出设计使用期限存在

的不安全因素。尽管这么做可以提高企业的经济效益，但是所带来的效益都是短

期的，这违背了行业的标准规范，同时也没有办法提供相应的安全保障，如果压

力容器发生安全方面的事故，将会导致非常严重的后果。

2.2选择材料方面

在设计压力容器的过程中，所选用的材料需要综合压力容器的介质条件、使

用工况、使用期限以及结构等方面的功能。设计人员在设计期间会受到外观以及

用户需要等方面的干扰。大部分压力容器都工作在环境比较复杂而且压力比较高

的条件下，因此选择材料的时候，需要完全根据有关的标准规范执行，对于压力

容器的耐腐蚀性以及内外部受力状况给予充分的关注。

2.3 压力容器热处理方面

大部分设计人员都更加重视压力容器的封头以及壳体的热处理，而没有对弯

管方面的热处理给予足够的关注。根据钢板热处理的有关文件能够知道，通常来说，需要对钢板冷成型并且变形量超过标准规范的受压元件实施热处理操作。如

果压力容器装有强腐蚀性或者是有毒液体的时候，考虑腐蚀，钢材的厚度就会减小，同时还会存在不均匀的残余应力，为了给安全提供保障，对于变形率超过标

准规范的装置，必须采用热处理操作保证材料恢复原来的属性。设计人员通常都

会尤其关注这个方面。然而在设计弯管的过程中，大部分人却很容易疏忽热处理

操作，以至于材料发生形变超过标准规范的情况，造成性能指标不合格的现象。2.4 压力容器制造变形方面

由于其受到多个环节的干扰，因此要是某一个环节控制不适当的话，压力容

器就很可能会发生超标变形的情况。压力容器罐体冷加工以及焊接操作，会导致

压力容器出现变形。在运用压力容器的过程中，如果操作不规范的话，会造成其

内应力提高、出现裂纹，严重的话还会导致容器的形状发生改变。在制造压力容

器的过程中，因为加工会产生很大的误差，同时制造工艺不符合标准规范的话，

也会造成压力容器装配出现形状改变的情况。在制造压力容器的过程中，需要对

焊接方面给予足够的关注。大多数压力容器的质量问题都与焊接环节有着密切的

关系，压力容器焊缝未焊透以及咬边等情况，都在很大程度上影响了产品的质量，从而没有办法给压力容器的质量以及安全提供保障。

3 强化压力容器设计质量的具体措施

3.1做好容器年限设计

在进行压力容器设计过程中要充分考虑到容器的使用年限问题，其中主要是

要考虑压力容器制造材料的质量以及容器的使用实际环境等因素，另外需要对压

力容器的材料进行耐腐蚀性能测试，确保压力容器具有较良好的耐腐蚀性能，相

应的设计人员要根据容器材料的质量来对使用年限进行模拟，并记录在设计图上。

3.2选择科学合理的材料

在进行化工压力容器材料选择过程中，需要根据实际状况选择一些质量好的

原材料，在选择过程中，需要考虑到后续容器的实际应用需求以及设计要求等各

方面问题。如果需要变更已选定的设计材料，就需要根据容器的实际使用环境以

及需求来选择符合使用环境的容器材料。

3.3做好压力容器的热处理

部分设计单位为了降低成本，在进行化工压力容器设计过程中没有全面考虑

到热处理的问题，特别是对于一些铝合金板或者是碳素钢板的容器，在成型期间

如果没有进行热处理，会导致材料出现较为严重的应力集中问题，使得相应的材

料质量无法满足实际需求。

3.4严格控制容器焊接过程中的形变问题

在进行容器焊接过程中，如果操作没有严格按照标准进行，可能会导致化工

压力容器发生形变，因此在进行容器焊接之前需要选择科学合理的焊接工艺。在

进行相应的焊接操作过程中，首先要根据整个容器的实际状况确定整体的组装定位，然后再进行焊接操作，要确保焊接过程中受力均匀，按照所涉及的焊接步骤

进行焊接。为了避免焊接部位发生形变相应的焊接人员可以通过采用反向预变形

的焊接工艺，尽量避免焊接中发生的形变问题。另一方面对于因为内应力而导致

的容器形变问题，需要在焊接过后采用热处理的技术。如果焊接的内应力出现在

大温度梯度的时候，需要根据焊接标准来分析是否需要提前进行预热操作，然后

确定最合适的焊接温度，避免由于内应力的问题而导致焊接出现形变。最后一方

面就是由于设计误差而导致的形变问题，在进行相应的焊接之前必须要全面分析

相应的焊接设计方案，仔细检查相应的模板是否符合标准的尺寸，尽量避免由于

设计误差而导致发生形变，另外还需要考虑到热胀冷缩的问题而导致误差较大，

容器发生较为严重形变的问题。

4结语

综上所述，对于化工压力容器的设计来说，需要首先考虑到其中的不安全因素，针对这些不安全因素，对容器设计进行改进，强化化工压力容器的设计效果，