化工压力容器的设计和选材技术阐述

苏艳英(河北天时化工机械有限公司，河北石家庄 050000)

化工压力容器的设计和选材技术阐述

苏艳英(河北天时化工机械有限公司，河北石家庄 050000)

化工行业是融汇了现代科学的重要学科，在化工行业中的化工压力容器的行业标准就变得十分重要了。化工压力容器的设计与选材就十分重要了，化工压力容器的安全性和稳定性是压力容器安全生产的基本目标。

化工压力容器；设计；安全；

化工压力容器的安全性和稳定性是压力容器设计和选材的重要目标，做为化工压力容器的设计人员，设计出符合化工反应需要的压力容器是工作要求。同时还需要设计人员加强设计工作与实际生产中的高度结合才能设计出更加优良的化工压力容器。

1 在化工生产中压力容器设计的原则和选材依据

（1）化工压力容器的设计原则，首先是化工压力容器必须具有较强的抗压性，对于钢材的选择主要应用普通的碳素钢，或者应用普通的合金钢。其次，压力容器的重要要素还有温度设计、压力设计，同时还要考虑容器中需要反应的化工原料的性质。具有腐蚀性的化工原料的压力容器选择不锈钢容器会更适合。再次，化工压力容器的设计要求达到温度在260度以上的或者更高温度要求的，采用铬钼低合金钢材料来设计化工压力容器是非常适合。

（2）压力容器的设计选材标准：首先在化工压力容器的生产选材上，材料要选择质量有保证的材料，又要考虑到材料和价格的关系。要选择性价比较高的压力容器材料；其次压力容器生产过程中温度的设计，耐腐蚀性设计，在防腐蚀设计中的防腐材料的应用与选材是选材的重要的设计环节。

（3）在压力容器的生产中，压力容器的生产要有抗压的焊接技术的应用测试环节。对于压力容器的性能方面，各部件要具有达到压力指标的高韧性、高强度钢材建造。

2 化工压力容器实际设计中的技术分析

2.1 化工是现代工业的基础，应用方面很广泛

石油工业、基础化学材料的生产过程，生产工艺比较复杂。化工压力容器做为重要的化工程产设备对化工的生产就变得尤为重要了。一旦发生泄漏，后果将不堪设想，轻则生产中断，重则危害社会。化工压力容器的生产和设计就变得更为重要了。

第一，化工压力容器的工艺设计标准要严谨，严苛的工艺设计才能生产出更完美的产品，压力容器的工艺设计环节的产品结构和承压规格设计要满足生产的性能要求，结构设计的压力容器部件的设计要精益求精。

第二，压力容器的经济设计，满足了性能设计的需求后，压力容器的成本控制以及后期的设备维修、维护就变得更为重要了。更优秀的设计是在保证压力容器性能的基础上，后期的维护成本更低的设备才更具备竞争力。

第三，压力容器的就够越简单，其结构的质量会更有保证，设备的维修、操作、维护更加便捷。

第四，压力容器最重要的设计理念是安全运行，安全生产是生产的最重要环节。设计过程中的抗压力设计、抗腐蚀设计、抗爆炸能力设计等，安全稳定才是压力容器设计的最重要的环节。

第五，化工压力容器的设计寿命之间关系到设备成本的支出，设备的预期工作年限，尤其是压力容器的抗腐蚀材料的结构设计是压力容器的使用年限的重要参考指标。细节的设计才能更好的体现出设计师的设计水平。

2.2 化工压力容器的设计方法

化工压力容器是与人们生活和安全息息相关的设备装置，压力容器的设计制造除了要按照我们国家的相关标准以外，在设计方法上也要根据压力容器的实际生产需要进行设计方法的制定。设计方法的选择还要考虑到设备的生产成本问题。

对于压力容器的设计方法的选择，通常采用的设计方法是常规的设计方法，主要是依据实际生产经验进行的压力容器设备设计。最简单的是从化工反应的实际承受压力为基础提出的设计方法。用最大值进行参考，往往设计出的产品相对比较安全，对设备的应力测试较为简便，在压力计算上只用材料学的简单计算就能生产。设计比较粗放，但是相对设计比较安全，它采用的设计数值是最大的应力以及承受的最大温度等极端数值为依据。仅仅兼顾单一性最大载荷，根据一次性施加的静力载荷处理，不兼顾热应力、局部应力、边缘应力，也不兼顾交变载荷牵涉到的容器疲劳寿命等情况。

压力容器的设计依据除了依据极限数据以外，也要考虑到压力容器的温度承受能力和局部的应力承受能力。依据设备的弹性设计原理，当局部应力达到极限值时，压力容器的大部分尚处于弹性区域。结合现代计算机技术的应用，员工压力容器的设计摒除了常规设计的弊端。运用分析的设计方法得以应用到实际设备设计中。计算机软件设计的化工压力容器更能科学的表现出设备的性能。同时更能体现出设计的成本控制功能。

分析设计使得传统意义上的弹性失效准则放弃，它的理论基础是弹塑性失效准则、塑性失效准则，以及弹性应力分析，对压力容器的应力进行计算且给出控制与分类，尽管这样的设计比较复杂和花费比较多的时间，可是设计方法合理安全。在不断增高的压力容器参数的影响下，应用高强钢以及现代化的试验和计算技术，通过弹性失效的观点解决了一系列的问题，常规设计的结果比较保守，设计结构依旧存在比较大的承载潜力，可是分析设计不禁止结构出现可控制的局部塑性范围，有效地放松了对计算应力太严格的要求，有效地提升了许用应力的值，并且大大地保障了结构的安全。

3 结语

化工压力容器的设计理念一定要适合化工工业的生产需要，设计的标准依据和设计方法的选择，是设计工作的重要目标实现途径。常规的设计方法与现代的计算机技术的结合使得压力容器的选材和设计方法的选择达到了更完美的结合，行业的相关设计标准、规范、法规等使我们设计和生产合格产品的依据。更为重要的是在实际生产过程中，我们要不断地加强学习，认真的归纳、总结、分析，与同行业的技术人员不断地进行技术交流。才能完成对化工压力容器的设计与选材的设计与制造。

[1]程丰源.化工压力容器强度可靠性技术分析[J].化工工程技术，2002（03）.

[2]秦芳玲.化工压力容器的焊接技术和承压焊接技术分析[J].压力容器焊接，2002（09）.

[3]黄南屏.压力容器的制造与焊接[J].焊接技术，2009（11）.

苏艳英（1963-）性别女，河北省晋州市小樵镇屯尚村中级职称化工工程师，化工机械设计、制造方面。