浅析化工压力容器的设计及选材技术

于立江　周小英　王润粉　刘家彩

摘 要：现代化学工业高速发展，对化学生产和储存设备提出了更高的要求。本文从化工压力容器的工作实际出发，结合现代压力容器的设计理念，对化工压力容器材料的选择与补强设计进行简要分析。

关键词：化工;压力容器;设计;选材

化工压力容器是化工行业中较为常用的一种基础设备。我国加强对化工压力容器设计的研究，针对压力容器设计制定了诸多规范标准。应遵循相关规范标准与原则的要求，采取有效的设计方法，提高化工压力容器的设计水平，并要加强对选材的重视，提高化工压力容器质量，为化工生产的顺利开展奠定良好的基础。

一、化工压力容器的设计原则

确保化工压力容器设计水平与质量，应严格遵循相关原则的要求来开展化工压力容器设计。首先，化工压力容器设计过程中，应确定其抗压性能良好，在选择钢材的时候，可以选择碳素钢或者是合金钢，高度重视材料的质量，以确保压力容器的整体质量。其次，化工压力容器设计中，压力设计以及温度设计等，也是需要考虑的重要因素，同时也要考虑化工压力容器中介质的性质，由于化工生产的原料普遍具有腐蚀性，因此最好使用不锈钢容器。最后化工压力容器设计，一些要求温度大于260摄氏度或者是更高，可以采取耐热性能良好的铬钼低合金钢。

二、化工压力容器的设计方法

化工压力容器设计中，应采用科学合理的设计方法，才能提高压力容器设计质量，使化工压力容器的整体质量得到有效的提高。首先，严谨性设计。压力容器设计，应遵循严谨的工艺设计标准，只有工艺设计标准科学、严谨，才能生产出更加完美的化工压力容器，工艺设计环节，应确保化工压力容器的承压规格设计、产品结构设计符合实际性能要求，化工压力容器结构设计过程中，也要确保部件设计的精准化。其次，经济性设计。确定化工压力容器的性能可以满足实际要求，在此基础上，也要注重成本控制，以提高化工压力容器的经济性。除此之外，更优秀的压力容器设计，应在保障化工压力容器基本性能的前提下，尽可能地降低设备后期的维护、维修成本，提高化工压力容器的经济效益。再次，安全性设计。

安全运行是决定压力容器经济效益的主要因素，因此，化工压力容器设计过程中，也要遵循安全设计原则，以确保化工生产的安全性。化工压力容器安全设计中，需要充分考虑化工压力容器的抗腐蚀、抗压力以及抗爆炸能力等性能。然后，便捷性设计。化工压力容器设计越简单，便可以保障其结构质量，才能更加便捷地开展操作、维护以及维修。最后，关于寿命的问题。对于化工压力容器来说，其设计寿命与设备成本支出之间有着十分密切的联系，化工压力容器的预期使用寿命以及抗腐蚀材料的结构设计，是决定压力容器实际使用寿命的主要因素。因此，应高度重视这些方面的问题。

三、化工压力容器材料选择的注意要点

1.压力容器设计材料选择的变化及其影响因素

在传统化工压力容器的设计活动中，材料选择工作主要遵循“以优代劣”、“以厚代薄”的选择理念，也就是说高强度的材料要比低强度的材料优秀、厚壁设计要比薄壁设计优秀，但是在现代化工压力容器材料选择活动中这一设计理念已经不再使用，高强度的材料虽然能够在一定范围内改变化工压力容器的力学性能，但是却往往不具备化工压力容器要求的韧性与塑性。随着现代化工生产技术的发展，化工压力容器的设计压力指标不断提升，单纯依靠增加容器壁的厚度已经不能有效的解决化工压力容器的壳体受力问题。

2.压力容器运行温度对材料选择的影响

在化工压力容器设计过程中，除了要考虑化工压力容器本身的压力和化学产品腐蚀问题，还应该考虑生产过程中的其他因素变化会对容器材料产生的影响，以碳锰钢和碳素钢为代表的碳化钢本身包含有大量的碳元素，在高温环境下其内部的碳化物会出现明显的石墨化倾向，石墨化会破坏碳钢材料中的渗碳体结构，导致碳化钢本身的高强度结构遭到破坏，钢材整体韧性和塑性下降，这种钢材料性能的下降如果没有得到有效控制最终会导致容器钢结构承受不住来自内部的压力而破损甚至爆炸，危害极大，所以在化工压力容器设计活动中，一定要考虑到化工生产的特殊环境可能会对化工压力容器的影响。

四、结论

化工压力容器作为化工企业生产和储存化工产品的主要设备，其自身的安全性会产生对化工生产活动整体的深远影响，所以对化工压力容器选材与补强设计的研究具有鲜明的现实意义，本文从化工压力容器主体材料的选择、化工压力容器设计、化工压力容器材料选择的注意要点三个方面对这一问题进行简要分析，认为化工压力容器的选材应该严格依照其工作环境实际来进行，化工压力容器的补强设计应该综合考虑实际安全、施工工艺和成本。

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