化工设备压力容器的规范设计与发展前景

化工设备压力容器的规范设计与发展前景

马忠明

聊城市鲁西化工工程设计有限责任公司  山东聊城252000

摘要：化工生产的风险因素相对较大，压力容器在生产过程中起着重要作用。合理设计化工设备压力容器，可以减少生产过程中不必要的问题，保证生产的顺利进行。因此，化工设备压力容器的设计人员应不断监测、总结和更新现有的生产条件，在生产过程中严格遵守标准，提高自身的设计水平，设计高效、优质、高安全系数的压力容器。

关键词：化工设备；压力容器；规划和设计；发展分析

前言：由于化学压力容器不仅关系到公司的安全生产、运输的便利性、经济性，还关系到整个城市的环境污染，因此在产品设计之初必须考虑所有设备的安全性和可靠性，在生产过程中必须始终进行检查和测试，并且必须考虑到每个环节。因此，设备和压力容器的设计人员在开始施工时必须具有严谨负责的态度、扎实的施工基础和精确的计算方法，才能设计出高可靠性和安全性的产品。

1、化工设备压力容器设计的理论依据

根据这一理论，压力容器超过承受上限后，超过最大应力点，则进入塑性状态，直至最终失去弹性状态。通过应力分析，选择材料力学和板壳薄膜理论作为基本内容计算。边缘和局部应力比未考虑在内。但是，出于安全原因，应为每种电压状态选择适当的允许电压值，选择略高于允许电压的电压，以避免对有效部分的应力分析不足，并确保设计的安全。随着化工设备压力容器参数的不断增加，特别是随着计算机技术的发展和高强度钢材料的应用，传统设计中的弹性失效标准已不能满足实际需要，传统的常规设计方法总体上过于保守，因此，我们应该采用一种新的准则来解决这些问题。将弹塑性和塑性失效准则引入分析和设计中，打破了传统应力计算的界限，促进了许用应力值的提高，确保了压力容器的安全。在压力容器设计过程中，通常使用许多准则：在弹性失效准则和弹塑性失效准则的基础上，增加其他标准和准则，以确保化工压力容器设计安全的准确性。

2、压力容器设计要点

2.1材料选择和设计。

在化工生产过程中，与压力容器接触的化工产品通常具有高腐蚀性、易燃性、爆炸性和毒性。操作不当可能导致火灾、爆炸，甚至有毒气体泄漏，从而导致人员伤亡。因此，我国政府制定了明确的化工设备压力容器设计标准和规定，以确保化工企业所用压力容器的质量。在标准设计中，技术人员应根据具体的国家标准灵活选择合适的设备和材料，以确保压力容器的整体质量和性能。一般来说，不同材料的性能和耐腐蚀性略有不同。这些材料的使用直接影响压力容器的质量。技术人员应充分了解每种材料的不同性质和性能，保持其实用价值，并比较不同材料的性能，以便根据既定标准设计压力容器。压力容器最常用金属材料，如钢、有色金属等。随着科学技术的发展，有机材料逐渐取代金属材料。但是在使用不同材料时，技术人员应依然严格按照特定用途和设备结构选择材料，并规定材料性能要求。例如，金属材料具有高强度、高耐久性、腐蚀和变形的特点，因此可以将其应用到合适的零件上，以充分发挥金属材料的优势。充分发挥优势，避免不利条件。

2.2压力容器结构的标准设计。

从化工设备压力容器的结构来看，一些技术人员在当前的设计过程中采用了单一的设计方法，没有将不同的容器结构和部件组合起来进行有针对性的设计。压力容器的整体性能虽然得到了微弱的改善，但这容易出错，不利于保持化工生产过程的稳定性。在此基础上，建议技术人员结合化工设备压力容器的实际使用和开发要求，考虑温度条件、压缩条件、材料性能、防腐条件、强度条件和生产成本，优化结构设计。为了进一步提高压力容器的利用率，可以考虑压力容器的结构连接方式，可以选择快速拆卸的封闭式结构，在一定程度上减少主螺杆的使用频率，简化压力容器的维护和拆卸过程。

3、化工设备压力容器标准设计

众所周知，大多数化学产品有毒且易燃，极易造成严重事故，如爆炸或火灾。为了确保化学品容器的安全，必须按照国家规定严格规范化学品压力容器的设计。

3.1压力容器设计对材料的要求

在化工装置压力容器的标准设计中，首先应考虑金属的固有特性及其耐压性。就金属性能而言，其中一些可能导致容器设计腐蚀，因为不同的化学原料对不同的金属具有相对活跃的顺序。此外，应更加注意金属的耐压性。压力容器的规格应严格按照国际标准进行设计和测试。关于耐压解决方案的分析，应仔细计算内外壳体的材料应用，以确定其阻力是否与体积的体积大小相对应。壳膜应考虑边缘张力和其他方面。每种材料对应不同的抗拉强度，也对应不同的物理和化学性能，因此在压力容器使用材料时，应综合查询每种金属材料的物理化学性能。压力容器制造过程的标准化是一个我们必须首先考虑的问题，它要求设计者具有一定的化学应用知识储备。

3.2压力容器结构规范设计

大多数现代测试方法使用弹性断裂法来确定容器的低压阻力系数。这种方法太旧了，无法解决许多问题。这是过去过于保守和不现代的传统设计的结果。为了解决这个问题，适应当前压力容器的更新和发展，我们正在从一个新角度解决这些问题。首先，在选择钢材时应考虑模具设计、温度设计、材料性能、焊缝强度和生产成本，不允许盲目规划和生产。如果压力高，整体尺寸又大又重，这将给产品的生产、运输甚至未来的安装带来极大的不便，从而增加整体生产成本，给公司带来危害。

4、化工设备压力容器设计前景分析

4.1设计技术进步

随着经济和技术的发展，化工设备压力容器的设计方法不断改进和发展。例如，中国科学家通过各种计算和分析，得出了管壳式换热器管板的计算公式。各种实际结果表明，该公式符合结构应力的实际情况，理论内容相对完善。与传统计算公式相比，中国学者总结的计算公式更具通用性和适用性，将提高设备的安全性和科学性，最大限度地减小设计厚度和直径，达到降低成本、提高安全性的目的，有效促进我国化工设备压力容器行业的进步和发展。

4.2选择合适的新功能材料

现代先进的科学技术为我们选择制造压力容器的材料提供了支持和选择。例如，纳米材料作为目前最先进、最流行的微材料，为我们提供了一种高耐久性、高耐热性、质量轻、高强度的新型材料，这对于压力容器的制造是必不可少的。最近的研究表明，中国科学家正在研究一种能够自动修复摩擦和裂缝的智能材料，并将在不久的将来用于实际测试。纳米材料的物理特性，如粒径、波长、透射深度等对分析材料的化学、磁性、机械和热特性非常重要。纳米热粒子可以实现高效的光电转换和光电转换。深信提高相关学科的技术水平将大大促进化学材料行业的发展和进步，市场将满足更多的实际需要，达到节能、保护和降低成本的目的，并为化学材料行业发展作出贡献，加强对国民经济发展的支持。

结论

中国目前正在大力推进“先进制造业”的发展战略，这给大多数科技公司带来了良好的前景和广阔的发展空间。基于新的简单的数字技术，再加上先进的管理系统，我相信中国的制造业将更健康、更快地发展。总之，压力容器的设计必须符合现行设计规范。设计师应提出最佳设计方案。经理应更合理地分配和监控各个部门，以确保产品的安全性和可靠性，并节省成本。中国压力容器行业应尽快提高对市场的快速反应能力，优化产品质量，提高产品的国际竞争力。

参考文献

[1]刘科明,沈愚.铬钼钢压力容器设计制造中的若干问题分析[J].科学技术创新,2020,01:168-169.

[2]林文杰.压力容器的选材方法的探讨[J].项目工程，2019(13)：28-29.

[3]王明红.压力容器选材中的问题与对策[J].化学工程，2019（45）：14.