化工压力容器设计及选材方法

【摘要】随着生产技术和科技的不断进步，我国在化工压力容器方面的设计也在不断提升和优化。化工压力容器的设计和选材的问题都会对化工容器的使用造成较大的影响作用，同时对于化工容器在运用过程中的安全性及稳定状况都会产生一的作用效果，化工压力容器是化工行业当中经常使用的一项技术设备。在化工压力容器方面正在不断加大研究和投入，在压力容器的设计过程当中增加了很多的规范和相关要求，在相关要求和标准的规范下，使用合理的设计方法，增强化工压力容器的整体设计质量，同时对选材加以细化和研究，完善化工压力容器的整体质量，保证行工行业的工作有序的进行。本文主要从化工压力容器的设计技术出发，详细的探讨了化工压力容器的设计方法和选材办法，为改善化工压力容器的整体质量提高一定的参考依据。

【关键词】化工压力容器；设计；选材方法

一、化工压力容器实际设计中的技术分析

1. 化工压力容器设计的原则

化工是现代工业的基本保障工作，应用范围较为广泛，生产过程更是较为繁杂，化工压力容器是重要的化工生产设备，在化工生产过程当中更是起着不可替代的作用。首先压力容器的设计环节和工艺要严格遵循相关标准要求，只有在工艺生产环节严格要求才能使得产品更加满足生产需要，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。其次，压力容器的设计要符合经济需求，在符合相关的设计性能以后，压力容器的成本费用以及后续的保养和维修费用更要满足经济实惠的原则。较为完美的压力容器设计是在符合相关性能的标准中，还能满足较低廉的成本费用和较少的后期维护费用，这样才能使得压力容器具备较强的市场竞争条件。另外，压力容器最核心的设计标准是能够安全使用，安全生产是最重要的生产步骤，安全稳定更是压力容器设计的最主要的核心思想。最后，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. 化工压力容器的设计方法

化工压力容器是与当前的生产和生活间关系较大的生产设备装置，在压力容器的设计过程当中不但要遵循国家的相关规范和要求，还要满足当下生产过程中的实际所需来进行设计制造。设计所选用的方法还有对相关费用进行考量，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、边缘应力等。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。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，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，常规设计的方法较为固化，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。

二、化工压力容器的相应选材技术

压力容器的选材工作是一项较为重要的工作步骤，材料的选取对后续的工艺和整体性能有着较大的影响效果。所以在相应技术分析过程中就要进行一定的分析，之后在具体材料的选择上严格按照相应的设计要求进行，同时设定一定的标准指导选材工作，按照一定的选材依据与原则，保证选材工作的安全合理。在技术方面也要不断进行提高，有些钢材料是作为承压元件，在进行选材的时候，必须充分考虑相应的焊接性能，对成型性方面进行一定分析，使得整个选材技术满足选材要求，保证材料选择的合理性。

1. 选材中的材料问题

化工压力容器所使用的材料，对化工压力容器的质量与性能产生着决定性的作用。基于此，选材一直以来便是化工压力容器设计过程中重点关注的问题。就目前来说，化工压力容器的选材中存在着一定的问题，给其结构性能、强度带来了一些不良影响，导致化工压力容器无法满足标准要求，也使得化工压力容器在实际使用过程中出现了诸多故障或问题，影响了化工压力容器的实际使用寿命。例如，如果材料厚度过大，会导致设备重量的增加，若是材料厚度过小，则会导致设备强度的降低，因此，材料厚度不合适，不可避免地会给化工压力容器的强度及结构性能产生一定的影响。此外，化工压力容器选材的时候，也要考虑到经济因素，以避免成本过高，影响化工压力容器的整体经济效益。

在传统的压力容器材料代用设计的过程当中，单纯的使用高强度材料财代替于一些低强度材料的方式，其实从本质上来看，是存在着不同程度上的不合理以及不科学性，“以优代劣”并不安全可行。虽然钢制压力容器在设计过程中，对于材料的实际力学性能方面虽然重视起自身的强度。但是在实际操作过程当中，更多的将重视程度放在于材料力学性能中的可塑性以及韧性方面。

2. 压力容器选材时后续问题，

还需要进行重视的是在后续的选择阶段要对外界环境进行关注。选材的期间必须遵循一定的原则。对于材料的选择方面，尽可能地对材料进行一定的检测工程，在后续的施用阶段还要进行一定的监督。对于外界环境，要考虑到压力容器的易腐蚀性，对外界环境进行一定的检测。同时还要对实地环境进行一定的勘探，温度以及湿度等各个负面因素都要进行综合考量。在进行材质的选择上还应考虑有关介质的问题，要把各个因素进行有效的结合，为容器使用创造一个合适的环境。这样才能够保障压力容器发挥最大效率，还能够对选材技术进行一定总结，找出最好的技术方法，促进化工行业良性发展。

结语：

化工压力容器的设计原则一定要遵循化工行业的设计规范标准和要求，设计出能够满足化工行业生产需求的产品，是未来设计工作的重心。常规的设计理念和标准与现在信息技术的结合使得压力容器的整体设计效果和选材标准有了更理想的效果，只有遵循压力容器设计的相关规范和标准才能使得压力容器的设计达到相关的基本要求，才能保证设计出合格的产品。同时，在其设计过程中要不断的吸取经验知识，深入的分析，归纳和整理，和相关的技术人员进行沟通和相互学习，才能使得压力容器的设计和选材达到更加完美的效果，设计出更加优良的化工容器。

参考文献：

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