化工壓力容器設(shè)計(jì)及不安全因素探析
時(shí)間:2022-04-01 11:10:24
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摘要:壓力容器是化工企業(yè)常用的重要生產(chǎn)設(shè)備,許多化工產(chǎn)品都需要使用壓力容器。同時(shí),壓力容器的設(shè)計(jì)也具有一定的復(fù)雜性。壓力容器的穩(wěn)定性和性能受多種因素的影響。不合理的設(shè)計(jì)不僅會(huì)影響化工生產(chǎn),還會(huì)引發(fā)安全問(wèn)題。因此,本文主要結(jié)合化工壓力容器的特點(diǎn),分析壓力容器設(shè)計(jì)中的不安全因素,以期提高化工壓力容器的設(shè)計(jì)水平和安全水平,促進(jìn)當(dāng)前我國(guó)化工行業(yè)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì);化工壓力容器;不安全因素分析
壓力容器是化工企業(yè)常用的生產(chǎn)設(shè)備。壓力容器一般為罐體形狀,密封性能好,能儲(chǔ)存液體或氣體。一般情況下,其內(nèi)部壓力較高,如果在設(shè)計(jì)過(guò)程中存在問(wèn)題,就會(huì)導(dǎo)致其在使用過(guò)程中存在嚴(yán)重的安全隱患,在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中,相關(guān)工作人員的設(shè)計(jì)水平直接決定了以后工作的安全穩(wěn)定,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,必須考慮應(yīng)用溫度以及承受壓力兩個(gè)因素,要遵循嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)低壓容器以及高壓容器的相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)存在極大的區(qū)別,與此同時(shí),在制造過(guò)程中也有極大的區(qū)別,因此,在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中,需要綜合考慮多方因素。筆者通過(guò)對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的不安全因素進(jìn)行分析,并提出相關(guān)的解決策略,以提高壓力容器的安全性,促進(jìn)我國(guó)化工企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
1壓力容器設(shè)計(jì)綜述
在對(duì)壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中,相關(guān)設(shè)計(jì)人員要根據(jù)技術(shù)指標(biāo)以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展工作。通常情況下,在壓力容器中,其抗拉強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)為2.7。除此以外,在整個(gè)生產(chǎn)中,壓力容器消耗材料數(shù)量是巨大的。正是基于上述原因,功能強(qiáng)大、綠色環(huán)保的容器設(shè)計(jì)方案誕生,這一方案能夠有效降低生產(chǎn)所產(chǎn)生的的資源消耗,有效降低當(dāng)前的生產(chǎn)成本。近年來(lái),伴隨著我國(guó)材料學(xué)的不斷發(fā)展,容量與之前相比有了大幅度的進(jìn)步,其重量也得到了大幅度的縮減,有效降低了生產(chǎn)過(guò)程中的資源消耗。在整個(gè)生產(chǎn)制造過(guò)程中,焊接點(diǎn)設(shè)計(jì)以及焊接工藝水平對(duì)其效能的發(fā)揮有著極大的影響?;诖?,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)焊接點(diǎn)的管理以及設(shè)計(jì),有效提高當(dāng)前壓力容器的相關(guān)性能,應(yīng)用合理簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)思想,在保證質(zhì)量以及性能的前提下,促進(jìn)當(dāng)前我國(guó)化工行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
2壓力容器設(shè)計(jì)使用過(guò)程中存在的不安全因素
2.1使用壽命過(guò)長(zhǎng)。隨著壓力容器的使用時(shí)間的不斷延長(zhǎng),其性能會(huì)出現(xiàn)一定程度的衰減,相關(guān)材料的質(zhì)量也會(huì)出現(xiàn)下降。在生產(chǎn)過(guò)程中,壓力容器的使用壽命過(guò)長(zhǎng),會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)一系列的安全問(wèn)題。相關(guān)專家學(xué)者研究表明,大量的化工企業(yè)對(duì)壓力容器使用壽命都不夠重視。在生產(chǎn)過(guò)程中,存在著大量的超壽命運(yùn)行的的壓力容器。一部分壓力容器的相關(guān)部件老化極為嚴(yán)重,其在生產(chǎn)過(guò)程中存在著大量的安全隱患?;谏鲜鲈?,整個(gè)設(shè)計(jì)工作中要提高整個(gè)設(shè)備的使用壽命,保障壓力容器的安全性。2.2材料選擇不合理。材料選擇直接對(duì)壓力容器的安全以及相關(guān)性能產(chǎn)生影響,因此,壓力容器的材料選擇是極為重要的。在選擇過(guò)程中,需要對(duì)多方面因素進(jìn)行考慮,特別是壓力容器的類型以及使用場(chǎng)景。首先,要保證壓力容器的相關(guān)指標(biāo)能夠滿足企業(yè)生產(chǎn)的需要,其次,設(shè)計(jì)工作人員要不斷優(yōu)化完善設(shè)計(jì)方案,降低生產(chǎn)過(guò)程中的資源消耗。最后,相關(guān)設(shè)計(jì)必須符合行業(yè)內(nèi)的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn),減少使用過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題。2.3對(duì)壓力容器中熱處理工藝的忽略。在整個(gè)壓力容器的設(shè)計(jì)制造過(guò)程中,要對(duì)相關(guān)零件的熱處理進(jìn)行重點(diǎn)研究。通過(guò)進(jìn)行熱處理,能夠有效改善相關(guān)材料的性能。據(jù)筆者研究發(fā)現(xiàn),目前,在壓力容器的熱處理過(guò)程中,對(duì)接頭以及殼體的熱處理都較為重視,但是,針對(duì)壓力容器彎頭的熱處理并不多見(jiàn),上述舉措能夠大幅度降低熱處理成本,但是,對(duì)壓力容器的安全產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響。熱處理工藝在制造過(guò)程中要求較為嚴(yán)格。只有在標(biāo)準(zhǔn)要求下才能保證效果,在熱處理過(guò)程中,也要按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,減少或者消除材料性能變化產(chǎn)生的應(yīng)力,這些材料經(jīng)過(guò)預(yù)熱和后處理焊接。2.4在制造過(guò)程中壓力容器就會(huì)出現(xiàn)變形。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,在制造過(guò)程中,壓力容器需要的工藝較為復(fù)雜,往往涉及多個(gè)制造環(huán)節(jié),在制造過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)對(duì)壓力容器的質(zhì)量產(chǎn)生重要影響,正是基于此,如果壓力容器在制造過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤,就會(huì)對(duì)壓力容器的質(zhì)量產(chǎn)生極大的負(fù)面影響,導(dǎo)致其出現(xiàn)變形,特別是在焊接過(guò)程中,壓力容器容易出現(xiàn)變形等多種問(wèn)題,這種變形往往通過(guò)肉眼難以發(fā)現(xiàn),但是,隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng),會(huì)帶來(lái)一系列的潛在危險(xiǎn),因此,在壓力容器的焊接過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)特別注意焊接細(xì)節(jié),防止其出現(xiàn)泄漏破裂,對(duì)壓力容器的安全性能產(chǎn)生負(fù)面影響。
3設(shè)計(jì)中提升安全的相關(guān)措施
3.1提高設(shè)計(jì)壽命。在當(dāng)前的化工生產(chǎn)過(guò)程中,壓力容器往往會(huì)超過(guò)其設(shè)計(jì)使用壽命,因此,在對(duì)壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)充分考慮其所處的使用場(chǎng)景和整體結(jié)構(gòu),通過(guò)對(duì)壓力容器的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷優(yōu)化與提高,壓力容器的設(shè)計(jì)壽命,進(jìn)一步提高壓力容器在使用過(guò)程中的安全性以及經(jīng)濟(jì)性,因此,在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,要特別注意壓力容器的耐腐蝕性,老化是導(dǎo)致壓力容器出現(xiàn)問(wèn)題的主要原因,相關(guān)部件的老化會(huì)導(dǎo)致壓力容器的性能出現(xiàn)下降,設(shè)計(jì)人員通過(guò)提高其耐腐蝕性,能夠有效延長(zhǎng)其使用時(shí)間。除此以外,在對(duì)壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中,相關(guān)工作人員需要對(duì)不安全因素進(jìn)行一一分析,以保證整個(gè)設(shè)計(jì)方案的全面科學(xué),提高壓力容器的使用時(shí)間。3.2材料的選擇。在影響壓力容器的安全中,材料對(duì)其有著重要的影響,通過(guò)合理選擇材料能夠有效保證壓力容器的安全,與此同時(shí),在材料選擇過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)充分考慮材料中的相關(guān)成本,在對(duì)材料進(jìn)行選擇過(guò)程中,必須考慮壓力容器使用的場(chǎng)所,在市場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上制定多套應(yīng)用方案,最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)選擇材料方案,在壓力容器的加工過(guò)程中,除三通在高溫環(huán)境中進(jìn)行加工外,其他相關(guān)材料在200℃的環(huán)境中進(jìn)行加工就可,通過(guò)應(yīng)用上述加工方式,能夠有效降低加工難度。3.3對(duì)壓力容器進(jìn)行科學(xué)規(guī)范的熱處理,避免容器出現(xiàn)變形。通過(guò)對(duì)其進(jìn)行熱處理,能夠有效提高整個(gè)壓力容器安全性以及穩(wěn)定性,在對(duì)其進(jìn)行熱處理的過(guò)程中,首先,要對(duì)接口和殼體進(jìn)行熱處理,而且還要對(duì)彎管進(jìn)行熱處理。由于金屬材料的性能在高溫作用下會(huì)發(fā)生變化,因此,應(yīng)嚴(yán)格控制熱處理溫度。不合理的溫度控制會(huì)影響材料的基本性能,從而導(dǎo)致焊后大量的材料,為了進(jìn)一步減少熱處理不當(dāng)給整個(gè)壓力容器的整體性能產(chǎn)生負(fù)面影響,在對(duì)待不同材料時(shí),應(yīng)當(dāng)有所區(qū)別,除此以外,在對(duì)其進(jìn)行加工制造過(guò)程中,要格外重視焊接工藝,避免因工藝不當(dāng)造成變形。在焊后熱處理過(guò)程中,焊接接頭處容易發(fā)生碳化,對(duì)壓力容器的整體穩(wěn)定性有很大影響。壓力容器的相關(guān)材料是產(chǎn)生這一問(wèn)題的主要原因,基于此,在選擇材料的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)格外注意,要對(duì)各個(gè)加工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制,避免壓力容器出現(xiàn)變形,提高相關(guān)器械的穩(wěn)定性以及安全性。
4結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上研究可以發(fā)現(xiàn),在化工企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中,壓力容器發(fā)揮著重要的作用,在當(dāng)前對(duì)其安全運(yùn)行產(chǎn)生影響的因素有許多。因此,在設(shè)計(jì)壓力容器時(shí),應(yīng)考慮壓力容器的安全性能。通過(guò)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化,可以提高壓力容器的安全性,促進(jìn)化工企業(yè)的發(fā)展。
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作者:遲雁青 單位:煙臺(tái)市奧威制冷設(shè)備有限公司壓縮機(jī)容器事業(yè)部