石油化工壓力容器設(shè)計要求及方法論文
摘要：本文從石油化工壓力容器設(shè)計要求入手，對其設(shè)計方法進(jìn)行了總結(jié)。
關(guān)鍵詞：壓力容器；設(shè)計要求；設(shè)計方法
工業(yè)生產(chǎn)過程中，盛裝液體、氣體，壓力容器是必不可少的。由于生產(chǎn)壓力容器的工藝很繁瑣，選擇壓力容器應(yīng)以密閉性更佳的為主，確保每項操作環(huán)節(jié)的質(zhì)量，以此實現(xiàn)壓力容器功能的充分發(fā)揮。
1石油化工壓力容器的設(shè)計要求
1.1設(shè)備的完整性
要想順利實現(xiàn)壓力容器生產(chǎn)活動，首先就必須為壓力容器設(shè)計提供完整性的保障。如在鍋爐的生產(chǎn)中，所使用的壓力容器必須能在高溫、高壓環(huán)境中適應(yīng)。同時，由于生產(chǎn)過程中會有部分腐蝕性物質(zhì)出現(xiàn)，一旦無法將其及時處理或是未能選擇合理的處理方式，就極有可能產(chǎn)生爆炸。基于此，鍋爐制造企業(yè)對于壓力容器設(shè)計的`重要性必須予以重視。此外，在生產(chǎn)實際過程中，也許予以設(shè)備運行可靠性足夠的重視，采用合理的方式進(jìn)行設(shè)計，以便對其破壞性進(jìn)行控制[1]。而在對壓力容器質(zhì)量提供保障外，對于企業(yè)制造成本也需予以充分考慮，一旦在設(shè)計時有任何問題出現(xiàn)，相關(guān)人員必須及時與專家和領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行交流、溝通，合理選擇處理方式，將維修費用降至最低，為企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提供保障，進(jìn)而推動企業(yè)的發(fā)展。
1.2設(shè)備的安全性
要想使壓力容器得以平穩(wěn)運行，為人們的生命財產(chǎn)安全提供保障，就必須不斷優(yōu)化壓力容器的設(shè)計。每臺壓力容器在生產(chǎn)前，相關(guān)人員首先應(yīng)對其進(jìn)行安全性、穩(wěn)定性設(shè)計，經(jīng)濟(jì)、實惠的材料是必須落實的，不但可將設(shè)備制造成本降低，同時還能為壓力容器使用安全性提供一定的保障。當(dāng)前，壓力容器被廣泛應(yīng)用于科研、鍋爐制造、石化、能源等多個生產(chǎn)活動中。其結(jié)構(gòu)的組成主要分為封頭、支座、筒體、接管及密封元件等。在實際應(yīng)用過程中，一旦壓力容器受承壓或其他外在因素影響，且未能在有效時間內(nèi)完成處理，那么就會引發(fā)爆炸事故，對工作人員的生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。除此之外，由于壓力容器自身因素的影響，世界各國都予以了壓力容器監(jiān)察工作足夠的重視，只有當(dāng)壓力容器與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完全符合之后，才能允許投入生產(chǎn)使用。
1.3設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性
在設(shè)計壓力容器時，首先應(yīng)確保其質(zhì)量、安全與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符合，并在此基礎(chǔ)上側(cè)重結(jié)構(gòu)簡單、便于制造與維修檢測的方向進(jìn)行設(shè)計。如此一來當(dāng)其有部分超標(biāo)缺陷時也能在有效時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)、處理。以這類方式進(jìn)行設(shè)計，不但可實現(xiàn)更低的設(shè)計制造成本，同時也能減少原材料的使用及后期維護(hù)費用。
2壓力容器的設(shè)計方法
當(dāng)前，我國有關(guān)壓力容器的設(shè)計方法已有一定成果，該設(shè)計方法目前主要可分為兩種：其一是以國家相應(yīng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)為根據(jù)嚴(yán)格進(jìn)行設(shè)計；其二是以應(yīng)力分析方法為根據(jù)開展壓力容器設(shè)計工作。兩種設(shè)計方法優(yōu)異同存，在具體設(shè)計過程中應(yīng)以設(shè)計的基本要求、使用功能為依據(jù)，選擇合理的設(shè)計方法，為壓力容器運行的安全、可靠及經(jīng)濟(jì)性提供保障。
2.1常規(guī)設(shè)計方法
目前，最常用的設(shè)計方法便是常規(guī)設(shè)計，側(cè)重于經(jīng)驗設(shè)計，簡單易行，是以彈性失效準(zhǔn)則為理論基礎(chǔ)。通過對構(gòu)件中的應(yīng)力進(jìn)行分析，進(jìn)而確定構(gòu)件的薄弱環(huán)節(jié)，一旦壓力容器應(yīng)力點達(dá)到最大時（即達(dá)到屈服極限），就會朝著塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)化，純彈性的狀態(tài)就此失去[2]。在實際設(shè)計過程中，需將構(gòu)件失效的原因、模式確定。當(dāng)前壓力容器的失效模式多為總體塑性變形、疲勞及失穩(wěn)等方式，漸進(jìn)的塑性變形會改變壓力容器的局部結(jié)構(gòu)，進(jìn)而導(dǎo)致過量塑性變形。通常而言，不同設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)所需關(guān)注的失效模式也有一定差異。
2.2應(yīng)力分析設(shè)計方法
應(yīng)力分析設(shè)計方法是以彈性應(yīng)力分析、彈塑性失效準(zhǔn)則及塑性失效準(zhǔn)則等理論為基礎(chǔ)研發(fā)出的新方法，摒棄了傳統(tǒng)的彈性失效準(zhǔn)則，同時也詳盡的分析、計算了壓力容器內(nèi)的各種應(yīng)力，并對其進(jìn)行合理分類、控制。
3結(jié)束語
在設(shè)計石油化工壓力容器的過程中，不論是設(shè)計計算亦或是材料選擇都必須以設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為根據(jù)嚴(yán)格進(jìn)行。此外設(shè)計人員還需對各類設(shè)計方案進(jìn)行對比，采用最為合理的設(shè)計方案，確保所涉及的壓力容器可將穩(wěn)定性、安全性等要求充分滿足，并在確保壓力容器與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求、規(guī)范相符合的基礎(chǔ)上，盡量將生產(chǎn)成本降低，實現(xiàn)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而為化工行業(yè)的健康、穩(wěn)定、長效發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]孫建國.石油化工裝置壓力容器設(shè)計要求與設(shè)計方法研究[J].中國西部，2017（8）.
[2]王冬冬.石油化工裝置壓力容器設(shè)計要求及設(shè)計方法[J].工程技術(shù)：引文版，2016（12）：00258-00258.
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