化工壓力容器的選材及補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)淺談

孫玉鳳 王艷立

山東聯(lián)盟特種裝備有限公司 山東壽光 262700

本文以“化工壓力容器的材料及補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)”為討論的主要觀點(diǎn)，并且從三個(gè)方面進(jìn)行了不同的概述：一是主體材料選取和補(bǔ)強(qiáng)材料選取的內(nèi)容概述，二是化工壓力容器及補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的方法、重要性概述，三是壓力容器在選材設(shè)計(jì)方面的分析概述，這一層主要涉及到壓力容器厚壁變化和壓力容器溫度變化這兩個(gè)方面的影響因素。提高對(duì)壓力容器制作的精準(zhǔn)度，在進(jìn)行材料選取和補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，也要依據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)使壓力容器符合制作規(guī)范[1]。

1 主體材料選取時(shí)的內(nèi)容概述

主體材料的選取分為兩個(gè)層面的內(nèi)容，首先是在壓力容器設(shè)計(jì)之初進(jìn)行主體材料選取的內(nèi)容，然后是在壓力容器進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，進(jìn)行材料選取的內(nèi)容。

1.1 壓力容器主體材料的選取

壓力容器的安全性能主要取決于主體材料的選取，對(duì)壓力容器主體材料的選取，一定要按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選用，任何不符合規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的材料都不能夠加入到主體材料當(dāng)中，一旦不規(guī)范的材料加入到選取的主體材料中，會(huì)對(duì)壓力容器的安全性造成極大的隱患，在使用過(guò)程中也會(huì)嚴(yán)重影響到使用效果甚至?xí)a(chǎn)生更大的威脅。

關(guān)于材料選取也要注意這四方面的問(wèn)題：溫度、介質(zhì)、壓力和壽命。介質(zhì)的特性也是影響壓力容器主體材料選取的關(guān)鍵因素，要著重考慮材料的腐蝕性問(wèn)題，盡量使用新能源材料，既能夠減少投入的成本，還能保護(hù)環(huán)境。

1.2 壓力容器補(bǔ)強(qiáng)材料的選取

壓力容器的補(bǔ)強(qiáng)材料在選取過(guò)程中沒(méi)有主體材料選取的要求那樣嚴(yán)格，但要著重考慮到焊接面所產(chǎn)生的負(fù)面影響。厚壁接管能夠直接進(jìn)行加工，最大的優(yōu)勢(shì)在于它能做到無(wú)縫接管，補(bǔ)強(qiáng)材料在選用時(shí)盡量要做到選取材料的強(qiáng)度相一致。補(bǔ)強(qiáng)材料在選取過(guò)程中，要求材料的強(qiáng)度較低，材料的強(qiáng)硬度和焊接的具體情況是必須要考慮的兩個(gè)方面，一定要保證在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，滿足補(bǔ)強(qiáng)材料對(duì)強(qiáng)硬度和焊接情況的要求標(biāo)準(zhǔn)，使壓力容器補(bǔ)強(qiáng)材料的選取過(guò)程能夠克服困難因素。

2 化工壓力容器及補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的方法、重要性概述

2.1 化工壓力容器及補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的方法

壓力容器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)方法在于補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方面，在補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)中一定要注意接管開(kāi)口處的設(shè)計(jì)效果，要從四個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)：

一是要做到精準(zhǔn)設(shè)計(jì)補(bǔ)接管開(kāi)口處的結(jié)構(gòu)和尺寸。接管開(kāi)口處的尺寸會(huì)影響整個(gè)接管的過(guò)程，盡管開(kāi)口的過(guò)大或過(guò)小都屬于尺寸不合格的范圍，如果尺寸與結(jié)構(gòu)的比例不合格會(huì)影響到整個(gè)補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的效果。

二是提高對(duì)接管處抗腐蝕能力的重視程度。接管開(kāi)口處的抗腐蝕性是非常重要的，如果選取的材料不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致接管開(kāi)口處的抗腐蝕性能差，整個(gè)接管的后續(xù)工作會(huì)受到非常嚴(yán)重的影響。

三是要著重控制焊接結(jié)構(gòu)的偏差性。在每一道工序或者生產(chǎn)的制作流程中都會(huì)有過(guò)多過(guò)少的偏差，但一定要將偏差控制在可規(guī)避的范圍之內(nèi)。如果焊接結(jié)構(gòu)的偏差過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致焊接結(jié)構(gòu)嚴(yán)重變形，影響到壓力補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的操作。

四是對(duì)各種補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)要進(jìn)行分別處理，逐一擊破。不同的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)是不能夠進(jìn)行混合處理的，要根據(jù)每一種補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的特征進(jìn)行劃分，按照每一種特征的要求和規(guī)范進(jìn)行個(gè)別處理，避免因一同處理所導(dǎo)致的嚴(yán)重后果[2]。

2.2 化工壓力容器及補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的重要性

在上文中也有提到化工壓力容器的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)是非常重要的，這種工序能夠有效的改善壓力容器在設(shè)計(jì)之初的不足和和失誤。另外，受殼體厚度的大小程度影響壓力容器補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)有三種情況：一是殼體厚度和補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度大小一致；二是殼體厚度比補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度低；三是殼體厚度比補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度高。

3 壓力容器在選材設(shè)計(jì)方面的分析概述

壓力容器在進(jìn)行選材設(shè)計(jì)方面，最主要的兩個(gè)影響因素是其厚壁變化和溫度變化的影響，在這一部分著重從這兩個(gè)方面影響進(jìn)行研究探討。

3.1 壓力容器厚壁變化的影響因素

關(guān)于厚壁變化對(duì)壓力容器的影響，最重要的還是在于壓力容器的選材處理方面，一臺(tái)壓力容器的制作需要考慮到溫度、容器和介質(zhì)三個(gè)方面的影響。

鋼材的厚度會(huì)影響到壓力容器厚壁的大小，不能采用過(guò)高硬度的鋼材，也不能采用硬度較低的鋼材，所選取的鋼材硬度和厚度一定要達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，即使在鋼材不足選用其它材料代用的情況下，也要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，而不能一味的尋求效率，忽視質(zhì)量。

3.2 壓力容器溫度變化的影響因素

壓力容器的制作溫度有一定的要求標(biāo)準(zhǔn)，假設(shè)某個(gè)企業(yè)將壓力容器的制作溫度設(shè)定在470℃，需要用其它鋼材對(duì)標(biāo)準(zhǔn)要求下的鋼材進(jìn)行替代。經(jīng)實(shí)際操作可知，以425℃為一個(gè)溫度界定的標(biāo)準(zhǔn)，如果高于這個(gè)溫度或低于這個(gè)溫度進(jìn)行替代的鋼材都會(huì)產(chǎn)生不合格的反應(yīng)，從而達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的壓力容器制造要求。由此可知，在標(biāo)準(zhǔn)鋼材不足的情況下，也不能以其它鋼材進(jìn)行隨意的置換和替代，否則會(huì)嚴(yán)重影響到壓力容器的制作效果和使用效益[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，壓力容器的選材及補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)在化工操作中的作用是非常重要的。在進(jìn)行壓力容器的制作時(shí)，一定要根據(jù)相應(yīng)的制作標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行對(duì)于主體材料和補(bǔ)強(qiáng)材料的選取，如果所選取的替換材料達(dá)不到規(guī)定材料的一些標(biāo)準(zhǔn)會(huì)嚴(yán)重影響到壓力容器的制作過(guò)程，還會(huì)導(dǎo)致最終生產(chǎn)出來(lái)的壓力容器也是不合格的。同樣，按照一定要求和標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)出來(lái)的壓力容器，也要根據(jù)其在試用過(guò)程中所產(chǎn)生的各種不適和反應(yīng)做出一些調(diào)整來(lái)規(guī)范和維護(hù)化工壓力容器的制造及使用過(guò)程[4]。