張志榮

（大連仁海重工有限公司，遼寧 大連 116000）

在整個化工操作環(huán)節(jié)，化工壓力容器的質量是至關重要的，為此一定要根據(jù)相關規(guī)定來確定其筒體材料。由于化工壓力容器裝置的設計部門以及制造企業(yè)間對壓力的標準和要求有不一樣的理解，從而導致化工壓力容器在完成后的試運行階段，發(fā)生各種問題，所以為了使化工壓力容器得到更為妥善的維護，一定要選擇最佳的材料進行替換代用。

1 化工壓力容器的合理選材

化工壓力容器設計過程中，為了確?；毫θ萜鞯恼Ｊ褂?，應遵循國家相關標準的要求，綜合考慮壓力容器的設計壓力、使用年限及使用環(huán)境等因素，進行合理選材，與此同時，也應充分考慮到壓力容器所儲存的介質對主體材料所常來的影響。通常情況下，對于在硫濃度環(huán)境中使用的壓力容器，多選擇20R 碳素鋼或者是20 碳素鋼，嚴禁使用低合金鋼；對于在高溫氫腐蝕環(huán)境中使用的壓力容器，多選擇Ti、M0 等合金鋼；高溫環(huán)境下，碳錳鋼、碳素鋼材料會變脆，鋼中滲碳體容易發(fā)生分解，導致材料可塑性、強度下降，因此，如果壓力容器內(nèi)部溫度過高，則不適宜使用碳錳鋼、碳素鋼，以避免鋼中碳化物的石墨化反應?；毫θ萜餮a強設計中，也要合理選擇補強材料，避免因材料強度等級過低而導致的補強面積增大的問題。同時，如果接管補強面積過小，則會降低補強效應，也會給焊接質量帶來一定的不利影響。面對這樣的問題，制作厚壁接管的時候，可以選擇無縫鋼管材料。若是化工壓力容器的設計壓力較高，相對應的其所需要的壁厚也較大，為滿足化工壓力容器的補強要求，應采用鍛件來制造接管；若是化工壓力容器的設計壓力較低，為降低接管壁厚，可選擇無縫鋼管，但必須要確保其可以滿足化工壓力容器的補強要求。選擇補強圈材料的時候，應選擇與筒體材料相同的材料，以便于減少制作成本。此外，還應根據(jù)化工壓力容器的介質特性、使用環(huán)境等因素，來合理選擇厚壁接管材料，一般來說，厚壁接管材料的類型及其強度，應與殼體材料相同。

2 化工壓力容器的補強設計要點

2.1 開孔補強設計要點

在對壓力容器進行補強結構設計時，需要尤其注重局部補強結構的設計，即為強圈搭焊、整體鍛件以及后壁接管結構的補強。其中后壁接管補強技術具有很多優(yōu)勢，比如說可保證焊接質量、結構簡單以及焊縫較少等，所以補強效果是有保障的。整體鍛件補強技術，即對接管、補強結構以及部分殼體進行加工，使其成為一個完整的鍛件，之后需要通過焊接方式連接起接管以及殼體，該方法能減少應力的集中程度，所以材料在通過補強之后，其可具有更高的抗疲勞性。然而整體鍛件補強技術依然有很多的問題，比如說使用頻率較小，造價較高，常見于要求非常高的化工行業(yè)壓力容器補強作業(yè)中。另外補強圈補強技術常見于操作溫度較低的低型壓力容器中，其操作原理是在無限大的平板開小孔。通過把補強板材料焊接于焊壁上，能夠使開孔邊緣部位的金屬強度得到增強。開孔所除去金屬的質量直接關系到可補回的金屬數(shù)量。所以為使得小直徑的開孔方式更為有效，應考慮補強圈補強技術。但是補強圈補強技術仍有一些問題，像是補強圈及外殼體會相互分離，很難成為一個整體，同時在做好補強工作之后，抗疲勞程度會減少。在進行開孔補強設計時，需要做好補強圈的設計工作。一般來說，設計人員需要根據(jù)補強圈的標準要求開展設計工作，具體來說涉及到以下三種情況：首先，補強圈不超過殼體厚度；其次，補強圈和殼體厚度所一致；最后補強圈的厚度超過殼體的。第二種設計方法占有很大的優(yōu)勢，這是由于這種設計方法不僅可以更為全面的應用材料以及備料，材料的浪費情況會大大減弱。

2.2 開孔補強應力論述

在對化工壓力容器實施開孔處理之后，會出現(xiàn)三種應力，即薄膜應力、峰值應力以及彎曲應力。一般來說，壓力容器會直接受到均勻薄膜應力的制約。開孔后，通常開孔邊緣區(qū)域會受到應力的集中作用，受影響程度會受到距離遠近的影響，與孔相距較遠部位的應力幾乎不會發(fā)生變動，但是總體薄膜應力會不超過其應力水平。在對壓力容器進行開孔處理之后，其和接管連接部位所出現(xiàn)的范圍分布相對較小，這造成數(shù)值增高以及峰值應力問題的出現(xiàn)幾率較大。彎曲應力應劃分為一次應力，其可以對殼體以及接管之間的連接性能進行協(xié)調(diào)，并會出現(xiàn)相應的應力，同時在正常運行時，壓力容器的很難遭到破壞。

3 開孔補強實際操作應該注意的問題

在化工壓力容器設計中，開孔補強設計具有非常重要的作用，可以有效地提高壓力容器的性能，確保壓力容器設計的合理性。因此在具體開孔補強設計應用過程中，要關注規(guī)定的注意事項，以提高設計的質量，確保壓力容器使用時的安全性和可靠性，保證化工生產(chǎn)的安全有序進行。嚴格把關接管厚度。嚴格按照理論標準的要求計算接管厚度，在實際接管設計時，接管厚度過大會影響焊接質量，厚度過小無法抵御反復壓力的沖擊，因此要保證接管厚度與具體的標準相符。接管接觸面積要保持與壓力容器開孔面積相等。

4 結語

在化工壓力容器設計中，開孔補強設計具有不可或缺性，同時也是壓力容器安全和性能的重要保障。因此在實際設計過程中，需要合理選材，并針對實際情況來選擇合理的補強方式。