摘要：在当前我国经济快速发展过程中，化工事业取得了较快的发展，在化工企业生产，化工压力容器应用较为广泛，已成为化工企业发展的重要设备。化工压力容器由于其工作环境具有特殊性，再加之压力容器自身的特点，在应用过程中存在较大的安全问题，给人民群众的生命财产带来较大的威胁。因此为了确保化工压力容器的安全性和可行性，则需要加快对压力容器设计方式的改进，从而更好的促进我国化工事业的健康发展。
关键词：压力容器；设计；重要性；发展前景
因为化工压力容器不仅关系到一个企业的安全生产，运输的便利，成本的控制，还关系到整个城市周围的环境污染问题，所以在产品设计之初就必须多加考虑整个设备的安全性和可靠性，在生产过程中也要时刻的进行检验、测试，每个环节都不能少。所以在设计之初，设备压力容器的设计人员就必须持有严谨的态度，扎实的设计基础和精密的计算方法，才可以设计出可靠性、安全性高的产品。
一、压力容器概述
对压力容器而言，其主要指的是能够承载一定压力的密闭容器，通常由非金属和金属材质制造而成，可以盛装高压状态的液体或气体。压力容器按照其设计压力不同，可分为超高压（耐压≥100.0MPa）、高压（耐压范围为10.0MPa-100.0MPa）、中压（耐压范围为1.6MPa-10.0MPa）和低压（耐压范围为0.1MPa-1.6MPa）四个压力等级。压力容器设计制造过程涉及了多个学科、行业，其中，压力容器设计过程中涉及机械设计、工程制造设计和力学分析等专业，而压力容器制造则涉及了机械加工、无损检测、冶金制造、安全防护以及防腐等领域。随着社会经济的快速发展，压力容器在各行业中应用日渐广泛，特别是在核动力反应堆、化工生产中的反应装置、分离装置的外壳等设备中。同时，压力容器行业目前受到国家产业政策及相关产业政策等鼓励，良好产业政策环境有利于本行业未来的持续发展。
二、压力容器设计的重要性分析
首先，压力容器的应用范围是十分广阔的，因此，根据不同的应用领域进行设计是十分重要的，尤其是在安全性以及先进性等方面。其次，因為压力容器所设计的一些物理以及化学方面的反应比较强烈，因此，如果在使用压力容器的过程中出现意外的话，就会对我国人们的生命以及财产安全造成极大的威胁。最后，在压力容器的设计中，因为会有比较复杂的操作技术手法，比如说，对压力容器进行材料的选购、以及组织程序的设计等等，而且这些数据的准确性直接关系到压力容器应用的质量，从这一点看，对其进行严格的设计也是十分必须的。
三、化工设备压力容器的规范设计
1.对压力容器设计中材料的要求
化工设备压力容器的规范设计首先应考虑金属的自身属性及其耐压程度。在金属属性方面，由于不同的化工原料会和不同的金属有相对的金属活泼顺序，有些可导致容器设备内胆腐蚀化，影响其安全性；另外也应在金属的耐压性方面多加考虑，压力容器的规范应该严格的按照国际标准进行设计和测试，在压力耐受性解决方法分析上，需要计算内外胆的材料应用方面应该严谨的计算其耐受能力，和容积的体积大小是否能对应，外壳薄膜应多加考虑边缘应力等问题，每种材料对应不同的抗拉强度，也对应不同的理化性能，所以在压力容器的制作材料应用上应该全面查询每种金属材料的理化特性。
2.对压力容器结构的规范设计
现代测试技术多采用的是弹性失效的方法来解决容器耐压系数过低，这个方法过于老旧，使得许多问题都不能解决，这就是过去常规的设计方式过于守旧，不先进导致的结果。为了解决这个问题，适应当前压力容器不断的更新发展，我们采用新的失效观点来处理这些疑难问题。
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首先钢材选用之初就考虑到抗压的外形设计、温度设计、材料特性、焊接过程中的接头强度问题，还要考虑到生产成本问题，不能盲目的设计和生产。受压程度过高也不是最好的设计选择，因为当压力较高，整体尺寸较大就会使得容器外壳厚重，这样就会给制造、运输乃至以后的产品安装带来很多不便，从而提高了总的生产成本，给企业带来损失。
现在最新的规范，就是在容器顶盖需要经常拆卸的时候，采用快拆的密闭结构，这样就避免了采用质量大的主螺栓的连接方式。而对于那些需要清洗和维护内件的容器产品，我们在设计的时候应当选择适当的位置进行人孔或者手孔的结构处理，这样不但可以节省生产材料，还大大节省了清理时间，方便清理人员进入，从而也降低了容器的产出维护成本。现在最需要规范化的就是影响容器寿命的材料腐蚀控制，因为这直接影响到设备的使用年限和安全稳定运行，因此我们在设计容器的时候必须添加一定的抗腐蚀余量来保证我们的容器使用年限。
四、化工设备压力容器设计的前景分析
1.设计技术的进步
随着经济与技术发展，化工设备压力容器设计的方法不断进步与发展，如我国学者通过大量计算分析，得出计算管壳式换热器管板的公式。通过大量实践结果表明，研究出的公式符合结构受力的实际情况，同时理论支持内容也较为完善。相比于传统计算公式，我国学者总结出的计算公式更具有普遍性与适合性，可以提高设备的安全性与科学性，最大程度降低设计厚度与直径，实现降低成本、提高安全性的目的，有力推动我国化工设备压力容器行业的进步与发展。
我国学者研究出的公式优势显著，该公式的基本特点如下：首先把换热器看作多种元件构成的弹性体系，采用应用力学理论对其进行分析，对相应元件在实际操作工况情况下和对管板实际作用情况下的荷载情形进行了综合考虑。其次，在计算当量板的削弱系数时，每个管板单元不仅包含边界为六角形（或正方形）的孔板，还包括管孔中的圆柱壳以及连接二者的圆环。推动行业技术发展，具有推广价值。
2.选择合适的新功能材料
在选择压力容器制作材料时，现代先进科学技术为我们提供了支持与选择。例如，纳米材料，作为当前最先进也是最受欢迎的一种微观材料，纳米技术就为我们提供了一种不仅韧性好、耐热度高而且质地轻薄、强度高的新型材料，在压力容器制作中具有不可替代的功能。而且最新研究表明，我国科学家正在研究一种能够自动对摩损和裂痕进行修复的智能材料，而且在不久的将来就能用于实际测验中。
纳米粉体的粒径、光波波长以及超导态的相关长度形成透射深度等物理特征尺寸，对于分析材料的化学性质、磁学性质、力学性质以及热学性质具有非常重要的应用。通过纳米颗粒可以实现高效率光热以及光电的转换。相信随着相关学科技术水平进一步发展，将会有力带动材料化学工程的发展与进步，市场上将会出现更多的符合现实需求且可以实现节能保护与降低成本的目的，为推动材料化学类企业发展贡献力量，进而为国民经济发展提供更多的支持。
结束语：压力容器的设计必须遵循有现行设计规范，设计者应提出最佳的设计方案，确保设计出来的压力容器能够满足稳定性及安全性的要求，同时在满足压力容器相关规范和标准要求的前提下，尽可能的降低费用，确保设计的经济性，从而更好的促进化工行业的健康、有序发展。同时，我国压力容器产业应尽快提高自己对市场的快速响应能力，优化产品质量，提升产品的国际竞争力。
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论文作者:纪玲
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/17
标签：压力容器论文; 材料论文; 容器论文; 化工论文; 耐压论文; 安全性论文; 过程中论文; 《基层建设》2018年第25期论文;