摘要：压力容器直接关系到化工企业安全生产，产品设计阶段要考虑整个设备的安全可靠性，生产过程中控制每个环节质量。压力容器设计时需要设计人员保持严谨的态度，选择合适的设计与计算方法，提高压力容器设计的质量与安全性，本文就此展开论述。
关键词：化工设备；压力容器；规范设计；发展前景
1化工设备压力容器设计的理论基础
化工压力容器设计通常采用弹性失效准则，该理论下认为压力容器最大应力点就是超出屈服上限后便会进入塑性条件，直到纯粹弹性状态最终失去为止。通过应力分析，基础内容计算选择材料力学与板壳薄理论，对于边缘与局部性应力状况下不予考虑，每种类型的应力状况都应选择相应的许用应力值，但出于安全考虑，则应该选择略高于许用应力的应力，避免有效部分应力分析不足的情况，确保设计的安全性。随着化工设备压力容器的参数不断增加，特别是随着计算机技术发展及高强度钢材料的应用，传统设计中的弹性失效准则己经不能满足实际需求，传统常规设计方法整体过于保守，针对这类问题要采取新的失效观点来解决。分析设计中引入弹塑性与塑性失效准则，打破传统应力计算的局限性，促进许用应力值的提升，确保压力容器的安全性。压力容器设计过程中，通常会使用多种准则，以失效准则为基础，增加弹性失效、弹塑性失效准则等，确保化工压力容器设计安全的准确性。
2化工设备压力容器规范设计措施
2.1选择合适的设计材料
化工产品本身具有毒性、易燃、易爆等特性，很容易出现火灾或爆炸等事故，必须按照国家规定控制化工压力容器设计，提高化工容器的安全性与质量。具体如下。①材料的重要性。在设备加工过程中为了保证设备质量和功能性良好，通常会使用多种材料共同满足设计需求。每种材料的性能和加工水平对整体设备质量的形成都会有直接关系。只有通过合理的材料选择和加工技术，才能保证每个环节的加工质量，最终在保证设备性能的基础上，合理控制成本，在市场上获得足够的竞争力。因此设备加工过程中，设备性能要求是关键指标，成本控制也是重要的方面，这就对材料选择提出更高的要求。②选择合适材料。在压力容器设计过程中，为保证能够合理对材料做出选择，需要充分了解材料一的属性和利用价值，从而做到材料性能的比较并达到设计需要的性能指标。金属材料是压力容器设计中常用的材料，但随着化工材料的不断发展，在压力容器设计中使用有机材料代替金属材料也变成了可能。在压力容器设计中，为保证设备的性能指标，需要对材料的性能进行严格的筛选。材料本身的用途也会决定材料的性能。以金属材料为例，金属强度高、性能优越是其主要优点，但金属材料也存在抗腐蚀能力弱、容易变形等缺点。因此在加工过程中应该根据设计的具体情况，根据材料在设备中的性能对材料做出合理的选择。
2.2压力容器结构设计规范性
前文中己经提过，现代测试技术解决容器耐压系数过低问题时普遍采用弹性失效方法，这种设计方法相对陈旧，很多问题得不到有效解决，这也是传统设计不先进的具体体现。为了改变这一情况，充分满足压力容器快速发展的现实需求，需要引入新的失效观点解决这些难点问题。钢材选用之初需要考虑到温度条件、压力条件、介质腐蚀条件、介质的危害性、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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。为了进一步节省生产材料、降低化工设备压力容器的产出和维修成本，对于那些顶盖需要经常进行拆卸的容器，在设计过程中可以采用快拆式的密闭结构，如此就能在最大程度上减少使用主螺栓式连接方法。而对于那些需要定期进行清洗和内件维修的容器产品，在设计过程中就需要提前在适当位置设置手孔或人孔结构，便于工作人员入内进行清理，如此不仅便于清洁为维修，还可以最大程度上降低生产所需材料和容器的产出、维护成本。在化工设备设计过程中，设计人员要具有一定的化学应用知识，并加强对细节的管理和控制，不仅能有效提高设计质量，降低成本，还便于设计人员对设备整个质量和性能的控制，确保设计方案的可行性。
3化工设备压力容器设计的前景分析
3.1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。
3.2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。
4结语
综上所述，压力容器设计过程中依托相关设计方案，合理的设计方案并严格接受监督部门监管，确保压力容器设计的质量，又可以节约设计成本。因此，我国化工设备压力容器产业应该强化市场了解，提高产品质量与市场竞争力。希望通过本文论述，为推进压力容器行业进步发展贡献一份力量。
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[3]陈洲鹏.浅谈化工设备压力容器的规范设计与发展前景[J].科技风，2011（02）：260.
论文作者:郑卫群,张素霞,裴元虎
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/10/1
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