王艷立 孫玉鳳
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化工生產(chǎn)相對來說危險系數(shù)是很大的,而壓力容器在生產(chǎn)過程中有著重要的作用,要合理的設(shè)計化工設(shè)備壓力容器才能減少生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的不必要問題,確保生產(chǎn)能夠順利的進行。因此,設(shè)計化工設(shè)備壓力容器的人員應(yīng)當(dāng)不斷就現(xiàn)有生產(chǎn)情況進行監(jiān)控、總結(jié)、提升,并嚴(yán)格遵守生產(chǎn)過程中的標(biāo)準(zhǔn),提升自身的設(shè)計水平,設(shè)計出高效、高質(zhì)、安全系數(shù)高的壓力容器[1]。
化工生產(chǎn)是一個危險系數(shù)較高的生產(chǎn)工作。因為化工生產(chǎn)所用到的材料大部分都具有腐蝕性、易燃易爆性,沒有符合標(biāo)準(zhǔn)的化工設(shè)備壓力器很容易產(chǎn)生火災(zāi)、爆炸等現(xiàn)象,對在化工工廠工作的人員來說具有巨大的危險隱患。因此,化工設(shè)備壓力器必須要嚴(yán)格按照要求設(shè)計生產(chǎn),必須是能夠支持起化工生產(chǎn)過程中所要承受的壓力、溫度以及生產(chǎn)過程中的其他因素。
當(dāng)下化工設(shè)備壓力容器的設(shè)計師有一定理論依據(jù)的,一般采用的是彈性失效準(zhǔn)則。簡單來說就是設(shè)計化工設(shè)備壓力容器要考慮到一個最大應(yīng)力點,每個材料都是由自身承受最大的系數(shù)范圍,一旦超過這個系數(shù)將會沒有了彈性空間,進入塑性。常規(guī)的壓力容器在設(shè)計過程中都采取這個準(zhǔn)則,但隨著技術(shù)的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)這個準(zhǔn)則考慮的應(yīng)力點比較片面,并沒有考慮到邊緣和局部應(yīng)力以及生產(chǎn)過程的熱應(yīng)力等問題。
過去設(shè)計的時候為確保壓力容器的承受力,通常會直接提升1倍的應(yīng)力承受系數(shù)來確保安全,也防止設(shè)計過程中對于力的分析不足。但,科技的不斷發(fā)展,化工生產(chǎn)過程中各種系數(shù)的提升,單依靠過去的彈性失效準(zhǔn)則設(shè)計壓力容器顯然是不足夠的。應(yīng)當(dāng)在這基礎(chǔ)上加入彈塑性、塑性失效準(zhǔn)則、爆破失效、斷裂失效來進行壓力容器的可靠性設(shè)計??梢哉f是從安全角度出發(fā)設(shè)計出能夠防止壓力容器塑性、爆破、斷裂的情況,提升容器的整體結(jié)構(gòu)和安全系數(shù)。
化工設(shè)備壓力容器規(guī)范設(shè)計需要將材料考慮進去,選取時應(yīng)當(dāng)考慮材料的設(shè)計、溫度、硬度以及材料自身的材質(zhì)問題,是否能夠用來設(shè)計壓力容器,以及后期維護問題,不能說要加強容器的硬度就盲目的增加鋼板厚度。另外,還要考慮到制作成本問題、后期的運營以及維護成本問題,這些因素都應(yīng)在一個合理范圍內(nèi),要基于當(dāng)下化工行業(yè)的發(fā)展情況來思考、設(shè)計、選材。其次,壓力容器應(yīng)當(dāng)結(jié)構(gòu)簡單、制作方便。過于復(fù)雜的壓力容器不利于制造與后期的操作維護,進而也會提升運營維護成本。常規(guī)情況下應(yīng)該盡可能用一些低合金剛材料和常規(guī)碳素鋼。
化工設(shè)備壓力容器的設(shè)計與多個技術(shù)息息相關(guān)、相互制約著,它的發(fā)展與一些新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)有著不可分割的關(guān)系。
首先,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)促進了化工設(shè)備壓力容器設(shè)計的進一步發(fā)展?,F(xiàn)在很多傳統(tǒng)的工業(yè)都隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)開始轉(zhuǎn)變,設(shè)備壓力容器設(shè)計也不例外。例如,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到生產(chǎn)過程中,監(jiān)控記錄當(dāng)下化工設(shè)備壓力容器的各種系數(shù),進而為壓力容器更新?lián)Q代提供了更加精準(zhǔn)的參考數(shù)據(jù),在技術(shù)與設(shè)計人員思考壓力容器設(shè)計時能夠更具體的思考相關(guān)壓力系數(shù),提升壓力容器的壓力系數(shù)。就企業(yè)公司層面來說,高質(zhì)量的壓力容器為企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟效益,可見互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的壓力容器發(fā)展前景可觀。
其次,焊機技術(shù)與質(zhì)量的提升將化工設(shè)備壓力容器的制造更加的精準(zhǔn)、細致。設(shè)計方案到壓力容器制造涉及的關(guān)鍵技術(shù)就是焊接,過去傳統(tǒng)的焊接技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)下社會的發(fā)展。而當(dāng)前化工行業(yè)對于這方面都關(guān)注于焊接自動化技術(shù),通過電腦技術(shù)設(shè)定參數(shù),讓焊接設(shè)備自動操作,設(shè)計制造過程更加快速。對于壓力容器來說更新?lián)Q代更快速,科技的發(fā)展也推動的壓力容器的發(fā)展,而且,焊接設(shè)備根據(jù)設(shè)定的參數(shù)進行材料焊接,將焊接誤差降低,進而提升了壓力容器的質(zhì)量。
最后,材料的更新?lián)Q代速度塊,更多高效低成本的材料出現(xiàn)。壓力容器制造對于材料的選擇有著很高的要求,對于材料的硬度、韌性、彈性都有著嚴(yán)格的要求。而現(xiàn)在對于納米技術(shù)的研究上有了重大突破,未來更會將納米技術(shù)運用到各行各業(yè)當(dāng)中?;ぴO(shè)備壓力容器設(shè)計中如果采取了納米技術(shù)將會是一個重大的突破。納米技術(shù)材料最大的特點是能夠進行自動修復(fù)一些磨損和裂痕,而且還能進行調(diào)整材料自身的介質(zhì)常數(shù)、韌性熔點等相關(guān)力學(xué)性能。這讓化工設(shè)備壓力容器設(shè)計變得不再復(fù)雜,在傳統(tǒng)意義上考慮到的系數(shù)可以不必考慮太多,彈力失效準(zhǔn)則、爆破準(zhǔn)則、塑性準(zhǔn)則這些對于智能可變的納米技術(shù)來說變得不再復(fù)雜?;ぴO(shè)備壓力容器設(shè)計人員在設(shè)計過程中,只需將納米技術(shù)融合其中,采用納米技術(shù)新材料,能夠隨時應(yīng)對化工生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的變故,進行實時的系數(shù)調(diào)整,這無疑是一個理想型材料,對于壓力容器的未來發(fā)展有著重大作用,不僅對于降低成本有著積極作用,更大大的降低安全事故的發(fā)生率。因此,相關(guān)設(shè)計技術(shù)人員應(yīng)該著眼于先進的制造技術(shù),大力推動并引進新技術(shù),讓化工設(shè)備壓力容器設(shè)計能夠更上一層,實現(xiàn)更高效安全的生產(chǎn)[2]。
化工設(shè)備壓力容器在生產(chǎn)過程中的重要性是眾所周知的,因此,對于壓力容器的設(shè)計必須要按照生產(chǎn)過程中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行,遵守設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,將安全問題作為首要考慮因素。其次,要合理的進行成本控制,實現(xiàn)低成本高效的效果。最后,要求設(shè)計技術(shù)人員加強溝通,關(guān)注科技發(fā)展,提升自身技術(shù)水平學(xué)習(xí)先進技術(shù),進而生產(chǎn)出更好的化工設(shè)備壓力容器,幫助企業(yè)高效生產(chǎn),提升企業(yè)的市場競爭力[3-4]。