2023年压力容器塔器设备的设计研究.doc

压力容器塔器设备的设计研究压力容器塔器设备的设计研究 摘 要：作为工艺复杂的承压设备，压力容器的技术含量较高，如何进一步优化压力容器的设计和制造向来受到业界重视。基于此，本文将简单分析压力容器塔器设备的设计路径，并深入探讨压力容器的设计制造要点，希望研究内容能够给相关从业人员以启发。关键词：压力容器;塔器设备;设计 对于压力容器来说，设计制造的要求需要与设计和规范标准深入结合，生产制造过程可能出现的问题也需要得到重视。化工设备中塔器属于重要的设备组成单元，直接影响化工生产，因此必须严格遵循相关标准进行塔器裙座、主体、制造的设计，塔器正常工作可能因结构设计问题而受到的影响也需要得到重视。1.压力容器塔器设备的设计路径 1.1 基本分析 在我国各行业中，压力容器的应用极为广泛，如压力容器存在质量问题，生产事故的发生几率将大幅提升，直接威胁人民群众的生命财产安全。因此，压力容器制造必须重点关注压力容器的质量控制和把关，设计、加工、焊接、检验等压力容器的制造环节均需要引起重视。只有各工艺相互联系、相互配合，每一部分工艺均高质量完成，整合特种设备制造质量方可得到保障。生产和制造压力容器需遵循严格的标准，因需要基于国家级标准针对性开展设计和选材。對于本文研究的广泛用于化工设备中的塔器设备来说，具体设计需结合检测标准、设计规范、设计参数、结构等规定，并优化开展检测要求、连接结构、冲压试验、设计选材、结构设计、强度计算、设计选材、设计划类等多方面设计。压力容器塔器设备设计涉及的标准主要包括压力容器（GB150-2011）、塔式容器（NB/T47041-2014）、固定式压力容器安全技术监察规程（TSGR0004-2009）。在无损检测环节，需采用 MT 和 RT 检测方法检测 A、B、D类焊接接头，对应的合格级别可基于一定标准获得1。1.2 塔器设计 需基于固定式压力容器安全技术监察规程进行压力容器塔器设备的划类与选材，按照介质分组的过程需结合压力容器类别，以此合理划分压力容器塔器设备。需基于压力容器的相关规定进行选材，如氮气介质、锻件、无缝钢管、紧固件可分别选择 Q345R、16Mnlll、Q345D、35CrMoA，需基于标准严格控制各部分的化学成分。可基于 Q345R 选定塔器的客体和裙座，作为受到受力影响的非受压元件，同样需要遵循相关规定要求。在针对性的强度计算过程中，压力容器塔器的稳定性校核需基于 SW6 开展，如校核确定的强度为满足规范标准要求，必须重新开展优化设计，随后再次进行校核，直至全部设计满足标准规范，保证塔器强度、应力满足使用需要。在开展压力容器塔器设备的结构设计中，水压试验的开展极为关键，液柱静压力的计算需基于水压试验完成，容器的密封性能需在壳体宏观强度和致密性校核的同时进行检验。在裙座的设计过程中，需综合分析圆筒形和圆锥形两种裙座。可基于三种情况选用圆锥形裙座，第一种为存在偏大的 D/H 值，此时裙座壳体截面对惯性矩的需求较大。第二种为存在较小的设备基础面压应力需求，此时设备存在较大的载荷。第三种为存在无法满足要求的地脚螺栓间距，裙座底面需采用圆锥形以加大裙座底面。除上述三种情况外，可一律采用圆筒形。以基于圆筒形裙座的压力容器塔器设备设计为例，在封头与筒体连接设计时，筒体与封头的连接结构可适当采用堆焊设计，但这种设计对无损检测和制造过程带来的麻烦必须得到重视。具体设计需规避筒体削边，否则筒体薄弱将导致强度无法满足规范和使用需要。因此削边必须结合延长筒体的方式，以此同时满足强度和壁厚要求。此外，为避免筒体强度受到影响，在削边时需要主要削封头边。设计还需要考虑无损检测要求，如需要采用全面的射线检测压力容器塔器设备 A 类和 B 类焊接接头，二级合格鉴定结果的出具需以不低于 AB 级的探伤质量为依据，同时需通过磁粉检测 D 类焊接接头，一级合格鉴定结果的出具需以承压设备无损检测 第 4 部分（JB/T4730.4-2005）为依据。需采用相应的检测标准进行其他部位组件和配件检测，以此得出相应检测结果。此外，为保证设备使用安全，还需要关注外形尺寸允许偏差，设备的外形尺寸需存在允许范围内的偏差，如严格控制长圆筒段内的偏差、塔体安装垂度偏差、筒体总直线度偏差，即可更好保证压力容器塔器设备在生产中的安全使用2。2.压力容器的设计制造要点 在压力容器的设计制造过程中，需关注石油化工介质材料特点，如含有许多气体和有毒物质，或具备较为强力的腐蚀性，存在爆炸可能性和可燃性的介质也大量存在，因此安全可靠的压力容器设计也需要引起重视。在压力容器的设计制造实践中，介质的腐蚀等特性需得到充分考虑，以此开展安全性设计，设计需以压力容器在使用寿命内的完全为依据，并同时关注承受的物质的腐蚀性，压力容器使用寿命受到的这种腐蚀性影响需得到深入分析，设计中需结合具体影响预留腐蚀量。具体设计需优选抗腐蚀材料，并将防腐措施作为压力容器设计的重点，为最大化压力容器经济价值发挥，在保证设计指标满足使用和规范需要的同时，需采用简约设计并优化材料，以此降低其成本。此外，压力容积的疲劳近年来也开始受到重视，因此压力容器的设计制造还需要关注疲劳设计，以此应对疲劳问题，更好保证压力容器使用安全。3.结论 综上所述，压力容器塔器设备的设计需关注多方面因素影响。在此基础上，本文涉及的压力容器塔器设备设计要点、压力容器安全设计要点等内容，则提供了可行性较高的压力容器塔器设备设计路径。为更好优化压力容器塔器设备设计，各类新型材料、新型计算机技术在设计中的深入应用必须得到重点关注。参考文献：1陈梦诗.浅谈金属压力容器制造过程中局部无损检测抽查方案设计J.中国设备工程，2020（09）：142-143.2李桓，罗永智，王治刚，王芳钰.钛-钢复合板制压力容器设计概述J.化工机械，2020，47（02）：148-150+168.作者简介：韩存祥（1987），男，汉族，天津，本科，初级助理工程师，主要研究压力容器方向。