浅谈石油化工压力容器设计的经济合理性

精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 1 / 6 浅谈石油化工压力容器设计的经济合理性 浅谈石油化工压力容器设计的经济合理性 在 给出了设计压力的最小值。设计压力是指设定的容器顶部的最高压力，它的取值完全取决于容器的工作压力，因此，在确定设计压力时必须首先准确地确定容器的工作压力，然后根据固容规、 20580 标准中的规定合理确定设计压力。在设计中我们没必要把安全系数值定的过高，因为设计压力越大，容器壳体的壁厚就会相应地增加。 比如有些完全可以用 时由于设计压力取的偏高，就有可能采用 强度更高的钢板，无形中增加了容器的造价，造成不必要的浪费。 关于设计温度在 也有明确的规定，是指在正常的操作条件下，设计元件的金属温度。设计温度选取的高低精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 2 / 6 直接影响设备的造价，取的过高过低都不科学，如果取的过高，那么材料的许用应力值就降低，势必将容器的壁厚增加；如果取的过低，一方面材料的许用应力值过大，造成设备不安全，另一方面本属于非低温设备而有可能变为低温容器， 这样就会大大增加了制 造成本。所以我们应具体情况具体分析，不能因为过于强调安全而随意增加或降低设计温度。如有的压力容器虽然工作温度低于 但根据 的规定，经计算可能属于低温低应力工况，若按常规容器设计，同样可以安全使用， 这样大大减少制造难度和制造成本。 搞清介质的特性也是设计中的一项重要内容。介质特性包括化学成份及腐蚀性、所处的状态、毒性程度 、易爆等物性。这些特性直接影响设计和制造的要求。简单地说：如介质中含有氯离子，就不能选用奥氏体不锈钢；如果介质的腐蚀性很强， 就 应考虑选择不锈钢或不锈钢复合钢板；而对于一般的介质就可以选用碳素钢。在设计中腐蚀裕量的选取也是很重要的，它是由腐蚀速率和使用寿命决定的。 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 3 / 6 在压力容器设计中主体材料约占设备总造价的40%因此正确合理的选材对容器的设计有很大影响，选材必须考虑设备的操作压力、操作温度、介质特性、材料的焊接性能及冷热加工性能 、设备的结构及制造工艺、材料的来源及经济合理等，只有弄清了介质的特性，才能合理确定选用材料。如一般环境的就不应轻易选择不锈钢，当环境介质腐蚀性很强时，应首先考虑选用不锈钢 复合钢板，而不能简单的确定全部采用不锈钢。同样能采用衬里来防腐时，则应当先考虑选用一般钢材作主材，通过衬里来达到防腐蚀目的。 其次，对要求较高的压力容器应选用性能较好的质量较高的材料，反之对于一般工况的设备，在选材上就应有所侧重，不能一概而论。另外，在材料的选择上，还应根据设备各部件的不同工作状态而选用不同的材料，如管壳式换热器，当管程的介质腐蚀特别严重，而壳程内为一般介质时，管程就应该采用耐腐蚀性较强的材料 ，而壳程就应选取一般性的材料，总之应根据具体条件选择合适的材料。 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 4 / 6 压力容器设计是否合理，直接影响压力容器的造价。整体结构的设计是与工艺条件有直接关系的，工艺条件必须准确，才能使容器的外形、结构确保合理。外形尺寸的确定，必须在满足工艺要求的前提下，尽量选择比较适宜的长径比，同时尽量选用标准系列直径及采用标准封头及法兰；还要满足容器内构件的安装、方便制造、检验和运输等要求。而对于零部件的选取，也应考虑成本核算问题，如容器法兰，当采用平焊法兰能满足设计要求时，就不应选取长颈对焊法兰，因后者要求锻制，造价太大，而因小失大。 接管的设计 压力容器上开孔是不可避免的， 压力容器接管与壳体连接处应力复杂，局部应力较高，焊接较困难，质量不易保证，是压力容器发生失效较多的部位，在进行补强计算时，应尽可能不采用整体增加筒体厚度补强，而采用其它更合理些的补强方法，以降低整台设备的重量和造价。如补强板结构，厚壁管结构，或整锻件补强，当然这几种方式也存在不同的造价。因此在设计中，当工况允许时应首先考虑用补强板，其次是厚壁管，再次是整锻件补强结构。 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 5 / 6 技术要求也是对设备的设计制造水准的要求，它的严格程度 也就决定着设备的制造质量和安全。设计要求高、制造质量高，设备造价也就高了，因此对技术要求中的每条都要仔细推敲，包括检测、热处理、检验、试压以及焊材选取等都是制造、检验要求中的重要内容。尤其是无损检测和热处理，如果将检测误定为 100%，显然大大增加了制造费用；有些容器本身工作环境实际上可以免作焊后热处理的， 但由于工作条件参数不明确，而要求作了热处理，则可能使容器的成本增加 8% 此外，还有一些与制造成本有直接关系的技术要求，如气密性试验的选取，以及 C、 D 类焊缝是否作表面无损探伤，以及是否要保证 容器上所有 C、 D 类焊缝圆滑过渡。这些都是设计者设计时认真考虑的问题。 本文就设计上的经济合理性进行了比较，但不可能包括全部，压力容器设计成本不仅取决于设计这一环节，还取决于制造、检验等环节。不能过于强调经济而忽视安全问题。精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作