刘静远
（浙江镇田机械有限公司 浙江温州 ?325000）
摘?要：近几年来，伴随着我国的社会经济迅速发展，对压力容器的设计要求也变得越来越高。作为工业生产领域的一种关键的设备，对压力容器的应用也是极其广泛的。因此本文从满足工艺生产、运行安全可靠、保证使用寿命、制造、检验、安装、操作和维修方便、经济性五个方面阐述了压力容器的设计要求。
关键词：压力容器设计；运行可靠；使用寿命；制造检修；经济
随着石油化工、能源等工业的迅速发展，压力容器的规格尺寸越来越大，操作压力和温度越来越高，结构和形状越来越复杂，对其安全可靠性的要求也越来越严格，一台压力容器设计的正确、合理与否，不仅涉及到制造、检验等环节的难易程度，影响到压力容器产品的制造成本和运转费用，还直接关系到产品运行的可靠性。强度的计算错误、结构的设计考虑不当、选材不正确、或对于热应力、应力集中、疲劳、腐蚀等工况及在设计时对使用条件考虑不周，都会导致事故的发生。而且石油、化工的生产过程大多是连续的，任何一台设备都不可能单独把石油、化工产品制造出来，生产工艺过程中任何一台设备出了事故，都会影响产品质量或使生产无法继续进行，甚至会危及设备和人身的安全，这就要求我们按照国家的法律法规及行业标准、规范正确的设计可在不同的工况条件下安全使用的压力容器。国家监督部门对压力容器的安全监督，也是从设计环节开始的，《固容规》要求Ⅲ类压力容器开展RBI分析以确保Ⅲ类压力容器的安全。
由于因此，设计一台压力容器，一般需符合下述五方面的要求。
一 满足工艺生产
各种压力容器是实现石油化工等各类生产过程的重要装置。产品的产量、质量和成本直接与各种压力容器质量优劣相联系。由于生产的连续性，若一个单元操作不能满足工艺要求，就会影响下一个操作甚至生产的全过程。所以每台容器的设计都应满足工艺生产的要求。所谓满足工艺生产的要求，一般是指所设计的压力容器，能承担工艺过程所要求的压力、温度及具备工艺生产所要求的规格（直径、高度、容积）和结构（开孔接管、密封等）。以氮肥生产中的氨合成塔为例，由于氨的合成率和氨的合成压力有关，若由于种种原因，氨合成塔承受不了设计压力，只能降压使用，就将导致氨的合成率下降，不仅直接影响了全厂的产量，而且造成了生产成本的大幅度上升。
二 运行安全可靠
化工生产的物料往往具有强烈的腐蚀性、毒性，容易燃烧引起火灾，甚至发生爆炸等恶性事故。压力容器工作时，内部储存着一定的能量，一旦发生破坏，容器内部储存的能量将在极短的瞬间释放出来，具有极大的摧毁力。此外，由于生产的连续性，一旦容器发生事故，不仅造成这台容器本身的损坏，往往还会危及其他装置的安全，造成连锁性的破坏，因此确保压力容器运行的安全可靠是至关重要的，不仅必须保证每个承压零部件都具有足够的强度、刚度和稳定性，而且还要满足在不同工况条件（如腐蚀、高温、低温、疲劳载荷、热冲击等）下能安全可靠的运行。
三 保证使用寿命
化工厂的主要设备一般设计的使用年限为10～20年。影响石油化工用压力容器使用寿命的主要因素是化工物料对壳体结构材料的腐蚀，它会使容器器壁减薄，甚至烂穿，因此在设计容器时必须考虑附加腐蚀裕量，来保证满足使用年限的要求。对某些强腐蚀性物料，在设计时要选用适宜的耐腐蚀材料，或在结构设计中采取防腐措施，以达到所要求的设计寿命。如尿素是一种强腐蚀物料，因此，尿素合成塔在强度钢制的外壳内表面，要衬上一定厚度的不锈钢衬里，强度钢用来承受内压，衬里层用来防止腐蚀，这样不仅充分发挥了不同材料的特性，节约了贵重金属，而且保证了设备的使用寿命。
四 制造、检验、安装、操作和维修方便
压力容器的选型和结构设计，要尽可能考虑到方便制造、检验、安装、操作和维修。提出这一要求的目的，一方面是基于安全性的考虑，因为结构简单、易于制造和检测的设备，其质量就容易得到保证，即使存在某些超标缺陷也能够准确地发现，便于及时予以消除。其次，这样做的目的也是为了满足某些特殊的使用要求，如对于顶盖需要经常装拆的试验容器，要尽量采用快拆的密封结构，避免使用笨重的主螺栓连接。又如对于有清洗、维修内件要求的容器，需设置必要的人孔或手孔。
五 经济性
压力容器的设计，要尽量达到结构简单、制造方便、重量轻、节约贵重材料，以降低制造成本和维修费用。《固容规》对压力容器的设计也提出了应当充分考虑节能降耗原则。
五 结束语
由于上述五项要求，既是相互联系又是相互矛盾的，在一台压力容器中要同时达到上述全部要求是很难做到的，因此，在设计工作中必须根据实际的需要与可能，首先满足产品的主要要求，对次要要求在可能的情况下给予适当的考虑。总之，要具体问题具体分析，切忌生搬硬套，本末例置。
参考文献?：
［1］ 全国锅炉压力容器标准化技术委员会 压力容器设计工程师培训教程
［2］ TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程