化工容器（精选9篇）
化工容器 篇1
压力容器是一种特种设备, 在化工生产中具有重要的作用。但是在实际操作过程中, 由于受到诸如介质、温度以及压力等操作条件的影响, 使得压力容器会产生损伤和腐蚀, 由于受到金属腐蚀就导致了实际的生产中系统的正常运转受到严重的影响。从而导致了压力容器失去应有效应甚至是遭到破坏而引发化工生产链爆炸, 不但会造成财产损失, 同时还会使得人员生命遭受威胁。因而对化工生产中压力容器的腐蚀现象进行防护变得十分重要。文章主要从现代石油化工生产中实际遇到的问题出发, 对生产工作中常见的金属腐蚀现象以及成因进行了分析, 并提出了相关措施对压力容器所受到的腐蚀进行预防和治理, 用以保证石油化工产业链的完整, 以及生产系统的正常运行。
1 金属腐蚀现象成因
金属出现被腐蚀现象主要是由于铸造压力容器的金属中含有的合金以及金属和杂质, 这些内在因素同外在的温度、溶液浓度以及压力、液体流速等外在条件相互作用下产生复杂作用的结果。
1.1 金属自身原因
金属会受到腐蚀首先应当考虑金属自身所具有的化学性质, 一些化学性质较活跃的金属较易受到腐蚀。通过大量的研究对比, 以及对生产实践经验的总结, 压力容器受到腐蚀的速度同其中所含有的合金量有着密不可分的联系, 而金属中所含有的杂质会加速这种腐蚀速度。另外, 压力容器表面的金属状态以及晶型对容器受腐蚀作用有着巨大的影响, 容器表面越光滑, 受到的腐蚀作用越小, 相反则会容易受到腐蚀;对容器表面加设氧化膜则能够提高容器的耐腐蚀度。
1.2 外界环境影响
化工生产中一定会存在很多具有腐蚀性的物质, 酸类物质、碱类物质以及盐类物质, 包括水、氧都是具有腐蚀性的介质, 而这些组成了压力容器的外部环境。金属材料在腐蚀介质的抗性上都有着一定的范围, 所以, 压力容器在使用时, 需要充分考虑到外部环境介质的化学成分以及介质浓度、种类、酸碱度以及其中的水分含量、氧含量、杂质含量等。
2 预防措施
2.1 防腐设计应用
化工压力容器的制造以及容器的设计都需要依照相关规定具有相应的资格才能进行, 目前的化工压力容器制造设计单位都是定点单位。在对容器进行设计时要对急速腐蚀现象予以防备, 避免设备的应力集中, 并对缺口或者缝隙进行消除, 以免腐蚀介质的聚集, 并时刻关注容器金属的结构和组织。在设计容器时, 要严格按照相关规定中的要求进行主体材料的选择, 并需要注意主体材料同介质之间的作用关系。
2.2 缓蚀剂应用
缓蚀剂能够有效的减缓腐蚀现象的发生速度以及降低腐蚀程度, 具有较高的经济效益以及抗腐蚀效果, 是压力容器抗腐蚀性能提高中最有效也是应用最广的技术之一。缓蚀剂实质是一种化学混合物, 被应用在金属表面后, 能够有效减缓甚至是防止腐蚀现象的发生。缓蚀剂的一般用量为千万分之几, 有些则提高至千分之几, 而根据不同的需求, 在某些情况下提高至百分之几。根据实际使用可以得出以下结论, 在金属材料中加入微量该化学混合物就能够有效将介质对金属的腐蚀度降低或者降至零, 同时还会保持金属的物理性能不变。
2.3 电化学法
电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施, 使之成为腐蚀电池中的阴极, 从而防止或减轻金属腐蚀的方法, 主要有以下两种:
2.3.1 牺牲阳极法
该方法是用电极电势比压力容器中被保护金属更低的金属或合金做阳极, 将其固定在被保护金属上, 形成腐蚀电极, 被保护金属作为阴极而得到保护。牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。此法常用于保护工业用水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备如贮油罐以及石油管路的腐蚀。
2.3.2 外加电流法
该方式是通过附加电池的方式, 将保护金属作为另一个电池的阴极, 同附加电极一通, 在外加直流电作用下使得被保护金属得到有效保护。该方式主要用于保护土壤以及河水中的金属不受外界环境腐蚀。
2.4 表面覆盖法
在金属表面覆盖致密的保护层, 使金属跟周围介质隔离, 这是一种普遍采用的防护方法。如在压力容器钢铁表面涂油漆、覆盖搪瓷等物质, 使钢铁制品不与空气或水接触, 或在钢铁表面镀上一层其他金属, 如Zn、Sn、Cr、Ni等这些金属能被氧化而形成一层致密的氧化物薄膜, 阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。
3 设备的维护和管理
石油化工生产中压力容器发生腐蚀的因素多种多样, 因此防腐蚀措施也具有多样性, 每一种都是具有针对性的, 具有一定条件以及适用范围。对于腐蚀体系不但要考虑到期抗腐蚀效果, 同时应当考虑施工的难易程度以及防腐蚀操作的经济效益, 在实际的操作中有可能同时施用几种方式进行保护。对于压力容器的腐蚀抗性的提高是一方面, 另一方面则是对设备的维护。生产企业需要根据相关规定严格执行压力容器的使用规章制度, 按照检修规定对设备的检修取样定期进行, 充分掌握容器的运行缺陷以及腐蚀状况, 在检修时发现的问题要及时补救, 从而避免由于腐蚀而造成设备的寿命缩短, 以此保证压力容器在生产系统中得以安全运行。压力容器在运行中对其安全性影响最大的便是应力腐蚀, 想要解决该类问题需要对其发生的破坏原因进行查明, 充分分析、研究后采取针对性的措施进行防范才能够制止、消除该类腐蚀破坏保证设备运行的稳定。
结语
腐蚀现象在化工安全生产中对压力容器的破坏威胁极大, 只有对腐蚀发生的原因充分了解, 且对腐蚀状态进行研究, 才能有效提出解决方案。有条件的地方还能够通过定期取样或者挂片分析的方式对压力容器进行研究、分析, 以此有效防范容器腐蚀现象的发生, 确保生产安全。
摘要：文章主要通过对腐蚀机理进行了探讨, 对造成金属腐蚀的因素进行探讨, 从压力容器的选材、设计以及介质处理、保护、维修等方面进行了详细的介绍。为压力容器中的防腐处理从机理、效果以及施工技术、经济效益等方面考虑进行最佳的防腐方案的选择, 从而保证石油化工的生产过程中压力容器的安全性、稳定性。
关键词：化工生产,压力容器,防腐,方法
参考文献
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[2]梁世青.化学工业中的腐蚀与防护[M].北京:化学工业出版社, 2004.
化工容器 篇2
1 情况介绍
本文介绍的是某大型化工厂采用四柱井式桅杆提升装置吊装20台转化器而提出的，效果极佳，13 天时间，安全、快速的完成了20 台套共计800 余吨的设备吊装就位。设备名称: 转化器; 设备单重42. 24t;设备吊装重量39t; 外形尺寸: Φ3000 × 5495mm; 支腿高度: 5300mm; 设备台数: 20 台。安装位置: 支座位于二层楼板，下半部悬于二层楼板下方，
2 吊装方法
具体方法: 四柱桅杆上部横跨一吊装主梁，主梁两段架设32t 滑轮组，利用布置在建筑一侧的两台5t 卷扬机同时提升，在提升到设备底座超过安装基础时，在预留孔的四角放置承重工字钢，利用不均匀提升方式，完成90°旋转。使设备支腿移动到安装点的上部，然后下方设备到位，完成单台设备的吊装就位。利用滚筒或桅杆组立柱下方设置的滚动装置，移动到下一个吊装位置。
3 结构形式与核算
3. 1 钢制桅杆提升装置结构形式
为增大提升装置的稳定性，采用四柱井形结构，钢柱选用Φ219 × 7无缝钢管，两短距柱之间与I36a 工字钢连接，中间横跨一吊装工字钢梁，吊装主梁选用I36a 工字钢，主梁对称布置两个吊点。
3. 2 桅杆起重机设计验算
3. 2. 1 桅杆制作材料选用
( 1) 吊装负荷参数: 设备重量: Q 设= 39000Kg; 吊装滑轮组及绳具重量: Q 滑= 1000Kg; 吊装计算重量: F 计= K* ( Q 设+ Q 滑) = 1. 1*40000 = 44000Kg; F 计= 431. 2KN，分摊到两个吊点后每个吊点为:215. 6KN。
( 2) 立柱选用四根Φ219 × 7 的无缝钢管，次梁选用I36a 工字钢，主梁选用I36a 工字钢。
3. 2. 2 滑轮组的选用
( 1) 选用两套32t 滑轮组，型号为HQ32t* 5D;
( 2) 滑轮组串绕方式;
( 3) 跑绳拉力。滑轮为10 个，工作绳数为11 根，定滑轮为2 个，跑绳拉力: S0 = α* Q，查表得载荷系数α = 0. 119，跑绳拉力: S0 = α* Q =0. 119* 215. 6KN = 25. 7KN = 2618Kg; K 值为5 时，选用155Kg /mm2 抗拉强度，φ17. 5mm 的6* 37 + 1 钢丝绳。其许用拉力为3450Kg。
( 4) 吊索。设备上的吊点选择为设备支腿，每个支腿一幅吊绳，滑轮组的吊钩用32 吨的卸扣相连，吊绳水平夹角为45°。每根吊索拉力为: ( 215. 6KN/4) /Sin45° = 7779. 3Kg，安全系数K 取K = 5，则捆绑设备的钢丝绳，选用155Kg /mm2 抗拉强度，φ28mm 的6* 37 + 1 钢丝绳。
3. 2. 3 主梁计算
( 1) 主梁受力情况: 横梁自重: Q 梁= 240Kg = 2. 65KN; 单个滑轮组拉力作用于吊点: S0 = 2618Kg = 25. 7KN; 两个吊点吊重: F1 = F2 = F 计* 1 /2 + Q 梁+ S0 = 215. 6KN + 2. 65KN + 25. 7KN = 243. 9KN。
( 2) 主梁强度计算。根据正应力的强度条件σ = Mmax /Wz≤[σ]，钢材选用Q235，安全系数K 为: 1. 38[σ]= σs /K = 170Mpa[τ]= τs /K =100Mpa 所以Wz≥Mmax /σ = 243. 9KN * 550mm170Nmm2 = 789. 1 *103mm3 查型钢表，选择I36a 工字钢，其有关参数为: 抗弯截面系数Wz= 875* 10mm3， Iz /Smax = 307mm，) 腹板厚度为d = 10mm，校核中性层处的.切应力强度: τ; max = FQmax( Sz) max /( Iz* d) = 243. 9KN/( 307.6mm* 10mm) = 79. 3Mpa，τmax = 79. 3Mpa≤[τ]= 100Mpa。
( 3) 主梁稳定性验算。Mmax /( φb* Wz) ≤[σ]= 170Mpa; Mmax /( φb* Wz) = 243. 9KN* 550mm/( 0. 946 * 875 * 10mm3 ) = 162. 1MPa，162. 1MPa≤[σ]= 170Mpa。
3. 2. 4 吊装次梁计算
( 1) 受力情况。次梁自重: 120Kg = 1. 2KN; F 次= 243. 9KN + Q 次= 245. 1KN。
( 2) 强度计算。根据正应力的强度条件σ = Mmax /Wz≤[σ] =170Mpa; 所以Wz≥ Mmax /σ = ( 245. 1KN/2 ) * 1050mm170Nmm2 =756. 9* 103mm3 ; 查型钢表，选择I36a 工字钢，其有关参数为: 抗弯截面系数Wz = 875* 10mm3， Iz /Smax = 307mm，) 腹板厚度为d = 10mm，校核中性层处的切应力强度: τ; max = FQmax( Sz) max /( Iz* d) = ( 245. 1KN/2) /( 307. 6mm* 10mm) = 39. 8Mpaτmax = 39. 8Mpa≤[τ]= 100Mpa
( 3) 次梁稳定性验算。
Mmax /( φb* Wz) ≤[σ]= 170Mpa;Mmax /( φb* Wz) = 245. 1KN* 1050mm/( 0. 983 * 875 * 10mm3 *2) = 149. 6MPa; 149. 6MPa≤[σ]= 170Mpa次梁下应设置支承，增大抗弯能力。
3. 2. 5 立柱验算
( 1) 立柱受力情况。立柱选用Φ219 × 7，立柱自重: Q 柱= 183Kg =1. 8KN; 立柱正压力: F = F 次/2 + Q 柱= 124. 35KN; 立柱为轴心受压杆，其稳定条件为: σ = K* F /φAn≤[σ]= 170MpaK 为保险系数取K = 3，查表得φ = 0. 879，An = 4710mm2σ = 3* 124. 35KN/( 0. 879* 4710mm2 ) = 90. 1Mpa≤[σ]= 170Mpa安全计算其中一根立柱，其余三根可同样方法计算.
4 结束语
化工容器 篇3
【关键词】化工企业；压力容器；使用管理
一、前言
从化工企业的生产实际来看，为了保障正常生产，需要一定数量的压力容器作为配套系统。但是考虑到压力容器的特殊性以及压力容器的使用需要，化工企业只有根据压力容器的特点制定具体的使用管理制度，才能确保压力容器在使用过程中能够安全稳定运行。为此，我们应认识到压力容器的特殊性，应根据企业的生产需要，从做好前期管理、做好技术基础管理、做好检验与修理工作和制定详细的使用管理细则等方面入手，确保压力容器使用管理满足实际需要。
二、化工企业压力容器在使用管理中应做好前期管理
考虑到压力容器在化工企业的重要性，在压力容器使用管理中，应从压力容器购置入手，认真做好压力容器的前期管理，具体应从以下几个方面入手：
1、新压力容器到货后必须经开箱检查，清点检查无误后方可入库。
考虑到压力容器的特殊性，在购置压力容器过程中，必须对压力容器及其配件进行仔细检查，并根据发货单清点配件数量，确定压力容器的所有配件都完整齐全后才能入库。对新压力容器产品的检查，主要是为了减少日后压力容器安装和检修过程中的负担，确保压力容器的外观质量和配件质量满足实际需要。
2、新压力容器（含现场组装的容器）必须由企业有关专业人员或委托具有资格的检验单位进行役前检验，以确认压力容器制造质量符合国家有关规范、标准要求后，方可进行安装。
压力容器作为特种设备，在安装过程中需要当地的技术监督部门和安全监察部门全程跟踪。同时，基于化工企业的特殊性，压力容器的安装必须符合特种设备安装管理规定。只有按照这些程序进行，才能确保新压力容器在安装过程中符合实际需要，使压力容器的安装质量得到全面有效的控制。
3、由外单位调入的在用压力容器，必须认真审查其技术档案，进行内外部检验，经检验合格后方可进行安装。
对于外部迁入的压力容器，为了确保压力容器能够具有继续使用的价值，应组织专业技术人员和设备管理人员对迁入的压力容器进行外部质量和技术档案的审查，同时还要对压力容器的功能进行检验，确定压力容器能够符合化工企业的生产需要，确保压力容器能够得到正确使用。
4、安装（含现场组装）压力容器时，企业工程项目负责部门应派质量检查人员或委托第三方对压力容器安装（组装）过程的质量控制点及隐蔽工程监督检查，并做好记录。
压力容器作为特种设备的重要种类，其安装过程相对复杂，对安装过程的施工质量要求较高。化工企业在压力容器安装过程中，应加强安装质量管控，除了要审阅安装单位的施工方案，同时还要安排专人对安装质量进行有效监督，确保压力容器安装能够在整体质量和安装程序上满足实际需要。
5、压力容器安装（组焊）竣工后，由企业工程项目负责部门组织有关部门共同对压力容器的安装质量进行全面检查验收。
鉴于压力容器的特殊性，在压力容器安装完成之后，应按照压力容器监督检验规定，现有施工单位对压力容器的安装质量进行验收，同时化工企业还要安排技术人员并邀请技术监督部门人员对安装后的压力容器进行监督检查，确保压力容器的功能能够满足使用要求，提高压力容器的稳定性，保证压力容器的安全性。
竣工验收应抓好以下几个环节：
a.技术资料齐全，包括：竣工图样、产品质量证明书（现场组焊压力容器必须具有组焊和质量检验的技术资料）及产品合格证；
b.压力容器外观检查和几何尺寸测定；
c.焊缝外观、焊接试板与材料的理化检验报告应符合图样要求；
d.热处理报告应与技术要求相符；
e.压力容器附件及内部组装件符合图样要求；
f.无损探伤和耐压试验等检验项目与结果应符合要求；
g.安全附件的检验项目及结果应符合有关要求；
h.压力容器的保温、防腐和静电接地应符合有关要求。
三、化工企业压力容器在使用管理中应做好技术基础管理
压力容器在日常使用管理中，做好技术基础管理是保证压力容器正常使用的关键。基于这一认识，化工企业应结合生产实际，做好以下几个方面工作：
1、建立完善的压力容器安全操作规程
企业要根据生产工艺要求和压力容器技术性能制定压力容器安全操作规程（或包含在工艺操作规程内），压力容器操作工艺指标及最高或最低（指真空容器）工作压力、最高或最低（指低于-20℃）工作温度；
考虑到化工企业对压力容器的依赖，在压力容器使用过程中，对压力容器的安全性要求较高，如果压力容器在安全性能和操作规程不能满足实际要求，将会严重制约压力容器的使用及其作用的发挥。基于这一认识，在化工企业压力容器管理中，应建立完善的壓力容器安全操作规程，确保压力容器在使用中能够有足够的依靠和制度作为保障。为此，明确压力容器的使用环境并建立完善的压力容器安全操作规程，对化工企业压力容器使用有着重要的影响。
2、明确压力容器操作程序及注意事项
考虑到化工企业的生产特点以及压力容器对安全的影响，在化工企业压力容器使用和操作过程中，用那个对压力容器操作程序进行明确，同时还要加强压力容器使用过程中的巡检，实现重点部位和重点环节的有效巡查，确保化工企业压力容器在使用过程中达到安全性要求。基于这一认识，化工企业在压力容器使用过程中，应对操作程序有正确的认识，同时积极开展压力容器使用巡查工作，将巡查重点放在与安全有重要关系的控制点。其中巡回检查的主要项目和部位，运行中可能出现的异常现象和防范措施及排除方法。
3、规定压力容器的使用方法
在压力容器使用过程中，不同种类的压力容器使用方法是不同的，为了确保压力容器能够正确使用，在压力容器使用过程中，化工企业应根据压力容器的种类特点以及对化工企业生产的具体作用，制定具体的压力容器使用方法，提高压力容器使用方法的针对性，保证压力容器在使用过程中有制度可以依靠，提高压力容器的使用效果，确保压力容器能够在使用安全性上满足实际需要，达到提高压力容器使用安全性的目的。
4、建立健全化工企业压力容器设备技术档案
从目前容器的种类和数量来看，化工企业的压力容器在整体数量和种类都是比较多的，要想实现对压力容器的有效管理，就要根据生产现状，对压力容器逐台建立设备技术档案。在设备技术档案中，应准确记录压力容器的种类、使用条件、安全性能、使用方法以及安全应急预案等，确保压力容器在使用中能够有可靠的方法作为依据。同时，有了齐全的压力容器设备技术档案，压力容器设备也能够得到有效管理，对提高化工企业压力容器管理质量具有重要的促进作用。
5、对在用压力容器技术资料不全或状况不明者，必须及时补齐或经技术鉴定予以确认。
a.主要受压元件材质鉴别（化学成分分析，必要时进行硬度测定和金相检验）及强度核算；
b.母材、焊缝内部和表面是否存在缺陷；
c.主要受压原件的几何尺寸、壁厚、制造情况（错边量、棱角、筒体不园度）及腐蚀情况；
d.对于无图纸的压力容器，至少要补齐结构示意图；
e.根据综合分析检验结果，得出该压力容器的鉴定报告。
四、化工企业压力容器在使用管理中应做好检验与修理工作
化工企业在压力容器使用过程中，考虑到压力容器的的使用特点以及安全性特点，只有做好检验与修理工作，才能延长压力容器寿命，使压力容器的作用能够得到充分发挥。基于这一认识，化工企业压力容器在使用管理中，应做好检验与修理工作，具体应从以下几个方面入手：
1、压力容器的使用单位，必须按规定安排压力容器的安期检验工作。压力容器及其安全附件的检验应按照TSG R7001-2004《压力容器定期检验规则》
和TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》的要求，结合设备的大、中修和系统装置停车检修来进行。
压力容器与其他设备不同，在使用过程中不但要按照要求进行定期的监督检验，同时也要定期的对其性能进行检查，并制定具体的检验与修理计划，保证压力容器在使用一段时间之后得到有效的检测。根据化工企业的生产管理实际，鉴于压力容器在生产中的重要作用，做好检验与修理工作，是保证压力容器能够有效运行的关键措施，对压力容器的使用有着重要影响。为此，在压力容器使用过程中，应根据化工用压力容器检修标准正确开展检验与修理工作。
2、压力容器的使用单位必须按照SHS 01004-2004《压力容器维护检修规程》的要求，有计划地安排压力容器的修理和改造工作，逐步提高压力容器的安全状况等级。
压力容器在使用一段时间之后，在整体功能和安全性方面都有所降低，要想提高压力容器的使用安全性，并确保压力容器能够在化工企业中安全稳定运行，就要根据压力容器的运行实际，结合《压力容器维护检修规程》，制定具体的压力容器检修计划，并逐步推进检修计划得以全面实施，确保压力容器检修计划能够得到落实，使压力容器能够在整体性能和安全性上满足实际需要，确保压力容器在整体使用过程中能够充分满足生产需要。
3、压力容器内部有压力时，不得进行紧固作业。对于特殊的生产过程，需要带温带压紧固螺栓使用单位必须按设计要求，制定有效的操作要求和防护措施，并经使用单位技术负责人批准在实际操作时，使用单位安全部门应派人进行现场监督。
压力容器的特殊之处在于其内部在使用过程中存在压力，其压力根据容器的种类不同而存在较大的差别，不管是哪一种压力容器，在使用过程中是严禁进行作业或者检查的。基于这一认识，化工企业在对压力容器的检修过程中，必须将压力容器停运，并将压力容器内部的压力全部释放之后才能允许检修。只有这样，才能提高压力容器的使用寿命，并确保检修过程中的安全性，切忌发生压力容器带压检测，保证压力容器能够在使用和检修过程中满足安全性要求。
五、化工企业压力容器在使用管理中应制定详细的使用管理细则
为了保证压力容器在使用管理中能够满足生产需要，在压力容器使用过程中，应制定详细的使用管理细则，具体应从以下几个方面入手：
1、固定式压力容器应符合的基本要求：
新压力容器经役前检验，安全状况等级评定为1级或2级或经妥善处理后安全状况等级达到2级（包括2级）以上。
考虑到化工企业对安全性的具体要求，压力容器在使用过程中，只有对其安全等级进行准确划分，并根据安全等级制定具体的使用策略，才能保证压力容器在整体性能和安全性上满足实际需要。为此，应根据压力容器的具体类别，对压力容器进行准确分类，确保压力容器在使用过程中能够有制度可以依靠。
2、在用壓力容器经定期检验、安全状况等级核定为1、2、3级的或经修复安全状况等级达到3级（包括3级）以上。
由于化工企业的压力容器种类和数量较多，为了确保压力容器的安全性满足实际生产管理需要，在压力容器使用和检修过程中，应根据压力容器的安全等级制定具体的检修方案，保证压力容器在检修中取得积极效果，满足生产管理需要，为化工企业的生产管理提供有力支持。
（1）压力容器操作人员应经当地技术监督部门考试合格，并取得压力容器《特种作业人员操作证》，方可从事压力容器操作。
（2）严禁任意提高压力容器的设计操作条件或全面检验后核定的允许操作条件。如确需修改时，应以书面形式报公司，并取得相关批准后方能修改操作条件。
（3）操作人员定期巡检压力容器。压力容器的保温（保冷）层应牢靠、整齐、美观，防腐、防震、防静电、防雷击均需符合有关规定，附件齐全好用。如不符，班组应上报厂部设备管理人员处理并做好巡检记录。
3、工艺介质为液化气体或易燃物质的容器，必须做好保温、保冷、防洒、防冻、防静电措施，严禁使用可燃性保温（保冷）材料，保温层（保冷层）应有效、完整。
考虑到压力容器的特殊性，在压力容器管理过程中，只有根据压力容器的介质和使用特性等特征准确分类，才能保证压力容器在整体性能上满足实际需要，使压力容器能够满足化工企业的生产管理需要，确保压力容器在化工企业中的作用能够得到充分发挥，推动化工企业压力容器的有效应用。
4、压力容器使用单位必须按规定办理压力容器使用证
使用证必须与压力容器相对应，不得借用或延用，不许涂改。
在压力容器管理中，压力容器应形成档案制和使用证制度，通过严肃压力容器使用证制度，确保压力容器在使用过程中能够有唯一性，一旦发生检修或者其他变化，可以迅速的找到压力容器的档案，实现压力容器的定点管理，满足生产管理需要，提高压力容器的使用管理质量。
5、当压力容器出现异常现象时，应立即采取紧急措施，按规定的报告程序，及时向企业有关部门报告。
压力容器是重要的承压设备，其发生异常和事故時，对化工企业的生产和安全性影响是非常大的。在对压力容器的检修过程中，一旦压力容器出现异常现象，必须立即停止使用直到查明原因为止，确保压力容器在整体性能和安全性上满足实际需要，达到提高压力容器使用有效性的目的。
六、结论
通过本文的分析可知，化工企业应认识到压力容器的特殊性，应根据生产需要，从做好前期管理、做好技术基础管理、做好检验与修理工作和制定详细的使用管理细则等方面入手，确保化工企业的压力容器使用管理满足实际需要。
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化工生产中压力容器防腐技术研究 篇4
一、压力容器被腐蚀的原因分析
压力容器一般是由金属制成, 那么造成压力容器腐蚀的原因主要是金属在温度、压力等各种因素的作用下产生了复杂的化学反应。所以造成压力容器腐蚀的原因主要是由以下几个方面组成。
1. 金属自身的腐蚀性
对于金属, 我们都知道它是一种化学性质很活跃的化学物质, 所以我们都要考虑他自身的腐蚀性。研究证明, 压力容器的腐蚀速度, 跟它所含有的金属量成正比, 金属含量越高, 腐蚀速度越快。并且, 当压力容器表面是金属制成, 那么如果表面不够光滑, 那么它受到的腐蚀性会增强, 相反则会减弱腐蚀性。
2. 外界环境的干扰
化工生产避免不了腐蚀物质的存在, 酸碱盐等物质, 甚至空气和水都可能成为腐蚀媒介。而压力容器作为化工生产的重要工具, 与这些物质的接触是无法避免的, 在这些外部环境的干扰下, 压力容器很容易被腐蚀。
二、避免压力容器被腐蚀的预防措施
1. 加强防腐设计
一般情况下, 用于化工生产的压力容器在设计和制造的过程中都有一定的设计、制作标准, 只有符合相应资格的容器才能被用于化工生产。目前, 用于化工生产的压力容器都有专门的生产部门负责设计和生产。所以, 有关部门在生产压力容器前要做好设计工作, 做好容器的防腐蚀性的预防措施, 并且要选择性能比较好的材料, 注意各种材料之间的性质是否会产生其他的化学反应。因为不同的材料之间会发生不同的反应, 所以在选择材料的时候一定要十分慎重。
2. 注意缓蚀剂的应用
缓蚀剂是一种可以减缓腐蚀速度、降低腐蚀程度的化学物质, 它的抗腐蚀性很强且具有不错的经济效益, 被广泛应用于压力容器的生产当中。其实腐蚀剂就是一种简单的化学混合物, 但是当它被应用在金属表面上时, 就成为了金属的保护膜, 可以减缓甚至遏制腐蚀现象。但是缓蚀剂的种类繁多, 用量也不明确, 所以在实际的操作中还是有一定难度。因为不能保证采用了合适的缓蚀剂, 也不能保证缓蚀剂的用量是准确的, 所以不能将缓蚀剂的性能完全发挥。所以对于缓蚀剂的研究, 还应该长期进行。
3. 合理进行电化学法
电化学法作为金属防腐的有效措施之一, 有它独特的效用。它的应用方法是通过一定的化学原理, 将金属变成腐蚀电池的阴极, 通过反应, 减轻金属的腐蚀程度。最常用的电化学法有两种, 一种是牺牲阳极法, 另一种是外加电流法。这两种方法虽然采用的原理不同, 但是都能在一定程度上减轻金属的腐蚀度。
(1) 牺牲阳极法
牺牲阳极法的原理是:通过电极电势将压力容器当中的由金属或者合金组成的部分作为阳极, 并将其固定在被保护的金属表面, 这样就形成了腐蚀电极, 而被保护的金属就是电极的阴极, 受到电极的保护后可以免于被腐蚀。这种防腐方法通常被应用在金属、合金以及铝制的容器上。而且这种方法, 也可以作用于石油管道、巨型储油设备以及工业用水中的金属设备当中, 是一种应用广泛的防腐蚀办法。
(2) 外加电流法
外加电流法的原理与牺牲阳极法的原理有所不同, 它是通过将要保护的金属以附加电池的形式作为另一个电池的阴极, 然后跟附加电极想通后, 受到外加电流的保护, 不被腐蚀。这种方式也是一种常见的防腐方式, 经常会应用于保护埋在土壤或者水中的金属不被腐蚀。
4. 应用表面覆盖的方法
表面覆盖发的意思是, 通过在金属的表面覆盖上一层特殊物质, 形成金属的保护层, 将金属和其他物质隔离开来的一种直接有效的防腐方法, 被化学生产普遍采用。主要是因为它的方法简单而直接, 而且效果很明显, 成本较低, 可以节省化工生产的成本。比如说, 在钢铁制成的压力容器表面涂上一层油漆或者放上一层搪瓷, 就可以避免金属跟空气和水接触, 不跟金属和水接触, 金属就不会发生化学反应, 进而不会被腐蚀。, 类似的物质还有很多, 比如Zn、Sn、Cr、Ni, 这些金属被氧化以后会形成保护膜, 而这层保护膜可以有效的隔绝空气和水, 如果把这些物质涂在金属的表面, 那么金属就不会被腐蚀。这类物质还有很多没有被发现, 相信只要通过研究, 会有更多更经济实用的物质可以用来保护金属不被腐蚀。
三、压力容器的维护和管理
由于化工生产中的压力容器发生腐蚀的原因有很多种, 因此防止压力容器被腐蚀的方式也是多种多样的。因为要根据不同的腐蚀原因, 才能采取相应的防腐措施。但是并不是做好了防腐措施之后就可以高枕无忧, 做好后期的维护管理工作也十分重要。生产企业必须严格做好设备后期的维护管理工作, 依据相关管理规定, 对设备定期维修检查。随时掌握设备的使用情况和腐蚀状况。因为防腐措施做得就算再完美, 也避免不了使用的过程中造成的损害, 防腐层有可能在使用的过程中与其他化学物质产生反应, 而遭到破坏;防腐设备也存在人为或者老旧情况。如果没有做好后期的维护管理, 对这些情况放之任之, 那么防腐措施慢慢就会失去功效, 压力容器就会遭到腐蚀, 造成严重的经济损失, 甚至发生严重的爆炸事故, 那么结果就无法能够衡量。
结语
一旦压力容器被腐蚀, 那么就会对化工生产安全造成巨大的威胁, 所以一定要做好压力容器的防腐措施。如何做好压力容器的防腐措施, 需要对发生的腐蚀原因深入了解后对其仔细分析, 根据具体情况提供解决方案。只有每一步措施都完善, 才能在根本上防范腐蚀想象的发生, 避免发生严重事故, 确保化工生产的安全。
摘要：化工生产中压力容器的防腐问题一直是化学生产试图解决的重要问题, 虽然科学技术水平不断进步, 但是对这一问题的研究仍不能停止。本文将通过对化工生产中压力容器的基本原理进行分析, 研究造成压力容器腐蚀的原因, 从而寻找有效地解决方法, 保证化工生产的顺利进行。
关键词：化工生产,压力容器,防腐技术
参考文献
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[2]孙明杰, 高光明.浅谈压力容器的水压试验[J].才智.2011 (17) .
化工容器 篇5
1 容器及其吊具简介
田湾核电站废物容器为贮存及运输化工废物的立式容器,如图1所示,其中吊具最顶端的卸扣与环吊的吊钩相连接,吊具最底端的抓钩与容器相连接。当环吊提升卸扣向上运动时,吊具闭合,从而夹紧容器。当环吊的吊钩向下运动时,吊具依靠自重或施加额外载荷实现抓钩的张开,吊具上安装了自锁机构,当吊具张开到一定程度时,自锁机构锁住吊具的运动,从而实现吊具与容器的脱离。
因卸扣受到吊钩的垂向控制,只能实现上下方向的运动,因此卸扣可等效为滑块。该吊具可等效为并联的平面双滑块机构,图2为吊具的等效机构运动简图。其中的连架杆(构件1)为虚约束,引入该虚约束的目的一是为了防止吊具在受到水平方向力的扰动时,滑块发生平移;二是为了增加吊具的刚性,以确保吊具能够稳定的打开和闭合。吊具抓持容器的抓钩分别固定在左侧滑块(构件3)和右侧滑块(构件6)上。
1-连架杆;2-左侧连杆;3-左侧滑块;4-顶部滑块; 5-右侧连杆;6-右侧滑块;7-机架
2 仿真模型的建立
吊具为双滑块机构,采用机械系统动力学自动分析软件ADAMS建立吊具的运动仿真模型。为实现试验设计时设计矩阵的建立,对图2中点A～点E进行了参数化建模。图3为吊具的仿真分析模型,表1为各参数化点的初始坐标。图3中吊具的姿态为抓紧容器时的姿态,当顶部滑块向下运动时,吊具打开。为便于对仿真分析进行控制,在仿真模型中创建了传感器,当左右侧滑块分别张开100 mm时,满足吊具打开空间的要求,仿真停止。仿真分析的驱动设置在顶部滑块中,滑块以50 mm/s的速度向下运动,用于模拟环吊的吊钩匀速下降的过程。
3 结构参数的试验设计
3.1 试验设计介绍
ADAMS试验设计(Design of Experiments, DOE)方法是考虑在多个设计变量同时发生变化时,各设计变量对样机性能的影响[3]。试验设计包括设计矩阵的建立和试验结果的统计分析等[4]。ADAMS中实现DOE的基本过程为:首先通过设定目标函数来确定试验的评价目标,然后确定一整套试验方案,包括选择一组设计参数(称为因子),为每个参数选择一组数值(称为水平),对因子的水平进行排列组合得到试验设计矩阵,随后运行设计好的试验方案得到DOE设计结果,最后通过分析结果确定最终的参数匹配方案。采用DOE方法进行分析,能够避免复杂的解析分析,快速找到目标函数的极值。
3.2 目标函数
为提高吊具打开和闭合操作的稳定性和安全性,避免吊具操作过程中抓钩移动速度出现较大的波动,应尽可能的降低抓钩移动的加速度。在对设计变量取不同值进行分析时,抓钩移动的加速度均有一个最大值,这些最大值中的最小值所对应的设计变量取值则为设计变量的最优解。在建模时,抓钩用左右侧滑块进行模拟。因吊具为对称结构,左右侧滑块的运动特性相同。取目标函数f(X)为:
f(X)=min{max[|a3|]} (1)
式中:|a3|——左侧滑块(构件3)的加速度绝对值
3.3 设计变量
吊具各构件之间存在如下约束关系:对双滑块机构,连杆BD上除了B、D和中点外,其余各点相对与A点的运动轨迹均为椭圆,故C点必须为连杆BD的中点。为了左侧滑块和右侧滑块能够对称运动,B、E点相对与A点应对称布置。各约束之间的关系可用式(2)表示。
根据吊具中存在的6个约束关系,吊具中的设计变量X只剩下2个,取B点的横坐标Bx和D点的纵坐标Dy做为设计变量。即设计变量X为:
当设计变量较多时,应先对设计变量进行敏感度分析,剔除对目标函数影响较小的设计变量,以提高试验设计的速度。因吊具的双滑块机构中只存在两个设计变量,可以直接进行试验设计。考虑到容器的外形尺寸及吊具结构设计等因素,选取设计变量的初始值和取值范围见表2。
3.4 试验设计结果
图4为试验设计矩阵取3×3时滑块的加速度变化结果。表3为试验设计矩阵中各设计变量的取值和对应的滑块加速度的最大值。从图4和表3中容易看出,当设计变量分别取Bx=-830 mm、Dy=420 mm时,滑块的加速度最大值最小,且加速度的变化最平稳。
3.5 试验设计前后比较
图5为改进前后滑块的加速度值比较。结果表明,改进后滑块的加速度得到了改善。
4 结 论
应用机械系统动力学自动分析软件建立了田湾核电站废物容器吊具的参数化模型,以吊具张开和闭合操作的稳定性为目标,对吊具进行了参数化试验设计。从试验设计的结果中选取设计变量的最优解作为改进方案,结果表明改进后的吊具运动平稳性优于改进前的平稳性,从而提高了容器吊装时的安全性。此方法可应用到其它化工容器或设备吊具的优化设计。
摘要：化工容器的介质常具有易燃、易爆、有毒和有腐蚀性的特点,为保证容器的安全性,其吊装应平稳可靠。采用ADAMS软件建立了一种化工容器吊具的参数化模型,选取了设计变量和目标函数,对吊具进行了试验设计。改进后的吊具张开和闭合操作的平稳性得到了改善,提高了容器吊装时的稳定性。
关键词：化工容器,吊具,试验设计,双滑块机构
参考文献
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浅析化工压力容器的防腐蚀措施 篇6
我们知道,化工压力容器都是由金属材料制成的,在其使用的过程之中,发生破裂、腐蚀等现象是非常常见的现象。金属材料发生破裂及腐蚀可以分为两种情况,即由于机械运动,如摩擦、撞击等发生的机械性破裂;环境破裂,指的是在应力以及环境共同作用的条件下发生的破裂。环境破裂,在本质上即为腐蚀。对于环境破裂,两种作用可以同时,也可以一个在前,一个在后。基于这一特征,环境破裂又可以分为如下几类:腐蚀、腐蚀疲劳以及氢脆等。本文主要攫取了其中的一个方面,即腐蚀进行总结性分析,首先对化工压力容器常见的腐蚀现象以及影响因素进行分析,然后针对这些腐蚀现象提出几点防腐的措施。
1化工压力容器常见的几种腐蚀现象
根据笔者实际的工作经验,现总结出如下几点关于化工压力容器常见的腐蚀现象,即物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀以及应力腐蚀。
1.1物理腐蚀
所谓物流腐蚀,指的就是由于化工压力容器的金属材料由于纯粹的物理溶解作用而引起的损坏。在液态金属当中,可以发生物流腐蚀,这种腐蚀并没有发生化学或是电化学反应,而是仅仅通过物理溶解所致。例如用来盛放熔融锌的钢制容器,由于贴被液态锌所溶解而发生损坏等。
1.2化学腐蚀
化学腐蚀即干蚀,指的就是化工压力容器金属材料表面与其中的非电解质发生纯粹的化学反应而引起的破坏现象。通常在一些干燥气体及非电解质溶液中非常容易发生化学腐蚀现象。化学腐蚀反应历程的特点就是在金属表面的原子与非电解质中的氧化剂发生了氧化还原反应而生成化学腐蚀产物。在化学腐蚀发生的过程之中,金属与氧化剂之间进行了电子的交换,发生直接的化学反应,并没有出现电流。
1.3电化学腐蚀
如果说化学腐蚀属于干腐蚀,那么电化学腐蚀就是一种湿腐蚀,指的就是化工压力容器金属表面与电解质溶液发生电化学反应而产生的一种损坏。与化学腐蚀所不同的是,其在反应的过程中,有电流产生,通常按电化学机理进行的腐蚀反应至少有一个阳极反应和阴极反应。并以流过金属内部的电子流和介质中的离子流构成回路。阳极反应是氧化过程。在环境因素所产生的腐蚀之中,电化学腐蚀是最为普遍的腐蚀现象,电化学作用可以为单一的电化学作用,又可以是多化学作用,即电化学作用,也可能是电化学作用与机械、生物作用并存和相互作用的复杂过程。
1.4应力腐蚀
所谓应力腐蚀指的就是化工容器金属材料哎某些介质之中,由于各种拉应力的作用而造成的一种延迟性裂纹。其形成需要在如下条件下进行:需要有一定的金属组织、应力以及介质在特定的条件下共同作用。应力腐蚀的速度较快、破坏也十分地严重,且往往在没有产生任何明显的宏观变形、不出现任何预兆的情况下发生的迅速而突然的变化。压力容器设计过程中的结构设选材不当,计不合理,焊接残余应力的存在,制造加工质量不高及缺乏防腐措施或施工质量低劣等原因,能够为应力的产生提供了滋生的环境。
2化工压力容器防腐蚀的几点对策
针对如上四种化工压力容器的腐蚀现象以及各自的原理介绍,现提出如下几点防腐蚀的对策。
2.1选择合适的压力容器
每种化工压力容器的功能以及型号上面都有差异,以及压力容器所处的温度、PH以及压力等情况上面也存在着一定的差异性。因此,在压力容器的制作过程之中,应该正确的选择材料。一般而言,应该将不同的耐腐蚀的金属材料组合成合金,这样就可以提高材料的耐腐蚀性。笔者认为,这主要是由于合金自身的性质所决定的。例如在钢合金之中,加入其它的金属材料和非金属材料,就可以制成不锈钢压力容器,这样就可以增强防腐蚀能力。除了如上所述,介质的腐蚀性与选材有着直接关系之外,介质的易燃程度和毒性程度也可能会直接决定着材料的选择和使用。
2.2选择合理的缓腐蚀剂
缓腐蚀剂能够很好地对金属材料进行防腐保护,而且它的经济效益也较高,因此,缓腐蚀剂技术已经成为化工压力容器防腐技术中应用最为普遍的方法及技术之一。根据相关文献报道以及实际的应用可知,缓蚀剂一般在金属材料的表面,这样就可以防止导致化工压力容器腐蚀的物质与金属发生化学反应。在使用缓蚀剂时,其用量十分之少,范围一般在千万分之一至百万分之一。这就说明了缓蚀剂的经济效益十分高,加入少量的缓蚀剂可以使得金属表面的腐蚀介质的扩散速度接近零,而且还能够使得金属材料原有的物理机械性能保持不变。
2.3使焊接质量不断提高
一般而言,不锈钢材料选用氩弧焊或者是电弧焊,按照一定的规定对焊接材料以及焊接工艺进行适宜的选择,这样能够从很大程度上确保焊条等焊接材料的质量。在焊接之前,需要经过严格的焊接考试,待考试合格之后,才可以对金属压力容器进行焊接。在焊接过程中,需要注意消除及降低焊接缝处的残余应力,防止裂纹,对焊缝的影响区的金相组织与性能进行改善,应根据刚才的淬硬性,焊条使用条件等腰进行焊接之前的预处理,焊接之后稳定化的热处理,要对焊缝质量进行严格的控制。
2.4加强化工压力容器的管理维护
对化工压力容器金属材料的防腐蚀过程中,应该根据具体的情况采用各种不同的方法,因为每一种防腐蚀的措施均有其对应的应用条件以及防腐蚀的范围。一般而言,对于化工压力容器的维护管理,应该综合考虑多种因素的共同作用,如施工的难易程度、金属材料的防护效果以及经济效益等方面进行综合性的考虑,对于某些防腐要求较高的化工压力容器,还应该同时采取多种维护措施加以联合保护。然而,除了采用相关措施对化工压力容器的腐蚀进行预防之外,笔者认为,最为根本的还是应该注重对化工压力容器的维护。
3结论
综上所述可知,化工压力容器存在着多种腐蚀的现象,有物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀以及拉应力腐蚀等现象,对于这些腐蚀现象,应该对这些现象产生的原理进行了解和把握,然后根据这些原理提出各种防腐蚀的对策。然而,笔者认为,最根本的还是要对化工压力容器科学的维护管理,这才能从根本上防止各项异常情况的发生。
化工压力容器腐蚀破坏对化工安全生产威胁极大,不容忽视。只要我们弄清压力容器腐蚀破坏的规律和影响因素,对腐蚀形态进行分析和研究,采取有效的防范措施,就可以减缓或抑制腐蚀破坏,确保化工安全生产。关于化工压力容器的腐蚀还有较多原因,其防腐措施也还有待于进一步研究完善。
摘要：化工压力容器在化工生产过程中大量使用,如果它受到腐蚀,就会对化工设备的安全运行产生非常的危害和威胁。在对化工压力容器设备维护期间,务必要对化工压力容器在运行中可能存在的一些缺陷及漏洞的腐蚀状况进行严格掌握,对在维护期间发现的问题应该及时采取补救措施。因此,防止设备腐蚀,显得十分重要。本文就是通过对化工压力容器常见的腐蚀现象以及影响因素进行分析,提出在化工压力容器设备维护期间的几点防腐对策。
关键词：化工,压力容器,防腐措施,腐蚀
参考文献
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化工容器 篇7
关键词：压力容器,检验,缺陷处理
石油化工行业所属企业大多是在用压力容器相对集中且使用环境比较苛刻的企业, 对其在用重要压力容器的使用状况开展调查, 对于保证石化企业的长周期运行具有重要意义。压力容器使用一段时间后, 在定期检验过程中往往会发现一些制造时遗留下的“先天”缺陷以及使用中产生的新生缺陷, 依据确保安全、“合乎使用”的原则, 检验人员能否对缺陷的性质正确定性定量、分析产生原因, 进而提出科学、可靠的处理方法显得十分重要。笔者根据多年检验中发现缺陷及处理方法的经验、结合理论分析, 对一些常见缺陷做了分类和处理方法的探讨。
1 在用压力容器常见缺陷分类及一般处理方法
1.1 缺陷分类
在用压力容器的缺陷分为表面缺陷和内部埋藏缺陷[1]。表面缺陷主要有:机械损伤、工卡具焊迹、电弧灼伤、咬边、腐蚀、表面气孔、表面裂纹等。这些缺陷可以通过肉眼或简单的检测仪器发现。内部埋藏缺陷主要有:未熔合、未焊透、夹渣、钢板分层以及材料本身的杂质缺陷等。这些缺陷需要有一定专业水平的检验人员结合压力容器结构受力分析, 利用专业检测仪器 (如超声波探伤、射线探伤等) 发现。
1.2 缺陷的一般处理方法
缺陷的一般处理方法可分为冷处理和动火返修两种。前者方法简单, 只要满足结构受力, 不再产生新的应力集中要求, 采取打磨消除即可。后者方法复杂, 往往需要动火返修, 不仅要求返修者对材料的可焊性有所了解, 而且还应具有实际经验。
1.2.1 机械损伤、工卡具焊迹、电弧灼伤、咬
边等表面缺陷会造成应力分布的不连续, 使用中容易诱发表面裂纹。一般来说容器表面的机械损伤、工卡具焊迹、电弧灼伤等缺陷可以用《压力容器定期检验规则》中“凹坑允许存在量纲系数G0”判断, 当G0<0.1时, 缺陷不会影响强度问题, 可以利用表面打磨处理方法消除缺陷。打磨坡度至少为1:3, 且应光滑、平缓过渡, 并通过表面无损探伤确认表面无裂纹。当G0≥0.1时, 缺陷会影响压力容器的强度, 则需要焊补处理。[2]对于制造时遗留下的咬边缺陷标准中有允许存在的明确要求, 所以在检验时除低温压力容器外, 只要使用中在咬边处未发现裂纹或产生裂纹迹象的, 笔者认为均可以放宽, 不做处理。但是发现裂纹和产生裂纹迹象的则必须打磨处理, 若影响到强度问题时还必须动火返修处理。
1.2.2 腐蚀是在用压力容器内盛装的介质
与接触的金属材料发生的化学或电化学作用而引起的破坏, 分为均匀腐蚀和非均匀腐蚀。均匀腐蚀造成壁厚大面积均匀的减薄, 检验人员可以凭借直观观察判断是否发生, 借助测厚仪测量壁厚以确定腐蚀程度。如果至下一个检验周期内, 按剩余壁厚强度校核合格的, 可以安全使用。不满足的则应该降压运行或报废处理。对于非均匀腐蚀中的点状腐蚀, 当点状腐蚀深度不超过壁厚 (扣除腐蚀裕量) 的1/3且在任意200mm直径范围内, 总面积不超过4500mm2, 或者沿任意直径的点腐蚀长度之和不超过50mm的无需处理, 可以安全使用。不满足上述条件仍具有使用价值的可进行焊补处理。对于其他一些非均匀腐蚀如晶间腐蚀、应力腐蚀、选择性腐蚀等, 由于腐蚀的机理比较复杂且规律难以掌握, 当发生腐蚀初期没有影响到强度时, 可以用打磨处理消除缺陷。但是当影响到强度问题或材料有劣化倾向时, 则应该慎重处理。笔者认为对于有修复价值的应采取挖补和更换主要受压元件的方法从根本上解决问题。对于无修复价值腐蚀深度超过壁厚余量的, 建议将受检的压力容器做报废处理。
1.2.3 在用压力容器钢板或焊缝中存在的
埋藏缺陷主要是制造时遗留下的“先天”缺陷, 检验人员可以使用超声波或射线探伤等检测方法检测埋藏缺陷。由于埋藏缺陷涉及制造时的工艺条件、压力容器使用后的操作工艺参数、现场条件以及缺陷自身变化情况等等因素, 所以对于其应本着“合乎使用”原则慎重处理。一般而言, 尽管存在埋藏缺陷甚至是超标的, 只要在实际使用中这些缺陷未发生变化仍然处于非动态的“死缺陷”状态, 笔者认为就可以不做处理。若缺陷已经形成裂纹状态的、或有动态发展倾向的、而且压力容器具有修复价值时, 就应该考虑动火返修处理问题。
动火返修前应该查清制造压力容器时的主要工艺参数, 如材料的可焊性、焊接工艺、无损检测等、使用后介质对材料的腐蚀程度、操作参数及使用环境、发现缺陷形状的定性及定量尺寸、缺陷距内外表面的具体尺寸等, 有动火返修资质单位依据检验发现缺陷以及上述主要参数制定的动火返修工艺方案。实施动火返修过程中技术人员在严格遵循动火返修工艺方案的同时, 还应该根据现场发现的一些意想不到的问题及时调整或完善动火返修工艺方案, 以确保返修成功。
2 缺陷处理中的一般性注意事项
缺陷的处理必须有实施检验的检验负责人员参与或授权, 还应与制造设备的技术负责人或具体设计人员磋商了解, 应该指出的是不能完全用制造标准、规范来判定在用压力容器存在的缺陷。
对深度较大的裂纹特别是穿透性裂纹, 如果使用碳弧气刨等热源, 应该在裂纹的两端开止裂孔或止裂槽, 以防止裂纹受热后继续扩展。
内部埋藏缺陷的焊补应先用超声波定位, 焊补时尽量从距缺陷浅的表面进行。
缺陷处理后要根据不同情况重新进行检验、无损检测、压力试验等。
3 进一步开展在用重要压力容器的安全技术研究方向
确保在用压力容器的长周期安全运行, 必须从两个方面同时着手工作:其一是加强压力容器从生产到使用各个环节的安全管理与监察;其二是深入开展在用压力容器的安全技术研究工作, 本文认为开展以下几个方面的安全技术研究工作迫在眉睫。
3.1 进一步开展介质腐蚀环境的检测、监测方法与破坏机理的研究工作
对湿环境、环境、无水液氨环境, 硝酸盐环境, 碳酸盐环境、环烷酸环境、高温高压临氢环境的实用检测、监测方法与破坏机理进行进一步研究, 认清介质环境的危害性, 以更好地预防压力容器在腐蚀介质环境下的失效。
3.2 进一步开展介质环境作用下压力容器的危害性缺陷或损伤的检测技术研究
在介质环境下, 压力容器的缺陷与损伤的无损检测至今仍是一项世界性难题, 尤其是典型材料损伤如氢脆、回火脆化程度的无损检测, 珠光体球化与石墨化的定量分析, 残余应力的定量分析, 原子氢分布的原位、实时检测技术等等。上述问题的解决, 将使这些介质环境下危害性缺陷或损伤的安全评估技术的可靠性大大提高。
3.3 开展重要压力容器区域泄漏与爆炸安全监控技术方法与装置的研究工作
将声发射、红外、遥感等技术应用于压力容器的泄漏监测与爆炸监控, 对于腐蚀介质环境作用下的压力容器尤为迫切。
3.4 进一步开展重要压力容器的延寿技术研究
进一步开展重要压力容器的腐蚀防护技术研究, 如纳米改性涂层技术的应用研究, 缓蚀剂技术的应用研究, 事故抢险与应急措施预案等等。
总之, 只有不断深入石化企业了解压力容器的使用情况, 针对生产中反映的实际问题, 依靠科学的理论方法, 吸收国内外成功的实践经验, 不断研究攻关, 压力容器的安全技术才能发展进步, 压力容器才能确保长周期安全运行。
参考文献
[1]贾立明, 王雄, 李勇.浅析在用压力容器定期检验中常见缺陷的处理方法[J].内蒙古石油化工, 2007, 4.
化工容器 篇8
1 常见压力容器缺陷及预防措施
1.1 压力容器在组装过程中引起的缺陷及预防
压力容器在组装过程中引起的缺陷主要有容器表面的不平整、容器横截面圆形不规则、焊接过程出错、接缝角不规则、不平整等, 使压力容器不必要的产生强大的附加应力, 造成局部应力过高, 导致发生破裂。在容器组装过程中, 应注禁止强拉、对组装卡具例如吊耳、筋板等, 应使用与外壳同样的材料和焊条, 并且使用同样的焊接方法进行, 焊接后留下的焊疤一定要打磨平整、光滑。
1.2 压力容器在焊接过程中的缺陷及预防
压力容器在焊接过程中, 会出现的缺陷有以下几点:
(1) 压力容器焊接过程中, 焊接的电流小、速度过快, 容器被焊接地方的坡口角度相对比较小、焊接缝隙的间隙小, 焊条的连接位置有误, 焊弧角度偏移等都有可能导致应力集中, 从而在交变载荷的作用下产生各种裂纹, 成为压力容器的缺陷。
为了防止压力容器焊接过程中产生未焊透和未熔合, 一定要有准确的设定制备坡口、正确的装配间隙、合适的电流、以及适当的焊接速度, 焊接缝隙根部和坡口两侧材料金属要熔透, 清根要彻底。
(2) 压力容器在焊接过程中, 焊接电流过大, 焊接速度不当容易导致应力集中, 最终形成应力腐蚀裂纹和应力集中裂纹, 这就是通常所说的咬边。预防咬边, 在焊接过程中, 焊接电流一定要适当, 焊条分布要均匀, 焊条角度要准确, 焊接电弧一定要短。
(3) 压力容器焊接过程中由于焊条潮湿、接口冷却速度过快, 导致气体不能及时排出会形成气孔。焊条熔渣粘度过大、焊接过程中电流过小、焊条成分不当等会导致夹渣。焊接过程中如果气孔和夹渣存在, 那焊接接头的承载能力就会下降。为了预防出现夹渣, 一定要注意不使用质量不过关的焊条, 并且按要求的准确的温度和时间去烘干。焊接坡口两侧一定要注意清理干净, 并且彻底的清除外表渣壳和焊接坡口边缘多层焊道的焊渣。
(4) 压力容器焊接过程中由于工作环境温度相对比较低, 或者焊条质量不过关、焊接接口出强制装配应力过大, 原材料含碳量不符合相关要求等都会导致压力容器的表面裂纹。在焊接过程中要预防裂纹, 必须严格控制材料钢中的磷和硫的含量、降低焊接缝隙的冷却速度、使用优质的低氢焊接材料、使用质量可靠的焊条, 力求最大程度降低焊接应力等。
2 化学压力容器的破坏形式以及预防措施
化学压力容器的破裂形式可以根据压力容器的破裂特点分为韧性破裂、脆性破裂、疲劳破裂、腐蚀破裂等;
2.1 韧性破坏[1]
2.1.1 定义
韧性破坏系指承压特种设备器壁承受过高的应力达到了器壁材料的强度极限, 而发生断裂破坏。
2.1.2 特点
(1) 容器如果发生爆破, 一般不产生爆破碎片, 只是裂了一个口子。
(2) 容器外形有明显地宏观变形。
(3) 容器破坏的断口为一条长缝, 一般是灰暗色, 没有金属光泽。
2.1.3 预防韧性破裂
(1) 避免压力容器的过量充装, 这样可能导致超压爆炸。
(2) 避免设计及安装的错误, 保持各种安全装置、仪器仪表完好灵敏。
(3) 经常检查装置, 防止容器壁大面积腐蚀使壁厚减小, 导致容器耐压力降低。
(4) 在设计和制造压力容器时, 一定要选用有足够强度和厚度的原材料, 保证承压设备在规定的工作压力下安全使用。
2.2 脆性破坏
2.2.1 定义
压力容器在正常压力的范围之内, 在没有塑性变形的情况下突然发生的爆炸称为脆性破例。一般情况下发生脆性断裂要具备几个条件:首先是容器本身设计存在缺陷, 其次因为温度升高使原材料变脆, 再者因为低温导致材料的韧性降低。
2.2.2 特点
(1) 压力容器发生脆性破裂时没有明显的外观变化, 因此大部分是在没有任何外观预兆的情况下突然发生破裂现象。
(2) 压力容器发生脆性破裂时会瞬间发生, 一般情况下会有许多碎片飞出。
(3) 材料脆化而破坏, 破裂断口成富有光泽金属晶粒状。
(4) 脆性破裂事故多在温度较低的情况下发生, 因为金属材料断裂韧性随温度的降低而减小。
2.2.3 预防脆性破裂
(1) 确保压力容器材料有非常好的韧性, 尤其是在高温或低温情况下。
(2) 焊接容器时, 尽量避免或降低压力容器的应力集中, 例如焊接接管根部必须焊透且焊缝表面打磨平滑等。
(3) 焊接之后采用热处理的方式消除残余应力。
(4) 在压力容器试用期间定期按规定进行无损检测。
2.3 疲劳破坏
2.3.1 定义
压力容器的疲劳破裂是化工压力容器长时间反复工作过程中, 器壁载荷多次发生变化, 致使器壁应力集中部位出现裂纹并逐渐延伸, 导致疲劳破裂。[2]
2.3.2 特点
(1) 压力容器的疲劳破裂发生时就一般是在结构不连续处发生, 例如开孔处、接管的根部、或者是有裂纹类缺陷的焊接缝隙的地方。
(2) 压力容器疲劳断裂的基本方式是爆破和泄漏。原材料强度较高但韧性较差的时候, 其表现为爆破;如果材料强度相对较低而韧性相对较好, 则因为疲劳裂纹扩展泄漏。
2.3.3 预防疲劳破坏
(1) 在设计制作压力容器时, 选用合适的抗疲劳材料使用分析设计法设计。
(2) 使用压力容器过程中, 注意容器结构的抗疲劳性。
(3) 在压力容器试用期间定期按规定进行质量检测。
2.4 腐蚀破坏
2.4.1 定义
压力容器在腐蚀介质的作用下, 导致容器壁厚减薄或材料组织结构发生变化, 容器耐压性能降低, 使压力容器的承压能力不够而产生的破坏, 称为腐蚀破裂。
2.4.2 腐蚀破坏的特点
因为腐蚀材料不同, 所以腐蚀破坏的特点也都不相同。
2.4.3 预防
(1) 在压力容器使用过程中, 让容器和腐蚀介质隔离。
(2) 消除引起腐蚀的因素, 避免拉伸应力导致应力腐蚀。
参考文献
[1]姜建凯.化工压力容器的破裂形式与预防[J].河北化工.2009年第32卷第2期[1]姜建凯.化工压力容器的破裂形式与预防[J].河北化工.2009年第32卷第2期
化工机械高压容器筒体的制造研究 篇9
1 高压容器筒体可靠性设计分析
就高压容器筒体常规设计标准来看, 设计时需要充分考虑厚度因素, 如计算厚度与厚度附加量。前者主要是指按照公式计算压力获得的厚度, 而后者主要是钢材厚度负偏差及腐蚀欲量等构成。由于钢材在介质中的均匀腐蚀速率确定容器使用寿命。现阶段, 原材料制造技术、过程装备制造技术等水平日趋提升, 以材料力学性能等作为参数的容器可靠性设计得到了广泛关注。就当前实践研究来看, 对于内压圆筒体可靠性设计多以弹性失效的中径公式作为对筒体极限来计算, 最终确定筒壁的厚度。在筒体承受压力过程中, 主要通过屈服和断裂两种失效方式表现自身承受能力。根据现阶段已有研究成果来看, 实践环境当中, 介质与环境对压力容器及管道的最大腐蚀深度与极大值分布相协调。在设备制造中, 应用较为广泛的失效概率为10-5, 成为领域可接受概率[1]。
2 化工机械高压容器筒体制造策略的实施
2.1 单层卷焊式
就厚度方向而言, 筒体壁厚主要是由单一整体材料构成, 以此来避免介质对其内部产生的腐蚀性。就制造工艺而言, 单层圆筒体可以单层卷焊式、整体锻造式等多种类型。其中第一种作为使用较为广泛的一种筒体型式, 在制作中, 主要是利用钢板在大型卷板机上卷成圆筒, 然后将纵向缝隙进行焊接处理后形成筒节, 并与封头或者端部法兰组装、焊接处理后形成容器。单层卷焊式高压容器的制造与中低压容器存在相似之处, 上文已经提到了其制作过程。但是单层卷焊式高压容器整体厚度较大, 在很大程度上提升了筒体的承压能力, 且当前常用的材料为高强度低合金钢, 当中蕴含的合金成分具有较强的裂纹敏感性特点, 对此对焊接工艺要求较高, 高超的焊接工艺能够提高设备制造质量[2]。
2.2 整体锻造式
整体锻造式结构起源较早, 具有较为深厚的应用基础, 在具体应用过程中, 需要将筒体与法兰整合到一起, 或者采用螺纹将二者连接, 由于不需要焊接技术, 因此整个筒体不存在焊缝, 节省了一道制造工序。分段焊接是焊接技术出现后的产物, 利用焊接技术能够预先制成锻焊式筒体。由于整体锻造制造工艺的特殊性, 能够更好地满足高压等容器需求, 以此来满足生产需求。筒体制造时, 应对钢坯进行穿孔处理, 并进行加热处理, 当达到一定温度时, 将一个芯轴穿入其中, 而后在水压机上按照需求锻造相应的筒体, 最后进行内、外壁机械加工, 容器顶部与底部需要与筒体一起锻造而成。或者采取机械手段实现对锻件的加工和处理。该类具有强度高等优势, 究其根本在于钢锭中存在缺陷的位置已经被切割掉, 提高了组织整体密实性[3]。
2.3 多层包扎式
现阶段, 多层包扎式高压容器应用范围较广, 该类容器主要是选择厚度在12mm~25mm的优质钢板进行卷焊处理后, 并借助射线检测及机械加工对焊缝进行相应的处理, 然后将预先制成的厚度为6mm~12mm的瓦片覆盖到内筒上, 最后通过钢丝点焊增强筒体稳固性, 按照设计要求控制厚度, 并进行细致化处理, 对筒节包扎处理后, 才借助相应的工具进行机械化加工, 最终完成整个容器的制造。
2.4 绕带式
绕带式高压容器筒体是在内筒外面以一定的预紧力缠绕数层钢带而制成。一般情况下, 钢带主要包括两种形式, 一种是槽型钢带;另一种是普通的扁平钢带。具体制造工艺如下。一方面, 槽型方面。内筒厚度占据总厚度的25%。经过试验检测之后, 应在其外表加工出三处螺纹槽, 为后续制造做好铺垫, 同时提高凹槽与凸槽的咬合度形成最佳螺旋形结构。当前, 较为常用的钢带尺寸为79mm×8mm, 且选择厚度为12mm~25mm的优质钢板制造而成。使用这种钢带, 能够显著提升钢带与内筒之间的啮合度, 增强筒体使用性能, 适应更高压力环境的工作, 同时促使绕带层具有更强的轴向力[4]。另一方面, 扁平方面。这种结构主要是在原有内筒基础上, 绕上数层扁平钢带制作而成。一般来说, 内筒主要采用16mm~25mm厚度的低合金钢板, 并借助卷焊技术, 对钢板进行焊接, 促使其形成筒状, 并将不同的筒节连接到一起。内筒厚度同样控制在总厚度的25%, 筒节的纵向缝隙应进行错开, 且将缝隙之间的距离保持在200mm以上。环焊缝处理之初, 应进行预热处理, 当内筒焊接完成后, 再采用砂轮将焊接位置进行抹平处理, 提高机械设备制造质量, 最终将其与封头连接到一起, 经过无损检查后, 缠绕上钢带, 然后投入到使用当中。
2.5 绕板式
绕板式容器是一种多层容器的具体类型, 主要是由薄钢板绕卷后形成的筒节。绕板式容器是在原有筒体基础上发展而来, 促使其具备多层包扎容器的多种特点, 如制造难度低、安全性高等。加之筒节是预先烧制而成, 与多层包扎容器比较来看, 焊接工作量减少了且能够显著提升生产效率及质量。这种筒体由内筒、绕板及外筒3个部分构成, 由内向外厚度呈现递减趋势, 最终形成符合要求的筒体。
2.6 热套式
将钢板进行捲制且将两层及其以上的圆筒与加热后的外筒套合到一起就是热套式制造过程。由于加热处理后, 能够省筒节剩余盈应力, 成为大型设备制造的关键。热套式高压容器需要的后壁主要是结合具体需求, 并将其分为相近的圆筒, 然后将外层筒加热处理后, 最终形成筒体。上述制造工艺是目前化工机械高压容器筒体制造的主要工艺, 在实践中取得了显著成效, 可以结合实际要求, 选择合适的制造工艺提供筒体制造水平[5]。
3 结语
总而言之, 根据上文所述, 筒体是高压容器的必不可少的一部分, 其制造质量及效率直接决定化工生产效果。因此在具体制造过程中, 应加强对筒体制造工艺的研究, 结合实际需求, 充分考虑筒体制造涉及的温度、压力等多项因素, 并选择优质钢板, 加强对制造前可靠性试验, 不断提高筒体制造工艺, 降低制造成本, 从而推进我国化工、炼油等领域可持续发展。
摘要：目前, 受到工业的发展影响与推动, 我国的机械设备制造领域也实现了进一步的发展与进步, 而高压容器作为其中一种非常关键的设备, 无论是在化工还是在炼油等多个领域当中, 都已经得到了非常广泛推广与应用, 其种类较多, 如甲醇合成塔、聚乙烯反应器等, 在实践中, 其操作压力高达10MPa以上, 通常是大而壁厚的重型设备, 对制造质量要求较高。因此, 就针对化工机械高压容器筒体的制造研究进行简单分析, 以供参考。
关键词：化工机械,高压容器筒体,制造
参考文献
[1]刘子良.化工机械高压容器筒体的制造[J].中国石油和化工标准与质量, 2012, (3) :58.
[2]全黄河.大型高压容器双锥密封系统数值模拟研究[D].昆明理工大学, 2010.
[3]甄亮.整体多层夹紧式高压容器预应力研究[D].华南理工大学, 2012.
[4]徐长江.缩套式超高压容器的有限元及疲劳分析[D].吉林大学, 2013.