摘要：压力容器具有一定危险性，因此从压力容器的设计压力确定，安全运行管理等方面，制定有效的预防和控制措施，确保压力容器的安全运行和系统功能的正常发挥。
关键词：压力容器、安全、压力、制造、检验
随着经济的发展，压力容器使用也越来越广泛。因为压力容器特种设备具有发生爆炸或泄漏、造成人身伤害、环境污染、设备建筑物毁坏事故的危险性，所以从压力容器的设计压力确定，安全运行管理等方面，制定有效的预防和控制措施，确保压力容器的安全运行和系统功能的正常发挥。
一、压力容器安全设计
1、合理选用材料。合理选用材料，是保证压力容器安全运行的一个重要措施，如果材料选择不当，即使具有较大的强度裕度，也可能在运行中发生破坏事故。选择压力容器用钢材，不仅要从操作条件和使用环境方面来考虑，即要求材料对工作介质、压力、温度、载荷特性等操作条件和气温、湿度等使用环境具有必需的适应能力；还要从锅炉、压力容器的制造方面来考虑，即要求所选用的材料容易加工成形，在工艺加工过程中不易产生缺陷。因此，在压力容器的选材上，应充分考虑材料的力学性能（强度、韧性、塑性、硬度）、物理性能、耐腐蚀性、制造工艺性能（可焊性、可锻性、切削加工性以及研磨性、冲压性、热处理性等）。压力容器选材的一般原则是：在保证塑性指标和其它性能指标的要求下，尽量选用强度指标较高的材料。
2、选择合适的结构形式。在压力容器的破坏事故中，有相当一部分是由于结构不合理引起的，结构不合理，往往使得锅炉、压力容器在制造和使用过程中容易产生缺陷。因此首先要求结构便于制造，以利于保证制造质量和避免、减少制造缺陷；其次是要求结构便于无损检验，使制造和使用中产生的缺陷能及时、准确地检查出来；第三是结构设计中要考虑尽量降低局部附加应力和应力集中。
3、满足强度的要求。为保证压力容器安全运行，其承压部件必须具有足够的强度，即具有适当的壁厚以抵抗外加载荷的作用。在结构设计中除了结构特殊、使用条件复杂或特别重要的压力容器需要以应力分析进行设计外，一般的是以薄膜应力来确定所需的壁厚。至于压力容器结构不连续部位的附加应力和应力集中，则从结构形式或尺寸上加以限制。
二、压力容器设计压力的确定
设计压力是指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为载荷条件，其值不低于工作压力。确定设计压力时应考虑：
1．容器上装有超压泄放装置时，应按GB150-2011《压力容器》附录B的规定确定设计压力。
2．对于盛装液化石油气体的容器，在规定的充装系数范围内，设计压力应根据工作条件下可能达到的金属温度确定。且不应低于《容规》中的相关规定。
3．确定外压容器时，应考虑在正常工作情况下可能出现的最大设计差。
4．确定真空容器的壳体厚度时，设计压力按承受外压考虑。（1）当装有安全控制装置时设计压力取1.25倍最大内外压力差或0.1Mpa两者中的低值；当无安全控制装置时取0.1Mpa。
5．由两室或两室以上压力室组成的压力容器，如夹套容器，确定设计压力时，应根据各自的工作压力确定各压力室自己的设计压力。计算压力是指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力（当液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计）。由两个或两室以上压力室组成的压力容器，如夹套容器，确定计算压力时，应考虑各室之间的最大压力差。
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总之确定压力容器的设计压力应根据工艺系统要求、行业特点如炼油或石化装置、所处位置如泵进/ 出口侧、有/ 无安全泄放装置、所盛装工作介质及温度如饱和蒸汽等因素综合考虑；按照工艺提出的设计条件确定设计压力较为合理。因为这符合HG/T 20570.1 的规定：工艺系统专业负责确定容器的设计压力，即根据化工工艺专业提供的正常工况下容器顶部最高压力及系统附加条件( 如系统压力变化、安全阀在系统中相对位置对设计压力的影响等情况) 来确定。
三、压力容器的制造管理
为了确保压力容器的安全使用，制造过程应严格控制制造工艺质量和产品质量。如焊工考核、材料可焊性鉴定、焊接工艺评定、材料标记及标记移植材料、复验、零部件冷热加工成型、焊接试板、筒节施焊、焊缝外观及无损检测、焊接返修、容器组装、容器整体或局部热处理、强度试验、气密性试验、包装等工作质量及产品质量控制等。
四、压力容器的安全运行管理
压力容器的安全运行管理的目的是为了达到正常，满负荷开车，生产合格产品，是压力容器的工艺参数、生产负荷、操作周期、检修、安全等方面具有良好的技术性能，促使压力容器处于最佳工作状态。压力容器的运行首先要求其安全可靠，合理使用和严格管理是提高压力容器的安全可靠性，保证其安全运行的重要条件。
压力容器的安全使用包括正确的操作，维护保养和定期检修等方面。在具体的操作过程中，应做到以下几点：
①平稳操作：在操作过程中尽量保持压力容器的操作条件（如工作压力和工作温度）相对稳定。
②防止过载：防止压力容器过载主要是防止超压。
③发现故障，立即停车：压力容器在运行过程中如果发生故障，严重威胁设备及人身安全时，操作人员应该马上采取紧急措施，停止容器运行，并报告上级主管部门。
④制定合理的安全操作规程：为保证压力容器的安全运行，切实避免盲目或误操作引起事故，容器使用单位应根据生产工艺需求和容器的技术性能制定各种容器的安全操作规程，并对操作人员进行教育培训。
⑤严格实行岗位责任制。
五、压力容器的定期检验
压力容器在运行和使用过程中，要受到反复升压、卸压等疲劳荷载的影响，又经常受到外部环境的影响，还要受到有腐蚀性介质的腐蚀，或在高温深冷等工艺条件下工作，其力学性能会随之发生变化，容器制造过程中的小缺陷也会随之扩展增大，对压力容器进行定期的全面地技术检验，是及早发现容器存在的缺陷，消除隐患，从而保证压力容器安全运行，避免发生事故的一项行之有效的措施。压力容器的定期检验的主要检验项目应包括：材质检验（材质不符、材质劣化）、结构检验、缺陷检验。检验的方法主要有：宏观检查、测厚检查、壁温检查、腐蚀介质含量测定、表面探伤、射线探伤、超声波探伤、硬度测定、金相检验、应力测定、声发射检测、耐压试验、气密性试验、强度校核、化学分析、光谱分析。压力容器经过定期检验以后，应根据检验结果对其安全状况进行评定，并以安全等级形式反映出来。对安全等级级别较低的、缺陷严重、难于或无法修复的压力容器设备应坚决予以报废。
总之，合理确定压力容器的设计压力和安全运行管理，可以从根本上确保压力容器的安全运行和系统功能的正常发挥。
参考文献：
[1]邓赵林, 王淑芹. 压力容器设计压力的合理确定[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2015(20).
[2]耿雪峰. 浅谈化工装备压力容器的运行管理经验[J]. 化工管理, 2015(3):16-18.
论文作者:陈广前
论文发表刊物:《基层建设》2016年第33期
论文发表时间:2017/3/7
标签：压力容器论文; 压力论文; 容器论文; 应力论文; 操作论文; 材料论文; 结构论文; 《基层建设》2016年第33期论文;