浅析我国压力容器设计技术及未来发展展望

宋大权

摘要：近些年，我国的经济正在快速的发展，特别是化工企业取得了较快的发展，在化工行业中，压力容器的使用是非常广泛的，压力容器已经成为化工行业的重中之重。化工使用的压力容器是具有高危险性的，压力容器大多数都在特殊环境中应用，而且压力容器本身具有的特点，这些都会造成压力容器在应用中产生的安全问题。本文主要讨论了我国压力容器设计技术的进展，并讨论了对未来压力容器设计的要求，希望本文能对有关单位和企业有所帮助。

关键词：压力容器;容器设计;安全问题;基本要求

一、前言

随着社会经济和科学技术的不断发展，压力容器也随之发展着，压力容器正在向着复杂化、大型化的方向大迈步，而现代设计科学的研究和开发也就成为了压力容器发展的关键环节之一。压力容器的设计是机械类产品的一个重要的行业分支，这也就决定了它具有一定的普遍性这一特点，也就说明压力容器的设计属于工程技术科学中的“设计学”这一科目。所以，这也就决定了设计师应该向其他的机械类产品设计师一样，对压力容器的设计理论、技术以及方法等不断的进行研究、分析和实践，从而保证自己所设计出的压力容器具有一定的创造性，可以在众多的机械类产品市场中能够长久地生存发展下去，始终立于不败之地。但是，压力容器的设计并不是那么容易的，它的设计具有一定的危险性，有着潜在爆炸的可能性，所以这又决定了它具有一定的特殊性。也就是说压力容器的设计一定要按照规定来进行，遵守相关的标准、技术监察规程等规章制度，切不可任意随便，以此来确保自身的人身安全。

二、我国压力容器设计技术的进展

（一）应力及应变的分析评估

近几年，我国的经济一直高速的发展着，同时科学技术水平也有着显著的提高，伴随着这些压力容器的设计也出现了新的技术，而应力和应变技术就是这项新技术。就这一方面而言，使用相关的分析方式，对压力容器的强度进行全方面的实验是至关重要的，应力决定着压力容器所要承受的破坏，不同的应力会对压力容器产生不同的破坏程度。新技术与传统的设计方案不一样，应力和应变的评定方法会给压力容器带来许多的有利条件，比如：应力以及应变能够有效的降低压力容器的危险系数从而大幅度的提高产品的安全性，同时还能使压力容器自身的重量减小负荷、减少制造所用的原材料降低生产成本、能够一定程度的保证压力容量的安全性、防止设备失效现象的出现。当然，应力和应变的分析评定方法也存在着一些不足，比如：这种分析评定方法需要进行大量復杂的计算，从而需要进行计算器的使用，同时也有着较高的设计成本。

（二）新型塑性失效设计

塑性失效设计这一设计对于压力容器来说是一项很好的技术，因为弹塑性原理的塑性失效设计是压力容器所用的一种新的技术。因为部分的薄膜应力强度以及弯曲应力强度允许使用数字的范围可以比较大，因此，就压力容器这一整体来说，如果局部的塑性变形的时候，对其它的大部分的区域影响是不大的，其它大部分区域会仍然处于一种弹性状态，所以这也就使得压力容器并不会出现失效的现象。

（三）疲劳设计法

压力容器所使用的原材料由于来来回回的交变载荷的原因而遭到了一定的破坏，但是在表面却并没有表现出明显突出的属性变形这就是压力容器的疲劳，而设计人员用传统的设计方式来对压力容器进行设计的时候，往往不会太注意疲劳设计这一问题。但是，随着经济的增长，社会需求量的扩大，压力容器的生产规模也随之扩大了许多，而原材料也较多的使用像高强度低合金钢这一类的材料，同时，这也大大的增加压力容器出现裂纹的可能性以及一些位置的危险性的发生，所以设计员工在对压力容器进行设计的时候应该更加的重视疲劳可能带来的危害和破坏，在进行设计的时候采用疲劳设计的设计方式。

（四）近代概率设计法

概率可想而知与数学有一定的关系，近代的概率设计方法是在数学统计学的基础上来进行的，概率设计在对压力容器进行全面的评估包括性能、使用寿命等各个方面起着非常重要的作用，概率设计还改了许多的内容，具体包括安全性能的评估、经济和理性的判断等等。设计人员能够运用概率设计的方式准确有效的计算出压力容器的最低可靠性以及失效可能性等的概率要求，这对于压力容器的设计有着很大的帮助，设计人员可以通过这个方法对每个零部件进行合理的分配，让其最大程度的发挥作用，这在极大程度上能够满足设计的总要求。

二、对未来压力容器设计的要求

（一）从细节上保证工艺生产

目前，在众多行业中，石油化工行业是一类高危行业，化工行业对生产的要求非常高，因此，相关企业必须从细节上保证工艺的生产，设计人员要严格根据市场需求生产能够满足当前需要的设备，主要从设备的受力、温度、规格、结构等各个方面考虑。所以，作为设计者要考虑到各个细节，最大程度的提高设备的应用性和使用效率。

（二）确保压力容器的可靠运行

因为石油化工类企业所使用的原材料具有易燃、易爆、有毒和腐蚀性的特点，所以石油化工在生产产品时是有一定风险的，因此如果出现了泄露的现象哪怕是一点点，也会造成很严重的安全事故，可能会导致许多的人员伤亡和财产损失。而压力容量这类设备由于自身就带有一定的压力所以也极其的危险，压力容器如果在使用的过程中出现了破损的现象，其自身的压力能量和内部的负荷就会同时爆发出来，进而造成极强的破坏力和十分严重的后果。与此同时，压力容器和石油化工生产过程中的其它机器设备是联系在一起的，共同工作而不是独立进行作业的，因此，一旦压力容器出现了故障，就会对其它的作业设备的使用安全和寿命产生一定的影响，因此设计人员在对压力容器进行设计的过程中，要对其在作业时可能遇到的情况和出现的问题做好充分的考虑，进行提前的准备、分析和排除工作，从而保证压力容器所使用的每一个原材料和原件都是稳定安全的，进而确保压力容器在作业的时候能够安全有效的运行。

（三）保证设备预期的使用寿命

相关企业应保证设备预期的使用寿命，设备的使用时间直接关乎着生产的总成本和安全，如果设备没有达到使用的寿命，则会出现许多安全隐患和问题，另外一方面就是设备的寿命没有达到预期就会频繁的更换，这会大大增加设备的投入资金。目前，大多数的石油化工材料具有较强的腐蚀性，这也是导致设备使用寿命降低的主要原因。

三、结束语

通过以上内容我们可知：化工使用的压力容器是有高危危险的，压力容器大多数都在特殊环境中应用，而且压力容器本身具有的特点，这些都会造成压力容器在应用中产生的安全问题。本文主要讨论了我国压力容器设计技术的进展，主要包括：应力及应变的分析评估、新型塑性失效设计、疲劳设计法、近代概率设计法，本文还讨论了对未来压力容器设计的要求，主要包括：从细节上保证工艺生产、确保压力容器的可靠运行、保证预期的使用寿命，希望以上内容对有关单位和企业有所帮助，同时也希望压力容器在未来有更大的发展空间。

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