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压力容器范文1
【关键词】压力容器；设计质量；制造质量；焊接技术；控制措施
压力容器在日常生活中应用较为广泛，主要作用为在一定的压力、温度和易燃、易爆、有毒介质的条件下对特定物质进行加工和处理的特种设备。一旦其质量出现问题,将连带着大规模安全事故的发生,对个人和企业存在不可估量的高危险系数.这就使容器质量符合压力容器的基本要求。第一，对容器内的压力有较大的承受性，即在足够的压力强度下，能够保持有效的工作状态。第二，压力容器的外力作用能够使其保持原来的形状。第三，密闭性也是压力容器必备的特性之一，以保持容器内压力和防止容器内有毒气体及物质的溢出。第四，压力容器应当具有足够的使用寿命。因此在容器设计或者制造过程中应充分考虑此因素，把握好每一个影响容器寿命的细节，确保品质优良。第五，压力容器要尽可能的方便制造、安装、检查和维修。
一般来讲压力容器的质量由设计质量、制造质量和安装质量三部分组成，其中制造质量的好坏起着关键的作用，尤其其中涉及到的一些工艺技术，例如工艺水平和焊接技术水平等。要想提高压力容器制造行业的水平，重点是加强质量过程的控制。只有把制造过程中的每个细节把握好，每个环节控制，才能制造出质量优良的产品来。
现有压力容器制造由设计、机加工和铆接、材料、焊接、计量理化和检验等部分贯穿于整个过程，各部分相互联系，相互协调，相互制约，共同完成压力容器产品的制造。本文基于压力容器制造的构成和特点，从设计时标准的选用、材料代用、焊后热处理及产品焊接试板等方面，分析了压力容器制造中常见问题。
一、压力容器的构成和特点
1、产品结构和参数的多样性。压力容器产品适用范围广，如制药、化工、石油、冶炼、饮食等行业，产品具有品种繁多的特点，即使是同类产品中，也会因客户需求上的差异，造成产品结构上的不同，进而引起制造工艺上的多样性。
2、有较高的安全性要求。压力容器制造，必须遵循大量的、强制性的标准和规范，并且标准和规范具有时效性。压力容器产品因其多在高温、高压、真空、腐蚀等环境条件下长期运行，而所盛装的介质常为易燃、易爆、剧毒、有害物质，因此产品的安全性被放在首位，产品从设计开始，就需要遵循强制性的标准和规范，如GB150、GB151 等等。
随着科学技术的不断进步，新技术、新工艺、新材料和新的管理手段的运用，加速了标准和规范的更新。例如旧标准受当时的技术和经济条件的限制和制约，以考虑安全性为主，忽略了客户对经济性的关注；新标准在新思想的影响下，制定者已意识到客户对经济性的需求是不可忽视的，故新标准逐渐把经济因素放到了比较重要的位置，这体现在新标准中对安全系数的降低。
3、制造过程中存在着许多相似的信息。在压力容器产品制造的统计过程中，发现其中存在着许多相似信息，如工艺流程的相似性、零部件几何形状之间的相似性、产品结构之间的相似性、同事物处理过程之间的相似性。对这些相似信息的利用，能有效地提高企业的竞争力。
4、设计具有较强的专业性。压力容器产品不同于通用机械产品，在运用软件技术进行产品设计时，不仅要求人员掌握先进的计算机技术，更要具备化工设备的整体设计思想。
5、涉及多行业、多学科的综合性产品。压力容器制造技术涉及到冶金、机械加工、腐蚀与防腐、无损检测、安全防护等众多行业，因此制造过程要求多行业、多学科、多方面的协作共同来完成，并且为确保产品质量，形成了以职能为中心的、以控制为导向的机械式组织结构。
6、结构复杂，多种多样。使产品的品种增多，但组成产品的各部分组件间联系相对松散，产品便于进行系列化和模块化。
7、焊接质量是主要的质量控制点。制造过程是以钣金件的焊接质量为主要质量控制点，同时也是制造过程的薄弱环节。
二、压力容器设计质量的影响因素及控制措施
压力容器作为特种设备之一，设计质量的好坏是关于其整体质量的第一步。由压力容器质量安全所引发的事故不计其数，同时也给国民经济的发展带来了巨大的影响。因此，压力容器质量安全的形势十分的严峻，应从生产的众多方面着手，不断的完善和解决生产安全方面所存在的不足。设计质量的提高要求技术人员要根据压力容器的特性，对其材料和零部件的选取等方面进行充分的斟酌和试验。同时，设计单位技术力量也尤为重要，一些设计团队的技术支持水平较低，甚至直接导致设计时选用的标准不正确情况的发生。压力容器对工作环境要有很大程度的适应性，因此材料选择尤为重要。为保证压力容器的质量，尽量减少安全事故的发生，应正确的进行选材、用材。选材不当、材料误用、材料缺陷等材料原因是造成压力容器设备事故的主要原因之一。首先，在压力容器设计过程中，根据容器的具体工作环境及用途，分析材料材质的化学成分及属性。在考虑材料的适用性的同时，也应综合考虑材料的成本，进而综合各种因素选择既符合生产要求又经济实惠的材料。在引进材料过程中应加强管制，对是否符合该设备的设计技术要求，化学成分、力学性能、工艺试验、无损检测是否符合要求等方面也要加强监管。
三、压力容器制造质量的影响因素及控制措施
压力容器的制造属于精密仪器的制造，对制造工艺要求比较严格。为了保证压力容器产品形成的各个阶段都处于受控状态，确保产品质量满足法规、标准的要求，压力容器制造工艺、生产过程管理、工装和模具也应该严格按照规定进行。制造工艺应严格遵守压力容器制造的工艺流程。钢制压力容器大多采用焊接方法制成，压力容器制造过程中的焊接质量控制变得尤为关键。焊接生产也是现代工业生产中制造各种机器部件、工程构件和装备的主要生产方法之一，使得焊接技术对焊接人员的技术水平要求较高。对焊接材料的使用过程应十分谨慎，避免出现差错。由压力容器制造单位的技术部门应提供采购技术条件，详细规定采购焊接材料的质量要求和标准，管理部门应实行具体的监管。
四、压力容器无损检测
无损检测对压力容器质量的检验起到重要的作用。目前，我国主要采用的检测方法为射线检测（RT）技术。然而，随着超声波检测技术的日益成熟，特别是数字式可记录超声波探伤仪在相关领域的广泛使用，压力容器焊缝的UT检测可与RT检测等同采用。以期进一步降低制造成本，提高劳动效率，增强企业市场竞争能力。
五、结束语
压力容器的制作过程，从设计图纸的工艺性审核、制作工艺的编制、材料的验收入库到制作、检验与验收的各个环节，都是至关重要的。任何一个环节出了问题，都会影响压力容器的最终质量，所以只有澄清概念，统一思想，达成共识，才能使我们的压力容器制作水平登上新的台阶。
参考文献
压力容器范文2
关键词：锅炉；压力容器；检验；危险性；预防措施
中图分类号：TK229文献标识码： A
1、锅炉及其压力容器简述
锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。
压力容器指工业生产中具有特定的工艺功能并承受一定压力的设备。压力容器因为需要密封、承压，所以就会有潜在的危险性，如容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境。目前，世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。
2、压力容器检验方法
关于压力容器的检验主要分为三种，有损检验、无损检验和密封性检验。
2.1有损检验。有损检验即是对压力容器进行损坏性检验，包含拉伸、弯曲、腐蚀等物理方法或化学方法来对压力容器的材料性能等方面进行检验，这主要用在压力容器制造之前，对压力容器材料各方面的性能进行检验，确保容器使用之后不会出现安全问题。
2.2无损检验。无损检验是在不损坏压力容器的基础之上，对压力容器进行检验。主要包含射线检验法、超声波检验法、声发射检验法、渗透检验法、磁粉检验法、磁回忆检验法等方法。
2.2.1射线检验法。射线检验法是用于检验压力容器中的焊接焊缝缺点，运用放射性同位素Ir或Se进行γ射线的照相，经过射线检验法能够得出压力容器缺点的详细图形，但是运用这种方法应注意照相的视点和压力容器的厚度，另外射线检验法对身体有害，要注意做好防护工作。
2.2.2超声波检验法。超声波检验法是依据超声波传达遇到阻碍会原路回来的性质，检查压力容器中出现的裂纹，这种方法的检查规模广、速度快、成本低，并且设备简便易带着，对人身安全没有影响。
2.2.3声发射检验法。声发射检验法是通过接收和分析材料的声发射信号来评定材料性能或结构完整性的无损检测方法。依据发射信号的大小可判别裂纹的大小、长短，对裂纹的丈量灵敏度高，并且不受材料约束。
2.2.4渗透检验法。渗透检验法是将渗透剂渗透到压力容器的焊缝中，再用清洗剂去掉多余的渗透液，最后用显像剂显像找出缺点。这种方法的运用规模广，除材质疏松的压力容器外，其余都可检验，并且对外表裂纹的检验灵敏度高，也能检查到其它检验方法检验不到的地方，但检测速度慢，因使用的检测剂为化学试剂，对人的健康和环境有较大的影响。
2.2.5磁粉检验法。磁粉检验法运用磁粉在磁场中的相互作用而对铁磁性材料制作的压力容器的缺点进行检验。这种检验方法的检验成本低，检查速度快，并且成果精确，但是磁粉检验法尽局限于检验铁磁性材料制作的压力容器。
2.3密封性检验。密封性检验主要包括液压检验和气压检验。
3、锅炉压力容器的常见问题
3.1容器自身的质量问题
因为受生产材料和生产工艺的影响，锅炉压力容器极易出现质量缺陷。比如许多容器的支撑零件硬度不达标，壁体特别的薄，并且很容易发生锈蚀，使得容器整体的强度出现下降，极易导致故障和缩短使用寿命。再比如好多压力容器的部件之间的连接处密封的不够严密，工作时在输送液态介质以及高温气态介质时极易发生泄漏，会导致锅炉旁边的操作工人发生中毒或烫伤，甚至泄漏到大气中的气体有可能引发爆炸。
3.2锅炉带电设备漏电，影响压力容器的运行
锅炉中有着许多的带电设备，当它们发生漏电现象时，其产生的电火花以及静电都会对锅炉压力容器产生一些不良的影响。而且好多锅炉并没有应用防雷保护措施，所以当遇到雷雨天气时，就有可能会对锅炉压力容器带来危险，有可能让压力容器发生故障，从而埋下安全隐患。另外时常有操作人员在对锅炉压力容器进行检验时采用照明检验，这种检验方法也极易造成安全事故。
3.3压力容器中的高温介质保护不当
锅炉的压力容器中一般填充的都是热水或者是高温蒸汽，在锅炉工作的时候，如果发生泄漏现象，那么形成的后果将十分严重。造成这种事故的主要原因就是压力容器中的高温介质保护不当，当传送管道的密封性能不佳，受热性能不好的情况下，特别容易导致压力容器中的介质外泄，此时如果有毒物质扩散到空气中，就极易造成呼吸道类疾病，甚至会发生皮肤灼伤的情况。
3.4电磁辐射特别厉害
锅炉压力容器在平常的工作状态中经常会产生电磁辐射，假如不能采取科学的方法屏蔽放射源，就很有可能对周围进行大面积的辐射，使得周围的人遭受到不同程度的辐射伤害。
4、锅炉压力容器检验的预防措施
在实际的检验工作中，锅炉压力容器检验中可能发生的危险还远不止上述几种，在不同的情况和不同的条件下，还可能会引发一些其他的安全问题。因此，要想全面避免这些危险因素引起的安全事故，就必须要做好预防工作。在此笔者提出了几种预防措施建议，仅供参考。
4.1加强相关设备质量控制
在对锅炉压力容器进行检验时，所有的设备设施都必须要处于正常运行状态下，且要保证其运行质量。所使用的设备设施都要经过严格检验，确保其性能指标符合相关要求后方可进入工作场地应用。做好安全防范工作，加强安全防护设施建设，确保检验工作的所有环节中是使用的设备设施都是健全完好的。
4.2做好电磁辐射的防范
在对锅炉压力容器进行检验前，首先要对其相关的电气设备进行专业检查，确保其接地装置和漏电保护装置都处于正常工作状态。并在此基础上，要求所有的检验人员都用绝缘及防辐射的装备武装起来，使用安全电压进行检验工作，以避免发生人身伤害。另外，还要加强安全警示管理，在电磁辐射范围内禁止非工作人员入内，并做好放射源的管理工作。
4.3高低温物质的预防策略
对于高低温物质的预防策略，最常用的、也是最有效的方法就是对警示牌明确标识，而且要按照一定的周期进行全面的巡查。
4.4粉尘预防策略
针对粉尘造成的危害，主要的预防策略是彻底清扫沉降物，一定要人工清扫，切不可使用机械进行粗略的吹扫，同时工作人员在进行检验时，一定要佩戴好防护工具，尤其是防护面具。
4.5易燃易爆预防策略
易燃易爆是锅炉压力容器检验中切不可出现的事故，一旦发生，后果不堪设想。因此，在进行了彻底的吹扫以后，一定要对抽样测试高度重视，尽量多点抽样。在没有经过批准的情况下，切不可动用明火和施焊。
4.6有毒和腐蚀性物质的预防策略
对于有毒物质和带有腐蚀性的物质，要进行彻底的吹扫和收集，甚至要中和置换。同时，要进行多点测试。此外，工作人员一定要佩戴防毒防腐蚀用具；酸碱物质派专人保护。
4.7压力试验预防策略
对于压力试验可能造成的危害，要至少配备两个压力等级与其相适用并且经过校验的压力表，量程要为试验压力的2倍～3倍最为合适。在进行压力试验介质的选择时，也应该满足容规以及相关的法律规范要求。
4.8环境因素的预防策略
对于环境因素造成的危害，要从三个方面着手，首先在进行机械通风的选用时，要明确通风方式，切不可用氧气瓶直接进行增氧；其次，要加强内外监控联络人员的设置；第三，要科学设置内部检验系统的实施状态的标识，不同的实施状态要有明显区别的标识。
4.9人为因素的预防策略
针对人为因素造成的危害，预防策略要从以下途径进行实施：首先要加强对工作人员体能的重视，选择身体健康的人上岗就业，同时要保证劳逸结合，切不可搞疲劳战术。此外，要对员工的培训工作正确操作，科学制定误操作的预防制度。
5、结束语
总而言之，保证锅炉压力容器检验过程中的每个环节的顺利实施以及对于锅炉压力容器检验过程中出现的事故进行有效预防，对于维护和保障相关人员、企业以及社会的利益都有着巨大的推动作用。
参考文献
[1]包贵林.锅炉及压力容器焊接接头外观质量检验浅析[J].装备制造技术.2010.
压力容器范文3
【关键字】压力容器设计，技术，进展
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
加强对压力容器的设计技术的分析，可以不断的提高我国在压力容器设计方面的进步和发展，促进我国压力容器设计技术的不断进步，其意义十分重大。
二、国内外压力设备标准、规范和法规的发展
标准体现行业综合技术水平和管理水平，先进的标准促进行业的发展，提高压力容器产品的竞争性和质量。我国压力容器标准化技术委员会自1984 年成立以来，迄今已是第三届。经过我国压力容器标准化工作者的努力，已制定了以GB150《钢制压力容器》为核心的一系列产品的标准、基础标准和零部件标准，构建了压力容器的基本标准体系。全国压力容器标准化技术委员会1999 年12月在上海召开的第三届第二次全体会议，对标准的修定程序做了修改。从原来的标准编者组稿，编制组进行协调、送审、修改、报批和出版发行的修订程序，更科学合理地改为以标准修订提案审查制度为核心的现代压力容器标准制定修订程序。
压力容器标准国际化、一体化的趋势更加明显。欧洲议会在 1997年5 月正式批准了统一的压力设备指令，于 1999年11 月引入欧盟成员国的法规，并于 2002年5 月在欧盟内强制执行。欧洲标准化委员会正争取将欧洲标准上升至国际标准。美国和日本等国家也为争夺国际市场，积极采取措施加速国际标准的制订。ISO 提出ISO15386国际锅炉压力容器标准草案，主要内容是国际标准的基本要求、质量体系、结构安全性等要求和各国标准成为国际标准的注册认可程序等。
2000年4 月在悉尼召开的 ICPVT-9全体会议，探讨国际标准的内容，拟定压力设备通则，消除因各国标准的差异可能出现的技术壁垒，达到各国标准的相互认可，实现压力容器产品的自由贸易。会议报告从不同侧面介绍了欧共体在压力设备标准、规程、法规等方面的发展状况和指导思想，对别国相应的标准、规程、法规很具参考价值，对标准的国际化起了促进作用。
三、压力容器的设计要求
1.确保工艺生产的顺利完成
有些压力容器应用于工能够业生产中时是要承担完成相应的工艺过程，例如石油化工生产中，整个工艺过程要在压力容器中进行，这就要求压力容器要满足整个工艺要求达到的压力、温度以及各种工艺完成所需的其他规格标准。
2.确保安全可靠的运行
一些应用于化工生产的物料多数具有强烈的腐蚀性和易燃性，甚至是毒性，很容易在生产过程中引发火灾甚至是恶性的爆炸事故，使得压力容器内部储存的能量瞬间释放，具有极大的摧毁力。因此在进行容器设计时一定要保证容器能够安全可靠地进行运行。
3.满足预定的使用寿命
化工生产材料会对压力容器进行腐蚀，使得压力容器器壁变薄甚至烂穿，造成生产安全隐患。因此，在进行压力容器设计时一定要选择合理的材质，并且经过科学计算确保压力容器在使用寿命周期内的结构性能的完好性。
4.经济性
压力容器在进行设计时，在保证安全使用的前提下，尽量结构简单、方便制造，尽量节约贵重材料的使用降低制造成本和维修的成本。尽量提高压力容器的性价比。
四、压力容器设计技术的进展
1、压力容器应力、应变的详细分析与评定
对压力容器应力、应变的详细分析与评定，其实质就是运用较精确的计算应力分析和实验应力分析方法，对其强度进行全面的校核。不同性质的应力具有不同的重要性，它们对容器破坏所起的作用不同，导致容器失效的形式也各不相同。容器各部位实际应力、应变状态分析的完善精确程度，是进行全面强度校核的基础。目前，许多国家在设计要求较高的容器时，均应用近代的计算应力分析和实验应力分析技术，详尽分析各种应力的实际情况，并广泛接受与采用美国ASME 规范第1卷第2 册中确定的应力分类法，以及对各类应力强度的限制，将容器中不同的应力分别限制在不同的数值，以防止可能出现的各种失效。和传统的设计方法相比，详细的应力分析方法既降低了安全系数，减轻了产品重量，节约了材料，又有效地防止了不同应力可能引起的不同失效，确保了容器的运行安全，具有多方面的优越性。
2、塑性失效设计方法的研究
塑性失效设计准则是建立在弹塑性理论基础上的。对于局部薄膜应力、弯曲应力的应力强度，可以允许有较大的许用数值，亦即允许出现局部塑性变形，而又不导致失效，这就是塑性失效设计准则。对于只在局部地区发生的局部薄膜应力和沿壁厚方向非均匀分布的弯曲应力而言，当其最大应力达到屈服极限时，只能引起局部屈服，而容器大多数区域仍处于弹性状态，因而不会导致失效。在这种情况下，如果还以弹性失效作为破坏准则，就会使大部分材料的潜力得不到发挥。
3、疲劳设计
材料在反复交变载荷作用下的破坏称之为疲劳。疲劳破坏时没有明显的塑性变形。在以往设计压力容器时，疲劳并未作为一个重要因素加以考虑，这是因为压力容器和回转构件不同，在它使用期间并不承受高循环周次的交变载荷，而且以往的设计应力较低（即安全系数较大），压力容器用钢又多为塑性良好的材料，因此，疲劳问题在压力容器中并不突出。
近年来，各国设计规范的安全系数普遍降低了，因而提高了容器的设计应力，这样，开孔接管等处的局部峰值应力可能超过了材料的屈服极限。此外，随着容器的大型化，各种高强度低合金钢日益普遍采用，这些钢种在制造过程中容易产生裂纹及其他缺陷，从而增加了疲劳破坏的危险性，据统计在压力容器破坏事故中，由于疲劳裂纹逐渐扩展而引起的破坏，约占事故总数的百分之四十，其中多数引起容器泄漏，但也有突然破裂而造成灾难性事故。因此，疲劳问题的研究日益引起各国的重视。
压力容器的疲劳问题属于应变控制的低循环疲劳。它的特点是应力水平很高，其峰值应力甚至可能超过材料屈服极限的两倍，而失效的循环次数较低，通常在102 105 次之间。
4、概率设计
概率设计是用近代数理统计的方法，全面评价容器的安全程度和经济合理性。失效的可能性大小可用概率设计计算，同时，概率设计可以根据某一具体产品所要求的最低可靠性概率，向各个零部件合理分配其必须具备的可靠性概率，这样，既满足了总体要求，又改善了经济性。
五、压力容器设计需注意的问题
1、大开孔采用补强圈补强
容器上开孔较大时，如果其设计压力较大，采用与圆筒等厚度的补强圈往往不能满足等面积补强法的要求，原因是随着开孔直径由小变大，补强圈外径与内径之比由大变小（2.01.6）。当开孔直径较大时，虽然容器壳体的有效补强范围仍然为B=2d，但补强圈外径有所减小，这时如果圆筒中承受内压的计算厚度占其名义厚度的比例较大，则可用于补强的面积所剩无几，若此时采用与圆筒等厚的补强圈补强，补强圈外径与内径之比接近1.6，就可能无法满足“等面积”的补强要求，此时应增加补强圈的厚度使补强金属尽可能靠近开孔处。
2、换热器管箱开孔补强
当换热器管箱的开孔需要进行开孔补强设计计算时，有时因管箱长度不够不能满足有效补强的范围要求，受工艺条件的限制又不能增加管箱长度，此时虽然设置了补强圈但补强效果可能满足不了要求，若没有按比例绘图，很容易忽视这一问题。
六、结束语
综上所述，鉴于压力容器设计技术的重要性，我们应该不断的加强对压力容器设计技术的研究，促进其进步。
参考文献：
[1]任国栋,孔春元,任秀玲.基于ANSYS的压力容器多变量优化设计[J].机械工程与自动化.2010(01)
压力容器范文4
【关键词】压力容器；选材；原则；因素
中图分类号：TH49文献标识码：A 文章编号：
压力容器设计的首要问题是选材，对于给定的工况选择合适的材料是设计工程师的责任。材料选择涉及到方方面面，设计工程师师不但要了解材料的性能，而且要了解制造工艺、使用环境和时间对材料性能的影响规律，这看起来是一个很复杂的难题。但从实际出发，一个压力容器设计工程师只要掌握选材的几个主要方面，选择材料就不是一件难事了。
一、影响材料选择的主要因素
设备承受压力载荷（均匀的或交变的）及非压力载荷（自重、风载荷、地震载荷、冲击载荷、附属设备载荷、支座反力、运输载荷、波浪载荷、接管处的载荷等）。这些都在设计计算时起主要作用，但并不是影响材料选择的主要因素。影响材料选择的主要因素有以下几个方面。
1、介质
介质的性能（主要是腐蚀性）会极大影响材料的选择。在这方面可参考各种材料的腐蚀数据资料加以选用。更现实的是，参考已投入运行的相应装置的使用情况来选择材料。对几类主要介质，如硫化氢、氢、和氯化物的存在要予以注意。
（1）硫化物应力腐蚀裂纹（SSC）
含有硫化氢的液态水的流体不论是酸性还是碱性介质，均可能引起敏感材料的硫化物应力腐蚀开裂。这一现象受多个参数的交互作用影响，包括硫化氢浓度、酸值、温度、材料特性和拉伸应力。
（2）临氢使用
在常温下，即使压力很高，气态氢也不容易渗透到钢中去。然而，但一般低碳钢在氢介质中使用温度高于220℃时，材料就会发生内部脱碳的倾向。这是因为氢气渗透到钢的内部，与碳生成甲烷产生脱碳。生成的甲烷气体集聚在晶界等空隙中就造成裂缝或气泡。
（3）应力腐蚀裂纹（SCC）
金属材料在特定介质中，受应力作用后经一定时间作用而引起的开裂。这是由于介质中有能引起应力腐蚀的成分，最常见的为氯化物。应力腐蚀敏感不仅与介质有关，还与特定的材料有关，低碳钢在含氯离子介质中不会产生应力腐蚀开裂，而奥氏体不锈钢却极易在含氯离子介质中发生应力腐蚀开裂。因此，在奥氏体不锈钢容器进行水压试验时，要严格控制水中氯离子的含量。
2、温度
温度影响结构材料的性能，因此，是选材的一个十分重要的因素。材料的强度以及抗氧化性随着温度的升高而降低，因此，所有材料都有一个合适的最高使用温度，高于该温度，则材料不宜使用。高于某一温度时，材料会发生蠕变，即使低于屈服限，在该温度以上长期使用，材料也会产生永久变形，最终导致材料断裂或变形过大而失效。材料的延性及韧性随着温度的降低而降低。材料的韧性（特指冲击韧性）是确定材料低温使用的依据。往往要求一定强度水平的材料在某一低温使用时必须具有相应的冲击韧性。材料从韧性状态转变为脆性状态的温度称为冷脆转变温度。要确定材料的冷脆转变温度一般来说也容易。当某一材料在某一低温时冲击韧性值（即夏比V型缺口冲击值）开始显著降低时，此温度即为冷脆转变温度。
3、压力
压力和设备的尺寸决定了所用材料的厚度。往往材料厚度增加，性能会降低，且加工不便，同时增加加工成本。因此，对于大直径、高压力的设备，往往选用高强度钢，可减小壁厚以降低总体成本。对于低压容器，由压力所计算出的厚度，往往小于保证结构稳定性所需的最小厚度，因此就没有必要采用高强度钢。
4、流体速度
流体的速度会产生冲蚀、磨蚀和汽蚀，在选材时应注意。流体含有固体颗粒会对冲蚀和磨蚀产生显著影响。因此需像防止腐蚀一样给予一定的裕量或采取其他的防护措施。
5、材料的相容性
压力容器可由多种材料构成，在焊接时要注意它们的相容性，如电化学腐蚀。有电化学腐蚀的可能时，要采取控制措施，如阴极保护等。
6、制造加工的工艺性能
选择材料要注意其加工性能，如冷、热加工性能等，特别是焊接工艺性能要予以充分了解。
7、货源
一般材料可直接采购，但一些特殊材料的采购供应就有时间的约束。特别是一些多规格、小批量的材料在采购供应上涉及的不仅是时间和价格的问题。因此设计时要予以考虑，优先选用压力容器规范推荐的材料及国内标准中已有的材料，尽量采用国产材料。
因此，压力容器壳体选材应充分考虑操作条件（如设计压力、设计温度、介质特性和操作特点）、材料的焊接性能，冷热加工性能，热处理以及容器结构等条件。
二、材料选择的经济合理性
压力容器的设计还应当充分考虑到节能降耗原则，因此，在材料的选择时，还应考虑其经济合理性。一般情况下，下列规定是经济合理的。
1、所需钢板厚度小于8mm时，在碳素钢与低合金高强度钢之间，宜采用碳素钢钢板（多层容器用材除外）。
2、在刚度或结构设计为主的场合，宜选用普通碳素钢。在强度设计为主的场合，应根据压力、温度、介质等使用限制，依次选用Q235B、Q235C、Q245R、Q345R等钢板。
3、所需不锈钢钢板厚度大于12mm时，宜采用衬里、复合、堆焊等结构形式。
4、不锈钢应尽量不用作设计温度小于或等于500℃的耐热用钢。
5、珠光体耐热钢应尽量不用作设计温度小于或等于350℃的耐热用钢。在应使用珠光体耐热钢作耐热或抗氢用途时，应尽量减少、合并钢材的品种、规格。
三、压力容器壳体常用材料
我们在日常的压力容器设计中，一般情况下，壳体所使用的材料为碳素钢、低合金钢以及高合金钢钢板。现就这几种常用材料谈一下选材时应考虑的几点因素。
1、碳素钢和低合金钢钢板
压力容器壳体用碳素钢和低合金钢钢板应考虑以下因素
（1）下列钢板应在正火状态下使用； ①用于多层容器内筒的Q245R和Q345R；②厚度大于36mm的Q245R和Q345R；③厚度大于16mm的Q370R。
（2）下列钢板应每张热处理钢板进行拉伸和V型缺口冲击试验：①调质热处理钢板；②多层容器的内筒钢板；③壳体厚度大于60mm的钢板。
（3）下列壳体用钢板（不包括多层容器的层板）应逐张进行超声检测，钢板超声检测方法和质量等级按JB/T4730.3的规定：①厚度大于30～36mm的Q245R，质量等级应不低于Ⅲ级；②厚度大于36mm的Q245R，厚度大于25mm的Q370R、Mn-Mo系、Cr-Mo系、Cr-Mo-V系，厚度大于20mm的16MnDR、Ni系低温钢（调质状态除外）质量等级应不低于Ⅱ级；③大于16mm的调质状态是用的钢板，多层容器内筒钢板，质量等级不低于Ⅰ级。④介质毒性程度为极度或高度危害，在湿H2S环境中使用，设计压力大于或等于10MPa的钢板，质量等级应不低于Ⅱ级。
（4）碳素钢和碳锰钢在高于425℃温度下长期使用时，应考虑钢中碳化物相的石墨化倾向。
2、高合金钢钢板
压力容器壳体用高合金钢钢板应考虑以下因素。
（1）高合金钢钢板一般按GB24511标准选用：①钢板的交货状态，铁素体型钢板以退火状态交货，奥氏体-铁素体型钢板和奥氏体型钢板以固溶热处理状态交货；②压力容器壳体用钢板的厚度允许偏差一般采用普通精度，如需采用较高精度时，应在设计文件中规定。
（2）奥氏体型钢板使用温度高于525℃时，钢种含碳量应不小于0.04%。
（3）壳体用钢板使用温度下限按下列规定：①铁素体型钢板为0℃；②奥氏体-铁素体型钢板为-20℃；③奥氏体型钢板的使用温度高于或等于-196℃时，免做冲击试验。低于-196℃～-253℃，由设计文件规定冲击试验要求。
四、结语
综上所述，压力容器壳体选材涉及到方方面面，不仅要考虑其安全性，还要考虑其经济合理性。过程生产的多样性和过程设备的多功能性，给选材带来了一定的复杂性；制造科学所具有的半科学半经验（技艺）性质给选材带来了难度；材料在过程设备设计、制造、检验各环节处于比较落后的状态。合理的选材便成了压力容器设计的难点和重点之一。本文仅阐述了笔者自己对选材方面的理解和认知，希望对初踏入此行的设计者有所帮助，不足之处，还请见谅。
参考文献：
[1] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会
GB 150.1～150.4-2011 压力容器.北京:中国标准出版社, 2012.
[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程.北京: 新华出版社,2010.
[3] 戴季煌，陈泽溥，朱秋尔 等.承压设备设计典型问题精解.北京：化学工
业出版社，2010年3月。
[4] 中华人民共和国工业和信息化部.HG/T20581-2011 钢制化工容器材料选用规定．北京：中国计划出版社，2011.
压力容器范文5
关键词:技术压力 容器 强度 刚度
Abstract: with the continuous development of society and progress, and pay attention to the pressure vessel modern technology progress is of great significance. This article mainly discusses the pressure vessel the relevant contents of the modern technology progress.
Keywords: technology pressure vessel strength stiffness
中图分类号： TH49文献标识码：A文章编号：
引言
压力容器是一种应用广泛的重要工程装置。大型压力贮罐、氨合成塔、尿素合成塔、石油加氢反应器、导弹壳体和液氢、液氧燃料压力容器，以及核堆压力壳等是国际上公认的高科技重大承压装备。纤维复合材料和普通钢制是当今世界压力容器技术的两大种类。作者开创了一种新的具有优良综合特性，已含国家发明奖励和18项中美专剁成果的抗爆钢复合材料压力容器技术，使压力容器的使用安全性和制造经济性发生了极大的变革；其典型代表钢带缠绕式压力容器，已被美国机械工程师学会正式列入ASME标准，居国际领先水平，将为21世纪国际压力容器的设计、制造和安全保障技术的发展开创出新的局面。
1.压力容器的重要应用和基本特点
压力容器在压力、温度、介质和长期操作循环作用下，应力状态十分复杂，主要有：环向应力为轴向应力的2倍，解决其轴向强度问题却十分困难，因容器往往长达40 m或更长；内壁环向应力总是大于外壁，壁厚大时内壁会先行屈服失效；筒壁裂纹尖端的应力强度因子或裂纹张开位移可能超过材料的断裂韧性而扩张和失稳断裂；随着使用时间的推移，容器材质性能指标有恶化倾向，尤其在腐蚀或辐射介质作用下，断裂韧性甚至可能严重丧失。
压力容器是当代化工、炼油、石化、冶金、轻工、食品、宇航、海洋以及核站等广泛应用的关键设备。其中，诸如大型压力贮罐、氨合成塔、尿素合成塔、石油加氢反应器，以及核堆压力壳等都是国际上公认的高科技重大装备。应力状态复杂，使用条件苛刻，大型化，制造运输困难，安全状态难以实现自动监控，潜在断裂爆破危险等，是当代压力容器技术的基本特点。国际上压力容器单台造价超千万美元和发生突然断裂、泄漏、爆炸、燃烧、中毒等严重后果的事例常见，因此，发展科学合理的压力容器技术关系重大。
2.技术先进的压力容器的“多功能”特性
1)具有足够的强度和刚度。压力容器应满足设计工况下的静压强度、刚度、温差应力、疲劳强度、断裂韧性、介质腐蚀作用及其安全裕量等方面的要求，且受力静定。现有国际上各种压力容器的壳壁均仅具有这些功能。这些功能只是压力容器的最基本的功能。
2)裂纹缺陷被自然分散。即使是造价高昂的电渣重熔整体锻造大型厚壁高压容器，其隐藏和萌生的疲劳、腐蚀等裂纹缺陷往往也难以避免。如果原始制造缺陷和萌生的腐蚀与疲劳裂纹，均能被容器壳壁“自然分散”，且其尺寸都很小，就可根本避免因裂纹扩展而引发灾难性断裂爆破的后果。
3)自我抑爆或抗爆。压力容器发生爆破将带来极其严重的破坏后果。所以，压力容器不论大小和厚薄，其壳体均应具有在工作压力条件下即使发生严重裂纹扩展，也具有自我抑爆或抗爆的功能。
4)自动收集泄漏介质。压力容器设备由于各种原因易发生内部介质严重泄漏的事故。为防止因泄漏而引发燃烧、爆炸、中毒等严重后果，作为压力容器设备的壳体结构，也应具备自动作出收集泄漏介质，并自动作出适当安全处理的功能。
5)继续保持暂时工作的能力。压力容器设备即使因内部介质发生泄漏而引发突然紧急停车或停用，不论对大型化工或能源生产过程，还是对小型车用燃气贮存系统，都将带来严重的后果。所以，作为压力容器，即使发生严重介质泄漏时，其壳体结构也应具有继续保持暂时工作状态的功能，为作出较为妥善的安全处理赢得时间。
6)实现经济可靠全面的在线安全状态自动监控。任何压力容器始终潜在因腐蚀、疲劳及韧性恶化等原因而引发的突然断裂破坏的危险。所以，作为压力容器的壳体结构应能具备自我抑爆和实现经济可靠的在线安全状态，包括内壁的腐蚀状态及时自动报警监控的功能。从长远发展观点看，实际上这比采取其他安全技术措施要彻底和有效得多。
7)按需改变内外层构造材料。除了内壁衬里或堆焊耐腐蚀层以外，作为压力容器，其壳体应具有可按需灵活改变内外层构造材料的功能，包括铝和钛合金的合理应用，以改变壳壁功能和合理复合承力，适应各种应用需求。
8)适应其他特殊需要。除可按需开孑L接管外，压力容器设备壳体也应可在内壁、外壁和层间，按需便于设置壳体内壁直接冷却或加热系统，及其他如阻隔辐射等某种特殊发展需要的功能。
9)尽量减少焊接和整体精密机械加工。大量的焊接工作和整体大型精密机械加工，以及因焊接而引起质量检验与整体热处理的要求，是使压力容器设备形成制造缺陷和显著增加制造成本的基本因素。因此，壳壁结构减少焊接，尤其是纵向与环向的深厚焊缝，以及整体大型精密机械加工的特性，将可使压力容器带来成倍提高制造工效和显著降低成本的突出效果。
10)适当降低设计安全系数。由于隐藏的裂纹等缺陷可被壳体结构(如与单层壳体厚度相同的“双层结构”)自然分散而显著减小，采用窄薄截面原材料的断裂韧性还可被显著提高。因而，据现代静压强度、断裂疲劳和可靠性理论，即使采用现有相同化学成份，但轧压比或锻造比可比筒节锻造高20倍的窄薄截面材质来制造压力容器，其强度设计安全系数也可从目前普遍采用的3降低至2．5左右，而仍可保持比单层结构更高的可靠性或更低的失效概率(如低达1×10-10／台)。若以上述多功能壳的新理念来衡量现有国际上各种纤维缠绕和各种钢制压力容器的壳壁，不论其大小和厚薄，也不论单层、多层或缠绕结构，即使对当代应用于制造核堆压力壳的最重要的压力容器壳壁，也均显得甚为欠缺，许多如抑爆抗爆等重要功能特性都不具备。因为，它们在构造技术理念上均主要只限于要具有足够的强度与剐度，以及必要时的减轻质量、开孔接管和堆焊内壁耐腐蚀层等方面的功能。
3.压力容器技术发展趋势
（1）标准和规范国际化、一体化。受经济全球化趋势的影响，压力容器产品也将在国际上实现流通贸易。首先压力容器产品的设计制造所依据的标准规范必须为各方所认可，其前提是各国参与技术交流、标准制定，而近年来这方面的工作已得到开展。我国2001年11 月已加入WTO ，这对于我国的压力容器行业而言，是一次极大的机遇与挑战，是参与国际竞争的一个重要前提，是与国际接轨的标准化工作。
（2）压力容器领域里计算机技术的应用将得到全面发展与完善。主要体现在以下几个方面：压力容器设计；应用计算机技术开发出的压力容器设计软件程序，能够获取设计过程中所要的设计参数、结构优化、应力计算、材料选用等。压力容器制造；模拟压力容器的制造过程，焊接过程中的残余应力及其设备组装过程，还可仿真所设计制造的压力容器工作原理、运动过程。缺陷检测，应用计算机技术的先进检测方法有计算机射线实时成像、超声扫描模拟成像以及多通道声发射技术，配以专门研制的专家系统和人工智能系统，实现缺陷识别的自动化和智能化，结果更加客观准确。
（3）专业化的生产。市场经济激烈的竞争和压力容器产品固有的苛刻要求，使得压力容器产品的生产专业化程度越来越高，随之出现了标准零部件制造、供应单位，如专业封头制造厂，管件制造厂，热处理单位，无损检测单位等，这互相独立的制造厂和单位，使得压力容器产品的生产更高效，检测更得力。
（4）过程质量与安全监控技术。利用信息技术、传感技术、互联网络技术等现代技术对压力容器设计、制造、服役阶段等过程质量与安全进行检验与监控，实现基于网络技术的信息共享与技术集成，从而使整体技术水平大大提升。
（5）以信息技术和新材料技术为基础的先进再制造技术在过程工业领域的应用将会有极大的发展，特别是在已有的过程装置的运行中将有所作为，并为过程装备逐步过渡到新一代产品的转型提供技术保证。
结束语
随着冶炼、机械加工、焊接和无损检测技术的不断进步，特别是计算机技术的飞速发展，压力容器技术在材料、设计、制造工艺、缺陷分析、探伤与检验等方面都有了长足的进步，其规范和标准也日趋完善。
参考文献
[1] 朱国辉，郑津洋．新型绕带式压力容器[M]．北京：机械工业出版社，2010
[2] Fryer D M，John F，Harvey J F．High pressure ves―sels[M]．US，Chapman&Hall，2010
压力容器范文6
氢进入钢以后,机械性能会发生明显的变坏,强度和塑性明显降低。溶解于金属晶格中的氢,使钢在缓慢变形时发生脆性破性。解决以问题的有效方法是对压力容器进行热处理。
一、压力窖器热处理分类
压力容器制造中采用的热处理有四种:焊后热处理;改善材料性能热处理,恢复材料性能热处理,焊后消氢热处理。这里所说的焊后热处理仅指消除应力退火处理,即为改善焊接区的性能和消除焊接残余应力等有害影响,从而对焊接区及有关部位在A C1温度点以下均匀而充分地加热。然后又均匀冷却的过程。
二、焊后热处理的目的:
1、松驰焊接应力。2、稳定结构的形状和尺寸,减少畸变。3、改善母材、焊接区的性能,包括a、提高焊缝金属的朔性b、降低热影区硬度c、提高断裂韧d、改善疲劳强度e、恢复或提高冷型中降低的屈服强度。4、提高抗应力腐蚀的能力。5、进一步释放焊缝金属中的有害气体,尢其是氨,防止延迟裂纹的发生。
三、焊热处理的确定:
压力容器有无焊后热处理的必要,在设计上应加以明确规定。焊接的压力容器是否需要做焊后热处理,应从容器的用途、尺寸(特别是壁板厚度),所用材料的性能以及工作条件等方面综合考虑决定,有下列情况之一的,应考虑焊后热处理:1使用条件苛刻,如在低温下工作有发生脆性断裂危险的厚壁容器,承受较大载荷的容器。2,厚度超过一定限度的焊制压力容器。压力容器相关标准中规定的。3、对尺寸稳定性较高的压力容器。4、由淬硬倾向大的钢材制造的容器。5、有应力腐蚀开裂危险的压力容器。6、其他有专门规程、规范以及图样予规定的压力容器。
四、焊后热处理温度的控制
碳钢和低合金钢将其缓慢加热到500-650℃(低于Arl),保温一段时间随炉冷却。利用金属材料在高温下屈服极限降低,使高应力的地方产生塑性流变,从而达到消除应力的一种方法。加热温度越高,内应力消除越充分。但温度过高时将使钢材表面严重氧化。另外,对于调质钢的焊后热处理温度,应以不超过钢材原回火温度为原则,一般比钢材原回火温度低30度左右,否则材料就会失去调质效果,强度和断裂韧性就会降低。这一点在热处理过程中应予特别关注。
