压力容器设计的一般要求及技术进展
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摘要：随着经济的快速发展，压力容器的应用范围也越来越广泛。本文介绍了国内外压力设备标准、规范和法规的发展，阐述了压力容器设计的具体要求，以及关于压力容器设计技术的进展。
关键词：压力容器；设计；要求；技术进展；
中图分类号：TL351文献标识码： A
引言
随着时代知识经济的发展，计算机在工程设计中的应用越来越广泛，随着计算机相关系统的发展，促进了压力容器设计的发展，并且在实际工程项目中的作用越来越重要。
一、国内外压力设备标准、规范和法规的发展
为了促进压力容器设计的不断发展，我们需要提升企业的综合技术水平以及管理水平，利用先进的管理理念引导行业发展，提高压力容器产品的竞争力。我国关于压力容器的标准化问题，已经得到国家法律法规的支持，制定了一系列产品标准、基础标准以及零部件标准，有利于建立健全压力容器的基本标准体系。近年来，随着一系列关于压力容器标准化会议的召开，对标准的修订程序作了一些修改。从原来首先由标准的编者进行组稿，然后由编制组进行协调、送审、修改、报批，到最后出版发行的修订程序，改为更科学合理地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。
二、关于压力容器设计的具体要求
在设备生产工艺中任意一个环节出现事故，都必然影响产品的质量，从而使生产无法顺利进行，严重的会危及设备以及相关人员的生命财产安全，一般情况下每个石油化工用压力容器要满足以下五方面的需要。
1、确保工艺生产的顺利完成
压力容器必须能够承担工艺过程中产生的压力，以及相应温度与具备工艺生产所需要的规格、结构。比如一般的换热器设备由壳体、管束、管板、折流板和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，内部装有管束。进行换热的冷热两种介质，一种在管内流动，称为管程介质；另一种在管外流动，称为壳程介质。在相应的设计压力和设计温度下，通过管程，壳程介质的循环来达到热能交换的目的，从而达到介质温度参数满足使用的要求合格的产品。
2、运行过程中的安全可靠
通常来说，化工生产物料都具有强烈腐蚀性和毒性，这些问题对企业日常的运行是很不利的，在日常工作中，如果容器出现事故，就不能保证日常生产的稳定性了，一旦有意外发生，还会危及其他装置的安全，产生连锁性的破坏，后果不堪设想。因此，一定要采取有效的措施，这些措施在一定程度上可以预防安全事故的发生，这就要求我们在设计压力容器过程中，加强每个环节零部件的强度性、刚度以及稳定性，保证每个承压零部件都能承受起相应的压力，使其能够安全可靠的运行，实现企业的可持续发展。
3、延长预定的使用寿命
在日常工作中，化工生产材料对于壳体结构材料的腐蚀，会让容器器壁变薄，甚至出现烂穿的现象，造成安全隐患。因此，对于某些具有强腐蚀性的物料，要制定具体的解决方案，选用合适的耐腐蚀材料（比如不锈钢材料或者是复合板材料），或者在架构中采取一定防护措施，确保压力容器在使用寿命周期内的结构性能的完好性。
4、确保制造、检验、安装、操作和维修方便
为了确保企业生产工作的正常运行，首先要进行一系列安全性考虑，确保安全性的检查，杜绝超标缺陷的出现，促进企业平稳发展。同时，这样的做法有利于满足日常生产工作中的使用要求。例如对于顶盖需要进场装拆的试验容器，尽量采用快拆密封结构，避免运用笨重的主螺栓进行连接；对于有清洗，维修内件要求的容器，需要设置必要的手孔或者人孔。一般塔、罐类设备选用人孔或手孔较多，便于日后检查、维修设备时方便维修人员进入容器内部。这一系列的措施有利于提升企业的经济效益，降低容器的生产成本。
5、关于经济性的分析
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。
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的过程，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。不同性质产生的应力其意义是不同的。他们对容器造成破坏的作用也是不同的，从而使它失效的形式也不尽相同。当前，一些国家在设计要求较高的容器时，都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ASM E规范中确定的应力分析法，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、关于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
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。
4、关于概率设计问题
我们日常所说的概率设计是一种类似数理统计的方法，是对容器的安全程度与经济合理性进行的全面评价。与此同时，概率设计可以根据某一产品所要求的最低可靠性概率，向各个环节部分，合理分配其必须具备的可靠性概率，这样不但有利于满足总体发展的需要，也有利于企业经济的可持续发展。
结束语
综上所述，要生产出合格的压力容器，不仅要考虑以上五点，还应该根据生产实际情况酌情改变。在实际的设计过程中还是应该根据实际需求进行压力容器设计生产，分清主次。由于压力容器使用工况的危险性，所以我们至少应该保证压力容器产品的质量和安全运行，这也是压力容器生产的最基本要求。随着市场经济的快速发展，计算机应用技术的广泛应用，十分有利于压力容器的设计，也提高了压力容器在实际工作过程中的使用效率，从而提高了企业的经济效益。
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