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壓力容器范文1
【關鍵詞】壓力容器；設計質量；制造質量；焊接技術；控制措施
壓力容器在日常生活中應用較為廣泛，主要作用為在一定的壓力、溫度和易燃、易爆、有毒介質的條件下對特定物質進行加工和處理的特種設備。一旦其質量出現問題,將連帶著大規模安全事故的發生,對個人和企業存在不可估量的高危險系數.這就使容器質量符合壓力容器的基本要求。第一，對容器內的壓力有較大的承受性，即在足夠的壓力強度下，能夠保持有效的工作狀態。第二，壓力容器的外力作用能夠使其保持原來的形狀。第三，密閉性也是壓力容器必備的特性之一，以保持容器內壓力和防止容器內有毒氣體及物質的溢出。第四，壓力容器應當具有足夠的使用壽命。因此在容器設計或者制造過程中應充分考慮此因素，把握好每一個影響容器壽命的細節，確保品質優良。第五，壓力容器要盡可能的方便制造、安裝、檢查和維修。
一般來講壓力容器的質量由設計質量、制造質量和安裝質量三部分組成，其中制造質量的好壞起著關鍵的作用，尤其其中涉及到的一些工藝技術，例如工藝水平和焊接技術水平等。要想提高壓力容器制造行業的水平，重點是加強質量過程的控制。只有把制造過程中的每個細節把握好，每個環節控制，才能制造出質量優良的產品來。
現有壓力容器制造由設計、機加工和鉚接、材料、焊接、計量理化和檢驗等部分貫穿于整個過程，各部分相互聯系，相互協調，相互制約，共同完成壓力容器產品的制造。本文基于壓力容器制造的構成和特點，從設計時標準的選用、材料代用、焊后熱處理及產品焊接試板等方面，分析了壓力容器制造中常見問題。
一、壓力容器的構成和特點
1、產品結構和參數的多樣性。壓力容器產品適用范圍廣，如制藥、化工、石油、冶煉、飲食等行業，產品具有品種繁多的特點，即使是同類產品中，也會因客戶需求上的差異，造成產品結構上的不同，進而引起制造工藝上的多樣性。
2、有較高的安全性要求。壓力容器制造，必須遵循大量的、強制性的標準和規范，并且標準和規范具有時效性。壓力容器產品因其多在高溫、高壓、真空、腐蝕等環境條件下長期運行，而所盛裝的介質常為易燃、易爆、劇毒、有害物質，因此產品的安全性被放在首位，產品從設計開始，就需要遵循強制性的標準和規范，如GB150、GB151 等等。
隨著科學技術的不斷進步，新技術、新工藝、新材料和新的管理手段的運用，加速了標準和規范的更新。例如舊標準受當時的技術和經濟條件的限制和制約，以考慮安全性為主，忽略了客戶對經濟性的關注；新標準在新思想的影響下，制定者已意識到客戶對經濟性的需求是不可忽視的，故新標準逐漸把經濟因素放到了比較重要的位置，這體現在新標準中對安全系數的降低。
3、制造過程中存在著許多相似的信息。在壓力容器產品制造的統計過程中，發現其中存在著許多相似信息，如工藝流程的相似性、零部件幾何形狀之間的相似性、產品結構之間的相似性、同事物處理過程之間的相似性。對這些相似信息的利用，能有效地提高企業的競爭力。
4、設計具有較強的專業性。壓力容器產品不同于通用機械產品，在運用軟件技術進行產品設計時，不僅要求人員掌握先進的計算機技術，更要具備化工設備的整體設計思想。
5、涉及多行業、多學科的綜合性產品。壓力容器制造技術涉及到冶金、機械加工、腐蝕與防腐、無損檢測、安全防護等眾多行業，因此制造過程要求多行業、多學科、多方面的協作共同來完成，并且為確保產品質量，形成了以職能為中心的、以控制為導向的機械式組織結構。
6、結構復雜，多種多樣。使產品的品種增多，但組成產品的各部分組件間聯系相對松散，產品便于進行系列化和模塊化。
7、焊接質量是主要的質量控制點。制造過程是以鈑金件的焊接質量為主要質量控制點，同時也是制造過程的薄弱環節。
二、壓力容器設計質量的影響因素及控制措施
壓力容器作為特種設備之一，設計質量的好壞是關于其整體質量的第一步。由壓力容器質量安全所引發的事故不計其數，同時也給國民經濟的發展帶來了巨大的影響。因此，壓力容器質量安全的形勢十分的嚴峻，應從生產的眾多方面著手，不斷的完善和解決生產安全方面所存在的不足。設計質量的提高要求技術人員要根據壓力容器的特性，對其材料和零部件的選取等方面進行充分的斟酌和試驗。同時，設計單位技術力量也尤為重要，一些設計團隊的技術支持水平較低，甚至直接導致設計時選用的標準不正確情況的發生。壓力容器對工作環境要有很大程度的適應性，因此材料選擇尤為重要。為保證壓力容器的質量，盡量減少安全事故的發生，應正確的進行選材、用材。選材不當、材料誤用、材料缺陷等材料原因是造成壓力容器設備事故的主要原因之一。首先，在壓力容器設計過程中，根據容器的具體工作環境及用途，分析材料材質的化學成分及屬性。在考慮材料的適用性的同時，也應綜合考慮材料的成本，進而綜合各種因素選擇既符合生產要求又經濟實惠的材料。在引進材料過程中應加強管制，對是否符合該設備的設計技術要求，化學成分、力學性能、工藝試驗、無損檢測是否符合要求等方面也要加強監管。
三、壓力容器制造質量的影響因素及控制措施
壓力容器的制造屬于精密儀器的制造，對制造工藝要求比較嚴格。為了保證壓力容器產品形成的各個階段都處于受控狀態，確保產品質量滿足法規、標準的要求，壓力容器制造工藝、生產過程管理、工裝和模具也應該嚴格按照規定進行。制造工藝應嚴格遵守壓力容器制造的工藝流程。鋼制壓力容器大多采用焊接方法制成，壓力容器制造過程中的焊接質量控制變得尤為關鍵。焊接生產也是現代工業生產中制造各種機器部件、工程構件和裝備的主要生產方法之一，使得焊接技術對焊接人員的技術水平要求較高。對焊接材料的使用過程應十分謹慎，避免出現差錯。由壓力容器制造單位的技術部門應提供采購技術條件，詳細規定采購焊接材料的質量要求和標準，管理部門應實行具體的監管。
四、壓力容器無損檢測
無損檢測對壓力容器質量的檢驗起到重要的作用。目前，我國主要采用的檢測方法為射線檢測（RT）技術。然而，隨著超聲波檢測技術的日益成熟，特別是數字式可記錄超聲波探傷儀在相關領域的廣泛使用，壓力容器焊縫的UT檢測可與RT檢測等同采用。以期進一步降低制造成本，提高勞動效率，增強企業市場競爭能力。
五、結束語
壓力容器的制作過程，從設計圖紙的工藝性審核、制作工藝的編制、材料的驗收入庫到制作、檢驗與驗收的各個環節，都是至關重要的。任何一個環節出了問題，都會影響壓力容器的最終質量，所以只有澄清概念，統一思想，達成共識，才能使我們的壓力容器制作水平登上新的臺階。
參考文獻
壓力容器范文2
關鍵詞：鍋爐；壓力容器；檢驗；危險性；預防措施
中圖分類號：TK229文獻標識碼： A
1、鍋爐及其壓力容器簡述
鍋爐是一種能量轉換設備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能，鍋爐輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。鍋爐中產生的熱水或蒸汽可直接為工業生產和人民生活提供所需熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能，或再通過發電機將機械能轉換為電能。
壓力容器指工業生產中具有特定的工藝功能并承受一定壓力的設備。壓力容器因為需要密封、承壓，所以就會有潛在的危險性，如容易發生爆炸、燃燒起火而危及人員、設備和財產的安全及污染環境。目前，世界各國均將其列為重要的監檢產品，由國家指定的專門機構，按照國家規定的法規和標準實施監督檢查和技術檢驗。
2、壓力容器檢驗方法
關于壓力容器的檢驗主要分為三種，有損檢驗、無損檢驗和密封性檢驗。
2.1有損檢驗。有損檢驗即是對壓力容器進行損壞性檢驗，包含拉伸、彎曲、腐蝕等物理方法或化學方法來對壓力容器的材料性能等方面進行檢驗，這主要用在壓力容器制造之前，對壓力容器材料各方面的性能進行檢驗，確保容器使用之后不會出現安全問題。
2.2無損檢驗。無損檢驗是在不損壞壓力容器的基礎之上，對壓力容器進行檢驗。主要包含射線檢驗法、超聲波檢驗法、聲發射檢驗法、滲透檢驗法、磁粉檢驗法、磁回憶檢驗法等方法。
2.2.1射線檢驗法。射線檢驗法是用于檢驗壓力容器中的焊接焊縫缺點，運用放射性同位素Ir或Se進行γ射線的照相，經過射線檢驗法能夠得出壓力容器缺點的詳細圖形，但是運用這種方法應注意照相的視點和壓力容器的厚度，另外射線檢驗法對身體有害，要注意做好防護工作。
2.2.2超聲波檢驗法。超聲波檢驗法是依據超聲波傳達遇到阻礙會原路回來的性質，檢查壓力容器中出現的裂紋，這種方法的檢查規模廣、速度快、成本低，并且設備簡便易帶著，對人身安全沒有影響。
2.2.3聲發射檢驗法。聲發射檢驗法是通過接收和分析材料的聲發射信號來評定材料性能或結構完整性的無損檢測方法。依據發射信號的大小可判別裂紋的大小、長短，對裂紋的丈量靈敏度高，并且不受材料約束。
2.2.4滲透檢驗法。滲透檢驗法是將滲透劑滲透到壓力容器的焊縫中，再用清洗劑去掉多余的滲透液，最后用顯像劑顯像找出缺點。這種方法的運用規模廣，除材質疏松的壓力容器外，其余都可檢驗，并且對外表裂紋的檢驗靈敏度高，也能檢查到其它檢驗方法檢驗不到的地方，但檢測速度慢，因使用的檢測劑為化學試劑，對人的健康和環境有較大的影響。
2.2.5磁粉檢驗法。磁粉檢驗法運用磁粉在磁場中的相互作用而對鐵磁性材料制作的壓力容器的缺點進行檢驗。這種檢驗方法的檢驗成本低，檢查速度快，并且成果精確，但是磁粉檢驗法盡局限于檢驗鐵磁性材料制作的壓力容器。
2.3密封性檢驗。密封性檢驗主要包括液壓檢驗和氣壓檢驗。
3、鍋爐壓力容器的常見問題
3.1容器自身的質量問題
因為受生產材料和生產工藝的影響，鍋爐壓力容器極易出現質量缺陷。比如許多容器的支撐零件硬度不達標，壁體特別的薄，并且很容易發生銹蝕，使得容器整體的強度出現下降，極易導致故障和縮短使用壽命。再比如好多壓力容器的部件之間的連接處密封的不夠嚴密，工作時在輸送液態介質以及高溫氣態介質時極易發生泄漏，會導致鍋爐旁邊的操作工人發生中毒或燙傷，甚至泄漏到大氣中的氣體有可能引發爆炸。
3.2鍋爐帶電設備漏電，影響壓力容器的運行
鍋爐中有著許多的帶電設備，當它們發生漏電現象時，其產生的電火花以及靜電都會對鍋爐壓力容器產生一些不良的影響。而且好多鍋爐并沒有應用防雷保護措施，所以當遇到雷雨天氣時，就有可能會對鍋爐壓力容器帶來危險，有可能讓壓力容器發生故障，從而埋下安全隱患。另外時常有操作人員在對鍋爐壓力容器進行檢驗時采用照明檢驗，這種檢驗方法也極易造成安全事故。
3.3壓力容器中的高溫介質保護不當
鍋爐的壓力容器中一般填充的都是熱水或者是高溫蒸汽，在鍋爐工作的時候，如果發生泄漏現象，那么形成的后果將十分嚴重。造成這種事故的主要原因就是壓力容器中的高溫介質保護不當，當傳送管道的密封性能不佳，受熱性能不好的情況下，特別容易導致壓力容器中的介質外泄，此時如果有毒物質擴散到空氣中，就極易造成呼吸道類疾病，甚至會發生皮膚灼傷的情況。
3.4電磁輻射特別厲害
鍋爐壓力容器在平常的工作狀態中經常會產生電磁輻射，假如不能采取科學的方法屏蔽放射源，就很有可能對周圍進行大面積的輻射，使得周圍的人遭受到不同程度的輻射傷害。
4、鍋爐壓力容器檢驗的預防措施
在實際的檢驗工作中，鍋爐壓力容器檢驗中可能發生的危險還遠不止上述幾種，在不同的情況和不同的條件下，還可能會引發一些其他的安全問題。因此，要想全面避免這些危險因素引起的安全事故，就必須要做好預防工作。在此筆者提出了幾種預防措施建議，僅供參考。
4.1加強相關設備質量控制
在對鍋爐壓力容器進行檢驗時，所有的設備設施都必須要處于正常運行狀態下，且要保證其運行質量。所使用的設備設施都要經過嚴格檢驗，確保其性能指標符合相關要求后方可進入工作場地應用。做好安全防范工作，加強安全防護設施建設，確保檢驗工作的所有環節中是使用的設備設施都是健全完好的。
4.2做好電磁輻射的防范
在對鍋爐壓力容器進行檢驗前，首先要對其相關的電氣設備進行專業檢查，確保其接地裝置和漏電保護裝置都處于正常工作狀態。并在此基礎上，要求所有的檢驗人員都用絕緣及防輻射的裝備武裝起來，使用安全電壓進行檢驗工作，以避免發生人身傷害。另外，還要加強安全警示管理，在電磁輻射范圍內禁止非工作人員入內，并做好放射源的管理工作。
4.3高低溫物質的預防策略
對于高低溫物質的預防策略，最常用的、也是最有效的方法就是對警示牌明確標識，而且要按照一定的周期進行全面的巡查。
4.4粉塵預防策略
針對粉塵造成的危害，主要的預防策略是徹底清掃沉降物，一定要人工清掃，切不可使用機械進行粗略的吹掃，同時工作人員在進行檢驗時，一定要佩戴好防護工具，尤其是防護面具。
4.5易燃易爆預防策略
易燃易爆是鍋爐壓力容器檢驗中切不可出現的事故，一旦發生，后果不堪設想。因此，在進行了徹底的吹掃以后，一定要對抽樣測試高度重視，盡量多點抽樣。在沒有經過批準的情況下，切不可動用明火和施焊。
4.6有毒和腐蝕性物質的預防策略
對于有毒物質和帶有腐蝕性的物質，要進行徹底的吹掃和收集，甚至要中和置換。同時，要進行多點測試。此外，工作人員一定要佩戴防毒防腐蝕用具；酸堿物質派專人保護。
4.7壓力試驗預防策略
對于壓力試驗可能造成的危害，要至少配備兩個壓力等級與其相適用并且經過校驗的壓力表，量程要為試驗壓力的2倍～3倍最為合適。在進行壓力試驗介質的選擇時，也應該滿足容規以及相關的法律規范要求。
4.8環境因素的預防策略
對于環境因素造成的危害，要從三個方面著手，首先在進行機械通風的選用時，要明確通風方式，切不可用氧氣瓶直接進行增氧；其次，要加強內外監控聯絡人員的設置；第三，要科學設置內部檢驗系統的實施狀態的標識，不同的實施狀態要有明顯區別的標識。
4.9人為因素的預防策略
針對人為因素造成的危害，預防策略要從以下途徑進行實施：首先要加強對工作人員體能的重視，選擇身體健康的人上崗就業，同時要保證勞逸結合，切不可搞疲勞戰術。此外，要對員工的培訓工作正確操作，科學制定誤操作的預防制度。
5、結束語
總而言之，保證鍋爐壓力容器檢驗過程中的每個環節的順利實施以及對于鍋爐壓力容器檢驗過程中出現的事故進行有效預防，對于維護和保障相關人員、企業以及社會的利益都有著巨大的推動作用。
參考文獻
[1]包貴林.鍋爐及壓力容器焊接接頭外觀質量檢驗淺析[J].裝備制造技術.2010.
壓力容器范文3
【關鍵字】壓力容器設計，技術，進展
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
一、前言
加強對壓力容器的設計技術的分析，可以不斷的提高我國在壓力容器設計方面的進步和發展，促進我國壓力容器設計技術的不斷進步，其意義十分重大。
二、國內外壓力設備標準、規范和法規的發展
標準體現行業綜合技術水平和管理水平，先進的標準促進行業的發展，提高壓力容器產品的競爭性和質量。我國壓力容器標準化技術委員會自1984 年成立以來，迄今已是第三屆。經過我國壓力容器標準化工作者的努力，已制定了以GB150《鋼制壓力容器》為核心的一系列產品的標準、基礎標準和零部件標準，構建了壓力容器的基本標準體系。全國壓力容器標準化技術委員會1999 年12月在上海召開的第三屆第二次全體會議，對標準的修定程序做了修改。從原來的標準編者組稿，編制組進行協調、送審、修改、報批和出版發行的修訂程序，更科學合理地改為以標準修訂提案審查制度為核心的現代壓力容器標準制定修訂程序。
壓力容器標準國際化、一體化的趨勢更加明顯。歐洲議會在 1997年5 月正式批準了統一的壓力設備指令，于 1999年11 月引入歐盟成員國的法規，并于 2002年5 月在歐盟內強制執行。歐洲標準化委員會正爭取將歐洲標準上升至國際標準。美國和日本等國家也為爭奪國際市場，積極采取措施加速國際標準的制訂。ISO 提出ISO15386國際鍋爐壓力容器標準草案，主要內容是國際標準的基本要求、質量體系、結構安全性等要求和各國標準成為國際標準的注冊認可程序等。
2000年4 月在悉尼召開的 ICPVT-9全體會議，探討國際標準的內容，擬定壓力設備通則，消除因各國標準的差異可能出現的技術壁壘，達到各國標準的相互認可，實現壓力容器產品的自由貿易。會議報告從不同側面介紹了歐共體在壓力設備標準、規程、法規等方面的發展狀況和指導思想，對別國相應的標準、規程、法規很具參考價值，對標準的國際化起了促進作用。
三、壓力容器的設計要求
1.確保工藝生產的順利完成
有些壓力容器應用于工能夠業生產中時是要承擔完成相應的工藝過程，例如石油化工生產中，整個工藝過程要在壓力容器中進行，這就要求壓力容器要滿足整個工藝要求達到的壓力、溫度以及各種工藝完成所需的其他規格標準。
2.確保安全可靠的運行
一些應用于化工生產的物料多數具有強烈的腐蝕性和易燃性，甚至是毒性，很容易在生產過程中引發火災甚至是惡性的爆炸事故，使得壓力容器內部儲存的能量瞬間釋放，具有極大的摧毀力。因此在進行容器設計時一定要保證容器能夠安全可靠地進行運行。
3.滿足預定的使用壽命
化工生產材料會對壓力容器進行腐蝕，使得壓力容器器壁變薄甚至爛穿，造成生產安全隱患。因此，在進行壓力容器設計時一定要選擇合理的材質，并且經過科學計算確保壓力容器在使用壽命周期內的結構性能的完好性。
4.經濟性
壓力容器在進行設計時，在保證安全使用的前提下，盡量結構簡單、方便制造，盡量節約貴重材料的使用降低制造成本和維修的成本。盡量提高壓力容器的性價比。
四、壓力容器設計技術的進展
1、壓力容器應力、應變的詳細分析與評定
對壓力容器應力、應變的詳細分析與評定，其實質就是運用較精確的計算應力分析和實驗應力分析方法，對其強度進行全面的校核。不同性質的應力具有不同的重要性，它們對容器破壞所起的作用不同，導致容器失效的形式也各不相同。容器各部位實際應力、應變狀態分析的完善精確程度，是進行全面強度校核的基礎。目前，許多國家在設計要求較高的容器時，均應用近代的計算應力分析和實驗應力分析技術，詳盡分析各種應力的實際情況，并廣泛接受與采用美國ASME 規范第1卷第2 冊中確定的應力分類法，以及對各類應力強度的限制，將容器中不同的應力分別限制在不同的數值，以防止可能出現的各種失效。和傳統的設計方法相比，詳細的應力分析方法既降低了安全系數，減輕了產品重量，節約了材料，又有效地防止了不同應力可能引起的不同失效，確保了容器的運行安全，具有多方面的優越性。
2、塑性失效設計方法的研究
塑性失效設計準則是建立在彈塑性理論基礎上的。對于局部薄膜應力、彎曲應力的應力強度，可以允許有較大的許用數值，亦即允許出現局部塑性變形，而又不導致失效，這就是塑性失效設計準則。對于只在局部地區發生的局部薄膜應力和沿壁厚方向非均勻分布的彎曲應力而言，當其最大應力達到屈服極限時，只能引起局部屈服，而容器大多數區域仍處于彈性狀態，因而不會導致失效。在這種情況下，如果還以彈性失效作為破壞準則，就會使大部分材料的潛力得不到發揮。
3、疲勞設計
材料在反復交變載荷作用下的破壞稱之為疲勞。疲勞破壞時沒有明顯的塑性變形。在以往設計壓力容器時，疲勞并未作為一個重要因素加以考慮，這是因為壓力容器和回轉構件不同，在它使用期間并不承受高循環周次的交變載荷，而且以往的設計應力較低（即安全系數較大），壓力容器用鋼又多為塑性良好的材料，因此，疲勞問題在壓力容器中并不突出。
近年來，各國設計規范的安全系數普遍降低了，因而提高了容器的設計應力，這樣，開孔接管等處的局部峰值應力可能超過了材料的屈服極限。此外，隨著容器的大型化，各種高強度低合金鋼日益普遍采用，這些鋼種在制造過程中容易產生裂紋及其他缺陷，從而增加了疲勞破壞的危險性，據統計在壓力容器破壞事故中，由于疲勞裂紋逐漸擴展而引起的破壞，約占事故總數的百分之四十，其中多數引起容器泄漏，但也有突然破裂而造成災難性事故。因此，疲勞問題的研究日益引起各國的重視。
壓力容器的疲勞問題屬于應變控制的低循環疲勞。它的特點是應力水平很高，其峰值應力甚至可能超過材料屈服極限的兩倍，而失效的循環次數較低，通常在102 105 次之間。
4、概率設計
概率設計是用近代數理統計的方法，全面評價容器的安全程度和經濟合理性。失效的可能性大小可用概率設計計算，同時，概率設計可以根據某一具體產品所要求的最低可靠性概率，向各個零部件合理分配其必須具備的可靠性概率，這樣，既滿足了總體要求，又改善了經濟性。
五、壓力容器設計需注意的問題
1、大開孔采用補強圈補強
容器上開孔較大時，如果其設計壓力較大，采用與圓筒等厚度的補強圈往往不能滿足等面積補強法的要求，原因是隨著開孔直徑由小變大，補強圈外徑與內徑之比由大變?。?.01.6）。當開孔直徑較大時，雖然容器殼體的有效補強范圍仍然為B=2d，但補強圈外徑有所減小，這時如果圓筒中承受內壓的計算厚度占其名義厚度的比例較大，則可用于補強的面積所剩無幾，若此時采用與圓筒等厚的補強圈補強，補強圈外徑與內徑之比接近1.6，就可能無法滿足“等面積”的補強要求，此時應增加補強圈的厚度使補強金屬盡可能靠近開孔處。
2、換熱器管箱開孔補強
當換熱器管箱的開孔需要進行開孔補強設計計算時，有時因管箱長度不夠不能滿足有效補強的范圍要求，受工藝條件的限制又不能增加管箱長度，此時雖然設置了補強圈但補強效果可能滿足不了要求，若沒有按比例繪圖，很容易忽視這一問題。
六、結束語
綜上所述，鑒于壓力容器設計技術的重要性，我們應該不斷的加強對壓力容器設計技術的研究，促進其進步。
參考文獻：
[1]任國棟,孔春元,任秀玲.基于ANSYS的壓力容器多變量優化設計[J].機械工程與自動化.2010(01)
壓力容器范文4
【關鍵詞】壓力容器；選材；原則；因素
中圖分類號：TH49文獻標識碼：A 文章編號：
壓力容器設計的首要問題是選材，對于給定的工況選擇合適的材料是設計工程師的責任。材料選擇涉及到方方面面，設計工程師師不但要了解材料的性能，而且要了解制造工藝、使用環境和時間對材料性能的影響規律，這看起來是一個很復雜的難題。但從實際出發，一個壓力容器設計工程師只要掌握選材的幾個主要方面，選擇材料就不是一件難事了。
一、影響材料選擇的主要因素
設備承受壓力載荷（均勻的或交變的）及非壓力載荷（自重、風載荷、地震載荷、沖擊載荷、附屬設備載荷、支座反力、運輸載荷、波浪載荷、接管處的載荷等）。這些都在設計計算時起主要作用，但并不是影響材料選擇的主要因素。影響材料選擇的主要因素有以下幾個方面。
1、介質
介質的性能（主要是腐蝕性）會極大影響材料的選擇。在這方面可參考各種材料的腐蝕數據資料加以選用。更現實的是，參考已投入運行的相應裝置的使用情況來選擇材料。對幾類主要介質，如硫化氫、氫、和氯化物的存在要予以注意。
（1）硫化物應力腐蝕裂紋（SSC）
含有硫化氫的液態水的流體不論是酸性還是堿性介質，均可能引起敏感材料的硫化物應力腐蝕開裂。這一現象受多個參數的交互作用影響，包括硫化氫濃度、酸值、溫度、材料特性和拉伸應力。
（2）臨氫使用
在常溫下，即使壓力很高，氣態氫也不容易滲透到鋼中去。然而，但一般低碳鋼在氫介質中使用溫度高于220℃時，材料就會發生內部脫碳的傾向。這是因為氫氣滲透到鋼的內部，與碳生成甲烷產生脫碳。生成的甲烷氣體集聚在晶界等空隙中就造成裂縫或氣泡。
（3）應力腐蝕裂紋（SCC）
金屬材料在特定介質中，受應力作用后經一定時間作用而引起的開裂。這是由于介質中有能引起應力腐蝕的成分，最常見的為氯化物。應力腐蝕敏感不僅與介質有關，還與特定的材料有關，低碳鋼在含氯離子介質中不會產生應力腐蝕開裂，而奧氏體不銹鋼卻極易在含氯離子介質中發生應力腐蝕開裂。因此，在奧氏體不銹鋼容器進行水壓試驗時，要嚴格控制水中氯離子的含量。
2、溫度
溫度影響結構材料的性能，因此，是選材的一個十分重要的因素。材料的強度以及抗氧化性隨著溫度的升高而降低，因此，所有材料都有一個合適的最高使用溫度，高于該溫度，則材料不宜使用。高于某一溫度時，材料會發生蠕變，即使低于屈服限，在該溫度以上長期使用，材料也會產生永久變形，最終導致材料斷裂或變形過大而失效。材料的延性及韌性隨著溫度的降低而降低。材料的韌性（特指沖擊韌性）是確定材料低溫使用的依據。往往要求一定強度水平的材料在某一低溫使用時必須具有相應的沖擊韌性。材料從韌性狀態轉變為脆性狀態的溫度稱為冷脆轉變溫度。要確定材料的冷脆轉變溫度一般來說也容易。當某一材料在某一低溫時沖擊韌性值（即夏比V型缺口沖擊值）開始顯著降低時，此溫度即為冷脆轉變溫度。
3、壓力
壓力和設備的尺寸決定了所用材料的厚度。往往材料厚度增加，性能會降低，且加工不便，同時增加加工成本。因此，對于大直徑、高壓力的設備，往往選用高強度鋼，可減小壁厚以降低總體成本。對于低壓容器，由壓力所計算出的厚度，往往小于保證結構穩定性所需的最小厚度，因此就沒有必要采用高強度鋼。
4、流體速度
流體的速度會產生沖蝕、磨蝕和汽蝕，在選材時應注意。流體含有固體顆粒會對沖蝕和磨蝕產生顯著影響。因此需像防止腐蝕一樣給予一定的裕量或采取其他的防護措施。
5、材料的相容性
壓力容器可由多種材料構成，在焊接時要注意它們的相容性，如電化學腐蝕。有電化學腐蝕的可能時，要采取控制措施，如陰極保護等。
6、制造加工的工藝性能
選擇材料要注意其加工性能，如冷、熱加工性能等，特別是焊接工藝性能要予以充分了解。
7、貨源
一般材料可直接采購，但一些特殊材料的采購供應就有時間的約束。特別是一些多規格、小批量的材料在采購供應上涉及的不僅是時間和價格的問題。因此設計時要予以考慮，優先選用壓力容器規范推薦的材料及國內標準中已有的材料，盡量采用國產材料。
因此，壓力容器殼體選材應充分考慮操作條件（如設計壓力、設計溫度、介質特性和操作特點）、材料的焊接性能，冷熱加工性能，熱處理以及容器結構等條件。
二、材料選擇的經濟合理性
壓力容器的設計還應當充分考慮到節能降耗原則，因此，在材料的選擇時，還應考慮其經濟合理性。一般情況下，下列規定是經濟合理的。
1、所需鋼板厚度小于8mm時，在碳素鋼與低合金高強度鋼之間，宜采用碳素鋼鋼板（多層容器用材除外）。
2、在剛度或結構設計為主的場合，宜選用普通碳素鋼。在強度設計為主的場合，應根據壓力、溫度、介質等使用限制，依次選用Q235B、Q235C、Q245R、Q345R等鋼板。
3、所需不銹鋼鋼板厚度大于12mm時，宜采用襯里、復合、堆焊等結構形式。
4、不銹鋼應盡量不用作設計溫度小于或等于500℃的耐熱用鋼。
5、珠光體耐熱鋼應盡量不用作設計溫度小于或等于350℃的耐熱用鋼。在應使用珠光體耐熱鋼作耐熱或抗氫用途時，應盡量減少、合并鋼材的品種、規格。
三、壓力容器殼體常用材料
我們在日常的壓力容器設計中，一般情況下，殼體所使用的材料為碳素鋼、低合金鋼以及高合金鋼鋼板?，F就這幾種常用材料談一下選材時應考慮的幾點因素。
1、碳素鋼和低合金鋼鋼板
壓力容器殼體用碳素鋼和低合金鋼鋼板應考慮以下因素
（1）下列鋼板應在正火狀態下使用； ①用于多層容器內筒的Q245R和Q345R；②厚度大于36mm的Q245R和Q345R；③厚度大于16mm的Q370R。
（2）下列鋼板應每張熱處理鋼板進行拉伸和V型缺口沖擊試驗：①調質熱處理鋼板；②多層容器的內筒鋼板；③殼體厚度大于60mm的鋼板。
（3）下列殼體用鋼板（不包括多層容器的層板）應逐張進行超聲檢測，鋼板超聲檢測方法和質量等級按JB/T4730.3的規定：①厚度大于30～36mm的Q245R，質量等級應不低于Ⅲ級；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系低溫鋼（調質狀態除外）質量等級應不低于Ⅱ級；③大于16mm的調質狀態是用的鋼板，多層容器內筒鋼板，質量等級不低于Ⅰ級。④介質毒性程度為極度或高度危害，在濕H2S環境中使用，設計壓力大于或等于10MPa的鋼板，質量等級應不低于Ⅱ級。
（4）碳素鋼和碳錳鋼在高于425℃溫度下長期使用時，應考慮鋼中碳化物相的石墨化傾向。
2、高合金鋼鋼板
壓力容器殼體用高合金鋼鋼板應考慮以下因素。
（1）高合金鋼鋼板一般按GB24511標準選用：①鋼板的交貨狀態，鐵素體型鋼板以退火狀態交貨，奧氏體-鐵素體型鋼板和奧氏體型鋼板以固溶熱處理狀態交貨；②壓力容器殼體用鋼板的厚度允許偏差一般采用普通精度，如需采用較高精度時，應在設計文件中規定。
（2）奧氏體型鋼板使用溫度高于525℃時，鋼種含碳量應不小于0.04%。
（3）殼體用鋼板使用溫度下限按下列規定：①鐵素體型鋼板為0℃；②奧氏體-鐵素體型鋼板為-20℃；③奧氏體型鋼板的使用溫度高于或等于-196℃時，免做沖擊試驗。低于-196℃～-253℃，由設計文件規定沖擊試驗要求。
四、結語
綜上所述，壓力容器殼體選材涉及到方方面面，不僅要考慮其安全性，還要考慮其經濟合理性。過程生產的多樣性和過程設備的多功能性，給選材帶來了一定的復雜性；制造科學所具有的半科學半經驗（技藝）性質給選材帶來了難度；材料在過程設備設計、制造、檢驗各環節處于比較落后的狀態。合理的選材便成了壓力容器設計的難點和重點之一。本文僅闡述了筆者自己對選材方面的理解和認知，希望對初踏入此行的設計者有所幫助，不足之處，還請見諒。
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壓力容器范文5
關鍵詞:技術壓力 容器 強度 剛度
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
中圖分類號： TH49文獻標識碼：A文章編號：
引言
壓力容器是一種應用廣泛的重要工程裝置。大型壓力貯罐、氨合成塔、尿素合成塔、石油加氫反應器、導彈殼體和液氫、液氧燃料壓力容器，以及核堆壓力殼等是國際上公認的高科技重大承壓裝備。纖維復合材料和普通鋼制是當今世界壓力容器技術的兩大種類。作者開創了一種新的具有優良綜合特性，已含國家發明獎勵和18項中美專剁成果的抗爆鋼復合材料壓力容器技術，使壓力容器的使用安全性和制造經濟性發生了極大的變革；其典型代表鋼帶纏繞式壓力容器，已被美國機械工程師學會正式列入ASME標準，居國際領先水平，將為21世紀國際壓力容器的設計、制造和安全保障技術的發展開創出新的局面。
1.壓力容器的重要應用和基本特點
壓力容器在壓力、溫度、介質和長期操作循環作用下，應力狀態十分復雜，主要有：環向應力為軸向應力的2倍，解決其軸向強度問題卻十分困難，因容器往往長達40 m或更長；內壁環向應力總是大于外壁，壁厚大時內壁會先行屈服失效；筒壁裂紋尖端的應力強度因子或裂紋張開位移可能超過材料的斷裂韌性而擴張和失穩斷裂；隨著使用時間的推移，容器材質性能指標有惡化傾向，尤其在腐蝕或輻射介質作用下，斷裂韌性甚至可能嚴重喪失。
壓力容器是當代化工、煉油、石化、冶金、輕工、食品、宇航、海洋以及核站等廣泛應用的關鍵設備。其中，諸如大型壓力貯罐、氨合成塔、尿素合成塔、石油加氫反應器，以及核堆壓力殼等都是國際上公認的高科技重大裝備。應力狀態復雜，使用條件苛刻，大型化，制造運輸困難，安全狀態難以實現自動監控，潛在斷裂爆破危險等，是當代壓力容器技術的基本特點。國際上壓力容器單臺造價超千萬美元和發生突然斷裂、泄漏、爆炸、燃燒、中毒等嚴重后果的事例常見，因此，發展科學合理的壓力容器技術關系重大。
2.技術先進的壓力容器的“多功能”特性
1)具有足夠的強度和剛度。壓力容器應滿足設計工況下的靜壓強度、剛度、溫差應力、疲勞強度、斷裂韌性、介質腐蝕作用及其安全裕量等方面的要求，且受力靜定?，F有國際上各種壓力容器的殼壁均僅具有這些功能。這些功能只是壓力容器的最基本的功能。
2)裂紋缺陷被自然分散。即使是造價高昂的電渣重熔整體鍛造大型厚壁高壓容器，其隱藏和萌生的疲勞、腐蝕等裂紋缺陷往往也難以避免。如果原始制造缺陷和萌生的腐蝕與疲勞裂紋，均能被容器殼壁“自然分散”，且其尺寸都很小，就可根本避免因裂紋擴展而引發災難性斷裂爆破的后果。
3)自我抑爆或抗爆。壓力容器發生爆破將帶來極其嚴重的破壞后果。所以，壓力容器不論大小和厚薄，其殼體均應具有在工作壓力條件下即使發生嚴重裂紋擴展，也具有自我抑爆或抗爆的功能。
4)自動收集泄漏介質。壓力容器設備由于各種原因易發生內部介質嚴重泄漏的事故。為防止因泄漏而引發燃燒、爆炸、中毒等嚴重后果，作為壓力容器設備的殼體結構，也應具備自動作出收集泄漏介質，并自動作出適當安全處理的功能。
5)繼續保持暫時工作的能力。壓力容器設備即使因內部介質發生泄漏而引發突然緊急停車或停用，不論對大型化工或能源生產過程，還是對小型車用燃氣貯存系統，都將帶來嚴重的后果。所以，作為壓力容器，即使發生嚴重介質泄漏時，其殼體結構也應具有繼續保持暫時工作狀態的功能，為作出較為妥善的安全處理贏得時間。
6)實現經濟可靠全面的在線安全狀態自動監控。任何壓力容器始終潛在因腐蝕、疲勞及韌性惡化等原因而引發的突然斷裂破壞的危險。所以，作為壓力容器的殼體結構應能具備自我抑爆和實現經濟可靠的在線安全狀態，包括內壁的腐蝕狀態及時自動報警監控的功能。從長遠發展觀點看，實際上這比采取其他安全技術措施要徹底和有效得多。
7)按需改變內外層構造材料。除了內壁襯里或堆焊耐腐蝕層以外，作為壓力容器，其殼體應具有可按需靈活改變內外層構造材料的功能，包括鋁和鈦合金的合理應用，以改變殼壁功能和合理復合承力，適應各種應用需求。
8)適應其他特殊需要。除可按需開孑L接管外，壓力容器設備殼體也應可在內壁、外壁和層間，按需便于設置殼體內壁直接冷卻或加熱系統，及其他如阻隔輻射等某種特殊發展需要的功能。
9)盡量減少焊接和整體精密機械加工。大量的焊接工作和整體大型精密機械加工，以及因焊接而引起質量檢驗與整體熱處理的要求，是使壓力容器設備形成制造缺陷和顯著增加制造成本的基本因素。因此，殼壁結構減少焊接，尤其是縱向與環向的深厚焊縫，以及整體大型精密機械加工的特性，將可使壓力容器帶來成倍提高制造工效和顯著降低成本的突出效果。
10)適當降低設計安全系數。由于隱藏的裂紋等缺陷可被殼體結構(如與單層殼體厚度相同的“雙層結構”)自然分散而顯著減小，采用窄薄截面原材料的斷裂韌性還可被顯著提高。因而，據現代靜壓強度、斷裂疲勞和可靠性理論，即使采用現有相同化學成份，但軋壓比或鍛造比可比筒節鍛造高20倍的窄薄截面材質來制造壓力容器，其強度設計安全系數也可從目前普遍采用的3降低至2．5左右，而仍可保持比單層結構更高的可靠性或更低的失效概率(如低達1×10-10／臺)。若以上述多功能殼的新理念來衡量現有國際上各種纖維纏繞和各種鋼制壓力容器的殼壁，不論其大小和厚薄，也不論單層、多層或纏繞結構，即使對當代應用于制造核堆壓力殼的最重要的壓力容器殼壁，也均顯得甚為欠缺，許多如抑爆抗爆等重要功能特性都不具備。因為，它們在構造技術理念上均主要只限于要具有足夠的強度與剮度，以及必要時的減輕質量、開孔接管和堆焊內壁耐腐蝕層等方面的功能。
3.壓力容器技術發展趨勢
（1）標準和規范國際化、一體化。受經濟全球化趨勢的影響，壓力容器產品也將在國際上實現流通貿易。首先壓力容器產品的設計制造所依據的標準規范必須為各方所認可，其前提是各國參與技術交流、標準制定，而近年來這方面的工作已得到開展。我國2001年11 月已加入WTO ，這對于我國的壓力容器行業而言，是一次極大的機遇與挑戰，是參與國際競爭的一個重要前提，是與國際接軌的標準化工作。
（2）壓力容器領域里計算機技術的應用將得到全面發展與完善。主要體現在以下幾個方面：壓力容器設計；應用計算機技術開發出的壓力容器設計軟件程序，能夠獲取設計過程中所要的設計參數、結構優化、應力計算、材料選用等。壓力容器制造；模擬壓力容器的制造過程，焊接過程中的殘余應力及其設備組裝過程，還可仿真所設計制造的壓力容器工作原理、運動過程。缺陷檢測，應用計算機技術的先進檢測方法有計算機射線實時成像、超聲掃描模擬成像以及多通道聲發射技術，配以專門研制的專家系統和人工智能系統，實現缺陷識別的自動化和智能化，結果更加客觀準確。
（3）專業化的生產。市場經濟激烈的競爭和壓力容器產品固有的苛刻要求，使得壓力容器產品的生產專業化程度越來越高，隨之出現了標準零部件制造、供應單位，如專業封頭制造廠，管件制造廠，熱處理單位，無損檢測單位等，這互相獨立的制造廠和單位，使得壓力容器產品的生產更高效，檢測更得力。
（4）過程質量與安全監控技術。利用信息技術、傳感技術、互聯網絡技術等現代技術對壓力容器設計、制造、服役階段等過程質量與安全進行檢驗與監控，實現基于網絡技術的信息共享與技術集成，從而使整體技術水平大大提升。
（5）以信息技術和新材料技術為基礎的先進再制造技術在過程工業領域的應用將會有極大的發展，特別是在已有的過程裝置的運行中將有所作為，并為過程裝備逐步過渡到新一代產品的轉型提供技術保證。
結束語
隨著冶煉、機械加工、焊接和無損檢測技術的不斷進步，特別是計算機技術的飛速發展，壓力容器技術在材料、設計、制造工藝、缺陷分析、探傷與檢驗等方面都有了長足的進步，其規范和標準也日趨完善。
參考文獻
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壓力容器范文6
氫進入鋼以后,機械性能會發生明顯的變壞,強度和塑性明顯降低。溶解于金屬晶格中的氫,使鋼在緩慢變形時發生脆性破性。解決以問題的有效方法是對壓力容器進行熱處理。
一、壓力窖器熱處理分類
壓力容器制造中采用的熱處理有四種:焊后熱處理;改善材料性能熱處理,恢復材料性能熱處理,焊后消氫熱處理。這里所說的焊后熱處理僅指消除應力退火處理,即為改善焊接區的性能和消除焊接殘余應力等有害影響,從而對焊接區及有關部位在A C1溫度點以下均勻而充分地加熱。然后又均勻冷卻的過程。
二、焊后熱處理的目的:
1、松馳焊接應力。2、穩定結構的形狀和尺寸,減少畸變。3、改善母材、焊接區的性能,包括a、提高焊縫金屬的朔性b、降低熱影區硬度c、提高斷裂韌d、改善疲勞強度e、恢復或提高冷型中降低的屈服強度。4、提高抗應力腐蝕的能力。5、進一步釋放焊縫金屬中的有害氣體,尢其是氨,防止延遲裂紋的發生。
三、焊熱處理的確定:
壓力容器有無焊后熱處理的必要,在設計上應加以明確規定。焊接的壓力容器是否需要做焊后熱處理,應從容器的用途、尺寸(特別是壁板厚度),所用材料的性能以及工作條件等方面綜合考慮決定,有下列情況之一的,應考慮焊后熱處理:1使用條件苛刻,如在低溫下工作有發生脆性斷裂危險的厚壁容器,承受較大載荷的容器。2,厚度超過一定限度的焊制壓力容器。壓力容器相關標準中規定的。3、對尺寸穩定性較高的壓力容器。4、由淬硬傾向大的鋼材制造的容器。5、有應力腐蝕開裂危險的壓力容器。6、其他有專門規程、規范以及圖樣予規定的壓力容器。
四、焊后熱處理溫度的控制
碳鋼和低合金鋼將其緩慢加熱到500-650℃(低于Arl),保溫一段時間隨爐冷卻。利用金屬材料在高溫下屈服極限降低,使高應力的地方產生塑性流變,從而達到消除應力的一種方法。加熱溫度越高,內應力消除越充分。但溫度過高時將使鋼材表面嚴重氧化。另外,對于調質鋼的焊后熱處理溫度,應以不超過鋼材原回火溫度為原則,一般比鋼材原回火溫度低30度左右,否則材料就會失去調質效果,強度和斷裂韌性就會降低。這一點在熱處理過程中應予特別關注。
