压力容器的发展方向！随着科学技术的发展, 压力容器的应用领域不断拓宽, 其种类和数量迅速增加。核电、煤化工、炼油石化等行业的装置呈现出大型化的发展趋势, 超千吨的重型压力容器、超10万m3的大型储罐以及在高温、深冷、复杂腐蚀等极端条件下服役的压力容器的需求量不断增长。大型压力容器的材料消耗大, 制造困难。极端条件下服役的压力容器往往需要昂贵的特种材料。

　　

　　为节省材料, 降低制造、运输和安装过程中的能耗, 实现安全与经济并重、安全与资源节约并重的发展理念, 轻型化已成为压力容器主导的发展方向。轻型化的目的是在确保安全的前提下减薄壁厚、减轻重量。实现压力容器轻型化对节能降耗、提高产品经济性和竞争力具有十分重要的意义。储气罐

　　

　　本文结合近几十年压力容器技术的发展, 从提高材料强度、降低安全系数、选用更高屈服强度、采用应变强化技术、运用分析设计方法以及优化压力容器结构等方面阐述压力容器的轻型化发展趋势,并提出了若干建议。储气罐

　　

　　20世纪60年代, 为克服常规设计存在的问题,出现了压力容器分析设计方法。与常规设计相比,运用分析设计方法设计压力容器, 能够更好地利用材料的承载能力, 得到更薄的壁厚、更轻的重量。该方法中的静强度设计主要有应力分类法和极限载荷法。应力分类法是基于弹性应力分析和塑性失效准则的设计方法, 它根据各种应力对容器失效所起作用的不同将应力进行分类, 有时存在不确定性, 会因设计人员的不同而得到不同的结果; 极限载荷法是以小变形为限制条件, 假设材料为理想弹塑性, 未考虑材料强化效应和结构变形对承载能力的影响, 存在一定的局限性。为此, 出现了两种新的设计方法, 即: 基于失效模式的直接法和弹塑性应力分析法。不锈钢储气罐

　　

　　压力容器结构优化有两类: 一类是结构形式的优化, 例如采用缠绕式高压容器结构, 可以显著减少焊接工作量, 提高容器的抗疲劳性能; 另一类是已有结构的优化设计, 即以最优化理论为基础, 根据设计所追求的目标, 在满足强度、稳定性等约束条件的前提下, 寻求最优方案的一种设计方法。

　　

　　以最小容器重量、最小应力集中系数等为目标函数, 在给定的基本结构形式、材料以及载荷温度等设计条件的基础上, 运用计算机辅助优化设计方法,可以在确保安全性的同时, 有效减轻容器重量, 实现压力容器的轻型化。例如, 对典型圆柱形压力容器封头结构进行优化后, 可使其重量减轻18% ~31% 。申江牌储气罐

　　

　　( 1)压力容器轻型化是安全与经济并重、安全与资源节约并重设计理念的具体体现, 已成为压力容器的主导发展方向;

　　

　　( 2)提高材料强度、降低安全系数、选用更高屈服强度、采用应变强化技术、运用分析设计方法以及优化压力容器结构等都可以不同程度地实现压力容器的轻型化;

　　

　　( 3)考虑到我国压力容器轻型化技术发展速度相对较慢, 压力容器轻型化技术的基础研究较薄弱,建议加强其基础研究, 如复杂结构压力容器塑性垮塌压力计算方法、压力容器局部失效判据、轻型化对容器制造和检验要求的影响等。

 

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