压力容器设计技术进展及我国应采取对策

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1、*00&年第*’卷第%期石油机械&!专家论坛"压力容器设计技术进展及我国应采取的对策郑津洋#陈志平孙国有（浙江大学化工机械研究所）摘要近几年来，国外压力容器设计技术有了较快发展，出现了一些新的设计规范和方法，如!"#$锅炉压力容器设计规范中的材料设计系数做了较大调整；颁布了!"#$锅炉压力容器规范第!篇第%分篇；欧盟于&’’(年通过了“承压设备法规”（’()*%$+），并于&’’’年&&月*’日起推荐使用。此外，美国压力容器研究委员会和欧盟承压设备研究委员会也正在开展新的研究项目。面对以上形势和我国即将

2、加入,-.的机遇和挑战，提出了我国应加强国际交流与合作；加强压力容器设计中共性问题的研究；尽快制定有色金属和复合材料压力容器标准；加快标准更新步伐，及时将有自主知识产权的压力容器纳入标准等对策和建议。主题词压力容器设计技术进展对策压力容器的发展趋势是大型化和高参数化，单破坏。台质量已达*/001，工作环境（高温、高压、低温、&’’’年(月&日颁布的&’’/年版!"#$锅炉强腐蚀、原子辐照）和载荷形式（循环、冲击、地压力容器规范补遗，提高了第@篇（电站锅炉）和震、风暴等）日益苛刻而复杂，新结构、新材料和第

3、A@@@篇第&分篇中的许用应力，即降低基于抗拉新工艺不断采用，使得压力容器设计面临许多新的强度的材料设计系数!"，由B20变为%2C。!"#$课题。现代力学、计算机、网络和测量技术的快速锅炉压力容器规范中，基于抗拉强度的材料设计系发展，又提高了压力容器的研究水平，丰富和扩大数的变动情况见表&。了研究范围，取得了丰硕的成果。在这种背景下，压力容器设计技术有了较快发展，近年来出现了一些新的设计规范和设计方法。!"#$锅炉压力容器规范的重大调整［&］*2!"变动的依据（&）材料质量大幅度提高表现在对韧性重&2

4、材料设计系数的变动情况要性的认识加深和新测试方法的建立；冶炼水平的材料设计系数（3415674895:7;<=4>1?6）以前称为提高，可将有害元素含量控制在很低水平，如硫含安全系数。安全系数的概念并不十分明确，易引起量小于0200*D，磷含量小于020&D。误解，如认为安全系数越高，压力容器的安全性越（*）焊接技术的进步表现在焊接设备性能改好，就是一个概念误解。其实，压力容器的安全性善；采用焊后热处理消除残余应力；认识到焊前预是一个整体概念，与材料、设计、制造和使用环境热的重要性。等多种因素有关，并不

5、完全取决于应力水平，如若（%）无损检测技术的发展已能采用射线、超材料变脆，在较低的应力水平下也有可能发生脆性声、涡流等检测方法控制原材料和焊接接头的质量。#郑津洋，教授，博士生导师，生于&’EB年，&’’*年于浙江大学获博士学位，&’’’*000年在美国橡树岭国家实验室做访问教授，现从事压力容器和管道教学及科研工作，任化工系副主任，本刊特邀作者。地址：（%&00*(）浙江省杭州市。电话：（0C(&）(’(0’C&或(’C*&&0。万方数据（收稿日期：*000F&0F*%；修改稿收到日期：*00&F0&F

6、&0）%石油机械%(($年第%-卷第"期（!）新强度理论断裂力学为定量评估结构防方法计算疲劳寿命；考虑平均应力、残余应力对疲脆断能力提供了科学依据。劳寿命的影响。%所有焊接接头都应打磨，并做"#变动效果$((’超声检测或射线透照检测。在蠕变温度以下工作时，许用应力最大可提高%#日本>AF*<—$("—$-C-《超高压圆筒容器设计规则》［D］$%#&’；蠕变范围内工作时，许用应力不变。该规则采用爆破失效设计准则，按G48H1/公式超高压容器设计计算爆破压力，取爆破安全系数为%#&；考虑残余应力对疲劳寿命的

7、影响，并根据不同的抗拉强度给超高压容器在乙烯聚合、人造水晶、等静压、出不同的疲劳设计曲线。静液挤压等领域得到了广泛应用，但由于选材、设计、制造、安装和使用等方面的原因而引起的失效欧盟承压设备法规事故时有发生。据不完全统计，仅我国在用人造水晶釜就发生了!(多起爆炸事故，造成很大的经济为促进承压设备在欧盟成员国间的自由贸易，损失［%，"］。为此，世界各国相继着手制订超高压容尽可能在最广泛的工业领域内实施统一的技术法器规范。规，欧盟于$-C.年和$--.年相继通过了《简单压［!］力容器法规》（C.I!(!I,

8、,<）和《承压设备法规》$#)*+,锅炉压力容器规范第!篇第"分篇（-.I%"I,<）［.，C］。$---年$$月%-日起推荐使用)*+,经过多年的努力，于$--.年颁布)*+,锅炉压力容器规范第!篇第"分篇（)/012340561-.I%"I,<，%((%年&月%-日强制使用，原欧盟成78/19:;2<;39028=05;3;:>5?@A2199821B1991/9）。员国的国家标准即行废止。（$）基本内容第"分篇包括C章正文、D个$#简