0压力容器设计方法的进步_薛明德
《化工设备与管道》总目次 2010年第47卷1～6期(总256～261期)
高焱 Байду номын сангаас
总 目次
・Ⅲ ・
无油 润滑 技术在 氮氢 气压 缩机 的应用
机 械与密 封
轴承监视 器在屏蔽 泵上 的应 用
离心泵 的应 用和节 能技术改 造 基 于 Ａ Ｓ Ｓ的往 复压缩机 管系振 动分析 ＮＹ Ｇ Ｂ ｗ７型 ６ ０ Ｗ 级大 功率高速 泵研制 Ｓ— ０ｋ 双 向平衡型机 械密封 铬钢在 机械密封 端面 中的应用实验 用于 给水 泵上机 械密封件 的改进 大型往 复式 与离心 式富氢气 压缩机组 的选型 比较 适 用 于高温热水工 况的机械 密封方案 液态烃泵机 械密封失 效分析及 改进
第４ ７卷第 ６期
２１ ０ ０年 １ ２月
化
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Ｐ Ｏ Ｅ ＳＥ ＵＰ Ｎ ＆ ＰＰＮ Ｒ Ｃ Ｓ Ｑ ＩＭＥ Ｔ ＩＩ Ｇ
总 目次
２ １ 第 ４ 卷 １～ ０ ０年 ７ ６期 （ ２６～ ６ 期 ） 总 ５ ２１
陈超 ， 艳 明 李
陈 曙光 ， 荟琼 ， 刘 马雯 波 ， 等
非 等距 多鞍 座卧式 压力 容器 的有 限元分 析
顾玉 钢 ， 姚佐 权
低 温液 氨储罐 超压 导致 罐体损 坏 的修复
单 元 设 备
徐忠成 ， 转连 ， 张 于卫利 ， 等
乙烯裂解 炉技 术 的进 展
马琳
１
１ ２
聚丙烯装置 中气相反 应器 的设 计
１ １ １ ２ ２ ２
长效 钢 一 水热 管在石 化行业 的工业应用
周 丽纯 ， 汪李 胜 ， 颜祥 富
探讨压力容器设计方法
探讨压力容器设计方法压力容器正确完整的设计应达到保证完成工艺生产，运行安全可靠，保证使用寿命、制造、检验、安装、操作及维修方便易行，经济合理等要求。
基于此，本文就压力容器的设计要求和设计方法进行分析和阐述，希望可以为压力容器的优化设计提供借鉴。
标签：压力容器；设计要求；设计方法随着工业不断发展和工业规模的不断扩大，压力容器的操作条件越来越苛刻，结构也越来越复杂。
压力容器所处理的介质往往是易燃易爆或者有毒的，一旦发生事故将造成不可估量的损失。
因此对压力容器的安全及优化设计就显得极为重要，探索更好地设计方法也是促进其予以更好发展的重要根基。
1 压力容器概述一般来说，压力容器就是符合《固定式压力容器安全技术监察规程》中所定义的容器，即工作壓力≥0.1MPa；容积大于或者等于0.03m?并且内直径（非圆形截面指截面内边界最大几个尺寸）≥150mm；盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。
压力容器具有极为广泛的用途，诸如石化、科研、能源、军工等都是其重要的应用领域，并在多部门中担任重要设备。
压力容器一般情况由筒体、封头、接管、法兰、密封元件等元件组成，因为其对密封、承压、介质的应用，极容易发生爆炸和环境污染，对其进行优化设计就显得极为重要。
2 压力容器设计方法压力容器的设计可以采用规则设计方法或者分析设计方法，必要时也可以采用试验方法或者可对比的经验设计方法。
压力容器的设计应当给予设计条件，综合考虑所有相关因素、失效模式和足够的安全裕量，以保证压力容器具备足够的强度、刚度、稳定性和抗腐蚀性，确保压力容器在设计使用年限内的安全。
2.1 规则设计方法规则设计方法就是采用弹性失效准则，对容器各处实际存在的应力一般不进行严格而详细的计算，在对材料、结构、制造、检验等作出相应限定后，用比较简单的计算公式确定元件厚度以保证容器安全性的設计方法。
规则设计是对材料力学、板壳薄膜理论的简化，其仅是对“最大荷载”工况的考虑，以一次施加的静力荷载作为处理原则，忽略边缘应力、局部应力，以及热应力，对于容器的疲劳寿命同样不再考虑范围内。
内压作用下圆柱壳开孔接管设计方法(薛明德)
内压作用下圆柱壳开孔接管分析设计方法清华大学工程力学系薛明德2007年10月1内压作用下圆柱壳开孔接管分析设计方法一概述1.1现有的常规设计方法1.2我国JB4732分析设计方法的适用范围1.3 各国对于圆柱壳开孔接管问题的研究1.4 理论解的困难二我国JB4732分析设计方法的理论基础2.1 基本参数与坐标 2.2 交贯线的几何描述2.3 采用修正的Morley方程代替扁壳方程2.4 采用精确的连续条件 2.5解复杂的偏微分方程的边值问题三理论解可靠性的验证四我国规范JB4732中圆柱壳开孔接管的分析设计方法4.1 适用范围 4.2设计准则4.3 计算步骤 4.4 设计方法五JB 4732与PD 5500比较美：20世纪50年代起至今PVRC 有一个委员会组织研究工作。
成果表现为WRC Bulletin 107,297, (支管受推力，弯矩),133,368 (内压), …上世纪80年代以前，理论解（Eringen, Steele)，实验（ORNL ）。
80年代后，有限元解（Widera ）试图寻求经验公式求内压下的应力集中系数英：理论解(以早期的球壳解代替圆柱壳,内压工况)，用于PD5500容器开孔。
实验，有限元解（Moffat ）。
其成果表现为英国管道标准BS806(内压，支管、主壳各受3种力矩)。
这是一个在工程上重要而在力学、数学上困难的问题一概述3 各国对于圆柱壳开孔接管问题的研究在黄克智先生的开创与指导下，在清华大学与全国压力容器标准化技术委员会的支持下，上世纪80年代至今，清华大学圆柱壳开孔接管课题组先后共有6位博士生参加，发表13篇文章圆柱壳开孔接管薄壳理论解及其相应的设计方法－(1)包含内压与6 种支管外载荷的统一的设计方法(2)适用范围扩大至：ρ≤0.9 λ= d/(DT)1/2 ≤121995：关于内压作用下的分析设计方法－JB4732-95 附录J ρ≤0.7，λ= d/(DT)1/2 ≤51997：关于内压作用下的分析设计方法获ASME PVPD颁发J. ofPres. Ves. Tech. 1996年杰出论文奖。
压力容器设计方法进步研究
压力容器设计方法进步研究作者：梁君坦来源：《数字化用户》2013年第15期【摘要】应用力学在越来越多的行业展现了自身强大的作用，其中应用力学在推动压力容器的设计上的作用更为明显和直接，本文研究的重点就是结合当前压力容器设计方法进步的具体案例进行分析，浅析应用力学在压力容器的建设方法上的积极价值和作用，并为推动我国压力容器设计方法的进步提出了相关建议。
【关键词】压力容器设计应用力学设计方法一、引言压力容器已经广泛应用于各行各业，其技术参数的进步将会进一步提升该行业的科技含量，因此为了推动我国压力容器的快速发展，由于我国一些尖端行业使用的压力容器更多采用的是进口设备，这显然不利于我国知识科技的进步，因此提升我国压力容器的设计水平就成了当前最为迫切的需求之一。
早在上个世纪七十年代我国工业领域就已经充分意识到应用力学理论对改进压力容器设计，提升压力容器设计水平方面的重要性，并经过近四十年的努力和发展滞后，我国的压力容器设计方法方面取得了重要的成绩和巨大的进步，下面就结合具体的案例来分析我国压力容器设计方法的进步。
二、基于案例的压力容器设计方法进步的分析（一）圆柱壳大开孔接管应力设计方法进步的分析如果一个圆柱壳开孔接管同时受到多种载荷作用时，再加上支管和主壳连接的部位如果出现了几何结构的不连贯的问题之后，而且相贯的区域又产生了应力集中问题，如果产生了设备损坏，那么这写部位就会造成严重的灾害性书，所以需要解决这种圆柱壳开孔接管在多种载荷作用下的安全稳定性的问题，这同样也是提升压力容器设计进步的重要方法。
欧美等国家针对这个问题的解决主要采用的是压力面积法，但是这些方法主要合适于小开孔的压力容器，同时还要受到压力容器内部压力空旷的情况下才能够起到效果，而我国采用的等面积补强法其效果和欧美的这些国家设计具有一定的相通性，并没有从技术上取得重大突破，不过在当前应力力学理论的发展下，已经开始从大开孔率下的薄壳理论解进行解决这个压力容器设计的隐患。
GB150-2011中圆筒开孔补强设计的分析法
到 Ｐ≤ ０ ． Ａ≤ ５ ５且 。英 国规 范 Ｐ ５ ０ 将 内压下 Ｄ ５０ 【 １
（ ）克服了由于复杂 的精确方程和精确连续条 件 ３ 导致 的一系列数学 困难 ；得 到了在 内压与外载作用 下
球 壳开孔接 管的分析解用 至 圆柱壳 ，适用 范 围限于 Ｐ ≤ ０３ ．。至此 寻求 圆柱壳大 开孔 的分 析解在 理论 和数
囝
圆
＠
筒 体内径Ｄ ｍｍ
作 为 压 力 容 器 设 计 最 基 本 的 内 容 ，在 Ｇ ５ ． Ｂ １０３ — ２ １ 版 ６６节 中，仅反 映 了该 项研 究 成果 中内压 作 ０１ ． 用下 圆柱壳 开孔 接管 分析 设计 方法 的部 分 ；关 于圆
图 ２ 圆筒 开 孔补 强分 析法 与等 面积 法 、ＡＳ Ｉ． ＭＥ ＶＩＩ１ 各 部 分适 用范 围 的比较
（ ）所得 到 的是 圆柱 壳开孔 接 管受 内压 和所 有 ４ 外载 分量作 用下统一 的理论解 ，适用范 围扩大至 Ｐ≤
０９且 ＝ａ（ ． ｔＤ ） ≤ １ 。 ／ “ ２
（ ）两 相贯 圆柱 壳 的交贯 线是复 杂的空 问曲线 ， ２
以 上薄 壳 理论 解 的理 论基 础 及 其 可靠 性 验 证 ， 见文献 ［３１，８ ９，此处不 再详述 。 １ ．９ ， ］ ２２
柱 壳 开孔接 管在 内压 与支 管外 载共 同作 用下 统一 的
应 力分 析 与设计 方法 ，由于篇 幅所 限 ，今 后 将专 册
出版 。
１ 圆柱壳开孔接管理论解 的力学基础
在力 学理 论基 础方 面 ，本课 题 组 的研究 成果 与 前人 相 比，有 以下几方面 的突破 ： （ ）本 研究基 于 Ｍｏｌ １ ｒ ｙ方程 弛，对 于开 孔 圆 ｅ 】
JB 4732—1995中锥壳与圆筒连接加强段设计方法的改进
第57卷第4期2020年8月化工设备与管iBPROCESS EQUIPMENT&PIPINGVol.57No.4Aug.2020•压力容器•JB4732—1995中锥壳与圆筒连接加强段设计方法的改进薛朗徳二吴坚二李世玉2（1.清华大学，北京100084；2.中国石化丁程建设公司，北京100101）摘要：为进一步适应工程实践的需要，对JB4732—1995（2005年确认）中的无折边锥壳与圆筒连接加强段设计方法提出了改进建议。
在设计方法的理论基础方面，提出以锥壳的精确解法取代简单边界效应解，以塑性极限压力准则取代弹性名义局部薄膜应力准则。
根据所提出的设计方法，可将无折边锥壳加强段的适用范围扩大至aW60°,0.001WpyKSmW0.1,还可适用于短锥壳变径段。
关键词：锥壳；圆柱壳；变径段；分析设计；薄壳理论；塑性极限载荷中图分类号：TQ050.2；TH121文献标识码：A文章编号：1009-3281（2020）04-0001-0101研究背景原行业标准JB4732—1995《钢制压力容器一分析设计标准》（2005年确认何中无折边锥壳与圆筒连接加强段的设计方法形成于20世纪八十年代末、九十年代初巴其中对于锥壳大端的适用范围仅限于aW30。
，对于锥壳小端仅限于aW45。
，超过此范围必须设置圆环壳折边过渡。
当大、小端圆筒直径差别较小、连接二者之锥壳变径段较短的结构，没有给出设计方法。
设计方法多数情况下仅限于0.002Wpc/KS”,W0.1。
此外，当锥壳小端与圆柱壳连接时，连接处有较高而分布范围超出“局部”薄膜应力定义的局部薄膜应力，控制加强段设计厚度的是局部薄膜应力仇；原JB4732—1995采用设计准则为应力强度W 1.1S,”，但在最近的美国ASME规范內中，却将准则S“的许用值修改为1.55m o究竟应当采取何种设计准则也必须加以研究。
为将锥壳大端和小端与圆筒连接加强段的适用范围统一扩大至aW60。
分析压力容器设计方法的进步
分析压力容器设计方法的进步为了推动我国压力容器的快速发展，提高我国自行设计压力容器的技术水平，我国工业领域在上个世纪70年代意识到应用力学理论对于压力容器设计的重要价值，并开始着手做相关方面的工作。
经历将近40年的努力之后，我国在压力容器设计方面取得了显著的成绩和巨大的进步。
1 基于真实案例的压力容器设计方法进步分析1.1 圆柱壳大开孔接管应力分析设计方法的进步性在多种荷载共同作用于圆柱壳开孔接管时，又因支管与主壳相互连接的部位几何结构不连续，相贯区域产生应力集中。
一旦设备发生破坏，则这些部位就成为灾害性事故的原发部位。
所以迫切需要借助相关科学理论来分析圆柱壳开孔接管的应力情况。
以此为基础来实现对压力容器的合理设计，才能确保压力容器安全有效地运行。
不论是欧洲采用的“压力面积法”还是我国采用的“等面积补强法”，均只适用于较小开孔率且容器受内压空旷的情形下。
目前在数学和应用力学理论方面需要解决的问题便是寻找大开孔率下的薄壳理论解。
经过专家多年的不懈努力，我国在薄壳理论解方面获得了相对于前人的重大突破。
其表现为：首先圆柱薄壳方程采用经过修正之后的Morley 方程，放弃了以往采用的简化扁壳方程。
经过修正的Morley方程不仅能够有效对开孔问题进行求解，还能够保证较高的精度，该解的精度提高到了薄壳理论的精度O（T/R）量级。
其次以往因为精确连续条件以及复杂精确方程而导致的诸多数学难题得到了有效的克服，获得了外载和内压作用下的圆柱壳开孔接管的薄壳理论解。
无论是三维有限元解，还是近年来在国际上发表的相关试验结果，均对该理论解的高度可靠性进行了有力证明。
最后得到内压以及全部外载分量统一的理论解，并且该理论解的适用范围提高到。
1.2 管壳式换热器管板设计方法的进步性管壳式换热器结构比较复杂，其构成元件包括壳体、管箱、换热管、管板、垫片、螺栓以及法兰等。
管板设计的科学与合理，是至关重要的。
管板承受复杂荷载，主要因为：1）管板中间开着许多管孔，并与换热管焊接；管板与壳体相焊接；管板与管箱通过紧固件或者焊接的方式连接起来。
浅析压力容器制造工艺新进展
浅析压力容器制造工艺新进展摘要：在工业生产过程中压力容器是不可或缺的一种承压设备，广泛应用于人们的日常生活、科学研究以及工业生产中，经常被应用到有毒、易爆与易燃的工况中，在一定腐蚀介质和温度下，可以破坏设备，甚至令其失效，造成事故。
我国是使用压力容器最大的国家，但是由于目前制造能力与技术水平与发达国家存在着较大的差距，今后对压力容器制造工艺的发展至关重要。
本文主要分析了压力容器制造特点，压力容器制造工艺，压力容器制造技术发展新方向。
关键词：压力容器;制造工艺;新进展1.压力容器制造特点1.1产品结构、参数的多样性压力容器产品出现了广泛的适用范围，应用不同行业，也会形成不同的用途，因此该产品特点是品种繁多，即便是相同产品，也会由于客户的不同需求，形成不同的产品结构，进一步产生多样化的制造工艺。
1.2有较高的安全性要求压力容器开始制造，需要遵守很多强制的准则，并且这些规范与准则突出了时效性。
由于在高温、高压、真空和腐蚀环境中压力容器长时间运行，其所盛放的介质一般是易燃、易爆、有害物质，因此必须将产品安全放在第一位，在设计产品初期就必须遵守强制性准则。
随着不断发展的科学技术，逐渐采用新技术、新工艺、新材料以及新的管理方法，加快了更新准则的速度。
1.3制造过程中存在着许多相似的信息在统计制造压力容器过程中，发现了很多类似的信息，例如相似的工艺流程，零部件相似的几何形状，相似的产品结构，处理事物相似的过程。
利用这些信息，可以有效提升企业的竞争实力。
1.4设计具有较强的专业性压力容器与通用机械产品不同，在利用软件技术以及设计产品时，不但需要人员掌握科学的计算机技术，更加需要拥有比较完善的设计思路。
2.压力容器制造工艺2.1制造工艺概述2.1.1压力容器部件的制造2.1.1.1压力容器材料压力容器材料不但会受到很多因素的限制，还需要的丰富经验等。
目前世界各国基本利用Mn-Mo-Ni型低合金高强度钢作为压力容器的材料，其拥有很好的韧性。
压力容器分析设计的应力分类法与塑性分析法
压力容器分析设计的应力分类法与塑性分析法压力容器在石油化工行业的应用非常广泛，通过分析压力容器分析设计的应力分类法与塑性分析法的发展，可以实现压力容器应用前景的扩大，并为其良好运行提供参考意见。
进一步推动压力容器在石油化工行业的应用，有效提高压力容器的经济效益。
标签：压力容器;应力分类法;塑性分析法近年来很多研究学者对压力容器的工作原理、性能等方面进行研究，并取得了显著效果。
以往的压力容器在设计过程中，都是采用薄膜应力的方式进行设计，将其他应力影响包括在安全系数之中。
但是在实际应用过程中，压力容器及承压部件中，除去介质压力所形成的薄膜应力之外，还会受到热胀冷缩变形而导致的温差应力以及局部应力，因此，在进行压力分析设计时，需要利用应力分类法和塑性分析法，才能够明确不同应力对压力容器安全性的影响，从而有效提高压力容器的科学性和合理性。
1应力分类法1.1一次应力一次应力是指压力容器因为受到外载荷的影响，压力容器部件出现剪应力。
一次应力超过材料屈服极限时压力容器就会发生变形破坏。
主要可以分为以下几种情况：第一，总体薄膜应力。
因压力容器受到内压的影响在壳体上出现薄膜应力，总体薄膜应力会在整个壳体上均匀分布，当应力超过材料屈服极限时，壳体壁厚的材料会发生变形。
第二，局部薄膜应力。
是指压力容器的局部范围内，应受到机械载荷或者压力所导致的薄膜应力，其中主要包括支座应力以及力距所形成的薄膜应力。
第三，一次弯曲应力。
由于压力容器受到内压作用的影响，在平板盖中央位置会出现弯曲引力，随着载荷的不断增加，应力会进行重新调整。
1.2二次应力二次应力是指压力容器部件受到约束而出现的剪应力。
二次应力满足变形条件。
例如，在压力容器的半球形封头以及薄壁圆筒的连接位置，由于受到压力容器内压的作用，两者会出现不同的径向位移，因此两者的连接部位会形成相互约束关系，出现变形协调情况。
在这种情况下，连接部位会附加剪力应力，从而形成二次应力。
GB151固定式换热器管板应力计算与校核方法的改进
GB151固定式换热器管板应力计算与校核方法的改进薛明德;黄克智;李世玉;朱国栋;徐锋【摘要】介绍了修订现行国家标准GB 151-1999《管壳式换热器》时,对固定式换热器管板设计中的应力计算与校核方法的改进意见.管板应力计算方法的改进提高了计算精度并更便于使用.针对带膨胀节换热器固定管板的设计增加了两种校核工况.%An improved method of stress analysis for fixed tubesheets is proposed in order to modify the China national standard GB 151-1999"Tubular Heat Exchangers". The accuracy is raised by the improvement, which is more convenient for application. Besides, two design loading cases are added to the design loading conditions for the fixed tubesheets of exchanger with expansion joint.【期刊名称】《压力容器》【年(卷),期】2011(028)008【总页数】5页(P44-48)【关键词】管壳式换热器;固定管板;设计规范;应力分析【作者】薛明德;黄克智;李世玉;朱国栋;徐锋【作者单位】清华大学工程力学系,北京 100084;清华大学工程力学系,北京100084;中国石化工程建设公司,北京100101;中国石化工程建设公司,北京100101;中国特种设备检测研究院,北京100013【正文语种】中文【中图分类】T-652.1;TH7020 引言现行国家标准 GB 151《管壳式换热器》［1］中固定式换热器管板设计中的应力计算与校核方法，自20世纪70年代发布以来［2－3］，在工程实践中得到了广泛应用并积累了丰富的设计经验，同时在世界范围内也促进了管板设计计算方法的进步。
探究压力容器设计方法的进步
用基 于屈服和基于爆破的实验进行设计。在 ＡＳ ＭＥⅧ一 ２里面， 对 于几 何 形状或应力状态 复杂且没有相 关公式可 以利用 的零件、 物料 来说 ， 则 必 我 国对压力 容器 的设计十分重视 ， 为了使压力容器在保证安全 的情 除此之外 ， 涉及疲 劳的还 要进 行疲劳评定， 例如 ， 在Ⅷ一 况下达到结构合理 、 便于 制造、 使用可靠 、 造价经济 、 ’ 技术先进等 目标 ， 先 须采用 分析 设计 ， ２第 Ｄ一 ７章 中明确指 出，圆形平 板要按附录 ４进行完整的应力分析 ； 在 后推 出了不同的设计方法 ， 为压力容器的设计及使用提供 了保障。 第 Ｄ一 ９章 中明确规 定， 对于以双头螺栓连接的连接件要按照 附录 ４和 ５ １压力容器设计方法的发展与进步 进行详细疲劳分析 。 压 力容器 的设计方法经历了公式设计 （ Ｄ Ｂ Ｆ ， Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｂ ｙ Ｆ ｏ ｒ ｍｕ ｌ ａ ｓ ） ， 分 这三种设计方法 中， 分析 设计法 师压力容器设计方法发展 中一个重 析 设计 （ Ｄ Ｂ Ａ， Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｂ ｙ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ） 和 实 验设 计 （ Ｄ Ｂ Ｅ， Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｂ ｙ Ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｆ — 要 的里程碑 ， 与 以往 的设 计方法 相比， 有很大的进步性 ， 其基础是应力分 ｍ ｅ ｎ ｔ ８ ） 这三种最主要 的设计方法 。 类。 然而 ， 欧盟标准 Ｅ Ｎ１ ３ ４ ４ ５鉴于采用 以计算机进行有限元分析 的发展 ， １ ． １公 式设计法 且鉴 于应力分类 日益突 出的困难 ， 因此提 出不再采用应 力分类 ， 而是根 公式设计的方法是 一种很 最基本的方法 ， 它利用 物理 学等相关领域 据失效模式采取直接路线 （ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｍ ｕ ｔ ｅ ） 分析方法。这是压力容器设计方 的各种 公式， 计算 出压力容器在 设计过程中的有关数据 ， 从而为其设计 、 法法发展中 ， 有一个重要的突破 。 制造 、 使用 等提供 依据。
浅析压力容器设计方法的进步
浅析压力容器设计方法的进步压力容器是非常重要的工业生产基础设施设备。
然而，受制于复杂多变的环境因素影响及压力容器自身的几何属性下肢，使得压力容器的稳定性和可靠性成为工业生产最常见的问题。
纵观国内外，由于压力容器的问题所导致的各类生产生活隐患和事故，已经给人们的生命财产安危、企业发展等带来一定的影响和损失。
基于此，笔者认为加强对压力容器的设计研究具有非常重要的现实意义。
标签：压力容器；设计；进步随着社会进步和人们生活水准的不断提升，压力容器的类型和样式也不断丰富，分类也更加具体和细化，如压力低度容器、中度容器和高度容器、超高压式容器等等；从盛放物质的性质来分，也被分为有毒活性、无毒惰性、剧毒等；也有从压力容器的施工方式进行分类的，如应变容器、传热容器、分隔容器以及储运容器。
尽管我国的压力容器领域在改革开放后得到空前发展，但由于快速发展也带来了这样那样的问题和难题。
一、数字化的实施压力容器作为特种设备，其设计和制造的流程必须遵循严格的规范。
纵观整个发展进程，从最初的手工制图现已经渐渐演变为通过计算机系统建立模型来辅助设计。
在设计的过程中，程序化的建模使得设计过程更加高效直观。
制造业单位的数字化实施过程中，最重要的是建立一套完整的PDM数字系统以及基于数控平台的制造车间。
实际生产中从提案、设计直到产品数字式模型、仿真测试，以及最终成品，整个流程中各个步骤相互之间渗透衔接。
PDM贯穿所有环节，影响设计以及整个制造过程。
压力容器数字化实施的过程中，软件对于数字化生产效率起到决定性作用。
数字化实施于压力容器的设计制造过程中有以下关键问题：（1）全面且统一的数字化模型描述方法；（2）行业内共享集成产品相关数据；（3）异系统环境条件下应用功能的共享集成；（4）自动化管理各环节的集成。
以上四方面主要要附着于计算机应用技术的革新。
现代制造业的发展方向愈加趋向于精密智能，所以压力容器设计过程中的数字化实施技术必将逐渐进步。
压力容器设计技术进展及我国应采取的对策
（ ） 第 ３分篇 和 第 ２分 篇 的 主要 区别［５ 两 ２ ４１ ， 者 的主要 区别在 于 ：① 第 ３分 篇的静 强度设 计主要 依 靠材 料 的屈服 强度 。容 器 的最小壁厚 按 塑性失效 准则 确 定 相 对 于 全 屈 服 压 力 的 安全 系 数 取 ２０ ．； 如采 用塑性 分 析 ，取 相对 于极 限载荷 的安 全系数 为 ２０ ． ，而第 ２分 篇 中为 １５ ． ；对 于应 力 分 类 限制 ， 屈强 比不 超过 ０７时 ，设 计应力 强度按 屈服 强度 除 ． 以 １５确定 ，屈 强 比大 于 ０ ７时 ，才考虑 屈 强 比的 ． ． 影 响 ，但第 ２分 篇 中 ，要 求 对屈服 强度 和抗拉 强度
２０ ０ １年
第２ ９卷
第 ３期
郑津 洋等 ：压力容嚣设 计技 术进展厦我 国应采取的对策
寿命 中涉及到所有与安全有关的因素，包括 ：①足 够 的强 度和 刚度 ，常 规设计 、分析 设 计和基 于 断裂 力学的设计 ；②运行和操作时的安全措施 ，密封性 能、安全排故 、设备表面温度 、不稳定流体分解和 安全联锁装置 ；③检验安全措施 ，设置人孔、手孔 或采取其它措施 ； ④排空与通风 ，避免水锤、难以 控制的化学反应，可安全地清洗 、检测和维修 ； ⑤
（ ）合格 评 定 ３ 承 压 设 备 投 入 运 行前 ，必 须
分别取材料设计系数 １５和 ３０ ． ． 。②材料必须做最
薄 弱 方 向的 冲击 韧 性 试 验 ，夏 比 ｖ 型缺 口冲 击 吸
收功的要求值大约为第 ２分篇规定值的 ２ 倍。⑧除
带 有 附加 安全装 置且 连续 操作 的实验容 器 外 ，所 有 容 器 都 应 做 疲 劳 分 析 。 若 容 器 不 满 足 “ 爆 先 未 漏” ，则 应按 断裂 力 学方 法计 算 疲 劳 寿命 ；若 容 器
压力容器设计方法的发展及其经济性分析教材
压力容器设计方法的发展及其经济性分析上世纪末和本世纪初，伴随着材料技术（特别是纯净钢冶炼技术），焊接技术，无损检测技术和计算机应用技术的高速发展，以及合格评审（符合性评审）管理技术的发展，压力容器的设计也有很大发展。
大体表现在以下五个方面：1.压力容器的设计更加精细化。
压力容器设计的核心问题是防范各种可能发生的失效模式。
在ISO/CD 16528中指出三类14种失效模式：即发失效中的5种失效模式，长期失效中的5种失效模式和循环载荷失效中的4种失效模式，在建立设计方法和设计准则时至少要考虑脆性断裂、延性断裂、接头泄漏、失稳（包括弹性和塑性的失稳）和蠕变断裂等5种最重要的失效模式，详见参考文献1。
2.明确设计的技术要求必须考虑8个方面：设计载荷、设计方法、设计裕度（即过去所谓的“安全系数”）、设计系数（即过去所谓的“焊缝系数”），检查方法，排液和放空、腐蚀和冲蚀以及超压保护。
3. 三种设计方法的发展：公式设计（DBF，Design by Formulas），分析设计（DBA，Design by Analysis）和实验设计（DBE，Design By Experiments）三种设计方法中尤以分析设计方法有很大发展。
三种方法中可采用其中的一种，或他们的组合。
实际上，每一部行之有效，实践证明是成功的压力容器规范都是几种设计方法的组合。
ASME VIII-1是公式设计和实验设计的组合，ASME VIII-2是公式设计和分析设计的组合。
对于几何形状正规，应力分布状态比较清楚的零件（例如：回转壳体），公式设计永远是最佳的选择。
公式设计不但简单易行，而且可以获得唯一解，这是它的最大优点。
但公式设计不能包括所有几何形状的零件。
ASME VIII-1公式设计的公式是根据最大主应力失效理论建立的，而ASME VIII-2（另一规则）的公式是根据最大剪应力失效理论建立的，二者不尽相同。
对于几何形状无公式可以精确计算或无确立的规则可以遵守，则允许采取实验设计，例如：在ASME VIII-1中允许采用基于屈服和基于爆破的试验进行设计。
浅谈压力容器设计方法
浅谈压力容器设计方法摘要：随着科学技术的不断革新进步，压力容器相关制造技术、工艺也在同步提升。
然而，在各种各样复杂多变的环境、因素等的影响下，加上压力容器自身的几何属性、硬度、刚度等因素的限制，使得压力容器的稳定性和可靠性问题是业内持久不变的热门课题。
然而纵观国内外，由于压力容器的问题所导致的各类生产生活隐患和事故，已经给人们的生命财产安危、企业发展等带来一定的影响和损失。
可以说，工业生产和人们日常生活，压力容器成为保障安全的第一道屏障。
基于此，笔者认为加强对压力容器的设计研究具有非常重要的现实意义。
关键词：压力器；可靠性；设计通俗来说，压力容器就是一切用来承担一定压力的密封性设备，往往被用于盛放液体或者气体物质，常见的如压力锅等。
而随着社会进步和人们生活水准的不断提升，压力容器的类型和样式也不断丰富，分类也更加具体和细化，如压力低度容器、中度容器和高度容器、超高压式容器等等；从盛放物质的性质来分，也被分为有毒活性、无毒惰性、剧毒等；也有从压力容器的施工方式进行分类的，如应变容器、传热容器、分隔容器以及储运容器。
尽管我国的压力容器领域在改革开放后得到空前发展，但由于快速发展也带来了这样那样的问题和难题，甚至有些产生了不好的影响。
一、压力容器设计概念压力容器设计对压力容器的工作情况有着深度的作用，在很大程度上作用到人们的人身资金安全，所以，对压力容器的设计探究应当更加了解、重视同时付出更多的财力与智力。
由于历史的进程与科技层次的持续增长，压力容器生成了新的发展走向，展现出下面的特点：体积渐渐地重型化，其属性有了较大的提升，在用材的挑选方面刚度更为大。
各种设计标准也渐渐地代替了已往的设计思维，对弹性失去作用的思考愈加充足与完整。
对于压力容器的制造来说，设计不但是首先同时是相当关键的步骤，设计质量的强弱对容器性能的好坏具有较大的影响。
二、压力容器设计中的常见难题（一）工作寿命设计里潜在的问题科学的工作寿命设计，会给压力容器作用的体现产生相当关键的影响，并且，这还有益于养护使用人员的人身正常安全。
压力容器应力分析设计方法的进展和评述
压力容器应力分析与设计方法的进展与评述压力容器的使用范围非常的广泛，在此基础上，我们一定更加重视其使用的效果。
其中，压力容器应力分析是重要的工作，所以，有必要讨论压力容器的应力分析和设计。
压力容器概述1.1.概念所谓压力容器是指含有气体或液体的容器，承载一定压力的密闭设备。
贮运容器、反应容器、换热器和分离器均属压力容器。
1.2.意图压力容器的意图十分广泛。
它是在石油化工学、能源工业、在国民经济的所有部门，如科学研究和军事工业中发挥重要作用的设备。
压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。
此外，还配有安全装置、表计及完全不同生产工艺作用的内件。
压力容器由于密封、承压及介质等原因，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的事故。
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。
分析和设计方法在ASME老版中分析和设计方法的全称是“以应力分析方法为基础的设计”,简称“应力分析设计”,再简称为“分析设计”。
它的特点是:2.1.需要对压力容器及其部件进行详细的弹性应力分析。
可以采用理论分析、数值计算或试验测定来进行弹性应力分析。
2.2.强度校核时采用塑性失效准则。
包括用极限载荷控制一次应力,以防止整体塑性垮塌失效。
一次应力和二次应力由安定载荷控制，最大总应力由疲劳寿命控制,以防止循环失效等。
2.3.根据塑性破坏准则对弹性应力进行分类。
2.4.根据等安全裕度原则确定危险性不同的各类应力的许用极限值。
综合起来可以说,“应力分析设计”它是一种基于弹性应力分析和塑性失效准则的应力分类设计方法。
近年来被简称为“应力分类”。
早期(老版中)的“分析设计”只包含这一种方法。
随着先进的力学分析方法和手段的不断成熟(即其有效性和可靠性达到实际工程应用的水平),ASME新版和欧盟标准都及时地扩充了“分析设计”采用的方法,同时对“分析设计”的含义也有所调整。
中华人民共和国压力容器技术的进步
中华人民共和国压力容器技术的进步
柳曾典
【期刊名称】《压力容器》
【年(卷),期】1989(000)001
【总页数】1页(P1)
【作者】柳曾典
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TH49
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压力容器应力分析设计方法的进展和评述
压力容器应力分析设计方法的进展和评述压力容器在工业生产中的应用越来越广泛，但是压力容器在使用过程中会受到制作反应介质压力等多种荷载压力的影响，要想使压力容器在使用过程中能够发挥出最大作用，并且提高其使用寿命，需要合理设计压力容器的各种荷载，通过分析压力容器在荷载作用下的用力变形，提出相关的改进措施，有利于提高压力容器的经济效益。
标签：压力容器;应力分析;设计方法压力容器通常情况下是储存液体、气体的密封设备，在使用过程中需要承载一定的压力，因此对压力容器的安全性提出了更高的要求。
合理分析压力容器的应力分析和选择合适的设计方法非常重要。
在确保压力容器的正常使用的前提下，在最大程度上实现压力容器的经济目标。
我国根据压力容器的使用情况，出台了相关标准以及技术要求等。
不断对压力容器进行改进，使压力容器的设计，制造，检验以及使用等环节都能得到充分保障，实现了压力容器的迅速发展。
1压力容器概述1.1概念压力容器是指盛装气体或液体的设备，需要承载一定压力的密闭设备。
压力容器主要包括：储运容器、反应容器、热换器以及分离器。
1.2用途压力容器的应用非常广泛，压力容器在石油化工，能源工业，科研与军工等国民经济各个部门都是非常重要的设备。
压力容器一般包括筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等部分组成。
另外，压力容器还配有安全装置、仪表设备以及配合生产工艺作用的内部原件，由于压力容器是密封、承压设备，因此在使用过程中容易发生爆炸，火灾等安全事故，从而造成人员伤亡和环境污染，因此需要合理运用压力容器，防止安全事故的发生。
2压力容器应力分析设计方法压力容器是工业生产中的重要工具，在工业生产中发挥着重要作用，但是压力容器在使用过程中也存在一定的危险性，会严重影响工作人员的人身安全以及周围环境，如果压力容器得不到较好利用，会造成严重后果。
压力容器应力是指受到外界因素的影响，在物体内部各种因素产生的相互作用，抵抗外因的作用，并试图使物体从变形后的位置恢复到原有位置，因此加强压力容器的应力分析是非常重要的研究课题。