压力容器论文篇（1）

（一）射线检测

射线检测技术一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊透等缺陷。另外，对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器多采用Ir或Se等同位素进行γ射线照相。但射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。

射线检测方法可获得缺陷的直观图像，对长度、宽度尺寸的定量也比较准确，检测结果有直观纪录，可以长期保存。但该方法对体积型缺陷（气孔、夹渣）检出率高，对体积型缺陷（如裂纹未熔合类），如果照相角度不适当，容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件，且检测成本高、速度慢，同时对人体有害，需做特殊防护。

（二）超声波检测

超声检测（UltrasonicTesting，UT）是利用超声波在介质中传播时产生衰减，遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。

超声检测既可用于检测焊缝内部埋藏缺陷和焊缝内表面裂纹，还用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。

该方法具有灵敏度高、指向性好、穿透力强、检测速度快成本低等优点，且超声波探伤仪体积小、重量轻，便于携带和操作，对人体没有危害。但该方法无法检测表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷，此外，该方法对缺陷的定性、定量表征不准确。

（三）磁粉检测

磁粉检测（MagneticTesting，MT）是基于缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。

在以铁磁性材料为主的压力容器原材料验收、制造安装过程质量控制与产品质量验收以及使用中的定期检验与缺陷维修监测等及格阶段，磁粉检测技术用于检测铁磁性材料表面及近表面裂纹、折叠、夹层、夹渣等方面均得到广泛的应用。

磁粉检测的优点在于检测成本低、速度快，检测灵敏度高。缺点在于只适用于铁磁性材料，工件的形状和尺寸有时对探伤有影响。

（四）渗透检测

渗透检测（PenetrantTest，PT）是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷，其方法是将液体渗透液渗入工件表面开口缺陷中，用去除剂清除多余渗透液后，用显像剂表示出缺陷。

渗透检测可有效用于除疏松多孔性材料外的任何种类的材料，如钢铁材料、有色金属材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷。随着渗透检测方法在压力容器检测中的广泛应用，必须合理选择渗透剂及检测工艺、标准试块及受检压力容器实际缺陷试块，使用可行的渗透检测方法标准等来提高渗透检测的可靠性。

该方法操作简单成本低，缺陷显示直观，检测灵敏度高，可检测的材料和缺陷范围广，对形状复杂的部件一次操作就可大致做到全面检测。但只能检测出材料的表面开口缺陷且不适用于多孔性材料的检验，对工件和环境有污染。渗透检测方法在检测表面微细裂纹时往往比射线检测灵敏度高，还可用于磁粉检测无法应用到的部位。

（五）声发射检测

声发射（AcousticEmission,AE）是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象。而弹性波可以反映出材料的一些性质。声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。

压力容器在高温高压下由于材料疲劳、腐蚀等产生裂纹。在裂纹形成、扩展直至开裂过程中会发射出能量大小不同的声发射信号，根据声发射信号的大小可判断是否有裂纹产生、及裂纹的扩展程度。

声发射与X射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于它是一种动态无损检测方法。声发射信号是在外部条件作用下产生的，对缺陷的变化极为敏感，可以检测到微米数量级的显微裂纹产生、扩展的有关信息，检测灵敏度很高。此外，因为绝大多数材料都具有声发射特征，所以声发射检测不受材料限制，可以长期连续地监视缺陷的安全性和超限报警。

（六）磁记忆检测

磁记忆(Metalmagneticmemory,MMM)检测方法就是通过测量构件磁化状态来推断其应力集中区的一种无损检测方法，其本质为漏磁检测方法。

压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素的影响，易在应力集中较严重的部位产生应力腐蚀开裂、疲劳开裂和诱发裂纹，在高温设备上还容易产生蠕变损伤。磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位，它采用磁记忆检测仪对压力容器焊缝进行快速扫查，从而发现焊缝上存在的应力峰值部位，然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相组织分析，以发现可能存在的表面裂纹、内部裂纹或材料微观损伤。

磁记忆检测方法不要求对被检测对象表面做专门的准备，不要求专门的磁化装置，具有较高的灵敏度。金属磁记忆方法能够区分出弹性变形区和塑性变形区，能够确定金属层滑动面位置和产生疲劳裂纹的区域，能显示出裂纹在金属组织中的走向，确定裂纹是否继续发展。是继声发射后第二次利用结构自身发射信息进行检测的方法，除早期发现已发展的缺陷外，还能提供被检测对象实际应力---变形状况的信息，并找出应力集中区形成的原因。但此方法目前不能单独作为缺陷定性的无损检测方法，在实际应用中，必须辅助以其他的无损检测方法。

二、展望

作为一种综合性应用技术，无损检测技术经历了从无损探伤(NDI)，到无损检测(NDT)，再到无损评价(NDE)，并且向自动无损评价(ANDE)和定量无损评价(QNDE)发展。相信在不员的将来，新生的纳米材料、微机电器件等行业的无损检测技术将会得到迅速发展。

参考文献：

[1]魏锋，寿比南等.压力容器检验及无损检测：化学工业出版社，2003.

[2]王自明.无损检测综合知识：机械工业出版社，2005.

[3]沈功田，张万岭等.压力容器无损检测技术综述：无损检测，2004.

[4]林俊明，林春景等.基于磁记忆效应的一种无损检测新技术：无损检测，2000.

压力容器论文篇（2）

2压力容器的安装管理

在压力容器的安装方面，必须确保该施工单位具备安装资格，能够在规定中汇过去安装的资格而进行安装。安装前期，安装单位需要将安装内容及强情况告知当地安全监督部门，确保设备安装正确以及设备的安全、合理使用。在安装特殊压力容器其容积不小于10m3的压力容器，如蒸球、生产装置中一并安装的其他压力容器，液化气储罐，医用高压氧舱等时，安装施工单位、使用单位必须向当地压力容器的安全监察部门申报，详细说明压力容器的名称、种类和数量、制造商、使用单位和部门、安装施工单位及安装地点等信息，办理相应的审批手续。

3压力容器的使用管理

为了保证压力容器的安全、优化、快速运行，必须要进行管理体制的改善，做到管理严格化、规范化，使压力容器在安全范围内使用、操作正确，同时具备合理、科学的保养工作，及时发现其存在的问题并加以解决，消除障碍，保证压力容器的安全运行。1）不仅要增强安全操作意识，还要具有专业的使用知识，在压力容器使用过程中按照规范及原则进行操作，严格掌握使用要求；2）操作人员在使用过程中，必须严格按照规范程序操作，保证顺序的准确性，认真操作及使用，在操作检查中，对设计工艺及操作内容进行监测，避免出现操作失误，严禁设计过程中对于压力、温度及负荷的不合理控制及违规操作，避免造成严重的事故，同时，遇到事故后禁止人工试探，以免造成严重的人员伤亡。日常检查首先检查操作温度、压力、流量、液位等参数指标有无异常；其次对法兰、防腐层、安全阀、爆破片等检查有无缺陷，最后检查紧急切断阀以及安全连锁、报警装置等安全附件是否灵敏和可靠。定期检验，形成日常维护与保养机制，及时消除“跑、冒、滴、漏”现象。对于企业来说，企业负责人或总工对压力容器的安全技术工作负责，任命具有压力容器专业知识的工程技术人员负责安全工作。设备动力部门是企业对压力容器安全技术管理的职能部门。

压力容器论文篇（3）

从广义上讲，凡盛装有压力介质的容器即为压力容器，也就是说，凡承受流体介质压力的密闭设备均可称为压力容器。压力容器是一种可能引起爆炸或中毒等危害性较大事故的特种设备，一旦发生爆炸或泄漏，往往并发火灾、中毒、污染环境等灾难性事故，所以压力容器比一般机械设备有更高的安全要求。

检验是压力容器安全管理的重要环节。压力容器检验的目的就是防止压力容器发生失效事故，特别是预防危害最严重的破裂事故发生。因此，压力容器检验的实质就是失效的预测和预防。现代无损检测的定义是：在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法。

一、各种无损检测方法的特点和选用原则

无损检测在承压设备上应用时，主要有以下四个特点：

(一)无损检测应与破坏性检测相结合。无损检测的最大特点是在不损伤材料、工件和结构的前提下进行检测，具有一般检测所无可比拟的优越性。但是无损检测技术自身还有局限性，不能代替破坏性检测。例如液化石油气钢瓶除了无损检测外还要进行爆破试验。

(二)正确选用实施无损检测的时间。在进行承压设备无损检测时，应根据检测目的，结合设备工况、材质和制造工艺的特点，正确选用无损检测实施时间。例如，锻件的超声波探伤，一般安排在锻造完成且进行过粗加工后，钻孔、铣槽、精磨等最终机加工前。

(三)正确选用最适当的无损检测方法。对于承压设备进行无损检测时，由于各种检测方法都具有一定的特点，不能适用于所有工件和所有缺陷，应根据实际情况，灵活地选择最合适的无损检测方法。例如，钢板的分层缺陷因其延展方向与板平行，就不适合射线检测而应选择超声波检测。

(四)综合应用各种无损检测方法。在无损检测中，任何一种无损检测方法都不是万能的。因此，在无损检测中，应尽可能多采用几种检测方法，互相取长补短，取得更多的缺陷信息，从而对实际情况有更清晰的了解。例如，超声波对裂纹缺陷探测灵敏度较高，但定性不准；而射线对缺陷的定性比较准确，两者配合使用，就能保证检测结果可靠准确。

各种无损检测方法都具有一定的特点和局限性，《承压设备无损检测》对无损检测方法的应用提出了一些原则性要求。

应在遵循承压设备安全技术法规和相关产品标准及有关技术文件和图样规定的基础上，根据承压设备结构、材质、制造方法、介质、使用条件和失效模式，选择最合适的无损检测方法。

射线和超声检测适用于检测承压设备的内部缺陷；磁粉检测适用于检测铁磁性材料制承压设备表面和近表面缺陷；渗透检侧适用于检测非多孔性金属材料和非金属材料制承压设备表面开口缺陷；涡流检测适用于检测导电金属材料制承压设备表面和近表面缺陷。

凡铁磁性材料制作的承压设备和零部件，应采用磁粉检测方法检测表面或近表面缺陷，确因结构形状等原因不能采用磁粉检测时，方可采用渗透检测。

当采用两种或两种以上的检测方法对承压设备的同一部位进行检测时，应符合各自的合格级别；如采用同种检测方法的不同检测工艺进行检测，当检测结果不一致时，应以危险度大的评定级别为准。

重要承压设备对接焊接接头应尽量采用x射线源进行透照检测。确因厚度、几何尺寸或工作场地所限无法采用x射线源时，也可采用r源进行射线透照。此时应尽可能采用高梯度噪声比(TI或T2)胶片：但对于抗拉强度大于540MPa的高强度材料对接焊接接头则必须采用高梯度噪声比的胶片。

二、压力容器制造过程中的无损检测

压力容器制造过程中的无损检测主要是控制容器焊接质量。

(一)射线检测

射线检测方法适用于压力容器壳体或接管对接焊缝内部缺陷的检测，一般x射线探伤机适于检测的钢厚度小于等于80mm，lr-192检测厚度范围为20～100mm，co—60检测厚度为40～200mm。

(二)表面检测

磁粉或渗透方法通常用于压力容器制造时钢板坡口、角焊缝和对接焊缝的表面检测，也用于大型锻件等机加工后的表面检测。

(三)超声波检测

超声检测法适用于厚度大于6mm的压力容器壳体或大口径接管与壳体的对接焊缝内部缺陷的检测。

三、在用压力容器的无损检测

在用压力容器检验的重点是压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素影响而产生的腐蚀、冲蚀、应力腐蚀开裂、疲劳开裂及材料劣化等缺陷，因此除宏观检查外需采用多种无损检测方法。

(一)表面检测

表面检测的部位为压力容器的对接焊缝、角焊缝、焊疤部位和高强螺栓等。铁磁性材料一般采用磁粉法检测，非铁磁性材料采用渗透法检测。

(二)超声检测

超声检测法主要用于检测对接焊缝内部埋藏缺陷和压力容器焊缝内表面裂纹。超声法也用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。由于超声波探伤仪体积小、重量轻，便于携带和操作，而且与射线相比对人无伤害，因此在在用压力容器检验中得到广泛使用。

(三)射线检测

x射线检测方法主要在现场用于板厚较小的压力容器对接焊缝内部埋藏缺陷的检测，对于人不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器通常采用lr-192或Se-75等同位素进行Y射线照相。另外，射线检测也常用于在用压力容器检验中对超声检测发现缺陷的复验，以进一步确定这些缺陷的性质，为缺陷返修提供依据。

(四)涡流检测

对于在用压力容器，涡流检测主要用于换热器换热管的腐蚀状态检测和焊缝表面裂纹检测。

(五)磁记忆检测

磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位，这些部位容易产生应力腐蚀开裂和疲劳损伤，在高温设备上还容易产生蠕变损伤。通常采用磁记忆检测仪器对压力容器焊缝进行快速扫查，以发现焊缝上存在的应力峰值部位，然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相分析，以发现可能存在的表面裂纹、内部裂纹或材料微观损伤。

(六)红外检测

许多高温压力容器内部有一层珍珠岩等保温材料，以使压力容器壳体的温度低于材料的允许使用温度，如果内部保温层出现裂纹或部分脱落，则会使压力容器壳体超温运行而导致热损伤。采用常规红外熟成像技术可以很容易发现压力容器壳体的局部超温现象。压力容器上的高应力集中部位在经大量疲劳载荷后，如出现早期疲劳损伤，会出现热斑迹图象。压力容器壳体上疲劳热斑迹的红外热成像检测可以及早发现压力容器壳体上存在的薄弱部位，为以后的重点检测提供依据。

参考文献：

[1]强天鹏主编，压力容器检验，2005

[2]美国ASME锅炉压力容器规范第v卷中国石油设备工业协会译

压力容器论文篇（4）

〔文章编号〕 1004―0463（2008）06（A）―0055―02

初中物理教材中告诉我们，液体深度为h处的压强P=?籽gh，也就是液体某一深度的压强只与液体的密度和深度有关。那么有如下的问题：有甲、乙、丙三个如图所示的容器，容器的高度均为h，底面大小相等，容器内盛满液体时，底部所受的压力和容器内的液体所受的重力大小不同是什么原因所致？

显而易见，三个容器底面所受的压力相等，而液体对容器底部的压力为F甲＞F乙＞F丙。也可以得出如下结论：（1）F甲＜G甲；（2）F乙＝G乙；（3）F丙＞G丙。对于结论（1）、（2）容易理解，因为甲图中的容器壁也可以承担液体的一部分重力。对于结论（3）则有可能持怀疑态度，就此问题我们来展开研究。

液体不仅对容器底有压强，对容器侧壁也有压强，所以，液体对容器侧壁也有压力。由压力的定义可知，压力的方向一定垂直于物体表面。再由容器的形状可知，容器侧壁为倾斜方向，所以液体对容器侧壁的压力方向为倾斜向上。由于液体对容器侧壁倾斜向上垂直表面的压力可用竖直向上和水平向外的两个分力代替，又容器为圆台形，容器的特点具有轴对称性，因而，在容器侧壁上任一处取一微小面积，都能找到与之对称的另一微小面积，且这两处微小面积上受到液体的压力各自分解在水平方向的两个分力大小相等、方向相反，而分解在竖直方向的两个分力方向都向上，所以，容器侧壁这两处微小面积上受到合压力的方向是竖直向上的。由此推理，则液体对整个容器侧壁压力的方向也是竖直向上的。

最后，根据物体间力的作用是相互的，丙图容器侧壁对液体也有力的作用。

由于液体对容器侧壁合压力的方向为竖直向上，整个容器侧壁对液体的合力的方向为竖直向下，且此力的作用效果最终压在容器底面上。又因为物体的重力方向总是竖直向下的，且根据容器侧壁的形状，侧壁不可能支持一部分液体的重力，所以，丙图容器内所有液体的总重力一定以竖直方向全部压在容器底部。容器底部受到的压力必等于这两部分压力之和。这就很容易说明为什么丙图容器底部受到的压力大于容器中液体的总重力。

如果设液体的总重力为G，容器底部受到的压力为F，侧壁对液体的压力F′（大小与液体对侧壁的压力相等），则应满足如下关系式:

F=G+F ′

压力容器论文篇（5）

中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（a）-0084-01

压力容器作为广泛应用于电力、航天、化工、石油、能源等诸多工业部门的一个重要部件，同样也是一种极易发生重大事故的特殊设备。目前大部分压力容器都采用焊接方法制造，但是由于运行条件、焊接工艺以及焊接结构固有的缺点，几乎所有的压力容器都不可避免的存在各种缺陷，如母材中的冶金夹层、未焊透、夹渣、焊缝中的气孔等，因此，压力容器的安全评定技术的研究和应用历来受到各部门和有关学者的重视。本文中，笔者将阐述目前常用的压力容器安全评定技术，并探讨压力容器安全评定技术的发展趋势。

1 目前常用的压力容器安全评定技术

（1）弹塑性断裂力学评定方法。该方法以弹塑性断裂力学为基础，主要有J积分理论法和裂纹尖端张开位移法（COD法）。Rice于1968年提出J积分评定方法，该理论利用与路径无关的，避开裂纹尖端的能量积分J来描绘裂纹尖端的应力应变场，判断依据为，其中为材料相应的临界值，J积分评定方法不仅适用于大范围全面屈服的情况，还适用于小屈服、线弹性的情况，并且较裂纹尖端张开位移法更可靠；裂纹尖端张开位移法作为20世纪70年代国际缺陷评定规范主要采用的评定方法，该方法是WELLS于1965年提出，认为当张开裂纹位移达到时，压力容器的裂纹就会开裂，其中材料的临界张开位移以试验测量为准，与试件的形状、厚度无关，因此该方法在应用中存在一定的局限性。

（2）线弹性断裂力学评定方法。线弹性断裂力学将结构视为一个不发生屈服的完全弹性体，并假设结构存在裂纹，描述无限板中心穿透裂纹模型得到裂纹尖端应力场分布规律，研究材料临界应力强度因子与裂纹尖端的应力场强度因子K之间的关系，因此也称为K判据，其评定依据为≤。当计算得到的裂纹尖端的应力场强度因子K不满足上述依据时，压力容器就可能发生脆性断裂，此时就需要采取积极的预防措施。该方法适用于脆性材料或者塑性区尺寸较小的金属材料，当金属材料的塑性区很大，甚至端部塑性区尺寸已经接近裂纹本身尺寸时，该方法已经不再适用。

（3）失效评定图法。英国中央电力局在《带缺陷结构的完整性评定》中提出了失效评定图技术，随后美国电力研究院将材料应变硬化的阻力曲线应用于分析裂纹稳定扩展的全过程，并提出了严格的失效评定曲线，1986年，美国电力研究院以J积分为基础，考虑材料的应变硬化效应，抛弃通过立项塑性材料窄条区屈服模型得到失效评定图的方法，建立了失效评定的三种选择。目前世界各国的压力容器缺陷标准都在向美国1986年板的缺陷评定规范靠拢。

（4）疲劳断裂评定方法。疲劳裂纹稳定扩展阶段作为疲劳裂纹扩展的第二阶段，此阶段也决定了含裂纹压力容器的的疲劳寿命，目前疲劳裂纹稳定扩展阶段的扩展速度以及含裂纹构件的疲劳速度都可以由Pairs公式精确计算。对于压力容器接管处的高应变区疲劳寿命较短，最大应变接近屈服应变，应变幅度很大，此种应变疲劳问题可以应用裂纹尖端张开位移法理论或者J积分理论进行研究。

2 压力容器安全评定技术的发展趋势

（1）疲劳方法的应用。2000年PD 6539：1994与PD 6439：1991发表了合并后的BS 7910：1990修订版，该标准总结了近年来大量钢材在海水和空气总疲劳裂纹扩展实验数据，推出了新的疲劳裂纹扩展率，得到了更为准确的应力比R的修正法和两端Pairs关系式，并加入环境因素，给出了较高温度下的疲劳裂纹扩展，海水环境中无阴极保护和有阴极保护时的新的推荐方法。

（2）智能方法。因为工程结构一般存在大量的不确定性，然而传统的断裂力学研究都以确定性实践为前提，据研究采用模糊的数学方法对工程问题进行模糊处理，可以很大程度上提高压力容器的安全性评定的可靠性，随着智能方法在人工神经网络技术等领域的应用，针对影响压力容器的众多因素建立模糊模型必然成为下一步发展趋势。

（3）概率方法。美国一些研究人员于20世纪80年代将概率统计理论与确定性断裂力学理论想结合产生了概率断裂力学，并应用于压力容器的可靠性评估。基于概率断裂力学失效方法能够降低经验因素的影响，能够客观反映评定参数的不确定性，提高分析的安全性和准确性。近年来，Rahman.M建立的对含纵向腐蚀缺陷压力管道的结构可靠性理论，目前国外一些先进国家已将其应用于指定寿命下高可靠性主动设计中，具有较高的工程应用价值，但是我国新标准还未将其纳入其中。

（4）体积型缺陷评定图方法。近年来，随着断裂力学评定技术的发展，特别是最新版的缺陷评定规范在有屈服平台的非连续屈服材料和无屈服平台的连续屈服材料中的应用，推动了失效评定技术向体积型缺陷评定图技术方向发展。

3 结语

综上所述，压力容器的安全性评定方法种类很多，包括弹塑性断裂力学评定方法、线弹性断裂力学评定方法、失效评定图法、疲劳断裂评定方法等，而且随着断裂力学理论、计算机技术、故障和缺陷在线诊断技术、传感技术的发展，压力容器安全评定技术也在不断的革新，相信不久的将来，我国也会形成自己的压力容器安全评定和监测监控技术体系。

参考文献

[1] 候向陶，王鹏，孙振超.压力容器安全评定技术研究综述[J].河南科技，2012（1）.

[2] 淡勇，高启荣.压力容器安全性评定技术进展[J].化工机械，2011（6）.

压力容器论文篇（6）

中图分类号：TM41 文献标识码：A

一、引言

由于变压器油中微水含量及氢气、乙炔气含量影响变压器油的电气及理化性能，对变压器的正常运行起着负面影响，克拉玛依油厂采取了脱水脱气工艺对微量水、氢气及乙炔气进行脱除。本文主要介绍了脱水脱气工艺的工艺过程及工艺条件，通过分析数据说明了脱水脱气工艺的可靠及稳定性

变压器油主要用于变压器、电抗器、互感器、油开关等充油电气设备中，起到绝缘和散热冷却等作用。水分对绝缘介质的电气性能和理化性能都有极大的危害。首先，水分会降低油品的击穿电压，当油中含水量为0.01%时，击穿电压约15KV，当水含量增加到0.03%时，击穿电压降到6KV左右。同时水分对介质损耗因数也有明显的影响，随油品水含量增加，介质损耗因数增加。当油中水含量为0.02%时，介质损耗因数约0.01，当油中水含量增加5倍即0.1%时，介质损耗因数会增至为0.021。此外水分还会促进有机酸对铜、铁等金属的腐蚀作用，产生的皂化物会恶化油的品质，增加油的吸潮性，对油的氧化起促进作用。一般认为受潮的油比干燥的油老化速度要快2～4倍。

变压器油在生产加工过程中就含有一定量水分，石油产品成本有一定程度吸水性，在包装运输和储存管理过程中，如果管理不妥会从大气中或与水接触时，溶解和混入一部分水，变压器油的吸水能力与其组成以及所处温度环境有关，一般来说，在20℃时变压器油溶解水能力约40μg/g，通过工业脱水装置可使变压器油含水量降到10μg/g以下，油品的吸潮性随空气相对湿度和油温呈线性增加。不同化学组成的油品，其吸水性可相差数十个μg/g，油中芳烃含量越多，相对说来油品的吸潮性越高，油内存在某些极性分子也能增加油品的吸潮性。

一般变压器油并不含乙炔等气体，但有的生产厂大气污染较重，大气中含有乙炔等气体，难免溶解在变压器油中，由于变压器油在装入变压器之前都要进行真空脱气，一般可以达到装变压器的要求。

为了控制变压器油的微水及气体含量，避免变压器油的电气及理化性能受到影响，克拉玛依油厂实施了变压器油脱水脱气工艺。

二、变压器油脱水脱油工艺过程

1.工艺流程

变压器油原料油进入容-1，进行第一次循环：容-1变压器油经换热及脱气脱水后，进入容-2，循环结束后，容-1中的变压器油脱气脱水后全部进入容-2；进入第二次循环：容-2油经换热及脱气脱水后全部进入容-1，第二次循环结束。全部过程历时48小时。

2.工艺条件

在变压器油整个脱气脱水过程中，采取了氮气密封系统，以避免大气中的水份、氧气及其他杂质进入油中，具体条件如下：

2.1氮气密封系统的投用：在整个脱水脱气过程中，氮气密封可以很好的防止水份、氧气和其它杂质的侵入，保证脱气脱水的效果。系统氮气进入脱气脱水装置后，由压力表测其压力，通过减压阀降至0.16MPa后，氮气通过压力调节阀进入容-1（或容-2），压力设定为0.015kg/cm2。当进油时，空气被压缩，压力升高，当压力大于0.02 kg/cm2时，压力调节阀自动开启，氮气外放卸压，压力低于0.02 kg/cm2时自动关闭。容-1和容-2氮气密封系统互为备用。

2.2油品的升温：当变压器油原料从罐区被输到容-1，控制油位液面在油罐上半部时，停止进油，关闭相应阀门并准备升温循环脱水。打开净油机的循环阀门及油出口阀门，启动净油机的给油泵。变压器油原料自净油机流入换热器，与壳程中的热水换热升温，换热后，油品进入容-1（或容-2）。当容-1的温度指示为55℃时，开启净油机的加热系统，准备恒温脱水。

2.3恒温脱水：恒温脱水时，净油机严格按照《TORP―Ⅵ―6型净油机使用说明书》操作。主要技术参数为：流量6吨/小时，运行温度控制在55±2℃，工作真空度控制10Pa至50Pa，当净油机主要技术参数到位12小时后，从容-1（容-2）中部取样分析，先测含水，指标要求为低于10ppm，含水分析合格后再测其它指标，含气≤1%，清洁度NAS≤6%，介损≤0.002，击穿电压≥60KV，分析合格后停止脱水。

2.4贮输：容-1（或容-2）分析合格后，可以用鹤管直接装车或贮存在容-1（或容-2）中，本系统已经预留了密闭装车氮气线。

2.5其它：经计算，处理一批油约需要48小时，处理能力为6000-7000吨/年。

3.工艺参数

变压器原料实验油量： 50吨

脱水机控制温度： 55±2℃

真空度： 脱水机两级真空全开，真空度控制在10-50Pa之间。

4.取样要求

4.1容-1循环前各点取样一次。

4.2真空泵开启后每6小时取样一次，由化验室取样进行微水及气体分析。

三、实验分析数据

分析结果可知，目标气体：氢气和乙炔气实验结束后都未检测出，从相关数据中可以看出，微水含量达到指标要求，小于10 ug/g。耐压随着工艺过程的进行逐步升高，击穿电压达到大于60KV的目标；介损随工艺过程进行呈下降趋势， 介损达到小于0.002%的目标。

随着脱气脱水的进行，目标气体：氢气和乙炔气含量都为未检测出，可以看出微水含量达到指标要求，小于10 ug/g。耐压随着工艺过程的进行逐步升高，击穿电压达到大于60KV的目标；介损随工艺过程进行呈下降趋势， 介损达到小于0.002%的目标。

四、问题与结论

1.油品中的微量水与油品保存环境有很大的关系，如环境温度、湿度、是否敞口、是否氮气保护等。

2.从分析数据得知，真空脱气对CO2、CH4、C2H6气体的脱出，有效果，不明显。

3.从分析数据可以得出，真空脱气对目标气体的脱出有明显的效果，例如：H2、C2H4、微水。

4.从两次实验结果看，目的物质都能达到目的要求，两次实验重复性较好。

5.克拉玛依油厂普通变压器油中不含有乙炔气和氢气，真空脱气脱水可以达到实验目的。

6.通过脱气脱水实验，证明通过生产厂的脱气脱水工艺的应用及氮封液袋包装可以实现客户现场装油的目标。

参考文献：

[1] 蓝毓俊,姜益民,凌颖洁.大型变压器油流带电现象的分析和处理[A]. 加入WTO和中国科技与可持续发展――挑战与机遇、责任和对策（上册）[C]. 2002

[2] 大型变压器油带电倾向性检测方案及检测仪器[A]. 湖北省电机工程学会电厂化学专委会2007年学术年会论文集[C]. 2007

[3] 马卫平,李绍英,程方晓,朴真三,孙天利,刘贤忠,姚丽丽.微生物对大型变压器油介损影响的研究[A]. 新世纪 新机遇 新挑战――知识创新和高新技术产业发展（下册）[C]. 2001

压力容器论文篇（7）

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

0 引言

随着现代经济的发展，石油化工设备日益大型化和高参数化，所消耗的钢材量，越来越大，同时也给制造带来很大困难。受压容器的横截面通常设计成圆形的，但为了满足特殊的工艺，设备设计和制造方面的要求，也需要设计成承受内压的非圆形截面的结构。本文所要探讨是指带圆角的长、短矩形截面压力容器。

1 研究方案

本设计是采用ANSYS有限元线性结构静力学分析方法对矩形截面压力容器的应力进行数值模拟。有限元分析是对物理现象的模拟，也是对真实情况的数值近似。通过对分析对象划分网格，求解有限个数值来模拟真实情况下的未知量。其中，结构静力学分析主要用来分析由于稳态外载荷而引起的系统或零部件的应力、应变、位移和作用力等，它的操作步骤通常包括以下几个环节：

建模。首先要指定文件名和分析标题，然后通过前处理器定义模型的几何元素、单元类型、实常数、材料参数，或者从外部的CAD系统导入模型文件；

设置求解控制，即网格划分。

施加约束与载荷；

求解；

检查分析结果。

在使用ANSYS进行应力数值模拟过程中，我分别建立带圆角的长、短矩形截面压力容器的三维模型，通过分析与比较，探讨矩形截面容器的变形特点与应力分布规律，为此类压力容器的设计提供参考。

2 利用ANSYS9.0进行应力数值模拟的过程

为了探讨矩形截面压力容器的变形特点与应力分布规律，在这里我将利用ANSYS9.0对不同尺寸的矩形截面容器分别进行建模分析与应力数值模拟，主要分为如下2个部分：

（1）带圆角的长矩形截面压力容器的三维求解过程

具体例子：已知一个矩形截面容器的材质为Q235-A，泊松比μ＝0.3，弹性模量E＝2.04×105MPa，其宽×高×长为50×50×650mm，壁厚t＝2.6mm，圆角半径r=3.4mm，内压Pi=0.491MPa。这是一个容器长度与横截面内侧边长之比大于4的壳体。考虑到容器的对称性，可以建立1/8模型，即针对三个面围成一个立体角作为研究对象。求解结果：如图a。

（2）带圆角的短矩形截面压力容器的三维求解过程

具体例子：已知一个矩形截面容器的材质为Q235-A，泊松比μ＝0.3，弹性模量E＝2.04×105MPa，其宽×高×长为100×70×150mm，壁厚t＝2.9mm，圆角半径r=4mm，内压Pi=0.294MPa。这是一个容器长度与横截面内侧边长之比小于4的壳体。操作步骤与（2）节类似。求解结果：如图b。

( a ) ( b)

3 带圆角的矩形截面容器常规计算

带圆角的矩形截面容器如图所示，容器侧板和圆角厚度相同，圆角半径r大于等于侧板厚度的3倍。

按照理论公式分别计算带圆角的长、短矩形截面容器，具体例子如下：

（1）长矩形截面容器

已知材质为Q235-A的矩形截面容器在常温下的许用应力[б]t=113MPa，焊接系数φ＝0.85（双面焊缝局部探伤）。内压Pi=0.491MPa，圆角半径r=3.4mm，壁厚δ1＝2.6mm，长边（不包括圆角区）长度之半L＝22.4mm，短边（不包括圆角区）长度之半l1＝22.4mm，Ls＝1mm，无因次参数a3=L/l=1mm，无因次参数ψ＝r/l1=0.14，c＝-δ1/2＝-1.3mm，截面惯性矩I1= Lsδ113/12＝1.465，MA＝-60.396（N mm），K3＝-123。

小结：由计算结果得知，内压作用下的长矩形截面容器的应力值满足要求。

（2）短矩形截面容器

已知材质为Q235-A的矩形截面容器在常温下的许用应力[б]t=113MPa，焊接系数φ＝0.85（双面焊缝局部探伤）。内压Pi=0.294MPa，圆角半径r=4mm，壁厚δ1＝2.9mm，长边（不包括圆角区）长度之半L＝46mm，短边（不包括圆角区）长度之半l1＝31mm，Ls＝1mm，无因次参数ψ＝r/l1=0.13，c＝-δ1/2＝-1.45mm，截面惯性矩I1= Lsδ113/12＝2.03，MA＝-168.785（N mm），K3＝-574.100。

小结：由计算结果得知，短矩形截面容器的应力值在长边侧板与圆角区均超过最大的许用应力值。

4 结论

本设计假设条件忽略温度变化、焊缝与开孔削弱等因素影响，采用ANSYS9.0有限元结构线性静力学来分析对称性的矩形截面压力容器的变形特点与应力分布情况。

在建立三维模型分别对长、短矩形截面压力容器进行应力数值模拟过程中发现，在内压作用下的壳体变形主要都是发生在侧板的中心部位，端盖板的变形不显著；最大应力出现在壳体两侧板相连接的圆角边的中心处。

通过前后对比分析可知，在相同材质、不同的尺寸和内压作用下，受轴向长度影响的带圆角矩形截面容器产生的变形会有所不同：长矩形容器在侧板的最大变形值为0.021434mm，端盖板的最大变形值约是0.01207mm；短矩形容器在侧板上的最大变形值为0.187632mm，端盖板的最大变形值约是0.168E-4mm。由此可见，尽管长矩形容器受到的内压作用较大，其变形量较小；而当容器较短，即容器轴向长度与其横向尺寸之比小于4时，壳体端盖的支承作用增加了结构的刚性，降低了弯曲应力。

在分析应力分布情况时，无论轴向长度与横向尺寸的比值是否大于4，矩形截面容器上的最大应力集中在两侧板相连接的圆角边的中心处，并且其侧板的中间局部区域以及圆角边的中心处有较大的应力值；最小的应力值是在顶角处。

按照常规计算规定的前提条件是不适宜用于本设计书提出的两个不同具体实例计算，从中说明常规计算分析方法的局限性与保守性。由参考文献[5]的实验值与理论计算值叠加的应力值与ANSYS分析结果有较好的一致性，说明利用ANSYS对矩形截面容器进行应力的数值模拟有一定的参考利用价值，为工程设计提供了一种有效的途径。

参考文献

[1]《钢制压力容器》GB150—1998

[2]《带加强肋的薄壁矩形容器强度计算.压力容器》，曾昭景、高家驹、顾其寿,1987年

[3]《承受内压的矩形结构轴向长度影响的探讨.压力容器》，曾昭景、高家驹、顾其寿，1988年1月

[4]《非圆形截面容器计算.压力容器》，张映、洪锡刚，1988年3月

[5]《矩形截面容器中的应力与设计.石油化工设备技术》，洪锡刚、廖景娱、张迎,1989年

[6]《内压异形壳体简便计算法.压力容器，》吴武,1992年5月

[7]《内压非圆形截面容器设计及校核的PC机软件编制.化工装备技术》，吴武、汤进举,1994年

[8]《低压矩形截面容器的设计计算.化工机械》，孙功昌,1991年8月

压力容器论文篇（8）

关键词：电阻分压器；电子式电压互感器；杂散电容

中图分类号：TM934.16 文献标识码：A

1概述

为了能够使电能正常的使用，不影响电网供电的稳定安全带的工作，所以需要用电压互感器来对其进行保护，无论是测量的准度还是自身使用的可靠方面都能够成为保护电能的重要组成并且对于电力的及时供应起到了一定的作用。最多使用在电力系统的电业互感器是电磁式，它的优点是能够测量到相对更大的范围，测量的结果准确度可以符合电能保护的需要，对于该种电压互感器生产技术比较成熟，自身性能很好，以及规范化的校验。因为受到了传感机理的约束使其也存在着诸多不便，首先体积庞大不易随时移动，其次动态范围小，最后容易因磁力震动导致短路现象的出现。之后出现的微电子技术虽然在一定程度上克服了电磁式装置的缺点，却不能够与电力的自动化相匹配。相继出现的集中形式都不同程度上存在着工作缺陷，最终出现了电阻式，它体积小重量轻可进行移动、但依然存在着影响因素不能使结果更精准。本文将着重分析其影响因素并对此进行解决分析。

2 原理及结构

10kV电子式电压互感器的结构如图1所示。互感器主要由电阻分压器、传输系统和信号处理单元组成。电阻分压器由高压臂电阻R1、低压臂电阻R2 和过电压保护的气体放电管S 构成，低压臂电阻R2 的下端与带螺纹的接地嵌件连接，从而通过接地嵌件实现可靠接地。电阻分压器作为传感器头，主要将一次母线电压成比例转换为小电压信号输出；传输单元由双层屏蔽绞线和连接端子构成，主要将分压器输出信号传递到信号处理单元，同时实现外界电磁干扰屏蔽功能；信号处理单元主要由电压跟随、相位补偿和比例调节电路组成，实现电压互感器的阻抗变换、相位补偿和幅值调节功能，使得互感器输出信号满足IEC6004-7 的准确度要求。

3 传感器误差分析

3.1 电阻特性影响

由图1可知，理想电阻分压器的二次输出电压为

U2＝■U1（1）

式中 U1-一次母线电压；U2-电阻分压器低压臂输出电压

电阻分压器的分压比为

k=1+■（2）

分压器电阻在外加电压增加到一定值后，电阻的阻值随电压的增加而减小，从而影响分压比的稳定性。电阻随外施电压的变化阻值发生改变的非线性程度用电压系数αV 表征

aV＝■（3）

式中R，R0-外施电压为U和U0时电阻的阻值由于电阻分压式互感器在运行时，电压主要降落在高压臂电阻R1上，考虑电阻电压系数影响时分压器的分压比为

k=1+|■（4）

电压互感器在受到系统运行过程中因断路的电压谐振电压以及雷击等电压而强大冲击，从而影响其使用的稳定性，过压会超过高压臂的系数的波动范围。基于这种情况，在使用时可以将打压系数大的电阻器更换为电压系数小的电阻器，并且电阻分压器自身的稳定性能一定要符合要求。同时，分压器的电阻还会因为外界的自然温度的变化而随之变化，也不利于互感器正常的工作。温度对分压器影响可表示为

?坠k=1+■(5)

式中 α T1，α T2-高低压臂电阻的温度系数从式（5）可知，传感器的分压在分压器高低压臂温度值相同的情况下是不会变化的，而这仅仅在公式理论中成立，到现实的工作中，很难使得二者的数据完全吻合，所以为了避免此类事情发生，虽然不能保持一致，但可以为分压器高低压臂选择小温度系数的电阻器已达到相对比较稳定的效果。

通过以上分析我们可以得出以下结论，首先在使用电子是电压互感器时，需要注意的因素有阻温度系数、电压系数、电阻性能稳定性和可靠性等，只有使各个因素满足具体的实际情况才能保证测量的稳定性和准确性。

10kV 和35kV 电压等级的电子式电压互感器主要选用高稳定性的厚膜电阻作为分压器的高低压臂电阻。根据IEC 60044.7《电子式电压互感器》的要求，对厚膜电阻进行了1min 的交流耐压试验和正负极性各15 次的标准雷电冲击试验，试验前后阻值的相对变化小于10.5，满足测量0.2 级准确度要求；考虑到电阻经受的电压冲击主要来自于中压系统的开关操作过电压，而且开关柜正常运行的时间为几十年，电压冲击次数相当多，同时对厚膜电阻进行了冲击次数在104～105 量级的双极性和单极性冲击电压试验，试验结果表明选用高稳定性的厚膜电阻，冲击试验前后阻值相对变化为10.3，厚膜电阻适合用于电力系统中压等级的电压测量。

3.2 杂散电容影响

在高压测试中，电阻对地杂散电容也对分压器性能产生很大的影响，图2 为考虑分压器本体对地杂散电容和对高压部分的杂散电容时的等效电路。

从图中我们可以看出，经过对地杂散电容使原本应通过电阻的一部分改为经对地杂散电容而直接分到地，造成分压器低压臂运行的时实际值与理论估算值相差的原因是分流使更多的电压停留在分压器的上部，所以如果在使用过程中出现对地杂散电容那么对于电压互感器有很大的影响力，为了保证互感器能够更精准在实际中应该尽量减少分压器对地杂散电容的出现率。而无法减少数量的时候可在分压器上加入屏蔽系统，是电压不再集中，四散分布开，同时产生更多的电流来弥补被引入地的电流。需要注意的事，对地杂散电容不仅仅只停留在表面，还有很多隐藏在运行的环境之中需要引起我们的注意，比如墙壁内、金属板以及很多电压设备等都可能存在，如果没能及时注意就会对最终的测量结果有影响，如果发现了这类问题可以通过低压屏蔽，从而降低对于互感器的影响。

结语

本文实现了一种基于电阻分压器的电子式电压互感器，测试结果表明其准确度满足IEC60044-7的0.2 级要求。对于电阻特性、互感器杂散电容对电子式互感器性能的影响，采取了以下措施提高基于电阻分压器的电子式电压互感器的测量准确度：

采用高稳定、低电压系数和低温度系数的厚膜电阻器作为分压器的高低压臂，从而减少冲击电压和环境温度对EVT 的性能影响。

在电阻分压器的高压部分安装屏蔽罩，可以补偿传感器对地杂散电容的分流，减小对地杂散电容对电子式电压互感器准确度的影响。

在电阻分压器的低压部分装设屏蔽罩，可以有效控制传感器的对地杂散电容，减少互感器运行环境不同对其性能的影响。

参考文献

压力容器论文篇（9）

[中图分类号]S951.4+3

[文献标识码]A

[文章编号]1672—5158（2013）05—0139—01

1概述

压力容器投入运行之前，要经过设计、制造、检验、安装、运行监督和维修等多个环节，设计是压力容器制造和安装的依据，是一个十分重要的环节。压力容器的设计要遵照一定的标准和规范，按我国标准化法的规定，标准可分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。压力容器的规范和标准为了适应设计、制造和检验各个方面的发展，定期进行审查并做出修订。

2压力容器的设计要求

压力容器主要应用于石油、化工产业，该产业生产过程非常复杂，设备生产工艺过程中任何设备出了事故都会影响产品质，或使生产无法继续进行，甚至会危及设备和人身的安全。因此石油化工用压力容器一般需要满足以下几个方面的要求。

2.1保证完成工艺生产

石油化工压力容器必须能承担工艺过程所要求的压力、温度及具备工艺生产所要求的规格（直径、厚度、容积）和结构（开孔接管、密封等）。

2.2运行交全可靠

化工生产的物料往往具有强烈的腐蚀性、毒性，容易燃烧引起火灾，甚至发生爆炸等恶性事故压力容器工作时内部储存着一定的能量，一旦发生破坏，容器内部储存的能量将在极短的时间释放出来，具有极大的摧毁力。

2.3预定的使用寿命

影响石油化工用压力容器使用寿命的主要因素是化工物料对壳体结构材料的腐蚀，它会使容器器壁减薄甚至烂穿，因此在设计容器时必须考虑附加腐蚀裕量来保证满足使用年限的要求。

2.4制造、检验、交装、操作和维修方便

这一要求的目的，一方面是基于安全性的考虑，因为结构简单、易于制造和探伤的设备，其质量就容易得到保证，即使存在某些超标缺陷也能够准确地发现，便于及时予以消除；其次，这样做的目的也是为了满足某些特殊的使用要求，如对于顶盖需要经常装拆的试验容器，要尽量采用快拆的密封结构，避免使用笨重的主螺栓连接；又如对于有清洗、维修内件要求的容器，需设置必要的人孔或手孔；再是，这佯做自然会带来经济上的好处，可以降低容器的制造成本。

2.5经济性

压力容器的设计，要尽量结构简单、制造方便、重量：轻、节约贵重材料以降低制造成本和维修费用。

3压力容器的设计方法

3.1常规设计

常规设计的理论基础是弹性失效准则，认为容器内某一最大应力点达到屈服极限，进入塑性，丧失了纯弹性状态即为失效。在应力分析方法上，是以材料力学及板壳薄膜理论的简化计算为基础，不考虑边缘应力、局部应力以及热应力等，也不考虑交变载荷引起的疲劳问题。所有类型的应力均应采用同一的许用应力值（通常为1倍许用应力）；为了保证安全，通常采用较高的安全系数，以弥补应力分析的不足。

3.2分析设计

随着压力容器参数的增高，高强钢的采用以及近代计算与试验技术的发展采用弹性失效的观点使许多问题难于解决，常规设计的结果过于保守，设计的结构尚有很大承载潜力。为了适应现代压力容器的发展，必须采用新的失效观点来解决这些问题。分析设计放弃了传统的弹性失效准则，采用了弹塑性或塑性失效准则，合理地放松了对计算应力的过严限制，适当地提高了许用应力值，但又严格地保证了结构的安全性。

我国的分析设计的标准为JB4732-95《钢制压力容器一分析设计标准》，是以第三强度理论即最大剪应力理论为基础，认为不论材料处于何种应力状态，只要最大剪应力达到材料屈服时的最大剪应力值，材料就发生屈服破坏。对于压力容器设计所采用的失效准则，除弹性失效准则、弹塑性失效准则和塑性失效准则外，还有爆破失效、断裂失效以及可靠性设计等。

4压力容器设计中要注意的几个问题

4.1材料的选择

化工用钢材的选用必须考虑设备的设计压力、设计温度、介质特性、材料的焊接性能、冷热加工性能、热处理以及容器的结构外，还需要考虑经济合理性。盲目地提高钢板等级是错误的。

当设计压力较高、结构尺寸较大而使设备壳体壁厚较大时，如壳体材料仍选用碳素钢（如Q235）将导致壁厚增大、质量增加，不仅多用金属材料，而且导致制造、运输、安装、土建基础等的费用提高，因而提高了总的工程造价。一般在以强度控制为主的情况下，当壳体壁厚超过8mm时，应优先选用低合金钢。当设计压力较小、直径较大、以刚度控制或以结构设计为主时，应尽量选用普通碳素钢。

4.2制造和检验与验收

圆筒钢材厚度凡符合以下条件者：碳素钢、16MnR的厚度不小于圆筒内径Di的3%；其他低合金钢的厚度不小于圆筒内径Di的2.5%。”对此项要求，大多设计者在设备主体简体的设计中基本上都注意到了，但在接管的设计中却容易忽视。例如：设计单位对d426m m×14 m m、d 530 m m×16 m m的卷制接管不提热处理要求等。容器的简体不需要热处理时，往往会忽视了对厚度超限的卷制接管、人孔接管提热处理要求。

小直径压力容器B类焊缝无损检测比例及长度在小直径压力容器设计过程中，一般都尽量采用无缝钢管作简体，这样就省去了卷筒及纵缝无损检测的工序，且缩短了制作周期，也节省了成本。但在制造过程中，其B类焊接接头的无损检测在检测要求上只进行20%RT，如一台用d 325 mm×8 m m的无缝钢管制作的压力容器，B类焊接接头作20%RT，双臂单影透照法，其检测长度为205mm。一次透照有效长度210mm，由此可见，作20%RT只需用一张片即可，但其探伤长度却不足250mm，对d325mm以上的规格更是如此。而GB150中10.8.2.1“B类焊接接头无损检测长度不得少于各条焊接接头长度的20%，且不小于250mm"，而图样上未注明不少于250mm。

5结束语

压力容器的设计必须遵循有现行设计规范，同时设计者应在满足设计任务目标要求的前提下提出最佳的设计方案，使其满足功能需要，安全可靠，节约成本。在压力容器的设计、制造、检验过程中，经常会有一些对压力容器的法规、标准、规范理解不透彻的地方，因而会出现很多像上述例子的错误。对此，我们应不断地分析、总结、学习。同时，同行业应加强经验、技术交流，熟悉各项标准、规范，才会尽量不犯原则性的错误，业务水平才会不断提高。

参考文献

[1]高峰.压力容器的常规设计和分析设州JI.科技致富向导.2012.21

[2]莫斯，陈允中.压力容器设计手册[M].北京：中国石化出版社.2006.03

压力容器论文篇（10）

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.040

在压力容器的机械强度可靠性的设计当中，压力容器的大小是其设计需要重点参考的数据，科研人员需要充分考虑不同压力容器的实际情况的不同，然后再对其可靠性进行符合其自身的设计，因此，压力容器的机械强度可靠性主要划分为设计、生产、使用、保养四大主要步骤。压力容器的机械强度可靠性设计是一个极其复杂的过程，本文将主要针对其机械强度、可靠性的概述进行简单的分析，并通过利用假设方法建立模型讨论压力容器机械强度的可靠性。

1 理论方法

1.1 可靠性设计的理论基础

按照国家目前的标准，压力容器的大小设计应该充分考虑其筒体的计算厚度和实际厚度的附加值两大重要数据。实际厚度的附加值主要是指材料的实际厚度误差以及筒体的腐蚀裕量，其中，材料实际厚度的误差主要是以材料标准中规定的误差范围来进行统一计算的，而筒体的腐蚀裕量主要是指压力容器所盛放的物体对于其材料腐蚀速率的影响以及预期使用寿命的平均值计算等。通过多次的实践研究发现，在我国绝大部分压力容器的机械强度可靠性设计过程中，筒体材料使用寿命的计算中，弹性失效的中径公式的使用都假设为在极限情况下，接着便计算该极限情况下压力容器筒体的预期使用寿命，在其计算中并未考虑到压力容器筒体的腐蚀裕量，因此，在我国很多相关性的学术研究中压力容器筒体使用寿命的计算往往只根据压力容器以及其机械强度的可靠性。

1.2 可靠性设计的步骤

在一般情况下，压力容器的机械强度的可靠性设计主要划分成为六大主要步骤，第一步，计算压力容器的强度系数以及其可靠度；第二步，按照计算公式得出压力容器的故障概率F=I=R；第三步，利用前一个步骤得出的故障概率计算压力容器的可靠度；第四，计算生产材料的所能承受负载的强度；第五，利用之前计算的可靠度并通过公式得出压力容器的应力均值；最后，利用各项计算结果和测量数据确定压力容器的预算厚度。

2 可靠性的简述

2.1 可靠性的定义

压力容器的可靠性主要是指在特定情况下，其使用功能不仅能够满足消费顾客的使用要求，并且在压力容器的使用过程中不出现任何故障的性质。与压力容器的机械强度可靠性密切相关的因素主要有温度、使用环境、应力以及消费者的使用要求等。压力容器的机械强度可靠性与压力容器的使用时间息息相关，随着使用时间的增长，压力容器的可靠性也在不停地随之降低，因此，可靠性的存在使人们对于压力容器有了使用寿命的概念。

2.2 可靠性研究的实际意义

无论是日常用品还是电子产品，可靠性的研究对于其使用来说都十分重要，尤其是一些比较重要的产品，例如航空零件、武器装备、电子产品等，其可靠性与一个国家的实力水平密切相关。随着生活质量和经济水平的发展，顾客对于压力容器的可靠性开始提出了更加严格的要求，并且，随着科学技术的发展，压力容器的可靠性也有了很大的提升，由于产品的可靠性在个人生活和国家实力的体现上都着及其重要的作用，因此，产品可靠性的研究便有着其无可替代的特殊意义。

3 压力容器的机械强度可靠性设计的基本方法

3.1 重视极限情况的存在

压力容器在使用的过程中，其筒体的厚度会产生比较大的变化，与此同时，筒体在应力的作用下，也在随之发生变化，因此，在压力容器的机械强度可靠性设计过程中，需要充分考虑筒体所盛放的介质对于筒体腐蚀速率的作用，相关科研人员需要利用公式计算压力容器在使用过程中筒体的实际厚度，与此同时，压力容器的筒体在受到应力的情况下，可靠性受到破坏的情况有两种，一种是压力容器的筒体发生了屈服失效的情况，第二种情况是压力容器的筒体产生了断裂。因此，科研人员需要分析压力容器在极限情况下发生的失效，在最大程度提升压力容器的抗压值，提高其可靠性。

3.2 精确压力容器筒体的厚度计算

在上个世纪50年代，科研人员在研究路合金的强度时，证明了实际条件下材料的腐蚀深度的分布，后来，随着研究范围的不断扩展，关于实际情况下材料腐蚀深度研究的成果也越来越显著。因此，对于压力容器筒体腐蚀裕量的完全可以计算，并可以计算出压力容器筒体的最初厚度。根据蒙特卡罗的模拟方法可知，若压力容器筒体的厚度为23毫米，则十年之后，压力容器的可靠性为0.9的五次方。因此，通过大量的实践分析证明，压力容器筒体的厚度会随着时间的增长而发生变化，但是需要保证的是，在压力容器的使用年限中，其可靠性必须大于0.9的五次方。

3.3 受压材料的合理使用

受压材料的使用对于压力容器的机械强度可靠性具有极其重要的影响，受压材料的使用要根据设计压力、外界环节、以及介质的腐蚀性强弱等，同时，介质易燃、易爆等特性都直接影响到受压材料的采用，压力容器的材料需要能满足其工作是的工作要求以及国家的规定标准，同时，合理的结构对于压力容器的可靠性也有着极其重要的影响。

4 结论

目前，我国压力容器的机械强度可靠性设计都较为随意，没有对于压力容器可靠性的明确要求，而以上的可靠性方法主要通过公式、假设等进行分析概括。压力容器的机械强度可靠性设计的主要目的是为了时压力容器的机械强度能够达到安全水平，经济水平、外界环境以及应力等都是对压力容器的机械强度可靠性设计的最终考量，因此，压力容器的机械强度可靠性设计具有极其重要的作用。

参考文献：