（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.
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
〔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 ′
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
1.前言
线损是电力网供售电过程中损失的电量，是考核电力网运行部门一个重要经济指标。在电力网的实际运行中，线损是不可避免的，线损理论计算方法主要有均方根电流法、平均电流法、最大电流法、最大负荷损失小时法等。平均电流法、最大电流法是由均方根电流法派生出的方法，而最大负荷损失小时法主要适用于电力网的规划设计。比较有代表性的传统方法是均方根电流法。
2.基本概念
均方根电流法的物理概念是线路中流过的均方根电流所产生的电能损耗，相当于实际负荷在同一时期内所消耗的电能，按照代表日24小时整点负荷电流或有功功率、无功功率或有功电量、无功电量、电压、配电变压器额定容量、参数等数据计算出均方根电流就可以进行电能损耗计算，易于计算机编程计算。是线损理论的常用的计算方法。
2.主要计算方法
对于35kV线路及变压器、110kV线路及变压器和220kV变压器(不包括220kV线路)，也可采用均方根电流法按元件逐个计算电能损耗。一般将35kV及以上电力网分为四个元件：架空线路（包括串联电抗），电缆线路，双绕组变压器（包括串联电抗），三绕组变压器（包括串联电抗）。而将35kV及以上电力网中的并联电容器、并联电抗器、电压互感器、站用变压器和调相机均归为其它交流元件。
2.1输电线路损耗计算
2.1.1架空线路的电能损耗为：
（MWh）
其中，为电力网元件电阻，；为线路运行时间，h；为运行时间内的均方根电流，kA。
2.1.2装在线路两端串联电抗器的电能损耗设整条线路包括两端，共有个阻波器，每个额定电流为(kA)，额定损耗为(MW)，则电流(kA)流过个阻波器流的电能损耗为：
因此，线路的总电能损耗为：
2.2 双绕组变压器损耗计算
其电能损耗应包括空载损耗（固定损耗）及负载损耗（可变损耗）。
2.2.1变压器的基本参数
额定容量 （MVA）；高压侧额定电压 （kV）；低压侧额定电压 （kV）；额定空载损耗（MW）；额定负载损耗 (MW）；高压侧额定电流 （kA）。
且：
，
2.2.2空载电能损耗
（MWh）
其中：为变压器空载损耗功率，MW； 为变压器运行小时数，h；为变压器的分接头电压，kV； 为平均电压，kV。
在实际计算中，可以近似认为变压器运行在额定电压值附近，忽略空载损耗与电压相关部分，即：
（MWh）
2.2.3负载电能损耗
双绕组变压器的等值电阻定义为：当额定电流流过时，产生额定负载损耗，即。所以可得到：
所以变压器负载电能损耗为：
（MWh）
其中：为高压侧均方根电流值，kA； 为变压器的等值电阻值，； 为变压器运行小时数，h。
考虑到变压器低压侧常装有额定电流为、额定损耗为的电抗器。将串联电抗器的额定电流归算到高压侧：
因此，装在变压器低压侧电抗器的电能损耗为：
（MWh）
因此，双绕组变压器的电能损耗为：
（MWh）
或
（MWh）
2.3 三绕组变压器损耗计算
2.3.1三绕组变压器的基本参数
高压、中压和低压绕组额定容量：，，，MVA；高压、中压和低压侧额定电压：，，，kV；额定空载损耗（MW）；
高-中压、高-低压、中-低压绕组额定负载损耗：，，，（MW）；
高压侧额定电流 （kA）。
低压侧绕组容量往往比中压绕组少一半，大多数厂家铭牌上的负载损耗和是指归算到低压侧容量上的数值。因此，需要将相应负载损耗归算到高压侧绕组额定容量之下：
；；
归算到高压侧后的高-中压、高-低压、中-低压绕组等值电阻为：
； ；
由于各绕组的等值电阻满足下述关系：
其中：为高压侧等值电阻，； 为中压侧等值电阻，； 为低压侧等值电阻，。因此，求得各绕组的等值电阻：
2.3.2空载电能损耗
可参考2.2.2相关内容。
2.3.3负载电能损耗
计算的方法有多种。但为了清晰，这里选定其中一种方法：将一切参数包括中压侧和低压侧均方根电流和都归算到高压侧额定电压和额定容量之下。可获得三绕组变压器电能损耗：
（MWh）
其中：为变压器运行小时数，h。
2.3.4装在变压器中、低压侧串联电抗器的电能损耗
考虑到三绕组变压器中压侧和低压侧可能装有串联电抗器，它们的额定电流分别为和（kA），额定损耗分别为和（MW）。将串联电抗器的额定电流归算到高压侧：
；
其中：为折算后中压侧串联电抗器的额定电流，kA； 为折算后低压侧串联电抗器的额定电流，kA。
装在变压器中、低压侧的电抗器电能损耗为：
（MWh）
2.3.5三绕组变压器时段内的电能损耗（MWh）为：
（MWh）
或（MWh）
4.优缺点
均方根电流法原理简单，方法易于掌握，应用广泛,但是算法在实际应用时所需数据计算量大，而且没有考虑负荷曲线形状的差异和负荷功率因数不同对计算结果的影响，在一定程度上降低了算法精度。用代表日的线损率近似系统全年线损率误差较大，另外典型日的数据很难保证准确性，这样又增加了计算结果的误差。因此算法只适用于供用电较为平衡，负荷峰谷差较小(日负荷曲线较为平坦)且精度要求不高的情况。
5. 展望
常规配电网理论线损计算方法，都是在现有数据(包括配电网元件参数和运行数据)基础之上，按照传统或现代的等值模型、统计模型进行计算的，缺少实时性和全面性。由于配电网外部环境和内部结构参数、运行方式、负荷不是固定不变的，因此计算出来的理论线损变得滞后、粗放和失真。
随着调度自动化系统(SCADA)、配电网自动化系统(DMS)和综合信息管理系统(MIS)等技术的不断发展和广泛应用，研究与之相结合的在线实时配电网理论线损计算方法是未来发展方向和必然趋势，是配电网理论线损计算的发展要求。在理论线损的算法中引进了应用神经网络技术线损计算方法的新概念等。这种新的算法思想避开的电网结构的复杂性,利用了神经网络强大的模式识别的特点很好的完成线损的精确计算。
6.结束语
电能损耗可采用均方根电流法进行计算，在有条件的地区可结合能量管理系统（EMS）的状态估计数据实施在线计算。只有通过不断深入地研究配电网理论线损计算，寻找出能够满足配电网线损理论计算要求的计算方法，快速、准确地计算出理论线损，才能促进降损节能，电网规划设计，优化电网结构，提高供电企业运行管理水平和经济效益。
参考文献：
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
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[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
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[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
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[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
中图分类号：TP02 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0214-02
在压力容器的设计过程中，通常都需要在容器壁上开孔，一方面是为了后期安装接管提供方便，另一方面则是为了方便后期压力容器的维护和保养。在实际的安装过程中，有时也会在压力容器的顶端进行开孔，而无论在任何位置开孔，对于压力容器的整体结构都会产生不同程度的影响。因为开孔的操作破坏了压力容器本身的整体性，形成了断层差异，容易导致压力容器的抗压能力受到损害。另外，由于大部分压力容器的工作环境都较为恶劣，通常是处在高温、高压的环境下，由于开孔设计对压力容器造成的影响会在这种运行环境下恶化，导致压力容器的性能大幅降低，出现破损，影响设备的正常运行。由此看来，开孔补强设计是压力容器设计中一项重要的内容。
一、开孔补强设计的重要性
在压力容器的设计过程中，经常需要进行开孔处理，为后续的接管安装工作创造有利的条件，以此满足压力容器的使用需求。在压力容器使用一段时间后，需要对其进行全面的维护和保养，这时需要通过开孔处理的方式来达到目的，因此说，开孔是压力容器设计和应用过程中的一个重要环节，可以为压力容器的设计和使用提供更多便利。但是，开孔对压力容器本身也会产生一些不利的影响，开孔会对压力容器的整体性产生破坏，在开孔之后会影响压力容器的抗压水平。这是由于在进行开孔之后，压力容器的内部出现了断层差异的现象，尤其是在接管之后，会使得压力容器内部和外部出现受力不均的情况，加之压力容器大多在高压、高温的环境下工作，导致压力容器的性能会受到极大影响，导致工作效率的降低。因此，对于压力容器开孔设计进行开孔补强，是十分必要和必需的，通过压力容器开孔补强的科学设计和应用，可以有效的降低由于断层差异作用对压力容器整体性能产生的影响，提高压力容器的使用效率。
二、开孔补强设计在压力容器设计中的应用
1.补强圈补强设计的应用
在实际的开孔补强工作中，大多是对局部进行补强，因此补强圈的应用十分广泛。补强圈主要是在压力容器开空位置利用补强板进行焊接，以此来增强压力容器壁的厚度，减少由于开孔对压力容器壁整体性产生的破坏作用，可以使开孔的边缘厚度增强，实现补强的目的。
在应用补强圈的过程中，需要注意的问题有：第一，对补强板厚度和材料的控制。补强板并不是越厚越好，而要根据压力容器壁的厚度以及开孔的大小进行合理的控制，通常补强板的厚度与压力容器开孔名义厚度值相比，应当在1.5倍以内，如果补强板的厚度过大，就会由于过厚的补强板而形成韩结交，这时会对压力容器的连续应力产生影响。同时，补强圈的材料性能也是影响其补强作用能够充分发挥的因素，所以应当选择具有较强延伸性、苏醒的补强圈。第二，补强圈的应用也有一定的限制，遇到一些特殊情况不适合应用补强圈，如压力容器的工作环境具有较强的腐蚀性和氧化性时，会对补强圈产生一定的腐蚀作用，导致补强圈的性能受到影响，进而影响压力容器的使用效率。另外，对于一些使用标准较高的环境，补强圈的方式无法达到其补强的强度要求，所以对补强圈的应用环境也要进行合适的选择。
2.整体锻件补强设计的应用
整体锻件补强设计也是开孔补强设计中一种常用的方法，通过整体锻件补强设计的应用，可以极大的降低压力容器外壳的应力值，从而最大程度上保证压力容器的补强效果。但是需要注意的是，整体锻件补强设计的应用容易受到外部因素的影响，在针对压力容器外壳进行过渡补强时，容易受到外壳平稳度的影响。虽然整体锻件补强设计的方法具有较强的补强效果，但是由于其容易受到外部因素的影响，所以其应用的难度相对较大，而且需要投入的成本较高，很多施工单位不会选择这种补强设计方法，一旦外部客观因素没有得到有效的控制而导致其使用的环境不能符合标准，将会导致整个补强效果受到影响，甚至导致压力容器的损坏。
3.厚壁接管补强设计的应用
厚壁接管补强设计也是目前应用的较为广泛的一种补强设计方法，影响其使用效率的主要因素在于材料的选择。一般厚壁接管补强材料应当与压力容器的外壳材料一致，或者具有较高的相似度，这样才能保证压力容器与补强设计在整体上具有较高的协调性。如果厚壁接管补强设计方法使用的材料与压力容器的材料之间存在较大的差异，则要根据实际的情况进行科学的处理。如果补强材料的应力较小，可以通过增加补偿面积的方式来增大其压力，这样可以缓解由于材料应力较小而无法达到补强效果的问题；如果补强材料的应力较大，则要适当的减小其补强的面积，这样才不能实现压力容器内部和外部的应力平衡。当压力容器设计中进行开孔处理之后，开孔周围的局部应力会增加，因此在采取开孔补强设计方法时，要依据开口边缘的应力分布规律，按照顺序进行处理，这样才能保证压力容器的应力恢复到正常的状态。焊接位置的选择对于补强材料的性能发挥也有着一定的影响，所以在进行厚壁接管补强设计时，一般会选择相对较高的位置作为焊接点。
4.小结
上述三种补强方法是目前压力容器开孔补强设计中常用的方法，通过对三种方法的对比，可以获得以下结论：第一，补强圈补强设计在实际的应用中会产生较大的应力，同时我国在补强圈的设计标准和要求方面较低，因此所有的补强圈在金属荷载能力方面不强，针对这一特点，在应用补强圈补强设计方法时，一般时选择低合金、高强度的压力容器，能够得到较好的效果。第二，如果压力容器的补强要求较高，可以利用整体锻件补强设计的方法，通过整体锻件的加工处理，可以提高锻件的精度，提高补强效果。第三，应用厚壁接管补强设计时，如果对补强厚度要求不高，则可以选择无缝钢管，如果压力设计要求较高而且对补强厚度要求也较高，则需要利用整体锻件的方式进行补强设计。总之，每种补强方法都有不同的特点，在实际的应用中，需要根据不同的补强要求，选择合适的补强方法，才能达到有效的补强效果。
三、开孔补强具体设计方法
1.等面积补强设计方法
在进行压力容器开孔补强设计时，经常需要利用等面积不强方式，这种方法的主要作用在于，选择一个有效的补强区域，以开孔损失面积为基本的要求，利用补强材料对损失面积进行填补，这样便可以使得压力容器内部和外部的应力趋于平衡。在实际的设计过程中，可以理解为一个面积不受限制的平板开孔，而且不会由于平面的弯曲而导致开孔面积的增大，所以必须要以开孔直径作为基准，视为最小安全直径，才能达到最好的补强效果。
2.分析设计法
分析设计法主要是指GB150.3-2011中提到的一种新型补强设计方式，其计算方式主要分为两种。第一种，对等效应力进行校对核算处理，之后计算出开孔处的等效薄膜应力强度S1及总应力S2，对其进行科学评定处理。第二种，补强结构尺寸设计，此种设计方式主要是指对GB150.3-2011中的设计规范原则严格遵循分析的基础上，提出一个最小的设计尺寸。
3.不另行补强
不另行补强的应用需要满足以下几个基本的条件：①压力容器设计的整体压力不超过2.5MPa；②两个彼此相邻的开孔器中心间距至少应等于两个开孔的直径相加值。如果涉及到撒呢过或者三个以上的相邻开孔，则要保证两孔中心间隙值不少应等于两孔直径和的2.5倍；③接管外径值应不大于89mm；④接管壁厚的腐蚀裕量值应为1mm，如果需对此值进行加大处理，相应的需将壁厚值进行增加处理；⑤开孔位置不应处于A、B两类焊接接头之上。除了上述几种情况，如果压力容器的壳体厚度与其计算厚度相比，不超过计厚度的2倍，壳体的开孔补强也可不必进行计算。
四、开孔补强实际操作应该注意的问题
在开孔补强设计具体的操作过程中，要从操作的安全性、可靠性等方面进行综合考虑，因为开口补强设计的应用效果对于压力容器的设计有着重要的影响，因此在实际的应用过程中，需要严格遵守相关的规范和标准，并且给予开孔补强设计足够的重视。具体的说，包括以下两个方面：
（1）开孔补强设计是压力容器设计中一项重要的内容，因此对于开孔补强的设计也要严格按照相应的操作规范和标准进行操作，对接管的厚度进行严格把关，确保接管的厚度与开孔的要求相符，接管过厚或者过小都会对压力容器的应用产生影响，而且无法起到保护作用。同时，在接管的额基础面积上，也要与压力容器的开孔面积保持一致，有的压力容器在进行接管的设计时，为了达到要求，会增加接管的厚度，但是这种方式会导致接管的厚度与开孔补强厚度之间造成一定的差异，所以需要对接管的厚度和开孔补强的厚度进行合理的控制。
（2）对于到热泪的压力容器进行开孔补强设计时，往往会忽略对压力容器长度的控制，容易形成超出范围内的补强操作，这就会对开孔补强设计的效果产生一定的影响。所以要注意这个问题，同时对于超出范围的部分，要在满足范围内补强作用的同时，对其进行有效的处理，尤其是在厚度和长度处理方面进行严格控制，避免由于过厚的补强操作而导致压力容器的压力增加。
结束语
综上所述，本文主要针对压力容器设计中开孔补强设计以及应用的相关问题进行了简单的论述，通过本文对开孔补强设计方法以及具体应用的论述可以看出，开孔补强设计的应用是影响压力容器设计成效的重要因素，所以在实际的应用过程中，要根据具体的补强要求以及压力容器的使用环境，采用合适的补强方法，减少开孔设计对压力容器造成的不利影响，确保压力容器的正常运作。
参考文献
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中图分类号：TM451 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）12-0052-01
1 引言
电容式电压互感器又称CVT，主要由电容分压器和电磁单元两大部分组成。它兼顾电压互感器和电力线路载波耦合装置中的耦合电容器两种设备的功能，同时在实际应用中又能可靠阻尼铁磁谐振，并且具备优良的瞬变响应特性[GB/T4703-1984《电容式电压互感器》[S]]，故而在电力系统中得到了广泛的应用。
在实际应用中，由于受到设计、工艺、安装及运行条件等多种因素的影响，电容式电压互感器发生故障的情况时有发生，对电网的安全稳定运行产生一定的影响。本文简述了发生在黑龙江省庆云500KV变电站的一起因CVT下节电容器（与底箱相连）上法兰漏油进水而导致的故障，从理论上对其进行了简要分析，将电容量C2在0-2%的变化范围内的数值与二次电压u2之间的对应关系以表格的形式建立起来，并最终提出了一些合理化建议。
2 故障简介
2013年3月6日，黑龙江庆云500kV变电站运行人员发现，#1主变500kV侧C相电容式电压互感器运行异常，其二次输出电压明显偏低，且下节电容器（与底箱相连）上法兰漏油，经过对此台电容式电压互感器进行的现场介质损耗因数损和电容量测试，发现部分数值严重超标。
按照状态检修试验规程规定，电容式电压互感器电容量初值差不应超过±2%、介质损失角不应超过0.25%、外观检查应无异常。
该电容式电压互感器下节电容C13和C2由于局部电容击穿造成电容量及介质损失角超过规程规定，外观有明显漏油痕迹，因此不能继续运行。
3 结构原理及故障分析
3.1 结构特点及工作原理
3.1.1CVT的结构及特点
3.1.2工作原理
3.2 故障分析
3.2.1原理分析
经返厂解体检查发现，下节电容器的上部封板U型密封圈开裂，在运行中，由于受到冰雪天气和雨水的影响，使得CVT下节电容C13和C2内部进水，致使其绝缘急剧下降，导致电容被击穿，又由于水的比重要大于电容器内绝缘油的比重，所以渗入的水大部分集中在底部，造成C2的击穿程度远大于C13，并最终导致二次电压的严重降低。
3.2.2理论计算
由于电容器为多节串联，所以有：
3.2.3电容量C2与二次电压的数据对比
一、巡视中注意设备有无渗油情况发生；
二、二次电压是否发生变化，重点是三组二次绕组所显示的电压是否出现同时变化的情况；
三、试验专业对变化设备电容量的变化要重点掌握，规程要求是2%，正常的情况下变化量不会大于1%（此类设备不需要进行电容量的温度换算）；
5 结束语
中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）04（b）-0083-01
电力系统的电压和无功的控制是整个系统的重要组成部分，实现电压无功综合控制是一个具有复杂性、不精确性、非线性特点的控制问题，同时，电压无功综合控制对实时性要求非常高，依靠传统数学模型和常规的控制方法实现起来比较困难。模糊理论由于具有传统方法所不具备的智能特性，因而在电压无功控制中得到了广泛的应用。
1 现状分析
随着电力系统规模的不断扩大以及电力自动化技术的持续发展，宣钢也对变电站自动化设备进行不断的升级改造，但是在电压无功综合控制方面，却仍然与系统运行的实际要求存在较大的差距。宣钢内部变电站基本都采用基于九区图法的电压无功综合控制，此种VQC在实际运行中由于其经常出现投切震荡，导致系统设备不堪重负和出现故障。
运行中的变电站负荷是随着生产节奏不断改变的，变电站要想维持供电电压稳定性，必须随着负荷改变不断的对变压器有载调压开关以及并联电容器组进行操作，过与频繁的操作会降低高压电气设备的使用寿命，同时增加设备故障率。
2 将模糊理论用于电压无功综合控制的优势
模糊控制理论非常适合运用在解决量纲不同且目标相互冲突的优化问题上，在电力系统电压无功综合控制调节时，电压的变化和无功的变化相互影响，若采用模糊控制策略进行控制，可以在无功调节判据中引入电压的变化量，将原先基于固定边界的无功功率变为基于模糊无功边界，这样的控制策略下，无功控制的边界为两条斜率随电压变化而改变的斜线，电压无功能够实现动态平衡，避免出现无功调节震荡现象，可以减少开关设备的动作次数，提高了开关设备动作的准确性。
3 系统设计
3.1 选择输入输出信号
变电站电压无功综合控制系统的建立可以选择电压和无功与标准值之间的偏差作为两个输入量，将驱动有载调压变压器分接头升降和无功补偿电容器组投切两个控制量作为输出量，建立一个一阶两输入两输出的模糊控制系统。该模糊控制系统的系统结构如图1。
3.2 选择模糊集合和模糊函数
按照上一节确定的两输入两输出来选择输入输出变量的论域，结合35kV变电站运行的实际情况，则变压器二次侧电压的偏差量的论域为[-1.5，+1.5] ，无功功率的论域的论域[-3Q0， +3Q0]；变压器的分接头有7档，其论域为={-3，-2，-1，0，+1，+2，+3}；控制电容器投切的控制量，投入电容器组定义为负，切除电容器组定义为正；为了能够使模糊子集更好地覆盖模糊论域，将模糊输入变量和以及模糊输出变量和的论域都定义为{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，+4，+5，+6}；模糊词集{NB，NM，NS，O，PS，PM，PB}；按照CRI推理法则把论域为X={-X，+X}转化成证书论域N={-n，….-1，0，1，…..n}，量化因子应该为q=n/x，比例因子l=x/n。
4 实际算例分析
结合宣钢某变电站的实际设备进行控制：该变电站的实际设备参数如下：主变压器为三相双绕组变压器：型号为SF9-40000-35/6.3，一次电压为35±3×2.5%/6.3 kV，接线为Ynd11，变压器阻抗的标幺值为0.63+j7.87Ω；电容器有6组，容量均为3600kVar。
通过模糊控制对其进行电压无功综合控制与原先采取九区图发控制的控制效果对比如下。（见表1）
5 结语
综合上表罗列的控制效果情况可以看出，将模糊控制应用在电压无功综合控制中时，当系统的电压和无功发生轻微变化时，其变化量不足以引起模糊变量隶属度函数的变化，避免了原先的控制系统在此种情况下设备频繁调节造成的系统震荡。
参考文献
中图分类号：P624.8 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
随着我国改革开放以后经济社会的不断发展，我国的工业生产技术有了巨大的提升。其中在工业生产中常见的压力容器，也从最初的来自国外进口，到现在的国产，体现了我国工业技术的不断进步。压力容器应用的普遍性，一方面要求能够量产，同时其自身较高的技术要求，也使得在进行生产时技术非常成熟。特别是在其安全性能方面，更是重中之重。本文选取了压力容器中常见的形状偏差问题作为切入点，研究其对压力容器安全性能的影响。
二、压力容器构成和尺寸设计
1.压力容器的构成
压力容器主要由筒体和封头两大部件组成，设计者需根据容器的具体结构特征，依据相应的国家标准，对筒体和封头的形状公差做出规定。在容器的加工制造过程中，由于各种原因仍会出现形状超差的情况，这其中既包括筒体或封头偏离标准形状过大，也包括容器的局部出现过大的形状偏差。当出现这种情况时，容器的设计者应能确切地掌握这些形状偏差究竟会对容器的安全性能产生多大的影响，并判断这些形状偏差是否可以接受。一般情况下压力容器的筒体和封头都具有轴对称的几何形状。
2．压力容器常规设计标准
GB150《钢制压力容器》是压力容器行业标准体系中的核心标准, 本标准规定了钢制压力容器的设计、制造、检验和验收要求。设计时考虑的厚度包括计算厚度和厚度附加量 其中计算厚度为按照有关公式采用计算压力得到的厚度 厚度附加量由钢材的厚度负偏差 和腐蚀裕量 组成， 应按相应钢材标准的规定选取，腐蚀裕量一般可以根据钢材在介质中的均匀腐蚀速率和容器的设计寿命确定随着原材料制造技术 过程装备制造水平及过程装备使用过程控制手段的提高，材料的力学性能参数 壳体的几何参数为随机变量的压力容器的可靠性设计越来越受到人们的重视 从目前公开发表的来看，对内压圆筒体的可靠性设计大都以弹性失效的中径公式作为极限状态函数来研究，强度极限大都以屈服极限作为参考 ，据此求得在某一确定失效概率下筒体的计算壁厚 然而对于筒体的确定失效概率如何选取，以及在可靠性设计基础上腐蚀量如何取值的问题则很少有文献探讨 文献 对压力容器和管道的腐蚀深度进行可靠性计算以预测寿命，但其评价标准为以厚度为基准进行可靠性计算，而不是以应力失效为评判标准。
3．整体形状偏差对筒体的影响
在理想状态下，筒体的横截面为一个标准的圆环。设筒体壁厚为t，内半径为R，则在内压p的作用下，筒体壁内沿环向的一次薄膜应力为：
当出现整体形状偏差时，筒体的横截面将变成一个椭圆环，筒体壁内的应力分布将改变，叠加在之上的一次弯曲应力也将随形状偏差的增大而增大，且在椭圆的长轴处达到最大。
如图1所示，考虑到结构的对称性，取1/4的椭圆环进行平面应变问题的有限元应力计算。为了获得普遍性的结果，这里设椭圆内环的半长轴为R1，半短轴为R2，建立以下三个无量纲参数：
其中，反映了筒体弯曲应力的大小，反映了筒体整体形状偏差的大小，e反映了筒体壁厚的大小。
加内压后，椭圆形的筒体将会随着内压的升高而逐渐被撑成圆形。由于筒体的刚度较弱，变形较大，筒体形状变化较为明显。此时，变形对载荷和刚度的影响已不再是可忽略的小量了，因此在进行有限元计算时必须考虑几何非线性的影响，并进行逐步加载。
由于在几何非线性条件下弯曲应力不再与内压呈线性关系，因此将会与内压p的大小有关。这里以一次薄膜应力作为反映内压p的大小的参数，据此可将计算结果整理成和随内压变化的曲线图（图2）。每张图有3组形状偏差，每组曲线又有5种壁厚。
由图2可以得出以下几点结论：
（1）几何非线性对计算结果的影响是十分显著的，并且筒壁越薄，影响越大。这体现在图2中随着e的增加，代表不同的的各条曲线的斜率差别越明显。
（2）形状偏差可导致弯曲应力的显著增加。这体现在图2中与呈正比关系。
（3）对于同样的壁厚，薄膜应力越小，形状偏差所导致的弯曲应力的增加越显著。这体现在图2中对于一组曲线， 越小，直线斜率越大。
（4）对于同样的形状偏差，筒壁越薄，所导致的弯曲应力的增加越显著。这体现在图2中对于各组曲线，当值相同时，e值越大，对应的值越大。
对于薄壁容器，在弹性范围内，可根据图来计算筒体形状偏差所导致的一次应力的变化情况。
三、提高压力容器安全性能的途径
在设计容器时, 首先接触到的问题是容器的基本尺寸—容器的直径和高度(或长度). 这个尺寸如果设计合理, 可使容器的材料消耗最少, 制造成本最低，同时安全性能较高。我们知道每个容器都是按照一定的容积设计的. 在容积一定的条件下容器的直径和高度(或长度)可以按照各种尺寸组合, 但在各种组合中总有一组尺寸使材料最省或投资费用最低. 为了求得这样一组尺寸, 我们可用优化设计的方法.
1. 极限状态方程
随着压力容器运行时壁厚的变化，筒体的应力也在不断变化，所以设计时需要考虑腐蚀速率的影响 在已有研究基础上 ，可以得到运行时薄壁压力容器的实际壁厚：
式中：— 筒体最初壁厚，mm ；—腐蚀速率，mm/年；—筒体设计寿命，年。
压力容器筒体承受内压时，主要有两种失效形式，一为容器筒体发生屈服失效，二为断裂失效 根据标准以及简化方便，在设计时主要考虑第一种失效形式 根据相关标准 ，可以得到压力容器筒体运行时的有效应力为：
式中：筒体内径；内压力，在压力容器运行时，筒体的壁厚由筒体的实际壁厚t代替。
根据以上结论，可以得到此时压力容器筒体的极限状态方程为：
式中：筒体材料的屈服强度 容器的失效概率即为上式中的概率 由上述三式可以看出，进行压力容器筒体设计时，极限状态方程为下列随机变量的函数：
2.初始壁厚
在已有研究成果 的基础上，可以得到以下结论：介质及环境对压力容器与压力管道的最大腐蚀深度符合型极大值分布采用耐腐蚀可靠性理论，对腐蚀裕量进行可靠性计算 根据相关文献 ，腐蚀裕量的可靠度为最大腐蚀深度不超过腐蚀裕量的概率。
如果要求的可靠度为则腐蚀裕量：
式中：尺度参数；位置参数。
根据文献可以取腐蚀裕量的可靠度为为95%，据此求得腐蚀裕量数值。
3.可靠性指标
可靠度安全指标被用来衡量结构的可靠程度，1988年Bush根据美国、英国和德国的统计数据，得到德国的压力容器失效概率低于。根据美国的725000台压力容器得到压力容器的失效概率为。因此，目前广泛应用的失效概率为是可接受的
四、结束语
压力容器的形状偏差对其安全性能具有较大的影响，本文从压力容器的直径尺寸、壁厚、腐蚀速率等方面考虑，如何通过技术手段减少压力容器的安全隐患。但同时我们还应考虑到压力容器的安全性能监督检验问题。包括在压力容器的设计、制造规范标准方面，由于各国的标准不一致，因此在面对不同类型的压力容器，特别是来自不同国家的压力容器时，要依据其性能要求和各国实际情况完成结构外观质量及几何尺寸检查、壁厚测量、无损检测等安全性方面的标量。但可以肯定的是，无论是哪个国家、哪种用途的压力容器，研究其形状偏差影响的最终目的都是为了不断地提高压力容器的安全性能。
参考文献：
[1] 张征明 压力容器形状偏差对安全性能的影响核动力工程-2000年05期
[2] 刘有艳 压力容器筒体可靠性设计研究机械设计与制造-2011年12期
