摘 要：壓力容器機(jī)械強(qiáng)度是當(dāng)前在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候必須要特別考慮的地方，通常在強(qiáng)度設(shè)計(jì)之前都應(yīng)該設(shè)置一個(gè)應(yīng)力干涉模型，能夠更加清楚的找到其中的關(guān)鍵所在，之后在把獲得的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)之中。在設(shè)計(jì)和決定可靠性設(shè)計(jì)方案的時(shí)候必須要能夠充分考慮到壓力容器的工作環(huán)境和試驗(yàn)數(shù)據(jù)等關(guān)鍵性特征，另外也要考慮到壓力容器機(jī)械強(qiáng)度設(shè)計(jì)規(guī)定，來進(jìn)行規(guī)范和科學(xué)的設(shè)計(jì)。文章以此為出發(fā)點(diǎn)重點(diǎn)研究了壓力容器機(jī)械輕度可靠性設(shè)計(jì)中需要注意的問題，并詳細(xì)研究了其在當(dāng)前發(fā)展的新方向。

關(guān)鍵詞：壓力容器；機(jī)械強(qiáng)度；可靠性設(shè)計(jì)

通常在進(jìn)行壓力容器機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)的過程中必須要充分考慮到各項(xiàng)細(xì)節(jié)，不僅是因?yàn)閹缀纬叽缫约皬?qiáng)度都為普通的隨機(jī)變量，更是因?yàn)閴毫θ萜鞒休d負(fù)荷也不是一個(gè)恒定的數(shù)值，因此在日常進(jìn)行壓力溶劑的機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)的過程中必須要將所有涉及的變量不確定性實(shí)施認(rèn)真具體的考慮。壓力容器的機(jī)械強(qiáng)度可靠性因?yàn)樯婕耙蛩剌^多，所以其體現(xiàn)出的是一個(gè)綜合性的過程，如果進(jìn)行細(xì)分的話可以將其分為四個(gè)方面，分別是壓力容器機(jī)械強(qiáng)度的設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用于維護(hù)四方面。壓力容器機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)水平在一定程度上影響著它固有的可靠度，如果能夠把所有的機(jī)械強(qiáng)度變量都能夠控制在科學(xué)合理并且安全的狀態(tài)下，那么在設(shè)立強(qiáng)度應(yīng)力模型之后就能夠順利計(jì)算出它的可靠性。

一、壓力容器的機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)理論方法

（一）基礎(chǔ)理論。壓力容器的機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)首先必須要考慮到國(guó)家的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在這個(gè)設(shè)計(jì)的過程中必須要同時(shí)考察厚度的兩個(gè)內(nèi)容，它們分別為計(jì)算厚度與厚度的附加量。在壓力容器厚度計(jì)算的時(shí)候必須要能夠依據(jù)正確的計(jì)算方式來對(duì)它的壓力實(shí)施科學(xué)計(jì)算最終可以得到厚度的數(shù)值。在壓力容器厚度附加量通常是因?yàn)樗械膭偛藕穸扔兄?，并且也要考慮到壓力容器的腐蝕量來一起發(fā)揮各自的作用。在這里必須要注意到厚度偏差在進(jìn)行正常的選取過程中一定要能夠依據(jù)我國(guó)鋼材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值范圍實(shí)施科學(xué)、正確的選取。腐蝕裕量在實(shí)際實(shí)施正常的計(jì)算必須要能夠依據(jù)壓力容器本身的設(shè)計(jì)壽命以及應(yīng)用鋼材在整個(gè)研究過程中實(shí)施科學(xué)統(tǒng)一的介質(zhì)腐蝕塑料以及平均值來實(shí)施確定。

（二）要深入實(shí)際、收集可靠數(shù)據(jù)。根據(jù)當(dāng)前現(xiàn)有的研究?jī)?nèi)容能夠輕易的知道在壓力容器的內(nèi)壓圓筒體的可靠性設(shè)計(jì)的時(shí)候必須能夠清楚知道，應(yīng)用彈性失效中徑公式能夠在一定程度上解決極限狀態(tài)的函數(shù)實(shí)施研究，在此時(shí)假如它會(huì)十分順利的話就可以把屈服極限就能夠在廣泛的意義上確保強(qiáng)度極限的最大值，之后可以依據(jù)在上述過程中篩選與決定筒體失敗概率，可是從實(shí)際情況來看壓力容器的機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)是否科學(xué)和合理，能夠以此為基礎(chǔ)來增加當(dāng)前存在的腐蝕裕量的取值，雖然很多的研究資料中已經(jīng)表明了壓力容器的機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)能夠計(jì)算與預(yù)測(cè)筒體應(yīng)用壽命的詳細(xì)方法，因此在壓力容器的機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)中要想時(shí)刻關(guān)注壓力容器，就必須要能夠深入實(shí)際來了解腐蝕深度，并能夠計(jì)算壓力，并能能夠通過多年的腐蝕深度的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)來確定。

二、壓力容器的機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)方法

（一）受壓元件材料的合理選用。受壓元件材料的選用對(duì)于壓力容器的機(jī)械強(qiáng)度能夠產(chǎn)生重要影響，其一般取決于設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度及工作介質(zhì)等因素。在進(jìn)行壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)，除了嚴(yán)格按照GB150-1998《鋼制壓力容器》、GB151-89《鋼制管殼式換熱器》及勞動(dòng)部頒發(fā)《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》等進(jìn)行選材外，還特別注意介質(zhì)特性對(duì)受壓元件的影響。因?yàn)榻橘|(zhì)的腐蝕性，介質(zhì)的易燃易爆程度和毒性程度均直接決定著選材?？傊?，壓力容器受壓元件材料的選用不僅要根據(jù)容器的工作壓力和溫度及必須在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的允許范圍，而且還應(yīng)特別注意介質(zhì)特性對(duì)材料性能的影響。

（二）選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)于壓力容器的機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)必須要選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，此時(shí)要求我們?cè)O(shè)計(jì)人員充分發(fā)揮自己的能動(dòng)性，盡可能在設(shè)計(jì)中做到精益求精，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。合理的結(jié)構(gòu)指的是容易施工，加工完畢后的殘余應(yīng)力低，應(yīng)力集中小，應(yīng)力分布合理的結(jié)構(gòu)。壓力容器接管及開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一大內(nèi)容：1.接管方面的內(nèi)容：（1）接管補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（2）接管防腐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（3）接管開孔的焊接結(jié)構(gòu)尺寸及相關(guān)問題；（4）其它方面的結(jié)構(gòu)，如防沖擊、防振動(dòng)、防外載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。2.關(guān)于補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容：（1）一般工況下的結(jié)構(gòu)；（2）承受交變或疲勞載荷的結(jié)構(gòu)；（3）高低溫下的結(jié)構(gòu)；（4）大開孔結(jié)構(gòu)；（5）非徑向開孔結(jié)構(gòu)；（6）其它情況下的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。

（三）注重設(shè)計(jì)過程中的安全操作和管理。壓力容器的機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)可以直接關(guān)系到日后的安全操作和管理，并能夠?qū)ζ浒踩\(yùn)行有著重大的影響，很多壓力容器事故皆是由于操作不當(dāng)和管理不善所致。因此在進(jìn)行壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于那些操作較為特殊的設(shè)備，應(yīng)制訂出其操作規(guī)程，使得設(shè)備操作運(yùn)行有法可依，以防止因誤操作而出現(xiàn)安全事故。對(duì)于工作性質(zhì)較為特殊的設(shè)備，如介質(zhì)腐蝕嚴(yán)重及磨損較大的設(shè)備，應(yīng)定期檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)周期每年至少一次，并應(yīng)在圖紙上給予明確提出。另外設(shè)備上的安全閥規(guī)格及安全閥起跳壓力、爆破片型式及爆破壓力都應(yīng)在設(shè)計(jì)圖紙上給予注明。對(duì)于盛裝高度、極度危害介質(zhì)的容器安全附件的泄放處理也應(yīng)作出要求，以防發(fā)生意外?？傊?，設(shè)計(jì)者在圖樣上應(yīng)該將安全操作要求詳細(xì)規(guī)定或以操作說明書形式，以指導(dǎo)壓力容器的安全操作及管理，保證其安全運(yùn)行。

三、結(jié)語

壓力容器的機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)過程中涉及到的因素眾多，必須要將所有因素全部考慮齊全，才能增加設(shè)計(jì)的可靠性。但是壓力容器安全系數(shù)隨意性較大，可靠性設(shè)計(jì)方法認(rèn)為其部件上的應(yīng)力、強(qiáng)度都是隨機(jī)變量或者直接為零，其主要的特點(diǎn)就是離散。因此壓力容器機(jī)械強(qiáng)度的可靠性設(shè)計(jì)是常規(guī)設(shè)計(jì)的一種深化處理，壓力容器的機(jī)械性強(qiáng)度一定要將容器的所有構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果充分進(jìn)行使用。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡小芳，鄭小海.對(duì)壓力容器的機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)的探討[J].化工管理，2015（19）.

[2] 祖榮祺.可靠性設(shè)計(jì)在壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用（一）[J].化工設(shè)備設(shè)計(jì)，1985（02）.

作者簡(jiǎn)介：陳翌，新興能源裝備股份有限公司。