壓力容器技術進展及發(fā)展趨勢

    隨著冶金、機械加工、焊接和無損檢測技術的不斷進步，特別是計算機技術的發(fā)展，在壓力容順技術也了廣泛應用，了壓力容器技術的進步，取得了相應的進展。世界經濟一體化和區(qū)域經濟一體化的發(fā)展，也了壓力容器標準和法規(guī)技術內容的發(fā)展。下面簡介近年來在該技術內的技術狀況和壓力容器標準的發(fā)展趨勢。

    （1）標準一體化

    隨著經濟一體化的逐步發(fā)展，壓力容器標準化的趨勢已經越來越明顯。歐洲議會于1997年5月正式批準了統(tǒng)一的壓力設備指令（Pressure Equipment Directive），該指令將于1999年11月引入歐盟成員國的法規(guī)，于2002年5月在歐盟內強制執(zhí)行。歐洲標準化委員會（CEN）現(xiàn)正在采取積行動，試圖將歐洲標準上升為標準。美國和日本等一些為了爭奪市場，也在采取積的措施加速標準的制訂。本屆秘書處設在美國的ISO/TC11已多次召開會議，并已經提出了ISO15386鍋爐壓力容器標準草案。其主要內容為標準的基本要求、質量體系的要求、結構性的要求以及各國標準成為標準的注冊認可程序等。事實上該標準是一個壓力設備的通則，用以壓力設備的使用，各國標準中可能出現(xiàn)的技術壁壘，在相互標準認可的基礎上，實現(xiàn)壓力容器產品的自由貿易。

    標準化是不可逆轉的大趨勢，在這種情況下，我國應積參與該標準的制訂工作，及時了解新的動態(tài)，我國標準的相應對策和方針，提出符合我國實際情況的提案和建議，否則中國的壓力容器行業(yè)將參于參與競爭。

    （2）計算機技術的應用

    在信息時代的，計算機技術應用已經滲透到壓力容器行業(yè)的每一個。計算機軟、硬件的每一個進步都大地影響著壓力容器技術的進展；

    ·設計──傳統(tǒng)的計算機輔助設計（CAD）已逐步向計算機輔助工程（CAE）的方向發(fā)展。計算機能力的增強、分析手段的提高，使設計者在結構設計階段就可以預見到諸如焊接過程中產生的殘余應力、設備組裝和運輸過程中可能會出現(xiàn)的問題，并在設計中解決這些問題；

    ·制造──計算機輔助制造（CAM）和為現(xiàn)代的CIMS技術正在逐步改變壓力容器制造廠傳統(tǒng)的工藝卡方式，全過程的計算機管理使所有控制點均的控制，大地減少了人為的失誤，產品質量的穩(wěn)定；

    ·檢測──計算機射線實時成像、超聲掃描模擬成像和多通道聲發(fā)射技術，配以專門研制的專家系統(tǒng)，使檢測的結果加準確和客觀。

    （3）化生產

    目前發(fā)達的壓力容器生產的化程度高，棱標準零部件供應和熱處理、無損檢測分包已經是壓力容器制造廠普遍采用的市場模式。從而使其產品的生產流程短，設備，易于實現(xiàn)計算機管理。我國的壓力容器制造廠與的同類廠家相比較，化程度較低，小而全、大而全現(xiàn)象較為普遍，造成設備利用率低、機構臃腫、生產成本高等一系列問題。目前，在我國壓力容器行業(yè)中已經出現(xiàn)了化的趨勢，如：的封頭制造廠、管件制造廠、熱處理單位、無損檢測單位等。筆者認為這是市場經濟的必然結果，也是壓力容器制造廠提高競爭力的手段。因此在標準的制訂中充分考慮這種現(xiàn)象，在標準內容中對資格、組成、設備等各方面進行有序的管理，壓力容器行業(yè)的化進程。

    （4）標準技術發(fā)展趨勢

    ①近代分析技術的體現(xiàn)；由于計算機技術的高速發(fā)展和廣泛普及，設計者有充分的手段考慮到各種操作工況對結構進行應力分析，通過應力分析來確定壓力容器的結構尺寸，從而實現(xiàn)意義上的等應力設計，優(yōu)化產品、。因此各國壓力容器標準中均引入了應力分析設計的概念和實施的辦法，CODAP標準將應力分類的工程處理辦法也規(guī)定在標準中，充分體現(xiàn)了各國對近代分析技術的應用程度和對其發(fā)展的重視。壓力容器的應力分析設計在我國也已經開展，目前已經有10余個設計單位和200余位設計者分別取得了單位和個人設計資格，其他單位也在申請過程中；

    ②重視壓力容器生產全過程的質量體系作用；隨著ISO9000系列標準的廣泛實施，壓力容器行業(yè)也越來越重視質量體系在壓力容器生產中的作用。逐步在標準中規(guī)定了有關對質量體系的要求，以求質量和降低成本，提高產品的競爭力；

    ③減少檢測項目：由于設計計算準確度和檢驗度的提高、制造工藝的成熟，標準中對傳統(tǒng)的制造過程中的檢驗項目要求正在逐步減少。特別是對產品焊接試板的要求，各國都已經取消或減少到低?？紤]到我國的壓力容器生產和管理現(xiàn)狀，目前尚不具備取消產品焊接試板的條件，但在標準中和《壓力容器技術監(jiān)察規(guī)程》中均已放寬了該項要求；

    ④確定許用應力系數的降低：隨著材料質量的提高、設計方法和檢驗手段的以及制造技術的成熟，為了加地利用材料和降低壓力容器成本，提高本國產品的競爭力，各國都在降低標準中規(guī)定的確定許用應力的系數。美國由nb=4.0降到nb=3.5；歐洲統(tǒng)一標準的低系數為nb=1.875；同時各國在如疲勞分析和外壓計算中所取的系數是否合理；

    ⑤標準化傾向：壓力容器標準化的趨勢使得各國標準必然要增加內容，如：取消非技術壁壘的條款，使用非本國材料的認可程序，壓力容器基礎材料和相關標準以及法規(guī)的相互協(xié)調，用于化認可；對于我國和日本等非英語，需將相關的標準和技術法規(guī)全部翻譯英語，工作量大。

    3　我國壓力容器標準技術發(fā)展方向

    目前世界各工業(yè)在壓力容器標準化工投入大量的人力物力，特別是對于本國標準如何溶入標準并使本國的標準技術內容成為標準的相應內容。在此情況下，筆者認為應在如下方面的努力，才能使中國的標準以及壓力容器行業(yè)的技術和管理水平趕上世界水平：

    ·盡快改變現(xiàn)有的壓力容器設計建造體系，壓力容器的強度設計應在制造廠完成，使壓力容器的設計、制造地連為整體，在設計階段充分考慮制造的要求，明確責任，質量。

    ·加快壓力容器行業(yè)化生產的進程。標準和法規(guī)應充分吸取壓力容器行業(yè)在以往化進程中的經驗和教訓，綜合分析中國的實際情況，和鼓勵化生產，已利于全行業(yè)的生產效率的提高和成果的降低，使行業(yè)有競爭性。

    ·推廣計算機技術的應用，豐富設計者的設計手段，由傳統(tǒng)的經驗設計逐步過渡到以計算機技術為主導的分析設計；實現(xiàn)制造過程的計算機管理，向壓力容器的現(xiàn)代化邁進。