壓力容器分析設(shè)計(jì)早源自美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)的ASME III《核設(shè)施元件建造規(guī)則》,該協(xié)會(huì)于1968年發(fā)布ASME Ⅷ-2《壓力容器另一規(guī)則》。
此后30年,各國紛紛參照ASME Ⅷ-2 制定本國的分析設(shè)計(jì)規(guī)范,但總的來說壓力容器分析設(shè)計(jì)方法與20世紀(jì)60年代相比變化并不大。
近15年來,國際上壓力容器規(guī)范發(fā)生了巨大的變化。歐盟于1997年頒布承壓設(shè)備指令PED,隨后,2002年5月30日頒布與其配套的EN 13445《非燃燒壓力容器》建造規(guī)范,提出了很多新理念和新觀點(diǎn),這對(duì)ASME壓力容器規(guī)范來說,無疑形成了挑戰(zhàn)。
制造壓力容器選材不僅要考慮材料的力學(xué)性能、彎曲性能、耐蝕性能及價(jià)格等因素,也要充分考慮可焊性等冷熱加工性能。
材料的正確選用是設(shè)計(jì)者的主要職責(zé),直接關(guān)系到制造的難易程度和產(chǎn)品的安全性。如碳素鋼和低合金鋼隨著標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值Rm的提高,需提高鋼材的韌性及塑性:
用于焊接的碳素鋼和低合金鋼限制C、S、P含量,壓力容器碳素鋼和低合金鋼依標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值Rm及是否用于低溫容器而進(jìn)一步限制C、S、P含量。
設(shè)計(jì)時(shí)采用強(qiáng)度級(jí)別較高的材料時(shí),還一定要注意有嚴(yán)格可行的技術(shù)要求并對(duì)制造企業(yè)的制造能力、制造經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行充分考察了解,不能將報(bào)價(jià)的高低作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。
另外,對(duì)于鋼材,應(yīng)盡可能選擇壓力容器鋼;選用境外牌號(hào)的材料、新材料、材料制造單位制造的材料,應(yīng)符合TSG 21的有關(guān)規(guī)定,便于制造、采購和使用。
壓力容器按工藝過程中的作用不同分為:①反應(yīng)容器:用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)的容器。②換熱容器:用于完成介質(zhì)的熱量交換的容器。大多數(shù)壓力容器由鋼制成,也有的用鋁、鈦等有色金屬和玻璃鋼、預(yù)應(yīng)力混凝土等非金屬材料制成。壓力容器在使用中如發(fā)生,會(huì)造成災(zāi)難故。一般來說, 不銹鋼的耐腐蝕性較出色但在含有氯離子的環(huán)境下,其耐腐蝕性卻不如低合金鋼和碳素鋼。材料代用時(shí)進(jìn)行細(xì)致、周全的考慮,否則壓力容器實(shí)際使用中可能會(huì)出現(xiàn)各種安全隱患。