壓力容器技術(shù)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(shù)的不斷進步，特別是計算機技術(shù)的發(fā)展，在壓力容順技術(shù)也了廣泛應(yīng)用，了壓力容器技術(shù)的進步，取得了相應(yīng)的進展。世界經(jīng)濟一體化和區(qū)域經(jīng)濟一體化的發(fā)展，也了壓力容器標準和法規(guī)技術(shù)內(nèi)容的發(fā)展。下面簡介近年來在該技術(shù)內(nèi)的技術(shù)狀況和壓力容器標準的發(fā)展趨勢。

    （1）標準一體化

    隨著經(jīng)濟一體化的逐步發(fā)展，壓力容器標準化的趨勢已經(jīng)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(shè)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(nèi)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(shè)在美國的ISO/TC11已多次召開會議，并已經(jīng)提出了ISO15386鍋爐壓力容器標準草案。其主要內(nèi)容為標準的基本要求、質(zhì)量體系的要求、結(jié)構(gòu)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(shè)備的通則，用以壓力設(shè)備的使用，各國標準中可能出現(xiàn)的技術(shù)壁壘，在相互標準認可的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)壓力容器產(chǎn)品的自由貿(mào)易。

    標準化是不可逆轉(zhuǎn)的大趨勢，在這種情況下，我國應(yīng)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(yīng)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(shù)的應(yīng)用

    在信息時代的，計算機技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)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(shù)的進展；

    ·設(shè)計──傳統(tǒng)的計算機輔助設(shè)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(shè)計者在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段就可以預(yù)見到諸如焊接過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力、設(shè)備組裝和運輸過程中可能會出現(xiàn)的問題，并在設(shè)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(shù)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(chǎn)品質(zhì)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(shù)，配以專門研制的專家系統(tǒng)，使檢測的結(jié)果加準確和客觀。

    （3）化生產(chǎn)

    目前發(fā)達的壓力容器生產(chǎn)的化程度高，棱標準零部件供應(yīng)和熱處理、無損檢測分包已經(jīng)是壓力容器制造廠普遍采用的市場模式。從而使其產(chǎn)品的生產(chǎn)流程短，設(shè)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(shè)備利用率低、機構(gòu)臃腫、生產(chǎn)成本高等一系列問題。目前，在我國壓力容器行業(yè)中已經(jīng)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(jīng)濟的必然結(jié)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(nèi)容中對資格、組成、設(shè)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(shù)發(fā)展趨勢

    ①近代分析技術(shù)的體現(xiàn)；由于計算機技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛普及，設(shè)計者有充分的手段考慮到各種操作工況對結(jié)構(gòu)進行應(yīng)力分析，通過應(yīng)力分析來確定壓力容器的結(jié)構(gòu)尺寸，從而實現(xiàn)意義上的等應(yīng)力設(shè)計，優(yōu)化產(chǎn)品、。因此各國壓力容器標準中均引入了應(yīng)力分析設(shè)計的概念和實施的辦法，CODAP標準將應(yīng)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(shù)的應(yīng)用程度和對其發(fā)展的重視。壓力容器的應(yīng)力分析設(shè)計在我國也已經(jīng)開展，目前已經(jīng)有10余個設(shè)計單位和200余位設(shè)計者分別取得了單位和個人設(shè)計資格，其他單位也在申請過程中；

    ②重視壓力容器生產(chǎn)全過程的質(zhì)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(zhì)量體系在壓力容器生產(chǎn)中的作用。逐步在標準中規(guī)定了有關(guān)對質(zhì)量體系的要求，以求質(zhì)量和降低成本，提高產(chǎn)品的競爭力；

    ③減少檢測項目：由于設(shè)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(chǎn)品焊接試板的要求，各國都已經(jīng)取消或減少到低。考慮到我國的壓力容器生產(chǎn)和管理現(xiàn)狀，目前尚不具備取消產(chǎn)品焊接試板的條件，但在標準中和《壓力容器技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中均已放寬了該項要求；

    ④確定許用應(yīng)力系數(shù)的降低：隨著材料質(zhì)量的提高、設(shè)計方法和檢驗手段的以及制造技術(shù)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(chǎn)品的競爭力，各國都在降低標準中規(guī)定的確定許用應(yīng)力的系數(shù)。美國由nb=4.0降到nb=3.5；歐洲統(tǒng)一標準的低系數(shù)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(shù)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(nèi)容，如：取消非技術(shù)壁壘的條款，使用非本國材料的認可程序，壓力容器基礎(chǔ)材料和相關(guān)標準以及法規(guī)的相互協(xié)調(diào)，用于化認可；對于我國和日本等非英語，需將相關(guān)的標準和技術(shù)法規(guī)全部翻譯英語，工作量大。

    3　我國壓力容器標準技術(shù)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(shù)內(nèi)容成為標準的相應(yīng)內(nèi)容。在此情況下，筆者認為應(yīng)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(shù)和管理水平趕上世界水平：

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

    ·加快壓力容器行業(yè)化生產(chǎn)的進程。標準和法規(guī)應(yīng)充分吸取壓力容器行業(yè)在以往化進程中的經(jīng)驗和教訓(xùn)，綜合分析中國的實際情況，和鼓勵化生產(chǎn)，已利于全行業(yè)的生產(chǎn)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(shù)的應(yīng)用，豐富設(shè)計者的設(shè)計手段，由傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計逐步過渡到以計算機技術(shù)為主導(dǎo)的分析設(shè)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。