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摘 要：现如今，很多工艺装置积极朝着大型化方向进军，压力容器与其管道压力、温度水平逐渐提升，内径与壁厚相应增加。分析压力容器设计与其管道应力情况，是工业领域中的重大课题之一。文章首选阐述了钢制压力容器的设计概况，其次分析比较了压力容器设计与其管道应力，最后对容器与管道应力类别作出划分。
关键词：钢制压力容器;压力管道;应力;对比分析
很多人员在实践中，对钢制压力容器设计、钢制管道应力两者持有较强的好奇心，两者的确具有一定相似之处，其中部分是可以等同的，但是其间所存在的差异性也不应该被忽视，应拓展对其研究的深度，进而能更全面掌握其内、外部多方面存在的异同。鉴于此，本文作出如下分析内容。
一、钢制压力容器分析设计
和传统设计作比较，钢制压力容器分析设计更具特色，将周密化的应力分析报告设为设计实践凭据，材料选择与工艺质量监测是基础保障，并且还联合了现代分析计算工具及实验技术。分析设计快速、有效发展目标的实现，需要积极与数值分析法、板壳理论等相整合。压力容器行业历经数年实践，对容器失效本质有更深入的认识，将此设为基础，能更有效的处理性质存在区别的应力，并在降低安全系数方面也能提供一定参考[1]。钢制压力容器分析设计进程中，可能会与多种失效模式之间建设相关性。通过全面分析各要素的形式，针对其应力强度提出更科学的约束条件，这在很大程度上能规避失效模式。
二、对比压力容器设计与其管道应力分析
在科学及时日新月异的大背景下，大型化逐渐演变成全球工业发展的主流方向，實质上就是践行大规模、高压、高温的路线。将应力分析法用于大型化压力容器中体现出良好效能，有益于提升相关企业的经济效益。例如，一个加氢反应器单体对应的重量为1000 t，若能使用分析法进行设计，则和常规方法设计情况相比较，减重率能达到20.0%，能明显减少资金数额的投入量，投入成本大概在1 000～1200万元区间内取值。
最近几年中，应力分析法在压力容器及其管道内的应用范畴持续拓展，使用频次也有增加。现阶段，我国相关部门针对压力容器拟定了相关标准，但压力管道方面尚未形成相关规范，这在无形中对管道应力分析工作的开展形成一定约束，仅能分析局部应力，但是实现对管道应力的整体分析是有很大必要性的。在分析管道应力过程中，可以从如下两个方面着手[2]：
（1） 静力分析：其主要涵盖三个部分：①计算管道一次应力，这是以压力、重力等载荷作用为基础而达成的，这在很大程度上能减少或规避塑性变形的情况;②在热胀冷缩和端点附加位移载荷的双重作用下，实现对二次应力对应指标的较精确计算，其有益于规避疲劳破坏的情况;③计算管道对机器与设备作用力，其在机器常态运转目标的实现方面发挥重要的保障性作用。
（2）动力分析：同样包括三个部分，①分析往复压缩机管
道气柱的固定频率，其有益于降低气柱共振情况的发生率;②分析往复压缩机管道压力脉动，这是有效调控压力脉动指标的有效方法之一;③分析管道固有频率，其有助于降低管道系统共振现象发生的风险。
三、钢制压力容器及其管道应力类型的规划
在钢制压力容器分析设计与压力管道应力分析进程中，采用的方法依次是厚壁与薄壁模型，薄壁假定不同应力顺沿管壁均匀分布，而没有给予弯曲应力指标一定重视，过往常规方法设计压力容器时也是以该种假设为支撑进行的;厚壁假定不同应力伴随容器壁厚度的改变会作出相应变化，存有弯曲应力。故而，若能采用厚壁假设去分析应力，则过程更具严谨性，还有益于提升分析结果的精确度。依照结合IASME B 31. 3中作出的相关规定[3]，若检测到管道的公称压力>42MPa，薄壁模型已不具有适用性，建议应用高压管道对应的分析校核准则。
因为不同应力对损伤破坏形成的影响存在一定差异，故而促进了应力分类校核方法的产出过程，钢制压力容器分析设计及压力管道应力分析过程中，均严格秉持等安全裕度的规则进行。在压力容器分析设计进程中，针对各种应力作出的定义有如下：
（1）一次应力：是平衡压力与自体机械载荷，一次应力又可以被细化为一次整体应力（Pm）及局部薄膜应力（Pi）、一次弯曲应力（Pb）;
（2）二次应力（Q）：为迎合外界管束条件或结构自体性状连续改变的需求，即所必需的
法向应力或剪应力。边缘及温度对应的应力等是二次应力的主要类型;
（3）峰值应力（F）：因为局部结构连贯性欠缺或在局部热应力作用下而形成的附加于一与二次应力上的应力增加量。
在压力容器分析设计进程中，可以将应力细化为如下五种类型：Pm、Pi、Pb、Q、F。在分析管道应力过程中，也有部分研究人员将其细化为一次应力、二次应力两类，其对应的概念和压力容器分析设计内的定义大体一致，但是没有细分，是Pm、Pi、Pb，缺少F对应的概念。对其成因进行分析，可能是在压力管道应力分析中使用了薄壁假设的缘故。
四、结束语
从理论层面上分析，和压力管道应力分析标准做比较，压力容器分析设计更具周密性，两者侧重点存在一定差异，前者重点是分析整个管系应力与柔性，后者分析重点集中在局部。压力增大系数方法在以上分析领域中体现出良好的实用价值，体现出操作过程简易、切合实况及运作效率高等优势，不仅能保证装置运行过程的安全性，还能将其应有的经济效益发挥出来，这也是进一步优化设计质量的关键环节。
参考文献：
[1]张娈.压力容器设计阶段风险评估存在的问题和建议[J].石油和化工设备，2019，22（07）：35-38.
[2]张伟娜.立式液压端盖自动启闭压力容器设计[J].现代制造技术与装备，2019，14（04）：58-59.
[3]张东辉，吴肖涌，汪钰，等.浅谈空气纯化器的设计制造及相关标准[J].中国特种设备安全，2018，34（09）：85-89.
作者简介：
白都都（1987-），性别：男，籍贯：河南省洛阳市人，民族：汉，职称：助理工程师，学历：本科研究方向：机械设计、钢制压力容器分析、设计、制造。
关键词：钢制压力容器;压力管道;应力;对比分析
很多人员在实践中，对钢制压力容器设计、钢制管道应力两者持有较强的好奇心，两者的确具有一定相似之处，其中部分是可以等同的，但是其间所存在的差异性也不应该被忽视，应拓展对其研究的深度，进而能更全面掌握其内、外部多方面存在的异同。鉴于此，本文作出如下分析内容。
一、钢制压力容器分析设计
和传统设计作比较，钢制压力容器分析设计更具特色，将周密化的应力分析报告设为设计实践凭据，材料选择与工艺质量监测是基础保障，并且还联合了现代分析计算工具及实验技术。分析设计快速、有效发展目标的实现，需要积极与数值分析法、板壳理论等相整合。压力容器行业历经数年实践，对容器失效本质有更深入的认识，将此设为基础，能更有效的处理性质存在区别的应力，并在降低安全系数方面也能提供一定参考[1]。钢制压力容器分析设计进程中，可能会与多种失效模式之间建设相关性。通过全面分析各要素的形式，针对其应力强度提出更科学的约束条件，这在很大程度上能规避失效模式。
二、对比压力容器设计与其管道应力分析
在科学及时日新月异的大背景下，大型化逐渐演变成全球工业发展的主流方向，實质上就是践行大规模、高压、高温的路线。将应力分析法用于大型化压力容器中体现出良好效能，有益于提升相关企业的经济效益。例如，一个加氢反应器单体对应的重量为1000 t，若能使用分析法进行设计，则和常规方法设计情况相比较，减重率能达到20.0%，能明显减少资金数额的投入量，投入成本大概在1 000～1200万元区间内取值。
最近几年中，应力分析法在压力容器及其管道内的应用范畴持续拓展，使用频次也有增加。现阶段，我国相关部门针对压力容器拟定了相关标准，但压力管道方面尚未形成相关规范，这在无形中对管道应力分析工作的开展形成一定约束，仅能分析局部应力，但是实现对管道应力的整体分析是有很大必要性的。在分析管道应力过程中，可以从如下两个方面着手[2]：
（1） 静力分析：其主要涵盖三个部分：①计算管道一次应力，这是以压力、重力等载荷作用为基础而达成的，这在很大程度上能减少或规避塑性变形的情况;②在热胀冷缩和端点附加位移载荷的双重作用下，实现对二次应力对应指标的较精确计算，其有益于规避疲劳破坏的情况;③计算管道对机器与设备作用力，其在机器常态运转目标的实现方面发挥重要的保障性作用。
（2）动力分析：同样包括三个部分，①分析往复压缩机管
道气柱的固定频率，其有益于降低气柱共振情况的发生率;②分析往复压缩机管道压力脉动，这是有效调控压力脉动指标的有效方法之一;③分析管道固有频率，其有助于降低管道系统共振现象发生的风险。
三、钢制压力容器及其管道应力类型的规划
在钢制压力容器分析设计与压力管道应力分析进程中，采用的方法依次是厚壁与薄壁模型，薄壁假定不同应力顺沿管壁均匀分布，而没有给予弯曲应力指标一定重视，过往常规方法设计压力容器时也是以该种假设为支撑进行的;厚壁假定不同应力伴随容器壁厚度的改变会作出相应变化，存有弯曲应力。故而，若能采用厚壁假设去分析应力，则过程更具严谨性，还有益于提升分析结果的精确度。依照结合IASME B 31. 3中作出的相关规定[3]，若检测到管道的公称压力>42MPa，薄壁模型已不具有适用性，建议应用高压管道对应的分析校核准则。
因为不同应力对损伤破坏形成的影响存在一定差异，故而促进了应力分类校核方法的产出过程，钢制压力容器分析设计及压力管道应力分析过程中，均严格秉持等安全裕度的规则进行。在压力容器分析设计进程中，针对各种应力作出的定义有如下：
（1）一次应力：是平衡压力与自体机械载荷，一次应力又可以被细化为一次整体应力（Pm）及局部薄膜应力（Pi）、一次弯曲应力（Pb）;
（2）二次应力（Q）：为迎合外界管束条件或结构自体性状连续改变的需求，即所必需的
法向应力或剪应力。边缘及温度对应的应力等是二次应力的主要类型;
（3）峰值应力（F）：因为局部结构连贯性欠缺或在局部热应力作用下而形成的附加于一与二次应力上的应力增加量。
在压力容器分析设计进程中，可以将应力细化为如下五种类型：Pm、Pi、Pb、Q、F。在分析管道应力过程中，也有部分研究人员将其细化为一次应力、二次应力两类，其对应的概念和压力容器分析设计内的定义大体一致，但是没有细分，是Pm、Pi、Pb，缺少F对应的概念。对其成因进行分析，可能是在压力管道应力分析中使用了薄壁假设的缘故。
四、结束语
从理论层面上分析，和压力管道应力分析标准做比较，压力容器分析设计更具周密性，两者侧重点存在一定差异，前者重点是分析整个管系应力与柔性，后者分析重点集中在局部。压力增大系数方法在以上分析领域中体现出良好的实用价值，体现出操作过程简易、切合实况及运作效率高等优势，不仅能保证装置运行过程的安全性，还能将其应有的经济效益发挥出来，这也是进一步优化设计质量的关键环节。
参考文献：
[1]张娈.压力容器设计阶段风险评估存在的问题和建议[J].石油和化工设备，2019，22（07）：35-38.
[2]张伟娜.立式液压端盖自动启闭压力容器设计[J].现代制造技术与装备，2019，14（04）：58-59.
[3]张东辉，吴肖涌，汪钰，等.浅谈空气纯化器的设计制造及相关标准[J].中国特种设备安全，2018，34（09）：85-89.
作者简介：
白都都（1987-），性别：男，籍贯：河南省洛阳市人，民族：汉，职称：助理工程师，学历：本科研究方向：机械设计、钢制压力容器分析、设计、制造。