壓力容器技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)

    隨著冶金、機(jī)械加工、焊接和無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)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(jìn)步，取得了相應(yīng)的進(jìn)展。世界經(jīng)濟(jì)一體化和區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展，也了壓力容器標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)技術(shù)內(nèi)容的發(fā)展。下面簡(jiǎn)介近年來(lái)在該技術(shù)內(nèi)的技術(shù)狀況和壓力容器標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)。

    （1）標(biāo)準(zhǔn)一體化

    隨著經(jīng)濟(jì)一體化的逐步發(fā)展，壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化的趨勢(shì)已經(jīng)越來(lái)越明顯。歐洲議會(huì)于1997年5月正式批準(zhǔn)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(guó)的法規(guī)，于2002年5月在歐盟內(nèi)強(qiáng)制執(zhí)行。歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（CEN）現(xiàn)正在采取積行動(dòng)，試圖將歐洲標(biāo)準(zhǔn)上升為標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)和日本等一些為了爭(zhēng)奪市場(chǎng)，也在采取積的措施加速標(biāo)準(zhǔn)的制訂。本屆秘書(shū)處設(shè)在美國(guó)的ISO/TC11已多次召開(kāi)會(huì)議，并已經(jīng)提出了ISO15386鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)草案。其主要內(nèi)容為標(biāo)準(zhǔn)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(guó)標(biāo)準(zhǔn)成為標(biāo)準(zhǔn)的注冊(cè)認(rèn)可程序等。事實(shí)上該標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)壓力設(shè)備的通則，用以壓力設(shè)備的使用，各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中可能出現(xiàn)的技術(shù)壁壘，在相互標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)壓力容器產(chǎn)品的自由貿(mào)易。

    標(biāo)準(zhǔn)化是不可逆轉(zhuǎn)的大趨勢(shì)，在這種情況下，我國(guó)應(yīng)積參與該標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作，及時(shí)了解新的動(dòng)態(tài)，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)對(duì)策和方針，提出符合我國(guó)實(shí)際情況的提案和建議，否則中國(guó)的壓力容器行業(yè)將參于參與競(jìng)爭(zhēng)。

    （2）計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

    在信息時(shí)代的，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)滲透到壓力容器行業(yè)的每一個(gè)。計(jì)算機(jī)軟、硬件的每一個(gè)進(jìn)步都大地影響著壓力容器技術(shù)的進(jìn)展；

    ·設(shè)計(jì)──傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）已逐步向計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）的方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)能力的增強(qiáng)、分析手段的提高，使設(shè)計(jì)者在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段就可以預(yù)見(jiàn)到諸如焊接過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力、設(shè)備組裝和運(yùn)輸過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，并在設(shè)計(jì)中解決這些問(wèn)題；

    ·制造──計(jì)算機(jī)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(guò)程的計(jì)算機(jī)管理使所有控制點(diǎn)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(cè)──計(jì)算機(jī)射線實(shí)時(shí)成像、超聲掃描模擬成像和多通道聲發(fā)射技術(shù)，配以專(zhuān)門(mén)研制的專(zhuān)家系統(tǒng)，使檢測(cè)的結(jié)果加準(zhǔn)確和客觀。

    （3）化生產(chǎn)

    目前發(fā)達(dá)的壓力容器生產(chǎn)的化程度高，棱標(biāo)準(zhǔn)零部件供應(yīng)和熱處理、無(wú)損檢測(cè)分包已經(jīng)是壓力容器制造廠普遍采用的市場(chǎng)模式。從而使其產(chǎn)品的生產(chǎn)流程短，設(shè)備，易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理。我國(guó)的壓力容器制造廠與的同類(lèi)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(jī)構(gòu)臃腫、生產(chǎn)成本高等一系列問(wèn)題。目前，在我國(guó)壓力容器行業(yè)中已經(jīng)出現(xiàn)了化的趨勢(shì)，如：的封頭制造廠、管件制造廠、熱處理單位、無(wú)損檢測(cè)單位等。筆者認(rèn)為這是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的必然結(jié)果，也是壓力容器制造廠提高競(jìng)爭(zhēng)力的手段。因此在標(biāo)準(zhǔn)的制訂中充分考慮這種現(xiàn)象，在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容中對(duì)資格、組成、設(shè)備等各方面進(jìn)行有序的管理，壓力容器行業(yè)的化進(jìn)程。

    （4）標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

    ①近代分析技術(shù)的體現(xiàn)；由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛普及，設(shè)計(jì)者有充分的手段考慮到各種操作工況對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力分析，通過(guò)應(yīng)力分析來(lái)確定壓力容器的結(jié)構(gòu)尺寸，從而實(shí)現(xiàn)意義上的等應(yīng)力設(shè)計(jì)，優(yōu)化產(chǎn)品、。因此各國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)中均引入了應(yīng)力分析設(shè)計(jì)的概念和實(shí)施的辦法，CODAP標(biāo)準(zhǔn)將應(yīng)力分類(lèi)的工程處理辦法也規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)中，充分體現(xiàn)了各國(guó)對(duì)近代分析技術(shù)的應(yīng)用程度和對(duì)其發(fā)展的重視。壓力容器的應(yīng)力分析設(shè)計(jì)在我國(guó)也已經(jīng)開(kāi)展，目前已經(jīng)有10余個(gè)設(shè)計(jì)單位和200余位設(shè)計(jì)者分別取得了單位和個(gè)人設(shè)計(jì)資格，其他單位也在申請(qǐng)過(guò)程中；

    ②重視壓力容器生產(chǎn)全過(guò)程的質(zhì)量體系作用；隨著ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)的廣泛實(shí)施，壓力容器行業(yè)也越來(lái)越重視質(zhì)量體系在壓力容器生產(chǎn)中的作用。逐步在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了有關(guān)對(duì)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(jìng)爭(zhēng)力；

    ③減少檢測(cè)項(xiàng)目：由于設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)確度和檢驗(yàn)度的提高、制造工藝的成熟，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)傳統(tǒng)的制造過(guò)程中的檢驗(yàn)項(xiàng)目要求正在逐步減少。特別是對(duì)產(chǎn)品焊接試板的要求，各國(guó)都已經(jīng)取消或減少到低?？紤]到我國(guó)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(biāo)準(zhǔn)中和《壓力容器技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中均已放寬了該項(xiàng)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(jì)方法和檢驗(yàn)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(guó)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，各國(guó)都在降低標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的確定許用應(yīng)力的系數(shù)。美國(guó)由nb=4.0降到nb=3.5；歐洲統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的低系數(shù)為nb=1.875；同時(shí)各國(guó)在如疲勞分析和外壓計(jì)算中所取的系數(shù)是否合理；

    ⑤標(biāo)準(zhǔn)化傾向：壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化的趨勢(shì)使得各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)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(guó)材料的認(rèn)可程序，壓力容器基礎(chǔ)材料和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及法規(guī)的相互協(xié)調(diào)，用于化認(rèn)可；對(duì)于我國(guó)和日本等非英語(yǔ)，需將相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)全部翻譯英語(yǔ)，工作量大。

    3　我國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)發(fā)展方向

    目前世界各工業(yè)在壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化工投入大量的人力物力，特別是對(duì)于本國(guó)標(biāo)準(zhǔn)如何溶入標(biāo)準(zhǔn)并使本國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容成為標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)內(nèi)容。在此情況下，筆者認(rèn)為應(yīng)在如下方面的努力，才能使中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)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(jì)建造體系，壓力容器的強(qiáng)度設(shè)計(jì)應(yīng)在制造廠完成，使壓力容器的設(shè)計(jì)、制造地連為整體，在設(shè)計(jì)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(jìn)程。標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)應(yīng)充分吸取壓力容器行業(yè)在以往化進(jìn)程中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，綜合分析中國(guó)的實(shí)際情況，和鼓勵(lì)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(jìng)爭(zhēng)性。

    ·推廣計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，豐富設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)手段，由傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)逐步過(guò)渡到以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主導(dǎo)的分析設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的計(jì)算機(jī)管理，向壓力容器的現(xiàn)代化邁進(jìn)。