【关键词】化工压力容器；安全控制
由于各种物理或者化学的因素，化工压力容器常常会出现安全事故。事故一旦发生，不但会造成化工压力容器损坏，而且还会造成人员伤亡以及相当大的经济损失。纵观化工压力容器发生安全事故的原因，一方面是因为化工容器自身因素造成的，另一方面是因为人为因素造成的。据统计，在已经发生的化工压力容器安全事故中，有83％的都是由于人为因素造成的。为此，大力加强化工压力容器的安全控制，对于避免发生重大安全事故，避免造成重大人员伤亡以及经济损失都具有重大的现实意义。
1从源头抓起，避免化工压力容器出现质量问题
化工压力容器之所以会出现安全问题，和化工压力容器的质量有着非常密切的关系。首先是因为化工压力容器内盛放的多是具有腐蚀性的化工原料，另外，这些化工原料常常在高压下进行保存。这样就给压力容器的质量提出了相当高的要求。为此，在化工压力容器的制造过程中，生产部门要严格按照行业标准进行设计生产，保证其设计与制造的质量，选择耐腐蚀的金属或者合金材料提高其防腐蚀性，在选择制造材料的过程中，还要根据化工压力容器所盛放的介质确定所使用的制造材料。争取设计生产出高质量的化工压力容器。
另外，化工企业在购进的过程中，也要认真按照行业标准进行检查和检测，发现不符合行业标准的化工压力容器，要坚决制止其进入化工生产企业。同时，化工生产企业还要进行制度控制，建立化工压力容器终身负责制，从购进到使用到废弃进行全程监管，责任到人。
2加强日常检查，避免化工压力容器出现安全问题
从化工压力容器购进那一刻起，化工企业就必须加强针对化工压力容器的安全检查，避免发生重大安全事故。为了做好检查，首先必须制定严格的检查制度，按照特定的时间、特定的地点以及特定的线路进行检查。从化工压力容器的工艺条件入手，检查其压力、温度、化工液体量、化工介质的成分等内容，确定其工艺条件是不是满足化工压力容器安全生产的要求。其次，要严格检查化工压力容器是不是出现明显的腐蚀、变形等问题，各连接管道以及管道接口处是不是出现泄漏，化工压力容器的底座是否牢固，各仪表、仪器、阀门以及电气设备是不是存在安全隐患。第三要认真检查化工压力容器中的各类安全控制计量仪器以及减压装置是不是能够达到安全要求。
如果在对化工压力容器进行安全检查的过程中，发现了安全隐患，并且安全隐患足以能够对生产或者人身安全造成重大威胁时，相关管理人员必须采取相对应的紧急应对措施，排除安全隐患，如果安全隐患比较难以排除，必须叫停化工压力容器的使用，停工进行检查处理。例如：化工压力容器内持续出现压力异常、化工原料温度过高、化工压力容器温度异常或者安全装置无法正常使用等现象，这样常常导致化工压力容器出现安全问题。在这种情况下，如果坚持进行生产，而不进行彻底的处理，必将导致重大安全事故发生，为此，必须停止生产，等到安全隐患排除后才能正常进行生产。
3防止容器腐蚀，避免出现安全隐患
化工压力容器腐蚀是造成其发生安全事故的最主要的原因。为此，必须认真加强对化工压力容器腐蚀现象的分析，并针对腐蚀原因制定对策，避免出现安全隐患。
通常来讲，造成化工压力容器腐蚀的主要原因有物理腐蚀、化学腐蚀、应力腐蚀和电化学腐蚀等多种情况。物理腐蚀通常为物理溶解造成的腐蚀。例如：呈现液态的金属锌常常可以溶解化工压力容器中的铁，从而引发溶解性腐蚀。化学腐蚀通常是指化工气体以及一些化学物质与金属发生氧化还原反应从而造成金属丢失的现象。例如：二氧化硫等其他可以与铁等金属发生化学反应，从而引发化学腐蚀。应力腐蚀通常是指组成化工压力容器的金属在某些介质的作用下，产生的拉应力所造成的金属延迟裂纹，从而造成应力腐蚀开裂。应力腐蚀通常发生速度比较快，常常在不易察觉的情况下发生，因此，这种腐蚀对于化工压力容器影响巨大，是破坏性最强的腐蚀。电化学腐蚀是指金属和电解质溶液之间发生的有电流产生的腐蚀。电化学腐蚀是化工压力容器最常见的腐蚀。
为了避免因腐蚀发生的化工压力容器安全问题，除了必须保证其设计与制造的质量。还要注意以下几个方面的问题。①、使用缓蚀剂。缓蚀剂具有使用量小，保持金属的物理机械性能以及降低被腐蚀速度的能力。因此，在化工压力容器的制造和使用过程中使用缓蚀剂，就可以有效防止化工压力容器的腐蚀。②、认真把好焊接关。焊接质量直接关系着化工压力容器焊接缝残余应力的大小，环节质量越差，残余应力就越大，裂缝产生的可能性就越大，为此在化工压力容器的焊接过程中，必须认真把好焊接关，严格按照焊接工艺的要求选择焊接使用的材料以及焊接工艺。在焊接之前应该充分考虑焊接使用钢材的淬硬性以及焊接厚度，同时还要考虑化工压力容器的使用环境然后进行预热。焊接完成后还要对容器采取热化学处理，利用晶间腐蚀进行检测或者利用超声波探伤射线进行探伤检测等手段进行质量检测。③、利用电化学保护方法。电化学保护方法包括牺牲阳极和外加电流保护发等两种方法。在保护过程中，在化工压力容器上固定电极电势比被保护金属较弱的阳极，从而保护化工压力容器。或者通过外加电流保护被用作阴极的化工压力容器，避免化工压力容器被腐蚀。④、利用防腐材料。利用防腐材料进行防腐处理是当前化工压力容器防腐的主要方法。防腐材料可以再化工压力容器表面形成一层多孔的薄膜，通过这层薄膜有效降低腐蚀电流，从而达到防腐蚀的目的。⑤、进行衬里保护。衬里保护是实在难以找到适合材料的情况下，综合考虑介质的特点以及温度、压力等多种情况，然后采用适当的材料对化工压力容器进行衬里处理，从而达到化工压力容器防腐蚀的目的。⑥、进行表面覆盖。通过在化工压力容器的金属层外部覆盖保护层的方法达到防腐蚀的目的。例如在化工压力容器表层涂油漆、搪瓷、镀保护性金属等方法。
4严格控制使用条件。避免人为因素
LC滤波器工程设计时的几点考虑
1LC滤波器工程设计时几款常用的软件推荐
LC滤波器设计软件的种类繁多，早已步入寻常百姓人家，本文从使用简单、方便的角度来推荐几款免费设计软件。
a）AADE公司的FilterDesign它可以帮助工程师简单、快速地设计几乎是任何类型的集总参数的低通、高通、带通和带阻滤波器，同时也可以显示滤波器的插入损耗、回波损耗、群延迟和输入阻抗等。使用该滤波器设计软件时，当频率升高，内部的寄生耦合电抗和分布电抗就将破坏它的设计精度。由于寄生效应自然地降低了滤波器的中心频率，所以设计的频率比实际需要的频率要高一些。
b）RF-Filter.exe软件该软件使用非常简单，仅需选择所需用的函数类型、阶数、源阻抗和负载阻抗等参数就可设计出所需参数和仿真波形。用该软件设计一个输入输出阻抗为50Ω、7阶巴特沃斯、截止频率为200MHz的低通滤波器时的仿真波形和电路，用归一化参数计算和仿真设计的参数几乎完全一致，如图1所示。
c）FilterSolutions10.0滤波器设计软件该软件如图2所示。
d）Helical.exe螺旋滤波器设计软件该软件如图3所示。
用该软件设计时输入输出阻抗需要匹配，如果参数设置不合理时，就可以拒绝进入主界面，该款软件适合于窄带滤波器设计。c）FilterSolutions10.0滤波器设计软件该软件如图2所示。d）Helical.exe螺旋滤波器设计软件该软件如图3所示。用该软件设计时输入输出阻抗需要匹配，如果参数设置不合理时，就可以拒绝进入主界面，该款软件适合于窄带滤波器设计。
2进行LC滤波器工程设计时，考虑PCB的事项
a）频率越高时，较薄的介质层将增加插入损耗，增加介质层的厚度将减少这些损耗，但与此同时会增加电路板的穿孔电感或者会产生我们所不期待的信号传输模式。介电常数Er较高时将会增加介质中的损耗，而且也会稍微增加导体中的损耗。当LC滤波器需要尽可能小的插入损耗时，虽然选择较厚的PCB板会减少损耗，但也增加了穿地电感，介电常数Er应较小些。上面提到的穿透孔产生的穿地电感可由如下公式计算：这个公式说明了穿透孔的直径越小、穿透孔的长度越长则穿地电感越大。所以通过PCB板设计滤波器时，要使穿地电感越小则PCB越薄，滤波器的高频衰减特性越好。所以选择PCB板的厚度时必须考虑插入损耗和穿地电感的折衷。同时通过该公式可以算出穿地电感的实际值，在设计LC滤波器参数时，可以使穿地电感看成是线圈电感的一部分，使串联到电容器的电感值选得小一些。
b）LC滤波器通过PCB板工程制作时，所有元器件的引线必须最短以减少损耗和引线电感。传输的微带线保持50Ω的恒定阻抗，以减少失配损耗及由不连续阻抗引起的反射。在1GHz时，即使1cm的短线，也会有约10nH的电感，形成一个几乎很纯正的电感器。滤波器的微带线中的所有弯曲都应该斜接或者变成圆弧状，以防止辐射到相邻的电路中。一般地线通过最短的路线，通常是通过一个穿透孔接到PCB的接地板，主要是为了降低返回路径的对地电感。同时从PCB顶端的接地板到底端的接地板，应该以1/4波长或者更小长度的间隔，有规律地设置穿透孔。整个PCB的设计尽可能地减小实际的尺寸以减少损耗和辐射。元件应该交叉配置在微带线的两侧，以改善高频域的隔离程度。电容器接地旁边要有穿透孔，空余的地方尽可能地配置上引线孔。LC带通滤波器的制作要选用寄生电感量小的电容器，使含有寄生电感的LC谐振电路的谐振频率重合在几何中心的频率上。
c）进行LC滤波器的工程设计时，必须要考虑到PCB线、元器件和导线之间的耦合。可通过使用屏蔽、减少载流环路的区域、印刷板引线成直角和传输RF电流的印刷板引线互相保持一定的距离来减轻这些不好的能量耦合。当RF信号遇到LC滤波器的耦合电容时，为了减少阻抗变化范围和降低电压驻波比VSWR，元器件应该与微带线具有相同的宽度，并且焊接的轮廓应该平滑以便不干扰信号流。
进行LC滤波器工程参数设计时的考虑事项
a）如果滤波器要隔直流信号，那么应在输入端加一个很大的电容，使得在最低频率上的电抗小于1Ω。如果该LC滤波器是高通滤波器，为阻止直流信号，就应该在输入端接一个串联电容，而不是并联一个电感。
b）如果要设计精度更高的滤波器就要采用更加复杂、准确的现代滤波器理论技术或者更昂贵软件程序来考虑寄生效应的影响。对于低要求应用场合和极点数少的情况下，仅通过软件仿真设计就足够了。频率大于30MHz时，表面安装的元件导致的分布式电抗会使滤波器的中心频率显著地降低，必须考虑寄生响应的影响。可通过减少绕组直径和圈数来减少电感器的匝间电容，可通过更小的元器件来减轻所有元器件的接地电容，可使用以电感相交成直角的方式来减轻电感的相互耦合，可通过使用一个并联的电容器来减轻引线内的固定电感，减小电容器的寄生电感，通过上述方式可减轻寄生响应的影响。
c）LC滤波器在高频率设计时，选用高Q值的电感可以减少插入损耗和降低边缘的圆滑程度。电容器要选用自感量小的元件，如果电容的容许误差较差或者温度特性差就会使得通带特性、中心频率、回波损耗发生变化。可采用将一个电容分为两个只有一半容量的电容器后再并联的办法，从理论上说，电感量可以减少一半，阻带衰减量实际上可改善约10dB。
d）根据衰减频率部分，考虑到费用、插入损耗、群延迟变化和物理尺寸的要求，滤波器应该设计成最小阶数。在没有放大器连接之前，若将设计好的滤波器级联，就会导致交互感应。
进行LC滤波器工程设计时考虑的滤波器函数选型事项
如果需要通带内有最大的平坦响应，对元件的变化不是很敏感的话，则可选用巴特沃斯滤波器，没有特殊要求时优先推荐巴特沃斯滤波器。切比雪夫滤波器在通带内有等波纹起伏的纹波，但截止特性特别好，高的群延迟变化，可通过增加滤波器的通带来抑制群延迟变化。贝塞尔滤波器通带内延时特性最平坦，小的群延迟变化，相位特型好，对要求输出信号波形不能失真的场合非常有用，但截止特性很差，对元件的要求很高。高斯型滤波器常用于频谱分析仪带宽的滤波器中。椭圆函数型滤波器通带内有起伏，阻带内有零点，截止特性最好，但对器件要求严格。勒让德型截止特性比巴特沃斯型好，并且可以用小的器件值来实现。在工程实际设计中依据不同的特点和通带的频率响应、带宽、元件敏感程度和分布电抗以及元件获取真实的参数能力等选取不同类型的函数。
关键词：带圆角矩形截面压力容器；应力分布；数值模拟
中图分类号：K826.16文献标识码：A文章编号：
0引言
随着现代经济的发展，石油化工设备日益大型化和高参数化，所消耗的钢材量，越来越大，同时也给制造带来很大困难。受压容器的横截面通常设计成圆形的，但为了满足特殊的工艺，设备设计和制造方面的要求，也需要设计成承受内压的非圆形截面的结构。本文所要探讨是指带圆角的长、短矩形截面压力容器。
1研究方案
本设计是采用ANSYS有限元线性结构静力学分析方法对矩形截面压力容器的应力进行数值模拟。有限元分析是对物理现象的模拟，也是对真实情况的数值近似。通过对分析对象划分网格，求解有限个数值来模拟真实情况下的未知量。其中，结构静力学分析主要用来分析由于稳态外载荷而引起的系统或零部件的应力、应变、位移和作用力等，它的操作步骤通常包括以下几个环节：
建模。首先要指定文件名和分析标题，然后通过前处理器定义模型的几何元素、单元类型、实常数、材料参数，或者从外部的CAD系统导入模型文件；
设置求解控制，即网格划分。
施加约束与载荷；
求解；
检查分析结果。
在使用ANSYS进行应力数值模拟过程中，我分别建立带圆角的长、短矩形截面压力容器的三维模型，通过分析与比较，探讨矩形截面容器的变形特点与应力分布规律，为此类压力容器的设计提供参考。
2利用ANSYS9.0进行应力数值模拟的过程
为了探讨矩形截面压力容器的变形特点与应力分布规律，在这里我将利用ANSYS9.0对不同尺寸的矩形截面容器分别进行建模分析与应力数值模拟，主要分为如下2个部分：
（1）带圆角的长矩形截面压力容器的三维求解过程
具体例子：已知一个矩形截面容器的材质为Q235-A，泊松比μ＝0.3，弹性模量E＝2.04×105MPa，其宽×高×长为50×50×650mm，壁厚t＝2.6mm，圆角半径r=3.4mm，内压Pi=0.491MPa。这是一个容器长度与横截面内侧边长之比大于4的壳体。考虑到容器的对称性，可以建立1/8模型，即针对三个面围成一个立体角作为研究对象。求解结果：如图a。
（2）带圆角的短矩形截面压力容器的三维求解过程
具体例子：已知一个矩形截面容器的材质为Q235-A，泊松比μ＝0.3，弹性模量E＝2.04×105MPa，其宽×高×长为100×70×150mm，壁厚t＝2.9mm，圆角半径r=4mm，内压Pi=0.294MPa。这是一个容器长度与横截面内侧边长之比小于4的壳体。操作步骤与（2）节类似。求解结果：如图b。
(a)(b)
3带圆角的矩形截面容器常规计算
带圆角的矩形截面容器如图所示，容器侧板和圆角厚度相同，圆角半径r大于等于侧板厚度的3倍。
按照理论公式分别计算带圆角的长、短矩形截面容器，具体例子如下：
（1）长矩形截面容器
已知材质为Q235-A的矩形截面容器在常温下的许用应力[б]t=113MPa，焊接系数φ＝0.85（双面焊缝局部探伤）。内压Pi=0.491MPa，圆角半径r=3.4mm，壁厚δ1＝2.6mm，长边（不包括圆角区）长度之半L＝22.4mm，短边（不包括圆角区）长度之半l1＝22.4mm，Ls＝1mm，无因次参数a3=L/l=1mm，无因次参数ψ＝r/l1=0.14，c＝-δ1/2＝-1.3mm，截面惯性矩I1=Lsδ113/12＝1.465，MA＝-60.396（Nmm），K3＝-123。
小结：由计算结果得知，内压作用下的长矩形截面容器的应力值满足要求。
（2）短矩形截面容器
已知材质为Q235-A的矩形截面容器在常温下的许用应力[б]t=113MPa，焊接系数φ＝0.85（双面焊缝局部探伤）。内压Pi=0.294MPa，圆角半径r=4mm，壁厚δ1＝2.9mm，长边（不包括圆角区）长度之半L＝46mm，短边（不包括圆角区）长度之半l1＝31mm，Ls＝1mm，无因次参数ψ＝r/l1=0.13，c＝-δ1/2＝-1.45mm，截面惯性矩I1=Lsδ113/12＝2.03，MA＝-168.785（Nmm），K3＝-574.100。
小结：由计算结果得知，短矩形截面容器的应力值在长边侧板与圆角区均超过最大的许用应力值。
4结论
本设计假设条件忽略温度变化、焊缝与开孔削弱等因素影响，采用ANSYS9.0有限元结构线性静力学来分析对称性的矩形截面压力容器的变形特点与应力分布情况。
在建立三维模型分别对长、短矩形截面压力容器进行应力数值模拟过程中发现，在内压作用下的壳体变形主要都是发生在侧板的中心部位，端盖板的变形不显著；最大应力出现在壳体两侧板相连接的圆角边的中心处。
通过前后对比分析可知，在相同材质、不同的尺寸和内压作用下，受轴向长度影响的带圆角矩形截面容器产生的变形会有所不同：长矩形容器在侧板的最大变形值为0.021434mm，端盖板的最大变形值约是0.01207mm；短矩形容器在侧板上的最大变形值为0.187632mm，端盖板的最大变形值约是0.168E-4mm。由此可见，尽管长矩形容器受到的内压作用较大，其变形量较小；而当容器较短，即容器轴向长度与其横向尺寸之比小于4时，壳体端盖的支承作用增加了结构的刚性，降低了弯曲应力。
在分析应力分布情况时，无论轴向长度与横向尺寸的比值是否大于4，矩形截面容器上的最大应力集中在两侧板相连接的圆角边的中心处，并且其侧板的中间局部区域以及圆角边的中心处有较大的应力值；最小的应力值是在顶角处。
按照常规计算规定的前提条件是不适宜用于本设计书提出的两个不同具体实例计算，从中说明常规计算分析方法的局限性与保守性。由参考文献[5]的实验值与理论计算值叠加的应力值与ANSYS分析结果有较好的一致性，说明利用ANSYS对矩形截面容器进行应力的数值模拟有一定的参考利用价值，为工程设计提供了一种有效的途径。
参考文献
[1]《钢制压力容器》GB150—1998
[2]《带加强肋的薄壁矩形容器强度计算.压力容器》，曾昭景、高家驹、顾其寿,1987年
[3]《承受内压的矩形结构轴向长度影响的探讨.压力容器》，曾昭景、高家驹、顾其寿，1988年1月
[4]《非圆形截面容器计算.压力容器》，张映、洪锡刚，1988年3月
[5]《矩形截面容器中的应力与设计.石油化工设备技术》，洪锡刚、廖景娱、张迎,1989年
[6]《内压异形壳体简便计算法.压力容器，》吴武,1992年5月
[7]《内压非圆形截面容器设计及校核的PC机软件编制.化工装备技术》，吴武、汤进举,1994年
[8]《低压矩形截面容器的设计计算.化工机械》，孙功昌,1991年8月
[9]《有限长矩形压力容器的应力分析法.化工机械》，郭应征、曾昭景、施孝春、尹侠，1995年
关键词：化工企业；压力容器；设计；选材；设计方法
由于化学和石油生产行业的生产过程具有复杂性，压力容器作为化工企业主要生产设备，一旦在生产过程中发生事故，不仅会对产品的品质带来较大的影响，而且还会危及人身安全。所以在压力容器设计时不仅需要确保压力容器的结构和规格要满足生产工艺流程的要求，而且还要确保内部结构要具有较好的合理性。同时在压力容器设计时还尽量在做到对结构进行优化，确保制造成本和维修费用的降低，确保压力容器制造费用的最小化。同时还要便于维修、操作、安装、检验及制造。压力容器还要确保其运行时是具有较强的稳定性和安全性，避免压力容器储存物料过程中内部能量过大而导致爆炸事故的发生。由于化工企业物料通常都具有较强的毒性和腐蚀性，所以在设计时需要对容器壁厚进行考虑，在厚度设计时需要充分的考虑容器的工作环境和业主要求，确保化工压力容器能够达到预期的使用寿命。
1压力容器设计时选材原则及依据
压力容器设计选材是一项非常重要的内容，在具体材料选择时需要严格依照相应的设计要求和标准进行，在设计过程中还要遵循相应的选材原则和依据，确保设计水平的提升。
（1）在对压力容器选材时，由于相同的工程设计下使用的材料具有统一性，所以在选择时需要考虑材料的来源、价格、性能、耐腐蚀性、力学特性及容器的应用条件等。
（2）在压力容器的钢材料选择时，特别是对于作为承压元件的钢材料要确保其具有较好的焊接性能，成型性、高韧性及较大塑性储备。
（3）压力容器在设计时需要遵循的原则。1）在压力容器设计时，如果设计的是普通碳素钢压力容器，确保板厚度在8mm以上时则可以选择普通的低合金钢；2）设备的设计需要以强度作为主导时，则选择钢材料型号时则需要与介质特点、设计温度和设计压力等应用限制充分的结合，同时在压力容器相关的要求下选择适宜的钢材型号；3）在压力容器设计时，如果是以结构与钢度作为主导，则受压壳体选择普通的碳素钢即可；4）对于设计的容器在运行过程中需要承受超过500℃的高温或是有铁离子污染、强腐蚀性时，则需要选择不锈钢作为压力容器的主材；5）当压力容器设计温度为250℃以上时，宜选择高压高温抗氢用钢，而当设计温度在350～550℃之间时，选择铬锢低合金钢具有较好的适宜性。
2化工压力容器的设计方法
压力容器作为一种特殊的装置，其与人们的实际生产生活息息相关，这就对压力容器的设计提出了较高的要求。在压力容器设计过程中，需要选择适宜的压力容器设计方法，不仅需要满足压力容器常规设计要求，同时可能会依据应力分析设计要求。要求设计者要根据实际的情况，依据自身丰富的经验，从而选择适宜的设计方法。
目前在压力容器设计过程中较为常用的设计方法即是常规的方法，这种设计方法不仅较为简单，而且易于实施，在设计过程中依据自身的经验，同时依据弹性失效准则作为其理论基础。这里所说的弹性失效准则即是化工压力容器某个最大应力点到达屈服极限时会进入到塑性状态，从而使其失去了纯弹性状态。在化工压力容器设计过程中，需要以应力分析方法作为基础，通过简单计算板壳薄膜和材料力学理论，在计算过程中，只针对一次性施加的静力载荷处理，不兼顾热应力、局部应力和边缘应力，同时也不对交变载荷下的容器疲劳寿命等情况。但在设计过程中，为了确保化工压力容器具有较强的安全性，往往所采用的安全系数较高，在设计过程中任何种类的应力都实施相同的应力值，从而有效的弥补了应力分析的缺陷。
压力容器还具有温差应力和局部应力，特别是在局部应力下，当材料达到屈服极限时，容器的较大范围还处于弹性状态下，这就导致已屈服的局部范围会受到周围弹性区域的制约，有效的对其变形量进行控制，有效的避免了压力容器失效情况的发生。这种情况下，应用常规设计方法很难实现，但在当前计算机技术快速发展的新形势下，部分软件的功能得以增强，所以分析设计这类压力容器的设计方法应运而生。在分析设计方法下，其是以弹塑性失效准则、塑性失效准则为该方法的理论基础，通过对弹性应力进行分析，从而计算压力容器的应力，并依此来对压力容器的应力进行控制和分类。尽管分析设计方法较为复杂，而且所花费的时间也较多，但有效的确保了压力容器安全性的提升。特别是在当前压力容器参数不断增高的新形势下，高强钢的应用、现代化试验和计算技术的采用，有效的解决了压力容器设计中存在的一些问题。在分析设计方法下，压力容器局部塑性范围得以有效的控制，对计算应力的要求有所降低，有效的确保了压力容器结构的安全性。
在当前压力容器设计时，需要对最大剪应力理论进行充分的考虑。在最大剪应力理论中，其指明不管材料处于怎样的应力情况下，只要最大剪应力能够实现材料屈服最大剪应力值，则材料就会存在屈服破坏。所以在分析设计方法需要对压力容器应力进行分类，从而明确其安全系数，确保产品的经济性和安全性。
3结束语
在化工压力容器设计时，设计计算、选材都需要严格遵循设计的标准进行，同时设计人员还要通过对比，采取最为理想的设计方案，确保设计出来的压力容器能够满足稳定性及安全性的要求，同时在满足压力容器相关规范和标准要求的前提下，尽可能的降低费用，确保设计的经济性，从而更好的促进化工行业的健康、有序发展。
参考文献：
[1]周新房.浅谈化工压力容器设计选材问题[J].科技视界，2014（09）.
关键词：高压真空；断路器；可靠性分析
中图分类号：C35文献标识码：A
一、真空断路器可靠性评估工作研究意义
高压断路器是电力系统中的关键控制、保护装置，对电网的安全运行起着核心作用。随着我国电网监控、检修的智能化，对真空断路器的运行可靠性的要求日益增高。智能化要求改进真空断路器可靠性评估思路和评估手段，以全面、准确的评估断路器的在载状态，为相关企业提供工作稳定性保证，也为相关运行监测机构指定监控、检修方案提供依据具有重要意义。其中，发电机出口保护断路器由于其环境友好性，利于提高设备的保护能力和系统的稳定性，需求日益增长，受到广泛关注。而高压断路器操动机构运动可靠性、稳健性，直接影响着断路器的可靠性。真空断路器操动机构的优化是工程领域中的前沿性课题，具有良好的应用价值，对它的研究有着重要的理论意义和实际意义。
二、高压真空断路器操动机构的分类
高压真空断路器作为一种性能优越的电器，以其体积小、重量轻、寿命长、维护方便和安全等优点，在中压领域市场中占据着主导地位，并且随着技术的不断发展，在高压领域也逐渐得到应用。同时，真空灭弧室技术的发展、新触头材料的发现、纵磁场触头结构的应用和操动机构性能的改进都促进了高压真空断路器的发展。操动机构可以按照驱动方式的不同分为以下几类。
1、手动操动机构：靠手动直接合闸的操动机构。
2、液压操动机构：利用液压作为动力传动介质，操动方式有两种：直接驱动和储能式。
3、电动操动机构：利用电动机经减速装置带动开关合闸的操动机构。
4、气动操动机构：利用压缩空气作为能源产生推力的操动机构。
5、电磁操动机构：靠电磁力合闸的操动机构。
6、弹簧操动机构：利用已储能的弹簧为动力使断路器动作的操动机构。弹簧储能通常由电动机通过减速装置来完成。
7、永磁从动机构：利用永磁体实现合闸保持和分闸保持的一种形式的电磁操动机构。其合闸都是采用电磁操作，分闸可有电磁操动和弹簧操动两种形式。
三、提升真空断路器可靠性面临的问题
一般而言，真空断路器断路器分合闸时，电网的电流或者电压的相位往往容易发生波动、紊乱，容易产生涌流及过电压，对微观子电力系统产生较大的冲击。真空断路器的额定工作电流和短路开断电流的要求都远高于一般电力系统中输配电用的断路器，实现起来难度很大。一直以来，大容量开断能力的真空断路器的新产品研发都是电力工程领域中关注的一个焦点。毋庸讳言，当前，真空断路器状态评估方法存在诊断信号单一、评估结果难以量化、评估判据缺乏参数依据和数据来源杂乱等问题。
四、提升真空断路器可靠性的对策建议
1、从状态评估、故障诊断和信号处理等角度考虑
（3）利用软件，构建断路器运动特性虚拟样机模型，对模型内的静态保持力、系统反力、等效质量和接触器电弧进行模拟测算。根据所测信号数据，校验虚拟样机模型的准确性。（4）断路器数据采集系统和多智能体评估系统可以实现对断路器正常状态、操作机构控制回路电阻增大、分闸弹簧单根脱落、操作及传动机构卡涩和行程传感器故障等状态的测算，验证断路器运动特性状态评估方法的准确性和评估系统的有效性。保证数据采集系统的可靠性。
2、开发研制新型“双触头”结构的大电流真空灭弧室
针对大电流真空断路器涉及到的开断、电流转移过程、温升以及分、合闸机械运动特性与负载特性配合等几个关键问题，设计由主、弧两对触头分别承载大的额定电流和开断高的短路电流的新型“双触头”结构的大电流真空灭弧室。大胆采用双波纹管，大幅度减小合闸弹跳；在杯状触头内部加入铁磁环，改善大电流真空灭弧室的磁场特性，提高真空灭弧室的开断能力。为了解决大电流真空灭弧室温升问题，对矩形直肋散热器进行优化设计。
3、积极探索同步关合技术的应用
同步关合技术出现，为缩短甚至避免出现断路器分合闸暂态过程提供了一直优化解决方案。鉴于断路器分合闸时间分散性是制约同步关合技术实现的难点之一。永磁真空断路器以其结构简单、零部件少、动作分散性小、可靠性高、寿命长等优点，是实现同步关合的理想元件，但永磁真空断路器受温度、控制电压、老化等因素的影响，分合闸时间仍会表现出较大的分散性。为减小分合闸时间分散性，同时减少操作能耗，优化真空断路器动触头的运动特性，提出了适用于一般永磁真空断路器的控制策略：对电容激励模式下
永磁真空断路器的动态方程进行了分析，提出基于电流源激励模式的动态方程。分析电流源激励模式与电容激励模式的区别，对两种模式下机构的动态特性进行对比。由于在电流源激励模式下，真空断路器的分合闸时间不受电容容量和控制电压的影响，更有利于保持分合闸时间的稳定性，为实现基于线圈电流闭环的控制方式，详细分析了滞环控制方法的实现原理，提出了基于线性插值PID模式的滞环控制策略，利用基于线性插值PID的滞环控制方法实现了对线圈电流的跟踪控制，提出了获取较优动态特性曲线的方法，实现了对断路器分合闸特性的控制。
4、对真空断路器弹簧操动机构进行优化设计
以机构构件的尺寸和分、合闸弹簧的刚度系数为设计变量，将加工误差等归入设计变量的容差中，以断路器的分、合闸速度的方差最小化且速度最稳健为目标，对此机构实施稳健优化设计，并对优化结果进行分析，找出该方法的局限性。以机构构件的尺寸和分、合闸弹簧的刚度系数为设计变量，将零部件的加工误差、老化、疲劳等归入设计变量的容差中，以断路器的分、合闸速度的方差最小化且最稳健为目标，建立了此机构的模糊稳健优化的数学模型，并对优化结果进行分析、比较；进一步提高此机构模糊稳健优化结果的稳健性。