承压设备技术进展

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2、设备技术进展 一、承压设备基本状况概述一、承压设备基本状况概述锅炉锅炉产品类型：电站锅炉、工业锅炉、供热锅炉、有机热载体锅产品类型：电站锅炉、工业锅炉、供热锅炉、有机热载体锅炉、余热锅炉炉、余热锅炉 等等技术发展状况：高参数、大容量、特殊材料、结构复杂技术发展状况：高参数、大容量、特殊材料、结构复杂产业状况：个锅炉制造厂家产业状况：个锅炉制造厂家产品状况：产品状况：.万台万台 中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARC

3、H CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 一、承压设备基本状况概述一、承压设备基本状况概述压力容器压力容器产品类型：固定容器、移动容器、换热设备、大型储罐产品类型：固定容器、移动容器、换热设备、大型储罐技术发展状况：高参数、大型化、高强材料、结构复杂技术发展状况：高参数、大型化、高强材料、结构复杂产业状况：产业状况：28个容器制造厂家个容器制造厂家产品状况：产品状况：12.万台万台 中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND

4、RESEARCH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 一、承压设备基本状况概述一、承压设备基本状况概述气瓶气瓶产品类型：无缝气瓶、焊接气瓶、纤维缠绕复合材料气瓶产品类型：无缝气瓶、焊接气瓶、纤维缠绕复合材料气瓶 技术发展状况：大容积、复合材料技术发展状况：大容积、复合材料产业状况：产业状况：0个制造厂家个制造厂家产品状况：产品状况：2005年统计数据显示，气瓶年产量超过了年统计数据显示，气瓶年产量超过了1552万万只，其中无缝气瓶约只，其中无缝气瓶约223万只万只,液化石油气钢瓶为液化石油气钢瓶为924万只万只;在在用气瓶（含液化石油气瓶）数量是用气瓶（含液化石油气瓶）数量是1.3亿

5、只，其中液化石油亿只，其中液化石油气钢瓶就超过了气钢瓶就超过了1.1亿只亿只;气瓶充装站气瓶充装站14995个，气瓶检验站个，气瓶检验站2300多个。多个。中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 一、承压设备基本状况概述一、承压设备基本状况概述压力管道压力管道产品类型：长输管道、工业管道、公用设施管道产品类型：长输管道、工业管道、公用设施管道 技术发展状况：高强度材料

6、、工况复杂技术发展状况：高强度材料、工况复杂产业状况：没有完整的统计数据产业状况：没有完整的统计数据产品状况：产品状况：长输管道长输管道:约约3万公里万公里工业管道：工业管道：公用设施管道：公用设施管道：中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 二、承压设备技术进展二、承压设备技术进展1.综合状况综合状况2.材料材料3.设计方法设计方法4.成形技术成形技术5.焊接焊接6

7、.检测技术检测技术 中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 二、承压设备技术进展二、承压设备技术进展1.综合状况：综合状况：2.承压设备是过程装备，随着工艺技术的变化而变化。总体变化的趋势承压设备是过程装备，随着工艺技术的变化而变化。总体变化的趋势为：为：3.大型化、高参数化、复杂化大型化、高参数化、复杂化4.大型化：新材料的使用、设计方法的变革、制造装备的要求、检验

8、工大型化：新材料的使用、设计方法的变革、制造装备的要求、检验工艺的复杂、对运输和安装的要求。艺的复杂、对运输和安装的要求。5.高参数化：高温、高压、高腐蚀性高参数化：高温、高压、高腐蚀性6.复杂化：结构复杂、操作复杂、破坏机理复杂复杂化：结构复杂、操作复杂、破坏机理复杂7.经济性的考虑：安全性和经济性的和谐统一。经济性的考虑：安全性和经济性的和谐统一。中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER承压设备技

9、术进展承压设备技术进展 二、承压设备技术进展二、承压设备技术进展2、材料、材料随着承压设备行业的技术要求变化，材料工业的技术进展随着承压设备行业的技术要求变化，材料工业的技术进展（热模拟、装备更新）以如下的特点：（热模拟、装备更新）以如下的特点：更高：更高的纯净度、更高的质量要求、更高的极限使用条件更高：更高的纯净度、更高的质量要求、更高的极限使用条件更强：强度、韧性更强：强度、韧性(含氮的不锈钢、超高压容器用钢含氮的不锈钢、超高压容器用钢)更快：新材料的不断出现、复合材料的使用更快：新材料的不断出现、复合材料的使用 中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INS

10、PECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 二、承压设备技术进展二、承压设备技术进展、设计方法、设计方法以失效模式为依据的设计方法：以失效模式为依据的设计方法：非传统的本构关系非传统的本构关系大规模数值分析大规模数值分析多物理场耦合分析多物理场耦合分析变设计安全系数的方法变设计安全系数的方法 中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL

11、 EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 二、承压设备技术进展二、承压设备技术进展、设计方法、设计方法以失效模式为依据的设计方法：以失效模式为依据的设计方法：短期失效模式（短期失效模式（Short term failure modes）：）：脆性断裂、脆性断裂、韧性断裂、接头泄露、超量局部应变引起的裂韧性断裂、接头泄露、超量局部应变引起的裂纹形成或韧性撕裂、弹性、塑性或弹塑性失稳纹形成或韧性撕裂、弹性、塑性或弹塑性失稳长期失效模式（长期失效模式（Long term failure modes）：）：蠕变断裂、蠕变蠕变断裂、

12、蠕变-在机械连接处的超量变形或导致不允许的在机械连接处的超量变形或导致不允许的载荷传递、蠕变失稳、冲蚀、腐蚀、环境助长开裂载荷传递、蠕变失稳、冲蚀、腐蚀、环境助长开裂循环失效模式（循环失效模式（Cyclic failure modes）：）：扩展性塑性变形、交替塑性、弹性应变疲劳或弹扩展性塑性变形、交替塑性、弹性应变疲劳或弹-塑性应变塑性应变疲劳、环境助长疲劳疲劳、环境助长疲劳 中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEAR

13、CH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 二、承压设备技术进展二、承压设备技术进展、设计方法、设计方法非传统的本构关系非传统的本构关系各向异性的材料：复合材料、纤维缠绕容器各向异性的材料：复合材料、纤维缠绕容器结构组合分析设计：法兰密封、多层壳体的接触问题结构组合分析设计：法兰密封、多层壳体的接触问题复杂结构的曲屈和后屈曲：大型结构的稳定性复杂结构的曲屈和后屈曲：大型结构的稳定性组合结构的动力响应：地震响应、管道振动组合结构的动力响应：地震响应、管道振动 中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER

14、CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 二、承压设备技术进展二、承压设备技术进展、设计方法、设计方法大规模数值分析大规模数值分析计算机硬件：大型计算机、并行计算系统计算机硬件：大型计算机、并行计算系统计算软件：强度、变形、稳定性、多物理场、流体、爆炸模计算软件：强度、变形、稳定性、多物理场、流体、爆炸模拟仿真、碰撞模拟仿真拟仿真、碰撞模拟仿真 中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIA

15、L EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER 中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER 中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER 中国特种设备检测研究中心CHINA SP

16、ECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER 中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 二、承压设备技术进展二、承压设备技术进展、设计方法、设计方法多物理场耦合分析多物理场耦合分析流固耦合问题：大型容器、移动容器、管道内

17、流动流固耦合问题：大型容器、移动容器、管道内流动多相流问题：锅炉燃烧、流化床燃烧和反应多相流问题：锅炉燃烧、流化床燃烧和反应传热和传质问题：板式换热器、塔板效率、分配器效率传热和传质问题：板式换热器、塔板效率、分配器效率冲击载荷：水锤现象、撞击冲击载荷：水锤现象、撞击 中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 二、承压设备技术进展二、承压设备技术进展、设计方法、设计方法

18、变设计安全系数的方法变设计安全系数的方法安全性和经济性：安全系数的降低并不直接影响安全性安全性和经济性：安全系数的降低并不直接影响安全性实际工况和设计条件的差异：设计计算的精确程度实际工况和设计条件的差异：设计计算的精确程度综合可靠性：材料、计算方法、制造质量、检验可靠性综合可靠性：材料、计算方法、制造质量、检验可靠性风险工程的考虑因素：能量、后果、人的因素风险工程的考虑因素：能量、后果、人的因素 中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION

19、AND RESEARCH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 二、承压设备技术进展二、承压设备技术进展、成形技术、成形技术结构形式：锻焊结构、板焊结构、多层包扎、带缠绕、结构形式：锻焊结构、板焊结构、多层包扎、带缠绕、丝缠绕；丝缠绕；装备能力：大型压机、卷板机、火焰（水）切割机械、装备能力：大型压机、卷板机、火焰（水）切割机械、坡口加工、起吊旋转装备；坡口加工、起吊旋转装备；大型设备的现场组对和公差控制技术。大型设备的现场组对和公差控制技术。中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA S

20、PECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 二、承压设备技术进展二、承压设备技术进展、焊接技术、焊接技术焊接机械：计算机控制参数的等离子焊、激光焊等；焊接机械：计算机控制参数的等离子焊、激光焊等；焊接辅助机械：全位置变位器、激光定位系统焊接辅助机械：全位置变位器、激光定位系统焊接方法：多丝焊接。焊接方法：多丝焊接。层出不穷的焊材和焊剂。层出不穷的焊材和焊剂。总体发展趋势：提高效率、质量和改善劳动环境状况总体发展趋势：提高效率、质量和改善劳动环境状况 中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPME

21、NT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 二、承压设备技术进展二、承压设备技术进展、检测技术、检测技术以计算机应用为代表的传统无损检测技术：以计算机应用为代表的传统无损检测技术：RT实时成实时成像技术；像技术；UT数字超声、数字超声、TOFD；新兴的检测方法：电磁方法、红外方法、导波、远场涡新兴的检测方法：电磁方法、红外方法、导波、远场涡流、声发射等；流、声发射等；缺陷评价技术：计算机辅助评价、多方法综合评价。缺陷评价技术：计算机辅

22、助评价、多方法综合评价。技术发展方向：模拟技术发展方向：模拟数字专家系统；提高检测的可数字专家系统；提高检测的可靠性、提高效率；全面提高，重点在超声。靠性、提高效率；全面提高，重点在超声。中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 三、技术进展中的需要研究的内容三、技术进展中的需要研究的内容1.在实际的工程中出现的研究课题在实际的工程中出现的研究课题2.近期我国承压设备领

23、域需要解决的问题近期我国承压设备领域需要解决的问题3.几个焦点问题几个焦点问题 中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 三、技术进展中的需要研究的内容三、技术进展中的需要研究的内容在实际的工程中出现的问题在实际的工程中出现的问题l材料的适用性材料的适用性:用于在役承压设备的材料数据、高温持久、用于在役承压设备的材料数据、高温持久、高温蠕变、腐蚀性能；高温蠕变、腐蚀性能

24、；l设计计算方法的适用性：断裂力学、环境影响；设计计算方法的适用性：断裂力学、环境影响；l制造的难点：大型化、运输和现场热处理；制造的难点：大型化、运输和现场热处理；l检验的难点：复合材料、几何形状、判据的科学性；检验的难点：复合材料、几何形状、判据的科学性；l技术法规和标准的盲点。技术法规和标准的盲点。中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 三、技术进展中的需要研究

25、的内容三、技术进展中的需要研究的内容近期工程上需要解决的问题近期工程上需要解决的问题l标准和技术法规的和谐统一问题标准和技术法规的和谐统一问题l标准国际化问题标准国际化问题l材料问题材料问题l设计方法问题设计方法问题l制造装备能力问题制造装备能力问题l质量控制的观念问题质量控制的观念问题 中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 三、技术进展中的需要研究的内容三、技术进展中的需要研究的内容几个焦点问题几个焦点问题l安全系数问题安全系数问题l分类问题分类问题l材料的安全技术基本要求材料的安全技术基本要求l检验方法的评价检验方法的评价l移动容器轻型化问题移动容器轻型化问题lRBI技术的应用技术的应用 中国特种设备检测研究中心CHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTERCHINA SPECIAL EQIPMENT INSPECTION AND RESEARCH CENTER承压设备技术进展承压设备技术进展 谢谢！谢谢！