中国压力容器行业技术标准发展趋势探讨(二)

三、行业的技术进步

压力容器是一个涉及多行业、多学科的综合性产品，其建造技术涉及到冶金、机械加工、腐蚀与防腐、无损检测、安全防护等众多行业。随着冶金、机械加工、焊接和无损检测等技术的不断进步，特别是以计算机技术为代表的信息技术的飞速发展，带动了相关产业的发展，在世界各国投入了大量人力物力进行深入的研究的基础上，压力容器技术领域也取得了相应的进展。为了生产和使用更安全、更具有经济性的压力容器产品，传统的设计、制造、焊接和检验方法已经和正在不同程度地为新技术、新产品所代替，而冶金、机械加工、焊接和无损检测等压力容器相关行业的技术进步，是压力容器行业整体技术水平提高的前提条件。

1、压力容器用材料的技术进展

近年来压力容器产品大型化、高参数化的趋势日益明显，千吨级的加氢反应器、二千吨级的煤液化反应器、一万立方米的天然气球罐（日本最大的天然气球罐为三万立方米）等已经在我国大量应用，压力容器在石油化工、核工业、煤化工等领域中的应用场合也日益苛刻。因此，耐高温、高压和耐腐蚀的压力容器用材料的研制与开发一直是压力容器行业所面临的重大课题。对此，各国均投入了大量的人力物力从事相关的研究工作。目前，压力容器用材料的主要研究成果和技术进步表现在以下几个方面：

·材料的高纯净度：冶金工业整体技术水平和装备水平的提高，极大地提高了材料的纯净度，提高了压力容器用材料的力学性能指标，提高了压力容器的整体安全性；

·材料的介质适用性：针对各种腐蚀性介质和操作工况，已研究开发出超级不锈钢、双相钢、特种合金等金属材料，使之适合各种应用条件，给设计者以更多选择的空间，为长周期安全生产提供了保证；

·材料的应用界限：针对高温蠕变、回火脆化、低温脆断所进行的研究，准确地给出材料的应用范围。

·更高强度材料的应用：在设备大型化的要求下，传统的材料已经无法解决诸如3万立方米天然气球罐、钢厂的大型球罐、20万立方米原油储罐以及超高压容器的选材问题。目前σb ≥800MPa 高强材料的应用正在引起国内研究人员的广泛关注。

2、 计算机技术的广泛应用

在信息时代的今天，计算机技术应用已经渗透到压力容器行业的每一个领域。计算机软、硬件的每一个进步都极大地影响着压力容器行业的技术进展，其主要表现为：

·设计—传统的计算机辅助设计（CAD）已逐步向计算机辅助工程(CAE)的方向发展。随着计算机能力的不断增强和分析手段的日益多样化，设计者在结构设计阶段就可以预见到诸如焊接过程中所产生的残余应力、设备组装和运输过程中可能会出现的碰撞等问题，并在设计阶段消除这些问题，分析设计和结构优化设计已经逐渐为设计者所掌握；

·制造—计算机辅助制造(CAM)技术正在逐步改变压力容器制造厂传统的工艺卡方式，质量管理意识和生产方式已经发生了深刻的变革。压力容器全过程的计算机管理使得所有控制点均能得到有效的控制，极大地减少了人为失误，有效地保证了产品质量的稳定，保证了生产周期和生产成本的降低；

·焊接—计算机控制的仿形焊机、激光焊机和全位置自动焊机的应用，极大地提高了生产效率和产品质量；

·无损检测—计算机射线实时成像、超声扫描模拟成像和多通道声发射等技术的应用，再配以专门研制的专家系统，使检测的结果更加准确和客观。

特别是超声扫描模拟成像缺陷探察技术（TOFD）已经成功地用于核设备、加氢反应器等厚度大于100mm的重型容器。在ASME CODECASE 2235和欧洲标准中，已经将该方法正式列入，这对提高重型容器的生产效率和减少射线污染起到了积极的作用。我国在煤液化装置反应器的建造中开始应用该技术解决现场进行无损检测的问题。

3、 结构设计

现代的压力容器结构设计正在逐步摆脱传统观念的束缚，体现真正满足工艺要求的设计理念，追求实效性、安全性和经济性的和谐统一。

·结构的合理性设计：标准中对压力容器的具体结构形式不予限制，因此压力容器结构所受的制约较少，给设计者很大的发挥空间，有利于设计出更加合理的结构。另外，分析设计手段的运用和验证性试验的实施为结构的合理性设计提供了必要的保障。

·结构的经济性设计：压力容器的安全性和经济性的和谐统一一直是设计者的追求，应力分析标准就是应此要求而出现的。焊接钢管的使用和特殊结构的应用，在很大程度上是考虑了压力容器结构的经济性。

4、 安全系数的降低

为了增加本国产品的竞争性，降低安全系数是目前世界各国和地区压力容器标准的普遍倾向，美国（ASME）和欧洲统一压力容器标准（正在制订中）均降低了相应的安全系数，美国将nb由4.0降为3.5，欧洲统一压力容器标准的nb最小值为1.875。我国也提出了将特定材料按分析设计方法设计的安全系数nb降为2.4的提案。安全系数的降低关系到压力容器标准的基础，对压力容器行业的经济性及安全性影响极大，必须慎之又慎。降低安全系数的前提条件是：

·结构分析设计水平的提高；

·制造经验的积累和制造技术水平的提高；

·更严格的材料技术要求；

·更科学的质量保证体系。

四、标准国际化趋势

世界已经进入了经济全球化的发展时期，经济全球化的一个必然趋势是标准的国际化。随着国际资本进入中国来建设大型工程装置和国内企业扩大生产装置能力，国际化的工程项目给我国的压力容器行业带来了国际上最先进的技术和管理模式，已经不可避免地给我国的压力容器行业提出了国际竞争建造大型压力容器的机会与挑战。事实上这些装置的建设需求是压力容器行业发展的动力，是发展我国压力容器行业的最好时机，也是和世界技术和管理方式融合的最好时机。

国外投资方的做法表明，国际资本的引入也是为了发展自己国家的相关产业，因此工程标准的主导权之争已经是我国的国际合作工程项目中的主要问题之一，选择了工程建设所依据的标准，标准国的厂家就占有了先机。

1、际标准的主导权争夺目前主要是美国和欧洲的争夺，两大经济实体都把争夺标准的主导权作为争夺市场的主要目标，投入了大量的人力物力，在标准技术上推出了新的内容；

2、国际标准技术的发展方向：

·趋同性：信息技术的高速发展，使世界范围内的先进技术迅速普及，围绕技术发展的技术标准也必然为技术的使用者所接受，因此世界范围内的压力容器技术要求正在向统一的方向发展。

·区域性：由于历史的原因和区域的原因，目前已经形成了以北美、日本的ASME体系和欧洲的PED及其协调标准体系的格局。

·相容性：尽管世界上的各国的技术标准的技术内容不完全相同，但各国都把自己的标准与其它标准相容作为目标，以实现标准的互相认可。ASME在1999年进行一个研究项目，对PED进行彻底分析，并将PED的ESR与VIII-1对设计、建造和行政管理的要求进行系统的比较，证明ASME标准增加一些内容以后就可以满足PED的要求。

·贸易性：标准是国际贸易规则的组成部分和贸易纠纷仲裁的重要依据，主宰国际标准将有利于获得巨大的市场份额和经济利益实施国际标准化战略的实质是争夺国际市场的控制权。

3、 加入WTO对我国标准化工作的影响；

进入二十一世纪，特别是加入世界贸易组织（WTO）后，世界经济全球化和产业结构调整的步伐进一步加快，我国经济发展面临新的机遇和挑战。我国的标准化工作及其相关的法律法规、管理体制和运行机制等方面需要不断改革和完善，以满足WTO规则和市场经济体制的要求。根据我国的入世承诺，进口关税总水平将逐年降低，进口配额和许可证制度等非关税壁垒将逐步取消，相关产业和产品将遭受来自国外的冲击，而通过标准和技术法规设置的技术性贸易壁垒将成为贸易保护的主要手段，标准化工作被赋予了保护民族工业的重任。而转变政府职能、健全社会主义法制、整顿市场经济秩序、加快结构调整和优化升级、促进科技进步和技术创新以及全面提高企业的竞争力，也同样需要标准化工作的技术支持。

技术标准已经成为国际经济竞争的重要手段，要尽快完善国家技术标准体系，改变我国技术标准滞后，用高新技术标准推动经济结构调整、产业升级和对外经济贸易的发展。因此，如何解决标准化工作存在的问题，缩短标准化工作与国外的差距，切实发挥标准化工作的重要作用，是摆在政府、企业和标准工作者面前亟待解决的课题。

4、 国外工程公司设立采购部的冲击：

国外的著名工程公司都已经在中国设立采购部门，我国已经有超过110个厂家取得了ASME的制造许可证。国外的工程公司在极力利用我国的资源，特别是人力资源，占据我国的市场。