(1)強(qiáng)度

　　常用的強(qiáng)度指標(biāo)有抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、疲勞極限和屈強(qiáng)比。

　　抗拉強(qiáng)度是指材料在拉伸試驗(yàn)中所能承受的最大表觀應(yīng)力。其數(shù)值等于拉斷前試樣所承受的最大拉力與試樣原始橫截面面積的比。

　　屈服強(qiáng)度又稱為屈服極限，是指材料在拉伸實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力值。所謂屈服是指材料在拉伸實(shí)驗(yàn)中，載荷不再增加甚至有所減少時(shí)仍繼續(xù)塑性變形的現(xiàn)象。如果有些材料屈服現(xiàn)象不明顯或無屈服現(xiàn)象，則以塑性變形量達(dá)到試樣原始長度的2％時(shí)的應(yīng)力，定義材料的屈服強(qiáng)度。

　　疲勞極限是指材料經(jīng)一千萬次循環(huán)而不發(fā)生破壞的最大應(yīng)力值。對(duì)于絕大多數(shù)壓力容器，即使頻繁地開車和停車、加壓和卸壓、升溫和降溫，循環(huán)次數(shù)也不至于達(dá)到十萬次以上。故一般只是繪出材料的低周疲勞曲線，采用低循環(huán)次數(shù)時(shí)不發(fā)生疲勞的最大應(yīng)力值，作為材料的疲勞極限。在壓力容器強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，一般只是做疲勞分析，以校核強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果。

　　屈強(qiáng)比是指屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值。屈強(qiáng)比是表征材料機(jī)械性能的特征參數(shù)。屈強(qiáng)比越小，發(fā)生脆性破壞的可能性越小。但屈強(qiáng)比太小，材料的強(qiáng)度水平就不能充分發(fā)揮。屈強(qiáng)比越大，承載能力越強(qiáng)，但塑性下降，容器易發(fā)生脆性破壞。

　　(2)塑性

　　塑性是指材料在外力作用下產(chǎn)生塑性形變的能力。代表塑性指標(biāo)的是延伸率和端面收縮率。延伸率這一塑性指標(biāo)并不反映在強(qiáng)度計(jì)算中，但和制造過程中的冷加工和焊接等關(guān)系密切，從而和壓力容器的使用安全直接相關(guān)。延伸率低，在錘擊、剪切、冷卷、沖壓等冷操作和焊接時(shí)，可能產(chǎn)生裂紋，甚至脆性斷裂；使運(yùn)行中的容器塑性貯備的安全性降低。

　　(3)韌性

　　韌性又稱為沖擊韌性，是指材料抵抗沖擊載荷的能力。從能量觀點(diǎn)認(rèn)為材料在變形過程中，當(dāng)吸收的能量達(dá)到某一數(shù)值時(shí)便發(fā)生斷裂，利用斷裂前吸收的能量的大小來衡量材料的韌性。材料的韌性用錘擊一定形狀缺口試樣的沖擊功來表示。壓力容器用鋼材在滿足強(qiáng)度要求并具有良好塑性的情況下，有時(shí)(特別是在低溫下)仍不可避免脆斷，故對(duì)壓力容器用鋼還要有韌性要求。

　　(4)硬度

　　硬度是指材料抵抗硬物侵入的能力。由于測定方法不同，表示硬度指標(biāo)的方法有多種，如用金剛石壓人法，稱為洛氏硬度；用鋼球壓入法，稱為布氏硬度。

　　(5)安全系數(shù)

　　安全系數(shù)是承壓設(shè)備設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)基本因素，是為了在設(shè)備使用期間對(duì)可能損害設(shè)備安全的各種因素提供適當(dāng)?shù)陌踩６取?/p>

　　二、壓力容器設(shè)計(jì)

　　1．設(shè)計(jì)的一般要求

　　壓力容器的設(shè)計(jì)應(yīng)該符合規(guī)范、手續(xù)完備、選材得當(dāng)和結(jié)構(gòu)合理，應(yīng)該符合安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理的要求。

　　(1)設(shè)計(jì)單位資格

　　為確保壓力容器的設(shè)計(jì)質(zhì)量，國家規(guī)定凡設(shè)計(jì)鍋爐、壓力容器的專業(yè)單位，須經(jīng)主管部門和勞動(dòng)部門的審查、批準(zhǔn)，發(fā)給設(shè)計(jì)許可證書，方可承擔(dān)設(shè)計(jì)任務(wù)。無證單位不準(zhǔn)自行設(shè)計(jì)壓力容器。

　　壓力容器設(shè)計(jì)，應(yīng)由設(shè)計(jì)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。設(shè)計(jì)圖紙上應(yīng)該有設(shè)計(jì)、校對(duì)和審批人員三級(jí)簽字。設(shè)計(jì)總圖除上述要求外，還必須有單位技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字和《壓力容器設(shè)計(jì)單位批準(zhǔn)書》的編號(hào)和批準(zhǔn)日期。沒有設(shè)計(jì)單位批準(zhǔn)書的編號(hào)和批準(zhǔn)日期的圖紙不得在社會(huì)上流通，制造單位可以拒絕加工。

　　全國性鍋爐定型設(shè)計(jì)，須經(jīng)國務(wù)院主管部門和國家勞動(dòng)人事部門審批。非全國性鍋爐定型設(shè)計(jì)則要經(jīng)過省、自治區(qū)、直轄市主管部門和同級(jí)勞動(dòng)部門審批。鍋爐總圖上應(yīng)該有勞動(dòng)部門鍋爐壓力容器安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)的審批標(biāo)記，無審批標(biāo)記的總圖不得流通。

　　(2)壓力容器結(jié)構(gòu)

　　壓力容器設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能避免應(yīng)力的集中或局部受力狀況的惡化。受壓殼體的幾何形狀突變或其他結(jié)構(gòu)上的不連續(xù)，都會(huì)產(chǎn)生較高的不連續(xù)應(yīng)力。因此，應(yīng)該力求結(jié)構(gòu)上的形狀變化平緩，避免不連續(xù)性。

　　在壓力容器中，總是不可避免地存在一些局部應(yīng)力較高或?qū)Σ考?qiáng)度有所削弱的結(jié)構(gòu)，如開孔、轉(zhuǎn)角、焊縫等部位。能夠引起應(yīng)力集中或削弱強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)應(yīng)該互相錯(cuò)開。

　　壓力容器封頭從力學(xué)的角度分析球形最理想，在相同的直徑和壓力下，球形封頭所需壁厚最小。但是由于它的深度太大，加工制造比較困難，一般很少采用。用的比較多的是橢圓形封頭。

　　在封頭半徑與高度的比值相同的情況下，碟形封頭比橢圓形封頭存在較大的彎曲應(yīng)力，故應(yīng)盡量少采用碟形封頭。無折邊球形封頭使簡體產(chǎn)生較大的附加彎曲應(yīng)力，因而只適用于直徑較小、壓力較低、無毒非易燃流體的容器。錐形封頭只在工藝條件確實(shí)需要的情況下才采用。平板角焊封頭一般不宜用于壓力容器。

　　壓力容器殼體上的開孔，如人孔、手孔和檢查孔等，一般應(yīng)為圓形、橢圓形或長圓形。殼體上所有開孔都應(yīng)與焊縫錯(cuò)開。容器開孔，受壓殼體因結(jié)構(gòu)不連續(xù)而引起應(yīng)力集中，在孔的邊緣產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力。為了降低殼體開孔邊緣的局部應(yīng)力，在開孔處應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。