锅炉制造厂产品中的强度设计问题分析

石友

【摘  要】论文将通过对于锅炉制造厂产品的强度设计现状的分析，提出相应的有利措施，以促进我国完整独立化锅炉压力容器产品强度设计体系的逐步建立，从而增强我国产品在全球市场中的核心竞争力。

【关键词】锅炉制造厂;产品;强度设计;现状

【Abstract】This article will analyze the current situation of the strength design in boiler manufacturing plants and propose corresponding measures to improve the establishment of strength design system of independent boiler and pressure vessel products in China， so as to enhance the core competitiveness of our products in the global market.

【Keywords】boiler manufacturing plant; product; strength design; status quo

1 引言

我国的煤炭产业在世界市场中处于较领先的位置，这在很大程度上得益于我国丰富的煤炭资源支持。在我国的煤炭产业组织构成中，电站与锅炉厂都是煤炭资源的主要消耗产业，而在我国的制造业中，锅炉制造厂也无疑是非常重要的组成部分，其应该加快速度并持续努力建立属于我国的独立的锅炉制造厂产品强度设计技术研究体系与产品制造体系，以实现更好发展。

2 锅炉制造厂产品的强度设计发展研究

于20世纪50年代由苏联援助建设的哈尔滨锅炉厂，是我国大型锅炉制造的起始点。哈尔滨锅炉厂产品的强度设计技术方面具有较高的水平，对于强度设计方面的研究设备也较为齐全，在哈尔滨锅炉厂建成之初其自身的图书馆内就配备了很多来自于西方发达国家的力学著作与强度设计方面的国外期刊。哈尔滨锅炉厂在相应的设备方面，也有着世界级的先进项目实验室与材料配置齐全的功能性实验室。

随着相关领域的不断深化发展，我国又于20世纪80年代初将美国的ABB-CE技术成果成功引入我国相关的具体领域之中。而美国的ABB-CE技术成果中对于强度设计技术的多方面研究在当时也非常的完善。但是在具体的设计方面，却没有再进行更深入的，有关各类产品部件的全面性硬度设计问题研究，这也就使得我国在锅炉与压力容器强度设计技术方面没有形成更为独立的完整性设计技术体系。由于没有相关的良好基础，使得我国后续的锅炉行业产品强度设计以及其他的设计研究方面也产生了不同程度上的削弱效应。

3 锅炉制造厂产品的强度设计现状

首先，在我国现阶段的诸多锅炉制造厂中，相关产品直接性设计与专题工程性计算工作的负责人，一般都是力学专业技术人员。但在很多的锅炉制造厂中，却很少设有专门的产品研发或产品深入设计技术人员或部门，这样的实际情况也使得产品强度设计的持续发展失去了良好的实现条件。

其次，我国很多锅炉制造厂，在学习西方发达国家先进技术时，在具体的先进技术引进落实模式上，强调的主体也不再对西方发达国家先进技术的学习和推演，更多的侧重点则在于如何在此基础上进行复刻或如法效仿。

最后，就是在引进西方发达国家先进技术的同时，却没有更多地考虑到不同国家技术在发展与生产上的均衡问题;而在相关学习重点上，我国很多的锅炉制造厂也并没有组织安全真正的行业专家在产品的强度设计方面进行更为深入性的研究;对于ASME等国际规范核心内容以及相关领域的研究新成果，也没有及时吸取借鉴到我国的产品强度设计与制造过程之中，从而也就导致了翻译替代强度设计专家的问题现象。

正如张虔等人所说过的“我国在很多的研究方向上都是因为出现了事情，才去想解决事情的方法，而且在很长的一段时间里，我们的研究教师都是单学科且散兵式的，短期目标项目驱动式的。这样子也就决定了我们这些个教师在很多重大的研究领域中，很难成为这个研究领域中的专家，同时也很难来扮演属于自身的关键角色。[1]”

我国锅炉制造厂产品中的强度设计问题，之所以缺乏深入性的研究，在一定程度上也与缺乏高校力学名教有着一定程度上的关系。我国曾经的锅炉与压力容器规范制定工作，也只是通过极少数几位大学力学教师的参与，并展开后续的相关研究。而这样的制定与研究工作，不仅无法在深入、全面的研究角度上，去解决更为深入性问题，同时在相关的研究领域和具体行业中，也很难起到绝对的主导作用。

最后，由于产能过剩现象以及日益激烈的经济市场环境，让很多企业在这样的影响下，更注重于如何精心设计自身的生产经营与销售活动，对于产品强度方面的设计问题也就自然不会投入更多的时间与精力。

4 锅炉制造厂产品中的强度设计应满足的条件

首先，要明确的一点就是不管具体的产品大小或者是部件的重要程度，在具体的强度设计对象之中，都应该要包括所有的受力件。因此，只要是受力件就应该在严格且完整的标准下进行相应的强度设计，以此来保证最后的设备能够处于一个安全的运行状态。

其次，还要保证制造图纸、材料与性能、力学计算、评定、制造工艺与技术条件高度统一的全局性强度设计。同时在具体的强度设计优化过程中，也要注重于安全、经济、使用性三者的相互结合。对于边界条件的安全简化也要保证在力学模型的正确合理性基础之上。

最后，在具体的强度设计与研究过程中，要针对锅炉系统的自身特性进行正确的荷载计算与分配。体现力的大小，以及具体的方向和作用点等内容，也是荷载计算过程与分配过程中必须要正确确定的。在对于疲劳寿命的计算过程中，也必须制定出更为完整且足够正确的荷载谱，作为相关性的设计支持。

对于材料性能指标取值的确认，也必须要建立在严格的数理统计原则基础之上。同时还要确定权威职能部门，在最终确认数值中所能够发挥出的作用，以此保证数值系数的安全性与适当性。

而在整个过程中，也要注意不同的力学参量的不同分析，分别取用不同的安全性、适当性数据系数来确定特殊性的准确程度。 正确的计算理论方法与完整的计算内容则是精准程度的坚实保障。

对于一些特殊的计算，例如，吊挂装置这种串联结构，在具体的产品强度设计过程中也必须要做到等强设计，整个强度设计的过程中不能出现任何的设计薄弱环节，从而逐渐促进我国独立锅炉制造厂产品强度设计技术研究体系与产品制造体系的加速发展与完善。

5 锅炉制造厂产品中的强度设计者应具备的优秀素质

随着我国生态文明建设与国家经济持续发展的全新要求，我国锅炉制造厂产品中的强度设计人员，首先应该具备更优秀的专业技术能力与专业综合素质，从而实现自身在新时代中的更好发展。除了牢固的数学理论基础与力学理论基础之外，还要熟悉掌握相关强度设计标准规范和技术指导性文件力学属性界定。

其次，相关的强度设计人员还要对产品常用结构的应力应变公式，拥有更深刻的熟悉程度与掌握程度。在了解相关设计概念原理与规律的同时，也要熟悉各类产品的结构形式与内在关系、制造技术、安装与运行条件。

最后，在关联性设计推演的基础上，还需要熟悉掌握强度设計中采用的材料设计拉伸曲线、设计疲劳曲线、设计蠕变断裂曲线及其制定方法。通过正确进行强度设计公式和图表中力学、物理量公英制单位的换算。通过自身研究与设计过程中的专业性，逐渐实现属于我国的独立锅炉制造厂产品强度设计技术研究体系与产品制造体系在未来的完善与持续深入发展。

6 结语

在我国的制造业中，锅炉制造厂无疑是非常重要的构成部分。因此，新时代的发展需求下，应该加快我国独立锅炉制造厂的产品强度设计技术研究体系与产品制造体系的建设，以此来促进其未来的更好发展。

【参考文献】

【1】张虔，龚巍.锅炉屏式过热器泄露原因分析[J].冶金与材料，2019，39（03）：162+164.