鍋爐制造廠產品中的強度設計問題分析

石友

【摘? 要】論文將通過對于鍋爐制造廠產品的強度設計現狀的分析，提出相應的有利措施，以促進我國完整獨立化鍋爐壓力容器產品強度設計體系的逐步建立，從而增強我國產品在全球市場中的核心競爭力。

【關鍵詞】鍋爐制造廠;產品;強度設計;現狀

【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

我國的煤炭產業在世界市場中處于較領先的位置，這在很大程度上得益于我國豐富的煤炭資源支持。在我國的煤炭產業組織構成中，電站與鍋爐廠都是煤炭資源的主要消耗產業，而在我國的制造業中，鍋爐制造廠也無疑是非常重要的組成部分，其應該加快速度并持續努力建立屬于我國的獨立的鍋爐制造廠產品強度設計技術研究體系與產品制造體系，以實現更好發展。

2 鍋爐制造廠產品的強度設計發展研究

于20世紀50年代由蘇聯援助建設的哈爾濱鍋爐廠，是我國大型鍋爐制造的起始點。哈爾濱鍋爐廠產品的強度設計技術方面具有較高的水平，對于強度設計方面的研究設備也較為齊全，在哈爾濱鍋爐廠建成之初其自身的圖書館內就配備了很多來自于西方發達國家的力學著作與強度設計方面的國外期刊。哈爾濱鍋爐廠在相應的設備方面，也有著世界級的先進項目實驗室與材料配置齊全的功能性實驗室。

隨著相關領域的不斷深化發展，我國又于20世紀80年代初將美國的ABB-CE技術成果成功引入我國相關的具體領域之中。而美國的ABB-CE技術成果中對于強度設計技術的多方面研究在當時也非常的完善。但是在具體的設計方面，卻沒有再進行更深入的，有關各類產品部件的全面性硬度設計問題研究，這也就使得我國在鍋爐與壓力容器強度設計技術方面沒有形成更為獨立的完整性設計技術體系。由于沒有相關的良好基礎，使得我國后續的鍋爐行業產品強度設計以及其他的設計研究方面也產生了不同程度上的削弱效應。

3 鍋爐制造廠產品的強度設計現狀

首先，在我國現階段的諸多鍋爐制造廠中，相關產品直接性設計與專題工程性計算工作的負責人，一般都是力學專業技術人員。但在很多的鍋爐制造廠中，卻很少設有專門的產品研發或產品深入設計技術人員或部門，這樣的實際情況也使得產品強度設計的持續發展失去了良好的實現條件。

其次，我國很多鍋爐制造廠，在學習西方發達國家先進技術時，在具體的先進技術引進落實模式上，強調的主體也不再對西方發達國家先進技術的學習和推演，更多的側重點則在于如何在此基礎上進行復刻或如法效仿。

最后，就是在引進西方發達國家先進技術的同時，卻沒有更多地考慮到不同國家技術在發展與生產上的均衡問題;而在相關學習重點上，我國很多的鍋爐制造廠也并沒有組織安全真正的行業專家在產品的強度設計方面進行更為深入性的研究;對于ASME等國際規范核心內容以及相關領域的研究新成果，也沒有及時吸取借鑒到我國的產品強度設計與制造過程之中，從而也就導致了翻譯替代強度設計專家的問題現象。

正如張虔等人所說過的“我國在很多的研究方向上都是因為出現了事情，才去想解決事情的方法，而且在很長的一段時間里，我們的研究教師都是單學科且散兵式的，短期目標項目驅動式的。這樣子也就決定了我們這些個教師在很多重大的研究領域中，很難成為這個研究領域中的專家，同時也很難來扮演屬于自身的關鍵角色。[1]”

我國鍋爐制造廠產品中的強度設計問題，之所以缺乏深入性的研究，在一定程度上也與缺乏高校力學名教有著一定程度上的關系。我國曾經的鍋爐與壓力容器規范制定工作，也只是通過極少數幾位大學力學教師的參與，并展開后續的相關研究。而這樣的制定與研究工作，不僅無法在深入、全面的研究角度上，去解決更為深入性問題，同時在相關的研究領域和具體行業中，也很難起到絕對的主導作用。

最后，由于產能過剩現象以及日益激烈的經濟市場環境，讓很多企業在這樣的影響下，更注重于如何精心設計自身的生產經營與銷售活動，對于產品強度方面的設計問題也就自然不會投入更多的時間與精力。

4 鍋爐制造廠產品中的強度設計應滿足的條件

首先，要明確的一點就是不管具體的產品大小或者是部件的重要程度，在具體的強度設計對象之中，都應該要包括所有的受力件。因此，只要是受力件就應該在嚴格且完整的標準下進行相應的強度設計，以此來保證最后的設備能夠處于一個安全的運行狀態。

其次，還要保證制造圖紙、材料與性能、力學計算、評定、制造工藝與技術條件高度統一的全局性強度設計。同時在具體的強度設計優化過程中，也要注重于安全、經濟、使用性三者的相互結合。對于邊界條件的安全簡化也要保證在力學模型的正確合理性基礎之上。

最后，在具體的強度設計與研究過程中，要針對鍋爐系統的自身特性進行正確的荷載計算與分配。體現力的大小，以及具體的方向和作用點等內容，也是荷載計算過程與分配過程中必須要正確確定的。在對于疲勞壽命的計算過程中，也必須制定出更為完整且足夠正確的荷載譜，作為相關性的設計支持。

對于材料性能指標取值的確認，也必須要建立在嚴格的數理統計原則基礎之上。同時還要確定權威職能部門，在最終確認數值中所能夠發揮出的作用，以此保證數值系數的安全性與適當性。

而在整個過程中，也要注意不同的力學參量的不同分析，分別取用不同的安全性、適當性數據系數來確定特殊性的準確程度。 正確的計算理論方法與完整的計算內容則是精準程度的堅實保障。

對于一些特殊的計算，例如，吊掛裝置這種串聯結構，在具體的產品強度設計過程中也必須要做到等強設計，整個強度設計的過程中不能出現任何的設計薄弱環節，從而逐漸促進我國獨立鍋爐制造廠產品強度設計技術研究體系與產品制造體系的加速發展與完善。

5 鍋爐制造廠產品中的強度設計者應具備的優秀素質

隨著我國生態文明建設與國家經濟持續發展的全新要求，我國鍋爐制造廠產品中的強度設計人員，首先應該具備更優秀的專業技術能力與專業綜合素質，從而實現自身在新時代中的更好發展。除了牢固的數學理論基礎與力學理論基礎之外，還要熟悉掌握相關強度設計標準規范和技術指導性文件力學屬性界定。

其次，相關的強度設計人員還要對產品常用結構的應力應變公式，擁有更深刻的熟悉程度與掌握程度。在了解相關設計概念原理與規律的同時，也要熟悉各類產品的結構形式與內在關系、制造技術、安裝與運行條件。

最后，在關聯性設計推演的基礎上，還需要熟悉掌握強度設計中采用的材料設計拉伸曲線、設計疲勞曲線、設計蠕變斷裂曲線及其制定方法。通過正確進行強度設計公式和圖表中力學、物理量公英制單位的換算。通過自身研究與設計過程中的專業性，逐漸實現屬于我國的獨立鍋爐制造廠產品強度設計技術研究體系與產品制造體系在未來的完善與持續深入發展。

6 結語

在我國的制造業中，鍋爐制造廠無疑是非常重要的構成部分。因此，新時代的發展需求下，應該加快我國獨立鍋爐制造廠的產品強度設計技術研究體系與產品制造體系的建設，以此來促進其未來的更好發展。

【參考文獻】

【1】張虔，龔巍.鍋爐屏式過熱器泄露原因分析[J].冶金與材料，2019，39（03）：162+164.