壓力表是許多制造設施和加工廠的組成部分，可以安全儲存加壓液體和氣體。從工業鍋爐到汽油罐車，壓力表在各種潛在的危險環境中運行。但是，如果沒有正確設計，建造和維護，壓力表可能非常危險。下面為您全面分析關于壓力表歷史、結構、主要特點、制造規則、尺寸以及設計

      歷史上，由于壓力表存在缺陷，發生了許多致命事故。因此，壓力表的設計，制造和操作受到ASME（美國機械工程師協會）等工程部門的監管。行業標準概述了關鍵設計參數，例如最大安全工作壓力，溫度，安全系數，腐蝕裕量和故障模式。

壓力表設計的歷史

      最早記載的壓力表設計規范可以追溯到1495年的Codex Madrid I，由Leonardo da Vinci提供。達芬奇認為使用攜帶加壓空氣的集裝箱可以在水下舉重。但是，直到19世紀，壓力表的實際應用才被證明可以存儲鍋爐產生的加壓蒸汽。然而，對壓力表的設計，操作和維護普遍缺乏了解導致了一系列致命事故，在某些情況下造成數十人死亡。這種災難引發了1911年第一個標準壓力表規范的發展，該規范最終于1915年發布。該標準被稱為鍋爐和壓力表規范（BPVC），后來被納入美國大多數州和地區以及加拿大的法律。各省。如今，BPVC在全球范圍內得到廣泛應用，可為各種工業應用設計安全的壓力表。ASME鍋爐和壓力表規范要求使用標準設計規范和程序來開發超過15 PSI壓力值的壓力表。

壓力表結構和主要特點

      盡管可以構造任何形狀和尺寸的壓力表，但通常優選圓柱體，球體和錐體的截面。更常見的壓力表設計包括一個用端蓋封閉的圓柱體，稱為頭部，通常是半球形的。球形壓力表設計通常比具有相同壁厚的圓柱形形狀更強。然而，球形壓力表制造困難且成本高，這使得具有半橢圓形頭的圓柱形壓力表在許多情況下是優選的。通常，壓力表由鋼制成，但也有一些使用復合材料，例如碳纖維，陶瓷和聚合物如PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）。

壓力表制造規則

      目前工業中使用的大多數壓力表都是根據ASME BPVC第VIII節設計的，其中包括制造商要遵循的標準規范和規則。超過60個國家普遍認可并應用BPVC進行壓力表設計。BPVC第VIII節專門用于指導機械工程師設計，建造和維護在超過15 PSIG的內部或外部壓力下運行的PV。

如何確定壓力表的尺寸

設計工程師通常需要以下基本數據來確定壓力表的尺寸：

      船只功能

      加工材料和服務（腐蝕，沉積等）

      運行條件（溫度和壓力）

      建筑材料

      尺寸和方向

      要使用的船頭類型

      需要開口和連接

      加熱/冷卻要求

      攪拌要求

      內部配件規范

      獲得初步數據后，可按照BPVC第VIII節中的標準程序概述啟動壓力表設計。本節進一步細分為子章節和附錄，指導工程師確定有效確定壓力表尺寸的一般設計要求，制造要求和材料要求。ASME第VIII部分本身由三個部門組成，第1部分側重于逐個規則的方法，第2部分側重于逐個分析的方法。第3部分用于設計需要在10,000 PSI以上的壓力下進行內部或外部操作的壓力表。雖然ASME第VIII部分第1部分的按規則設計方法最常被工程師用于根據應用要求確定壓力表的尺寸，但這是一種非常保守的方法。經驗關系和其他強制性和非強制性設計標準經常導致昂貴的壓力表設計。ASME Section VIII，Division 2的逐個分析方法需要比第1部分更詳細的計算。雖然這可能會增加壓力表設計的成本，但它允許壓力表承受更高的應力。

      ASME第VIII部分第2部分適用于具有確定固定位置的特定目的船舶。第1分部和第2分部之間的另一個主要區別在于失敗理論。雖然第1部分基于正應力理論，但第2部分基于最大失真能量（Von Mises）。第8節中提到的兩個部門的代碼也包括附錄。這些附錄是作為準則的備選或補充規則，因為它們的使用頻率低于主體代碼。但是，附錄本身包含強制性和非強制性部分。

      強制性附錄與代碼本身一樣重要，并為正文中包含的主要代碼提供替代規則。目前，ASME第八節中有40個強制性附錄。非強制性附錄不是ASME認證的要求。但是，最好記住它們，因為它們在設計驗證和測試中特別有用。每兩年發布一次新版ASME BPVC代碼，包括解釋和代碼案例的修訂。代碼案例是ASME代碼的緊急修訂版，包含在當前運行的版本中。目前，2015版正在實踐中，而2017版將于2017年7月向公眾開放。

      每個新版本的代碼都經過改進，以幫助壓力表制造商遵守適用的法規，并獲得運營，成本和安全方面的好處。將來，考慮到技術的進步和先進材料的使用，可能會制定代碼。例如，未來的代碼將包括壓力分析方法，組件建模和結果驗證的詳細建議。

壓力表設計軟件

      近年來，由于能夠考慮更高的允許應力并獲得更真實，經濟和可靠的結果，因此通過分析方法用于壓力表設計已經取得了重大進展。計算技術的最新發展進一步允許工程師使用逐個分析的方法開發具有成本效益的壓力表。有限元分析（FEA）使壓力表設計人員能夠研究整個幾何形狀的應力并優化材料使用。此外，FEA是一種工具，可幫助設計工程師以更低的成本和時間來確定壓力表的尺寸。