科创中国

       压力容器等承压类特种设备广泛用于煤炭、石化、天然气等领域。近年来为提高效率、降低成本，能源工业压力容器不断向重型化方向发展，最大壁厚达数百毫米、重量超千吨。压力容器重型化不仅导致材料消耗巨大、加工制造困难，而且带来新的失效模式和机理。如何在确保本质安全前提下实现重型压力容器轻量化，已成为突破现有能力瓶颈、实现节材节能的迫切需求。本项目围绕这一难题，历时近十年攻关，取得四个方面创新：

(1) 国内率先开展高温临氢、超高压氢气等苛刻环境下材料/部件性能试验，系统研究材料许用强度系数调整对重型容器失效模式和损伤机理的影响，建立重型压力容器轻量化设计制造共性技术方法，成果被国家技术标准采纳，为我国压力容器节材战略有效实施提供关键技术支撑；应用该技术研制出国产轻量化大型加钒钢制加氢反应器(最大直径5500mm，壁厚减薄近20mm，节材5~10%)。

(2) 针对大型高参数球罐，解决调质高强度钢板及配套锻件开发、球罐结构优化及强度设计、焊接与热处理工艺控制等技术难题，研制出国产轻量化07MnNiMoDR 钢制低温乙烯球罐(最大容积3000m3，球壳板厚度减薄10mm 以上，节材20%以上)。

(3) 针对集反应、传热于一体的超大型管壳式换热器，攻克传热流动与强度刚度协同设计、大型碟形薄管板组合结构设计、大直径薄壁换热管流致振动控制、薄管板和薄壁换热管可靠连接等关键技术，研制出轻量化超大型丁辛醇换热器(直径4900mm，管板厚度减薄180mm，节材20%以上)。

(4) 针对低温深冷储运容器，突破基于常温性能的传统设计思想，首创基于材料低温性能的结构强度设计方法，解决应变强化适用性判据、应变强化工艺控制等难题，研制出500m3、-196℃轻量化深冷储运容器，内容器节材25~45%。

       项目建立的重型容器轻量化设计制造共性技术方法为突破设计制造能力瓶颈、提高产品国际竞争力、保障重大工程建设顺利进行发挥关键作用；研制的轻量化产品出口澳大利亚等20 多个国家，经济社会效益显著。