如何选择材料？以压力容器为例

压力容器是用于储存介质（气体或液体），需承受内胀压应力或外挤压应力的容器，如储油罐、真空或深潜水装备等。不管何种形式的容器，其壁厚内均要承受周向、径向、轴向三维应力的作用，对大多数压力容器而言，设计和制造时保证容器有足够的抗爆破强度，安全储存不泄漏为主要任务。压力容器的尺寸规格及形式很多，目前大型缠绕容器的容积可达568m³（高56m，宽152m，长318m），每种容器都各有不同用途和设计特点。

压力容器按形状可分为圆柱形容器、圆锥形容器、环形容器、球形容器、矩形容器、椭圆形容器等；按密封性可分为密封形容器，非密封形（如敞口储槽及罐等）容器；按结构可分为薄壁容器、厚壁容器、平端帽容器、半球形端帽容器、立式容器、卧式容器、特种结构（在容器上开设各种尺寸形状的孔、接头、加强筋等结构）容器；按容器成型方法可分为焊接式容器、缠绕式（可分为螺旋缠绕，纵向平面缠绕、环形缠绕，混合缠绕等）容器；按用途可分为地下埋罐、地上储罐、铁路储罐、公路储罐、海运储罐、耐腐蚀储罐；按负载性质可分为静载（短期或长期）容器、动载（如储存流动介质容器）容器等。

选料时需按不同的尺寸形式、承受压力大小及形式，以及承载介质的性质选用不同的材料。其中，除了满足保证承载能力大小及承载介质要求外，还必须考虑节省材料、便于制造、降低成本和使用期限的要求。轻型储罐常用PP、HPVC等热塑性塑料，重型储罐常用玻璃纤维增强EP、DAP、UP等热固性塑料的缠绕成型材料。(www.xing528.com)

由此可见，容器的承载能力与材料及加工方法、结构形状及尺寸、承载形式等各种因素有关、虽然不同用途形式的容器各有不同的力学性能要求和结构设计，但压力容器壳体的力学设计及计算的基本方法是相同，通常都可按各种规则几何形状的压力容器应力和应变公式进行强度、刚性和蠕变性计算，其任务是保证容器所选用的材料和设计的壁厚在设定的承载压力下和在规定的使用期内，其壁部内产生的应力和应变都必须小于允许值。

但实际应用中，锥体的结构和计算要复杂得多，常需考虑各种附加因素，如容器装卸介质需要在壳体上开设各种接口、接头、观察孔；不同密封结构和端帽结构（整体或分体组装）和设置各种加强筋；对公路、铁路用储罐上设置的装卸装置和在运输中起动，停车时罐内介质产生的涌动（又称水锤）、冲击增压；对地埋罐也必须考虑地下水、填土对罐体的挤压；耐腐蚀罐还必须设置耐腐蚀结构及防渗防漏结构等。这些因素都会直接影响设计工作，且有些因素是难以定量预测的，如制品内的残余应力、熔接缝处的强度、化学介质影响、不确定的动态或疲劳负载作用等，故在设计中要考虑各种安全系数，或采用有限元设计技术，或采用样品测试方法来确定最终结构尺寸和形状。