本发明属于物理测算方法技术领域，涉及一种简单压力容器储气罐抗压强度的测算方法。
背景技术：
简单压力容器是指结构简单,危险性较小的压力容器，具有壁薄的特点，通常由筒体和平封头,凸形封头(不包括球冠形封头),或者由两个凸形封头组成；简单压力容器储气罐用以储存压缩空气，保证在正常或应急情况下，提供足量气体。简单压力容器储气罐具有介质无毒性，压力、容积等参数不高，结构简单，使用寿命长，对环境污染小，造价低等特点。随着工业生产的发展，空压机配套的储气罐被广泛应用于冶金、电子电力、医药、包装、化工等众多领域。承载内压的能力(即抗压强度或爆破压强)是衡量简单压力容器储气罐安全性能的重要指标，合理地控制储气罐工作载荷与其最大承载能力之间的关系，是从设计到报废的使用寿命内保证设备完整性和服役安全性的最基本要求。由于实际条件的限制(不具备无损检测的条件)，大多数储气罐制造企业选择了试验法设计，即采用爆破试验验证产品的符合性。爆破试验的过程和结果直接关系到整批产品，其重要性不言而喻，但是这种方法会造成不必要的浪费，而且容易出现个体误差导致整体产品出现异常。目前，国内外还采用多种计算压力容器爆破压力的公式对其抗压强度进行测算，最常用的是福贝尔(Faupel)公式和中径公式。福贝尔公式虽然计算方便，但其仅适用于厚壁单层压力容器，上述两种公式的计算误差达到了±15％。
中国专利(公告号：CN104166760A，公开日：2014-11-26)公开了一种船用LNG储罐的应力的有限元分析计算方法，该方法包括以下步骤：对船用LNG储罐进行三围建模，计算船用LNG储罐的各个构件在7种不同工况下的应力，将船用LNG储罐的各个构件的应力和许用应力进行比较后，确定船用LNG储罐的各个构件是否合格。
上述专利文献中不是专门针对简单压力容器储气罐的测试方法，也没有提供具体的计算公式，在采用传统的贝尔(Faupel)公式或中径公式对简单压力容器储气罐进行爆破压力计算时，误差较大。
技术实现要素：
本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种简单压力容器储气罐抗压强度的测算方法，本发明所要解决的技术问题是：如何提高简单压力容器抗压强度测算数据的精准度。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种简单压力容器储气罐抗压强度的测算方法，其特征在于，本方法中包含以下步骤：
a、分别测量待测试的简单压力容器储气罐的内径Di和外径Do；
b、判断待测试的制作简单压力容器储气罐的材料属性，将该材料对应的屈服强度σs数值、抗拉强度σb数值以及测量的简单压力容器储气罐的内径Di和外径Do数值代入下列公式中:
p＝σs[0.238+(1-γ)2]lnK/0.268
其中，P为所要测算的抗压强度数值，单位为MPa；
σs为材料的屈服强度，单位为MPa；
σb为材料的抗拉强度，单位为MPa；
γ为材料的屈服强度与抗拉强度之比，即σs/σb；
Do为容器外径，单位为mm；
Di为容器内径，单位为mm；
K为容器的外径与内径之比，即Do/Di。
其工作原理如下：本测算方法是专门针对简单压力容器储气罐这种薄壁容器的，薄壁容器的抗压强度(爆破压力)不同于厚壁容器，在不同材料不同厚度的情况下，简单压力容器储气罐在爆破时过程较为相似，都是材料的屈服强化的变化过程，其变形减薄量的不同导致最终抗压强度(爆破压力)不同。通过建立薄壁容器储气罐爆破压力值与材料性能(屈服强度、抗拉强度)、不同储气罐规格(外径与内径之比)的对应关系，提供一种新的计算公式，从而实现对简单压力容器储气罐抗压强度(爆破压力)更加精准的计算。通过实验数据比对，采用本技术方案中的测算方法可以将测量误差控制在5％以内。
本测算方法覆盖范围较广，计算结果可靠，精确度高，而且使用简单，测算成本低，更加安全、环保。
本技术方案中材料的屈服强度σs、抗拉强度σb可以采用中国专利申请号为CN201510423132.X(公告号：CN105021533A，公开日：2015-11-04)的中测算方法进行测量；材料的屈服强度σs还可以采用中国专利申请号为CN201510800129.5(公告号：CN105468829A，公开日：2016-04-06)的中测算方法进行测量；材料的抗拉强度σb还可以采用中国专利申请号为CN200510021027.X(公告号：CN1696647，公开日：2005-11-16)的中测算方法进行测量；或者直接由《常用金属材料手册》中查得。
在上述的简单压力容器储气罐抗压强度的测算方法中，在上述步骤a之前，选取多种常用的制作简单压力容器储气罐的材料，通过测算或根据现有已知数据列出上述各种材料对应的屈服强度σs以及抗拉强度σb表格。这样在后续的测算过程中更加方便快捷，避免出错。
在上述的简单压力容器储气罐抗压强度的测算方法中，简单压力容器储气罐采用Q235B材料制成，利用力学性能试验获得不同厚度的Q235B材料的屈服强度σs和抗拉强度σb。这样得出的屈服强度σs和抗拉强度σb数值更加真实可靠，从而进一步提高简单压力容器抗压强度测算数据的精准度。
在上述的简单压力容器储气罐抗压强度的测算方法中，在步骤a中，选取简单压力容器储气罐靠近两端和中部的三个位置分别测量三组简单压力容器储气罐的内径Di和外径Do数值，然后计算出平均值代入步骤b中的公式中。这样测量的数值更加准确，避免产品局部加工误差导致的测量数据异常，从而得到更加精准的测算数据。
与现有技术相比，本发明提供了一种新的简单压力容器储气罐抗压强度的测算方法，并提供了一个新的计算公式，通过实验比对，采用本技术方案中的测算方法可以将测量误差控制在5％以内，测算精准度远远高于现有技术中的测算方法。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本测算方法是专门针对简单压力容器储气罐这种薄壁容器的，薄壁容器的抗压强度(爆破压力)不同于厚壁容器，在不同材料不同厚度的情况下，简单压力容器储气罐在爆破时过程较为相似，都是材料的屈服强化的变化过程，其变形减薄量的不同导致最终抗压强度(爆破压力)不同。本测算方法中，首先，选取多种常用的制作简单压力容器储气罐的材料，通过测算列出上述各种材料对应的屈服强度σs以及抗拉强度σb表格。简单压力容器储气罐优选采用不同厚度的Q235B材料制成不同规格型号，在此之前，利用力学性能试验获得不同厚度的Q235B材料的屈服强度σs和抗拉强度σb，并制作成对应的表格；然后，分别测量待测试的简单压力容器储气罐的内径Di和外径Do；最后将待测试简单压力容器储气罐的材料对应的屈服强度σs数值、抗拉强度σb数值以及该简单压力容器储气罐的内径Di和外径Do数值代入公式p＝σs[0.238+(1-γ)2]lnK/0.268得出数值。该公式中：
P为所要测算的抗压强度数值，单位为MPa；
σs为材料的屈服强度，单位为MPa；
σb为材料的抗拉强度，单位为MPa；
γ为材料的屈服强度与抗拉强度之比，即σs/σb；
Do为容器外径，单位为mm；
Di为容器内径，单位为mm；
K为容器的外径与内径之比，即Do/Di。
进一步的，在测量简单压力容器储气罐的内径Di和外径Do时，选取该简单压力容器储气罐靠近两端和中部的三个位置分别测量三组简单压力容器储气罐的内径Di和外径Do数值，然后计算出平均值代入步骤b中的公式中，这样测量的数值更加准确，避免产品局部加工误差导致的测量数据异常，从而得到更加精准的测算数据。
下面以三组不同规格的简单压力容器储气罐为例来进行实验比对，材料均为Q235B。
将上述表格中各项参数分别代入本测算方法中的公式、现有的福贝尔(FAUPEL)公式和中径公式，其具体对比结果见下表：
福贝尔(FAUPEL)：
中径公式：
本测算方法中的公式：p＝σs[0.238+(1-γ)2]lnK/0.268
爆破压力实测值与三种公式计算值对比表(MPa)：
由上述数据可得知，采用本技术方案中的测算方法可以将测量误差控制在5％以内，测算精准度远远高于现有技术中的测算方法。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。