超高壓套筒鍛件主要是圓筒容器，其應力分布特點是軸向應力在三個主應力中；內(nèi)壁應力在周向應力分布中核看，沿壁厚分布不均勻。K值越大翅栖，不均勻性越嚴重(K是圓筒外徑與內(nèi)徑的比值)；當操作壓力時见毒，內(nèi)壁不可避免地會屈服谅褪。根據(jù)上述應力特性，在設(shè)計超高壓套筒鍛件時吴攒，應從結(jié)構(gòu)上改變應力分布张抄，而不是簡單地增加厚度和材料強度來降低操作條件下的應力水平。超高壓套筒鍛件的設(shè)計大致包括預應力圓筒和液體支撐圓筒(充液或直接外壓)洼怔、各種結(jié)構(gòu)的筒體在工業(yè)上都有應用署惯，如剖分式圓筒、綜合式圓筒镣隶、框架式繞線結(jié)構(gòu)等极谊。

預應力套筒鍛件結(jié)構(gòu)是在制造過程中首先對圓柱體產(chǎn)生一定的預應力，利用與工作應力方向相反的預應力來部分抵消工作應力矾缓。具體的結(jié)構(gòu)類型包括多層壓縮套筒怀酷、繞線套筒、繞線套筒嗜闻、自增強套筒等蜕依。其中，多層熱套筒是早使用的結(jié)構(gòu)琉雳，自增強套筒接管用于制造高壓聚乙烯管式反應器样眠，可承受320MPa壓力。但預應力筒體有一個共同的缺點翠肘，即當筒壁溫度超過500℃或使用壽命較長時肩蹬，就會產(chǎn)生應力松弛，從而大大降低或喪失預應力档广，在生產(chǎn)中存在隱患深酗。

液體支撐套筒結(jié)構(gòu)利用結(jié)構(gòu)中夾套液體的壓力對內(nèi)筒施加外壓，代替內(nèi)筒的預應力悄针，夾套壓力可以調(diào)節(jié)和控制汁恍。此外，直接向內(nèi)筒施加外壓也可以限度地減少內(nèi)筒壁垂直于徑向平面的剪切應力铛邦，使平均周向應力成為壓縮應力窃征，提高抗疲勞強度，抑制裂紋擴散紫鳄。因此芳潦，這種類型的超高壓容器可用于超過1000MPa和超過1000℃的操作條件。但液體支撐結(jié)構(gòu)的缺點是結(jié)構(gòu)復雜灸蛤，需要設(shè)置可控液壓系統(tǒng)鹃漩，夾套內(nèi)壓力必須適當調(diào)節(jié)蕾奴。

剖分筒結(jié)構(gòu)根據(jù)筒體內(nèi)壁表面周向應力的應力分布特點，將筒體分成2-3層殃恒，將應力的套筒做成扇形剖分植旧，使介質(zhì)只接觸內(nèi)表面(扇形塊之間墊薄墊片，防止接觸面泄漏)离唐。由于剖分層在周向上不連續(xù)病附，剖分塊上不產(chǎn)生周向應力，從而消除了內(nèi)壁的周向應力亥鬓。但外筒的周向應力只是由扇形塊的徑向壓力產(chǎn)生的完沪，周向應力值會隨著受力點半徑的增加而大大降低。這種結(jié)構(gòu)的缺點是扇形塊的加工要求高嵌戈，應采用抗壓性能墊片覆积。

綜合筒體結(jié)構(gòu)是將扇形塊切割套筒、充液夾套和預應力縮小套筒結(jié)合在一起熟呛。它綜合了上述三種類型的優(yōu)點宽档，但結(jié)構(gòu)和制造復雜，可用于24000MPa庵朝。吗冤、1500℃操作條件。

框架繞線結(jié)構(gòu)由兩部分組成:工作圓筒和框架改阳。繞線筒體和平封頭承受介質(zhì)壓力沐虐，框架由兩根柱子和兩個半圓梁組成，起到壓緊平封頭和承受軸向力的作用骚目。該結(jié)構(gòu)具有強度高阴些、抗疲勞、結(jié)構(gòu)緊湊冷沿、制造簡單等優(yōu)點佣深。可用于金屬壓力成型的靜液壓擠壓過程病唁，操作壓力和溫度可達1200MPa和1500℃吉蔬。

我國超高壓容器套筒的發(fā)展過程與國外大致相似。工作壓力100-300MPa的設(shè)備大多采用超高強度鋼單層鍛造或雙層熱套(近多采用熱套)羞菊。贫巴；300-800MPa設(shè)備厦嘹，多采用雙層或三層熱套(在壓力不高的情況下可采用續(xù)絲結(jié)構(gòu));采用三層熱套加自增強筒體結(jié)構(gòu)的800-1000MPa設(shè)備隐户；＞采用內(nèi)層剖分扇形塊結(jié)構(gòu)的1000MPa設(shè)備。