超高壓套筒鍛件主要是圓柱形容器，其應(yīng)力分布特點(diǎn)是：軸向應(yīng)力；內(nèi)壁應(yīng)力，沿壁厚分布不均勻，K值越大粱思，不均勻性越嚴(yán)重（K為氣缸的外徑和內(nèi)徑比）；當(dāng)操作壓力時，內(nèi)壁不可避免地會屈服牌废。根據(jù)上述應(yīng)力特性咽白，超高壓套筒鍛件的設(shè)計(jì)不應(yīng)簡單地從增加厚度和提高材料強(qiáng)度來降低操作條件下的應(yīng)力水平，而應(yīng)從結(jié)構(gòu)上改變其應(yīng)力分布鸟缕。超高壓套筒鍛件的設(shè)計(jì)大致包括預(yù)應(yīng)力氣缸晶框、液體支撐氣缸（充液或直接外部壓力）、剖面氣缸叁扫、綜合氣缸三妈、框架繞組結(jié)構(gòu)等。各種結(jié)構(gòu)的氣缸應(yīng)用于工業(yè)中莫绣。

預(yù)應(yīng)力套筒鍛件結(jié)構(gòu)是在制造過程中產(chǎn)生一定的預(yù)應(yīng)力策见，利用與工作應(yīng)力方向相反的預(yù)應(yīng)力部分抵消工作應(yīng)力。具體應(yīng)力妆浅。具體的結(jié)構(gòu)類型包括多層縮套蒜材、繞絲、繞帶爵缸、套箍和自增強(qiáng)氣缸抖臭，其中多層熱套是早的結(jié)構(gòu)，自增強(qiáng)氣缸接管用于制造高壓聚乙烯管反應(yīng)器晚饰，可承受320MPa壓力倾伶。然而，當(dāng)筒壁溫度超過500時窃橄，預(yù)應(yīng)力筒體有一個共同的缺點(diǎn)℃或長期使用后會產(chǎn)生應(yīng)力松弛感戴，大大降低或喪失預(yù)應(yīng)力，生產(chǎn)中存在較大的安全隱患赵腰。

液體支撐套筒結(jié)構(gòu)是利用結(jié)構(gòu)中夾套液體的壓力對內(nèi)筒施加外部壓力都癣，以替代內(nèi)筒的預(yù)應(yīng)力，可以調(diào)節(jié)和控制夾套壓力敦间。此外瓶逃，直接向內(nèi)筒增加外部壓力也可以限度地減少垂直于徑向平面的剪切應(yīng)力，使平均周向應(yīng)力變成壓縮應(yīng)力廓块，提高抗疲勞強(qiáng)度厢绝，抑制裂紋擴(kuò)散。因此带猴，這種類型的超高壓容器可用于1萬多個MPa和1000℃以上的操作工況昔汉。但是，液體支承式結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜浓利，需設(shè)置一套可控液壓系統(tǒng)挤庇，且夾套內(nèi)壓力須調(diào)節(jié)適當(dāng)，否則會導(dǎo)致套筒鍛件失穩(wěn)贷掖。

根據(jù)氣缸內(nèi)壁表面周向應(yīng)力的應(yīng)力分布特點(diǎn)嫡秕，將氣缸分為2-3層渴语，將應(yīng)力的套筒制成扇形剖面，使介質(zhì)僅接觸內(nèi)表面（薄墊片之間墊昆咽，防止接觸泄漏）驾凶，由于周向分層不連續(xù)，剖面塊不產(chǎn)生周向應(yīng)力鉴梦，從而消除內(nèi)壁的周向應(yīng)力氛灸。外氣缸的周向應(yīng)力僅由風(fēng)扇塊的徑向壓力產(chǎn)生。隨著應(yīng)力點(diǎn)半徑的增加逐茄，周向應(yīng)力值將大大降低剑碌。該結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是風(fēng)扇塊加工要求高，需要特別強(qiáng)的抗壓材料张域。如果風(fēng)扇塊之間的接觸面密封墊片泄漏孟溯，外氣缸將承受相當(dāng)大的周向應(yīng)力。

綜合氣缸結(jié)構(gòu)是將風(fēng)扇塊分割套筒蚪录、充液夾套和預(yù)應(yīng)力收縮套筒相結(jié)合呜款，結(jié)合了上述三種類型的優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)和制造更為復(fù)雜粤街，可用于24萬MPa剩症、1500℃操作工況。

框架繞組結(jié)構(gòu)由工作缸和框架組成职颜。繞組缸和平密封頭承受介質(zhì)壓力胞饭，框架由兩柱和兩個半圓梁組成，壓縮平密封頭真仲，承受軸向力袋马。該結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高初澎、抗疲勞秸应、結(jié)構(gòu)緊湊、制造簡單等優(yōu)點(diǎn)碑宴∪硖洌可用于金屬壓力成型的靜液壓擠壓過程，操作壓力和溫度可達(dá)1200MPa和1500℃延柠。

我國超高壓容器套筒的發(fā)展過程與國外大致相似祸挪。工作壓力100-300MPa大部分設(shè)備采用超高強(qiáng)度鋼單層鍛造或雙層熱套(近期多用熱套)；300-800MPa多采用雙層或三層熱套(壓力不高時可采用續(xù)絲結(jié)構(gòu))贞间；800-1萬MPa設(shè)備采用三層熱套加自增強(qiáng)筒體結(jié)構(gòu)贿条；>1萬MPa該設(shè)備采用內(nèi)部分割扇形塊結(jié)構(gòu)。