壓力容器專(zhuān)業(yè)知識(shí)PPT

helloshigy

                   壓力容器專(zhuān)業(yè)知識(shí)  

一.壓力容器設(shè)計(jì)、制造的主要特點(diǎn)
一.壓力容器設(shè)計(jì)、制造的主要特點(diǎn)
2.壓力容器設(shè)計(jì)計(jì)算一般要解決如下三類(lèi)問(wèn)題:
2.1 強(qiáng)度-在外壓作用下不允許產(chǎn)生塑性(永久)變形,是      
    涉及安全的主要問(wèn)題,如筒體、封頭等；
2.2 剛性-在外力作用（制造、運(yùn)輸、安裝與使用）下產(chǎn)
   生不允許的彈性變形，如法蘭（密封）、管板等；
2.3 穩(wěn)定性-在外力作用下防止突然失去原有形狀的穩(wěn)
   定性，如外壓及真空容器。

一. 壓力容器設(shè)計(jì)、制造的主要特點(diǎn)
一. 壓力容器設(shè)計(jì)、制造的主要特點(diǎn)
一. 壓力容器設(shè)計(jì)、制造的主要特點(diǎn)
二. 壓力容器的分類(lèi)
二. 壓力容器的分類(lèi)
二. 壓力容器的分類(lèi)
二. 壓力容器的分類(lèi)
二. 壓力容器的分類(lèi)
三. 壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
三. 壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
2.  強(qiáng)度理論的選擇
三. 壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
4. 設(shè)計(jì)條件的確定       
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
三. 壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
8. 應(yīng)力分析設(shè)計(jì)的一般概念
8.2 應(yīng)力分類(lèi)的基本知識(shí)
按各類(lèi)應(yīng)力對(duì)容器安全的不同影響,將其分為一次應(yīng)力、二次應(yīng)力與峰值應(yīng)力.
三. 壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
8. 應(yīng)力分析設(shè)計(jì)的一般概念
8.2 應(yīng)力分類(lèi)的基本知識(shí)
一次應(yīng)力即基本應(yīng)力，它有二大特征：第一，是外載荷（壓力、重量、其他外載）引起的，外載消失一次應(yīng)力亦不復(fù)存在；第二，作用范圍廣，與結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度或容器半徑屬同一量級(jí)。由內(nèi)壓在圓筒與封頭上引起的切向、軸（經(jīng)）向應(yīng)力即屬一次應(yīng)力。
  一次應(yīng)力按其在壁厚方向分布的均勻程度，又可分為一次膜應(yīng)力（均布部分）和一次彎曲應(yīng)力（扣除一次膜應(yīng)力后的線性分布部分）。
  一次膜應(yīng)力對(duì)容器安全影響最大，應(yīng)嚴(yán)格限制；對(duì)一次彎曲應(yīng)力的限制可稍寬。
三. 壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
8. 應(yīng)力分析設(shè)計(jì)的一般概念
8.2 應(yīng)力分類(lèi)的基本知識(shí)
二次應(yīng)力是由相鄰部件的約束或結(jié)構(gòu)自身約束而產(chǎn)生的應(yīng)力，其特點(diǎn)是：第一，分布局域較一次應(yīng)力小，與  屬同一量級(jí)；第二，二次應(yīng)力達(dá)到材料屈服點(diǎn)時(shí)，僅引起局部屈服，大部分材料仍屬?gòu)椥裕�且二次�?yīng)力有自限性。
  封頭與筒體連接處由附加彎矩引起的軸、切向應(yīng)力屬二次應(yīng)力。溫差應(yīng)力一般亦屬二次應(yīng)力。
  對(duì)二次應(yīng)力的限制寬于一次應(yīng)力。

三. 壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
8. 應(yīng)力分析設(shè)計(jì)的一般概念
8.2 應(yīng)力分類(lèi)的基本知識(shí)
峰值應(yīng)力.扣除一次、二次應(yīng)力后，沿壁厚非線性分布的部分即為峰值應(yīng)力。峰值應(yīng)力多在殼體與接管連接處產(chǎn)生，其分布區(qū)域極小，與t一個(gè)量級(jí)，僅對(duì)疲勞破壞產(chǎn)生影響。

四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
1. 結(jié)構(gòu)的重要性----設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)，對(duì)安全與經(jīng)濟(jì)性影響極大。
   結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是安全、方便制造與檢驗(yàn)。任何結(jié)構(gòu)都不是萬(wàn)能的，需合理設(shè)計(jì)與選擇。
2. 筒體結(jié)構(gòu)
2.1 筒體結(jié)構(gòu)分為整體式與組合式兩大類(lèi)
四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
2. 筒體結(jié)構(gòu)
2.2 整體式
整體式結(jié)構(gòu)即滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性需要的厚度（不含耐蝕層）是由一整塊連續(xù)鋼材構(gòu)成。
常見(jiàn)整體式結(jié)構(gòu)有：?jiǎn)螌雍附樱☉?yīng)用最廣）、鍛造（主要用于超高壓）、鍛焊（用于大型重要工況）、無(wú)縫管（小容器）。
四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
2. 筒體結(jié)構(gòu)
2.3 組合式
滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性需要的厚度（不含耐蝕層）由板-板、板-帶、板-絲組合而成，主要用于高壓容器。
板-板有多層包扎、整體包扎、熱套、繞板等
板-帶有型槽繞帶、扁平綱帶
板-絲有繞絲（主要用于超高壓）
四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
2. 筒體結(jié)構(gòu)
2.4 整體式與組合式之比較
在安全性方面組合式優(yōu)于整體式，理由如下：
以薄攻厚，中厚板、薄板性能優(yōu)于厚板;
缺陷只能在本層內(nèi)擴(kuò)展；
危險(xiǎn)的縱縫（整體包扎含環(huán)縫）化整為零，各層均布；
安全泄放孔，利于報(bào)警；
預(yù)應(yīng)力增加安全裕度。
組合式工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，且不適于做熱容器
四.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
3.封頭結(jié)構(gòu)
3.1 封頭分為凸形封頭、錐形封頭、平蓋等三大類(lèi)
3.2 凸形封頭
依形狀（受力）分為半球、橢圓、碟形、球冠。受力前優(yōu)于后，制造方便后優(yōu)于前。
制造方法主要為沖壓（適于批量）、旋壓（適于單件）。
制造方式主要有整板成形（小封頭）；先拼板后成形（大、中型封頭）；分辨成形后組焊（特大型封頭）。
四.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
3.封頭結(jié)構(gòu)
3.3 錐形封頭
主要用于變速或方便卸料；
依半頂角分為30°（無(wú)折邊）、45°（大端折邊）、60°（大、小端折邊）；
主要制造方法卷焊
3.4 平蓋
包括平蓋和鍛造平底封頭等，與筒體連接分為可拆與固接。
制造方法多為鍛造
四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
4. 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)
4.1 補(bǔ)強(qiáng)圈.加工方便,但補(bǔ)強(qiáng)效果有限,使用范圍有一定限制
4.2 厚壁管補(bǔ)強(qiáng)
4.3 另加補(bǔ)強(qiáng)元件(鍛件)補(bǔ)強(qiáng),受力好,將角度改為對(duì)接易保證焊接質(zhì)量,但加工復(fù)雜.
5. 法蘭
5.1 法蘭與密封墊、緊固件合為一個(gè)結(jié)構(gòu)整體，屬可拆結(jié)構(gòu)，其基本功能是連接與密封，法蘭結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)三位一體綜合考慮。
四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
5. 法蘭
5.1 法蘭與密封墊、緊固件合為一個(gè)結(jié)構(gòu)整體，屬可拆結(jié)構(gòu)，其基本功能是連接與密封，法蘭結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)三位一體綜合考慮。
5.2 法蘭按其整體性程度分為三種:
整體法蘭--法蘭、法蘭頸與容器（或接管）合為一整體，強(qiáng)度與剛性好，連接與密封效果好，但加工困難；
松式法蘭--法蘭未能與容器（或接管）有效合為一整體，連接與密封效果較差，但加工方便；
任意式法蘭—介于二者之間。
四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
5. 法蘭
5.3 以密封壓緊面型式分為:
平面密封—密封效果差，但加工方便
凹凸面密封--單面限制墊片流動(dòng)，密封效果較好，但加工
  較難
椎槽密封—雙面限制墊片流動(dòng)，密封性好，但加工復(fù)雜
四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
6. 焊接結(jié)構(gòu)
6.1 焊接結(jié)構(gòu)的主要作用為方便施焊，從結(jié)構(gòu)上保證焊透，且盡 量減少焊接工作量。
6.2 焊接結(jié)構(gòu)與工藝因素（工人技能、習(xí)慣、方法、裝備等）關(guān)系密切，設(shè)計(jì)者可提要求，具體結(jié)構(gòu)與尺寸原則上應(yīng)由制造
  方確定，標(biāo)準(zhǔn)（GB150附錄J）為提示性，非強(qiáng)制。
7. 其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)
7.1 盡量避免外形突變,關(guān)注倒角、倒圓。
7.2 開(kāi)孔（尤其是大孔）盡量開(kāi)在強(qiáng)度裕量大的部位，如平蓋、筒體端部，它們的厚度是由剛性及螺栓個(gè)數(shù)、排列與上緊空
  間決定的。
四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
7. 其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)
7.3 應(yīng)盡量避免靜不定結(jié)構(gòu)（如臥式容器只允許雙鞍座），對(duì)
   靜不定結(jié)構(gòu)（如球罐支承）應(yīng)做特殊考慮。
7.4 應(yīng)注意防止過(guò)大的溫差應(yīng)力，如膨脹節(jié)的設(shè)置，支承中的
   活動(dòng)支承。
7.5 支承設(shè)計(jì)中除考慮承重能力外，還應(yīng)考慮支座反力對(duì)殼體
   的影響，決定是否加墊板。
7.6 對(duì)法蘭螺栓通孔、地腳螺栓通孔跨中均布的考慮。
五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識(shí)
1. 產(chǎn)品焊接試板
1.1 產(chǎn)品焊接試板的作用
   產(chǎn)品施焊后，用檢驗(yàn)試板焊縫力學(xué)性能的辦法，來(lái)考核產(chǎn)
    品焊縫的力學(xué)性能是否合格。它不能替代無(wú)損檢測(cè)與外觀檢查。
五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識(shí)
1. 產(chǎn)品焊接試板
1.2 制備產(chǎn)品焊接試板的條件
需按臺(tái)制備的條件
與材質(zhì)有關(guān):Cr-Mo低合金鋼；σb>540MPa；經(jīng)熱處理改善材料力學(xué)性能
與介質(zhì)有關(guān):極度、高度危害
與設(shè)計(jì)溫度有關(guān):低溫；-10℃>t>-20℃以及0℃>t≥-10℃厚度超過(guò)某一界限的20R、16MnR
與厚度有關(guān)：δs>20mm的15MnNbR
其他以批代臺(tái)制備
五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識(shí)
1. 產(chǎn)品焊接試板
1.3 制備試板的要求
    從材料（鋼號(hào)、規(guī)格、熱處理）、焊工、施焊條件、工藝、熱處理、位置等方面提出要求，使試板焊縫盡量代表產(chǎn)品焊縫.
1.4 試樣與試驗(yàn)
     需做拉伸、彎曲以及必要時(shí)的沖擊

五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識(shí)
1. 產(chǎn)品焊接試板
1.5 不合格處理
允許重新取樣復(fù)驗(yàn)
允許重新熱處理
如仍不合格且無(wú)試板,則代表的產(chǎn)品焊縫為不合格
1.6 應(yīng)注意的問(wèn)題
試板焊縫應(yīng)探傷，但無(wú)合格級(jí)別且不需返修，目的在于
        避開(kāi)缺陷處取樣，防止缺陷造成試驗(yàn)結(jié)果不合格。
環(huán)縫不做，需要時(shí)做鑒證環(huán)。

五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識(shí)
2. 焊后(消除應(yīng)力)熱處理
2.1 目的
   消除過(guò)大焊接應(yīng)力,細(xì)化晶粒
2.2 焊接應(yīng)力產(chǎn)生的原因、特點(diǎn)及危害
焊接應(yīng)力因焊接過(guò)程中變形協(xié)調(diào)產(chǎn)生
焊接應(yīng)力的特點(diǎn):量值高,可能≥屈服極限；一直存在；
    屬二次應(yīng)力有“自限性”；測(cè)量困難（x光衍射、小孔）。
對(duì)容器的主要危害為應(yīng)力腐蝕。

五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識(shí)
2. 焊后(消除應(yīng)力)熱處理
2.3 需進(jìn)行焊后熱處理的條件
通用條件---依據(jù)材質(zhì)、厚度、預(yù)熱溫度的不同組合判定；
必需條件---圖樣注明應(yīng)力腐蝕、盛裝極度、高度危害介質(zhì)；
免做條件---奧氏體不銹鋼；
關(guān)注應(yīng)力腐蝕的復(fù)雜性（介質(zhì)、溫度、酸堿度、材質(zhì)、
    殘余應(yīng)力等）
五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識(shí)
2. 焊后(消除應(yīng)力)熱處理
2.4  焊后熱處理
   整體進(jìn)爐、分段進(jìn)爐、局部、現(xiàn)場(chǎng)熱處理
2.5 熱處理工藝要求
     進(jìn)、出爐爐溫；升、降溫速度；保溫時(shí)溫差；爐內(nèi)氣氛。
目的在于熱透；避免過(guò)大溫差應(yīng)力造成的損害.


五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識(shí)
3.  耐壓試驗(yàn)與氣密性試驗(yàn)
3.1  耐壓試驗(yàn)的目的
內(nèi)壓—竣工后出廠前全面考核(驗(yàn)證)強(qiáng)度;檢漏
3.2 液壓試驗(yàn)
試驗(yàn)壓力的確定--試驗(yàn)壓力計(jì)算公式中的系數(shù)（1.25）
    與安全系數(shù)有關(guān)，試驗(yàn)前的應(yīng)力校核是基于彈性失效準(zhǔn)則。
液壓試驗(yàn)的危險(xiǎn)性主要來(lái)自能量觀點(diǎn)（P·V）和金屬碎片。



五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識(shí)
3.  耐壓試驗(yàn)與氣密性試驗(yàn)
3.3  氣壓試驗(yàn)
氣壓試驗(yàn)的危險(xiǎn)性遠(yuǎn)高于液壓，除P·V和碎片外，氣體
    會(huì)高速恢復(fù)被壓縮的體積形成沖擊波；
允許氣壓試驗(yàn)的條件：因承重等原因無(wú)法液壓；液體無(wú)
    法吹干排凈生產(chǎn)中不允許殘留液體。


五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識(shí)
3.  耐壓試驗(yàn)與氣密性試驗(yàn)
3.4  氣密試驗(yàn)
目的---檢漏
條件---極度高度危害介質(zhì);生產(chǎn)工藝過(guò)程中不允許泄漏；
試驗(yàn)介質(zhì)---空氣氨、惰性氣體等，氣壓試驗(yàn)后是否再
    做氣密與介質(zhì)有關(guān)
試驗(yàn)合格指標(biāo)與檢漏方法

五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識(shí)
4.  壓力容器的改造與維修
4.1  應(yīng)充分關(guān)注改造與維修的難度和質(zhì)量
       在使用現(xiàn)場(chǎng)對(duì)在役容器進(jìn)行維修、改造,尤其是動(dòng)火(焊接)
維修、改造在技術(shù)上是件十分困難的事,主要難點(diǎn)在于:
缺陷的去除、坡口加工、開(kāi)孔等由于位置、工具等原因，難度大于制造廠；
焊接修復(fù)由于位置、施焊環(huán)境、預(yù)熱條件、拘束度等原因，難度大于制造廠。   
在役產(chǎn)品的材料可能早被淘汰，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中因老化、腐蝕等原因可能造成材料性能質(zhì)量的改變，均會(huì)加
      大維修、改造的難度。

五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識(shí)
4.  壓力容器的改造與維修
4.2  對(duì)提高維修改造的建議措施
提高對(duì)維修改造單位、人員的市場(chǎng)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)。
焊補(bǔ)前一定要嚴(yán)格進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)確保缺陷除凈，并應(yīng)進(jìn)
    行必要的焊接工藝評(píng)定。
對(duì)Cr-Mo低合金鋼及高強(qiáng)鋼的維修改造應(yīng)慎之又慎，最
    好由原制造廠或其他經(jīng)驗(yàn)豐富的單位實(shí)施。
是否值得維修改造要充分考慮容器的使用年限與價(jià)值。
五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識(shí)
5.  管子與管板的脹接
5.1  脹接的分類(lèi)
貼脹。貼脹在管板孔內(nèi)表面可不開(kāi)槽。貼脹一定要與強(qiáng)
       度焊聯(lián)合使用，其目的在于減少管子與管板間的間隙，
       防止震動(dòng)。
強(qiáng)度脹。強(qiáng)度脹管板孔內(nèi)表面應(yīng)開(kāi)矩形槽，并應(yīng)達(dá)到全
       厚度脹接。強(qiáng)度脹可單獨(dú)使用，亦可與密封焊聯(lián)合使用，對(duì)重要場(chǎng)合亦可與強(qiáng)度焊聯(lián)合使用。
五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識(shí)
5.  管子與管板的脹接
5.2  脹接方法
       一般分為柔性脹（如液壓脹、橡膠脹、液袋式液脹等）
和機(jī)械脹。
5.3 脹接質(zhì)量控制要求
嚴(yán)格檢查管端與管板孔內(nèi)表面的尺寸精度、清潔度、硬度、粗糙度，尤其不應(yīng)有縱向或螺旋狀刻痕。
脹接前應(yīng)計(jì)算脹接壓力并進(jìn)行試脹，測(cè)試脹接接頭的拉
    脫力 .
脹后應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，檢查脹口嚴(yán)密性。




五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識(shí)
6.鍛鋼、鑄鐵、不銹鋼及有色金屬制壓力容器的制造
6.1  鍛鋼容器
主要有（整體）鍛造容器（主要用于超高壓）、鍛焊容
        器（主要用于大型重要產(chǎn)品）以及其他容器所用的鍛件（如平蓋、平底封頭、筒體端部等）。
關(guān)鍵是鍛件質(zhì)量，基本要求為JB4726—4728.
鍛焊容器環(huán)縫焊接缺乏經(jīng)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)于施焊前做鑒證環(huán).




五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識(shí)
6.鍛鋼、鑄鐵、不銹鋼及有色金屬制壓力容器的制造
6.2  鑄鐵容器
因其質(zhì)量只能用于小型、非重要場(chǎng)合。
表面缺陷只能用加裝螺塞方法修補(bǔ)，但對(duì)塞頭深度與直
       徑有限制。
首次試制產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行爆破試驗(yàn)。




五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識(shí)
6.鍛鋼、鑄鐵、不銹鋼及有色金屬制壓力容器的制造
6.3  不銹鋼及有色金屬制容器
有色金屬制容器包括鋁、鈦、鎳、鋯及其合金。
材料堆放、制造、吊裝、運(yùn)輸全過(guò)程中應(yīng)保持清潔，避
       免與鋼等金屬直接接觸，防有害離子污染。
下料切割、坡口加工宜采用機(jī)械法，熱切割多用離子切割，加工邊緣應(yīng)打磨去除污染區(qū)。
焊接是質(zhì)量關(guān)鍵，包括坡口表面及附近的清潔要求，焊
       接方法多采用氣體保護(hù)焊、等離子焊等。




六. 超高壓容器基本知識(shí)
1．超高壓容器主要特點(diǎn)：
1.1 壓力高（100MPa-1000MPa），規(guī)格較小。
1.2 屬厚壁容器（D外/D內(nèi)>1.5），內(nèi)、外壁應(yīng)力水平相差大，   
   不可能簡(jiǎn)化。
1.3 采用鍛造方法制造，對(duì)材料（鍛件）要求高強(qiáng)度，優(yōu)良的
   塑性、韌性，無(wú)可焊性要求。
1.4 內(nèi)、外壁要求精加工，零、部件間多采用法蘭、螺紋連   
   接，機(jī)加工量大，要求高。
1.5 尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，許多問(wèn)題尚待研討。
六. 超高壓容器基本知識(shí)
2．設(shè)計(jì)要求
2.1 失效判據(jù)（準(zhǔn)則）的確定
由于是厚壁容器，內(nèi)、外壁應(yīng)力水平相差極大，若選用彈
   性失效準(zhǔn)則，不僅材料利用率極低，甚至根本無(wú)法設(shè)計(jì)。
由于高強(qiáng)鋼的“屈服比”高，容器的全屈服壓力與爆破壓力十分接近，若選用塑性失效準(zhǔn)則，不利于安全運(yùn)行。
由于實(shí)際材料為非理想塑性材料，屈服后會(huì)發(fā)生應(yīng)變硬化（即此時(shí)材料的實(shí)際強(qiáng)度有所提高），在容器的極限強(qiáng)度
   前運(yùn)行仍是安全的，因此，超高壓容器設(shè)計(jì)宜采用爆破失
   效準(zhǔn)則，即對(duì)容器的爆破壓力取安全系數(shù)。
六. 超高壓容器基本知識(shí)
2. 設(shè)計(jì)要求
2.2 爆破壓力的計(jì)算與安全系數(shù)的選取
爆破壓力計(jì)算方法有多種，“超高壓容器安全監(jiān)察規(guī)程”推薦兩種，一種以材料拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，一種以材料的扭
  轉(zhuǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，后者的計(jì)算準(zhǔn)確度高于前者。
對(duì)不同的爆破壓計(jì)算式取不同的安全系數(shù)，當(dāng)用拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算爆破壓時(shí)，安全系數(shù)≥3；當(dāng)以扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算爆破壓時(shí)，安全系數(shù)≥2.7。考慮不同計(jì)算方法的準(zhǔn)確度，盡管計(jì)算方法不同，容器實(shí)際安全系數(shù)大致相當(dāng)。
六. 超高壓容器基本知識(shí)
2.  設(shè)計(jì)要求
2.3 對(duì)開(kāi)孔、形狀過(guò)渡區(qū)等應(yīng)力集中部位應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力分析計(jì)算
校核。
3．制造要求
3.1 原材料（鍛件）質(zhì)量是關(guān)鍵，要求采用真空脫氣噴粉、爐外精煉、電渣重熔等先進(jìn)冶煉技術(shù)，保證鋼的純凈度，保證優(yōu)良力學(xué)性能（強(qiáng)度、塑性、韌性、斷裂韌性等）。
六. 超高壓容器基本知識(shí)
3．制造要求
3.2 鍛造比一般應(yīng)大于3
3.3 制造期間至少做二次（熱處理前后各一次）100%超聲
  （探母材），筒體表面應(yīng)做100%磁粉或滲透。
3.4 內(nèi)、外表面均需精加工，對(duì)表面粗糙度有較嚴(yán)要求（防
   應(yīng)力集中）。
六. 超高壓容器基本知識(shí)
4．提高耐壓強(qiáng)度（承載能力）的途徑。
4.1 采用多層熱套結(jié)構(gòu)
利用層間過(guò)盈，使外筒對(duì)內(nèi)筒材料造成預(yù)壓應(yīng)力，在承
   受內(nèi)壓時(shí)使各層的應(yīng)力水平趨于均勻，提高了外層材料
   的利用率。
超高壓熱套與高壓熱套容器的三大區(qū)別：
層間過(guò)盈量的選取：前者經(jīng)精確力學(xué)計(jì)算；后者按套合
      工藝選取。
套合表面：前者需經(jīng)精加工（以確保過(guò)盈量準(zhǔn)確）；后者
     無(wú)需加工或只需粗加工。
后者需通過(guò)熱處理消除套合應(yīng)力；前者不允許。
六. 超高壓容器基本知識(shí)
4．提高耐壓強(qiáng)度（承載能力）的途徑。
4.2 自增強(qiáng)處理
通過(guò)壓力使內(nèi)壁材料屈服，外壁仍屬?gòu)椥裕�造成�?nèi)壁材
     料承受預(yù)壓應(yīng)力，從而提高其初始屈服壓力。
自增強(qiáng)壓力應(yīng)經(jīng)慎重計(jì)算與控制，并關(guān)注材料本身的屈
     服比。
4.3 采用繞絲結(jié)構(gòu)
    在內(nèi)筒外纏繞高強(qiáng)度不銹鋼絲，在纏繞時(shí)可通過(guò)加熱等
辦法精確控制纏繞預(yù)應(yīng)力，使內(nèi)筒材料呈預(yù)壓縮狀態(tài)。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識(shí)
1．搪玻璃設(shè)備
1.1 搪玻璃設(shè)備特點(diǎn)與應(yīng)用
具有優(yōu)良的耐蝕性、耐高溫及不污染介質(zhì)等特點(diǎn)，可替
   代部分不銹鋼及鈦材。
在化工、輕工、醫(yī)藥等行業(yè)廣泛應(yīng)用，主要產(chǎn)品有反應(yīng)
   釜；貯罐；套筒式、夾套式及列管式換熱器；塔器等。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識(shí)
1．搪玻璃設(shè)備
1.2 搪玻璃設(shè)備的制造要點(diǎn)
金屬坯體表面涂敷一定厚度底釉與面釉，再經(jīng)約880℃-950℃燒結(jié)制成。底釉與金屬表面發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，形
  成復(fù)合過(guò)渡層；面釉在設(shè)備表面形成金屬與非金屬相結(jié)合
  的復(fù)合層；
瓷釉的品質(zhì)是搪玻璃設(shè)備質(zhì)量的關(guān)鍵，對(duì)瓷釉的要求除耐（酸、堿）腐蝕外，還要求一定的耐熱（溫差）性、抗沖
   擊性、絕緣性及與鋼材的密著強(qiáng)度等多種性能。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識(shí)
1．搪玻璃設(shè)備
1.2 搪玻璃設(shè)備的制造要點(diǎn)
燒結(jié)是搪玻璃設(shè)備制造的關(guān)鍵，應(yīng)采用計(jì)算機(jī)控制的大型電爐（國(guó)內(nèi)目前多為煤加熱爐）并配有無(wú)級(jí)調(diào)溫裝置，以保證階梯升溫-保溫-階梯降溫的合理燒結(jié)工藝。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識(shí)
2．石墨制設(shè)備
2.1 石墨的分類(lèi)與應(yīng)用
石墨分為天然石墨與人造石墨。化工設(shè)備主要采用人造石墨。
人造石墨分為透性石墨與不透性石墨。
透性石墨。人造石墨在焙燒過(guò)程中，原料中有機(jī)物氣化逸出，使材料呈多孔性（且多為通孔），且氣體、液體滲透
  性強(qiáng)，多用于電力、冶金、核能；
不透性石墨。采取浸漬、澆注、壓制等不同措施，堵塞孔隙，使人造石墨成為不透性石墨，主要用于化工等行業(yè)。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識(shí)
2．石墨制設(shè)備
2.2 人造石墨的制造
   由焦碳、瀝青混捏、壓制成型；經(jīng)1300℃真空焙燒，并長(zhǎng)
期保溫（約20天）；再經(jīng)2400℃-3000℃高溫下石墨化處理。
2.3 不透性石墨的制造
   它又分為浸漬石墨、壓型石墨、澆注石墨等三類(lèi)。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識(shí)
2．石墨制設(shè)備
2.3 不透性石墨的制造
浸漬石墨。化工設(shè)備所用石墨材料多為浸漬石墨。浸漬劑
  不僅可填塞孔隙，還可增強(qiáng)石墨的機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)浸漬劑
  的不同，又分為合成樹(shù)脂浸漬石墨、水玻璃浸漬石墨和瀝
  青浸漬石墨。
壓型石墨。主要用于管子、管件的制作。采用石墨粉與粘
  接劑比例混合，經(jīng)混捏、壓型（熱擠壓或冷模壓）或高溫
  熱處理制成。
澆注石墨。以熱固性合成樹(shù)脂為膠結(jié)劑，以石墨粉為填料，
  加入固化劑后注入模具制成，主要用于零部件制造。

七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識(shí)
2．石墨制設(shè)備
2.4 不透性石墨的主要特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)良的耐蝕性；優(yōu)良的導(dǎo)熱性（優(yōu)于鋼）；線脹系
   數(shù)小，耐溫度急變；不污染介質(zhì)；機(jī)加工性能優(yōu)良；質(zhì)量
   輕；高溫下不變形。
缺點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度低于金屬，質(zhì)脆。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識(shí)
2．石墨制設(shè)備
2.5 不透性石墨設(shè)備制造設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)及應(yīng)用
不透性石墨材料的拼接多采用粘接，粘接縫應(yīng)嚴(yán)密，粘接
     劑應(yīng)填滿(mǎn)，拼接時(shí)盡量采用階梯形，避免“通天縫”。
    零部件采用機(jī)加工制成，由于石墨強(qiáng)度低、質(zhì)脆，一般采
用兩次浸漬、兩次加工的方法，以保證加工精度，提高強(qiáng)度。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識(shí)
2．石墨制設(shè)備
2.5 不透性石墨設(shè)備制造設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)及應(yīng)用
根據(jù)石墨材料的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)需注意以下要點(diǎn)：
由于石墨材料抗壓強(qiáng)度高，盡量使元件處于壓應(yīng)力狀態(tài)，避免或減少拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力；
因石墨制品垂直于擠壓軸線方向的導(dǎo)熱性小于平行于擠壓軸線方向，故設(shè)計(jì)傳熱元件時(shí)，盡量使熱流方向沿石墨擠壓軸線方向；
盡量避免粘接結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)槭�墨材料、金屬、膠粘劑
  線脹系數(shù)的差異會(huì)導(dǎo)致過(guò)大的溫差應(yīng)力，此外膠粘劑在溫度、時(shí)效作用下會(huì)脆化，造成斷裂。當(dāng)無(wú)法避免粘接結(jié)構(gòu)時(shí)，粘接面應(yīng)處理清潔，接縫要嚴(yán)密，縫寬≤1mm。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識(shí)
2．石墨制設(shè)備
2.5 不透性石墨設(shè)備制造設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)及應(yīng)用
根據(jù)石墨材料的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)需注意以下要點(diǎn)：
形狀與結(jié)構(gòu)要求簡(jiǎn)單；
金屬螺栓不宜直接擰在石墨元件上，不宜在石墨構(gòu)件上
直接吊裝；
由于材質(zhì)的不均質(zhì)性，需取較大安全系數(shù)，一般為9-10。
不透性石墨主要用于換熱設(shè)備，也可用于襯里、各類(lèi)容器與塔器以及機(jī)械設(shè)備與密封元件。
   一般來(lái)說(shuō)，石墨制容器的適用范圍為：設(shè)計(jì)壓力≤2.4MPa；
設(shè)計(jì)溫度-70℃-450℃。

七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識(shí)
2．石墨制設(shè)備
2.6 增強(qiáng)石墨復(fù)合材料制設(shè)備
石墨屬脆性材料，裂紋、刻痕、凹坑等表面缺陷將引起“缺口效應(yīng)”，使抗彎強(qiáng)度降低35-40%。采用表面覆蓋技術(shù)或碳纖維復(fù)合材料可明顯減弱“缺口效應(yīng)”，提高強(qiáng)度。
表面覆蓋技術(shù)分為浸漬法與纏繞法。
   浸漬法。一般采用碳纖維（也可采用玻璃、硅、鋁、硼等纖維材料）或陶瓷復(fù)合物，將其復(fù)合在石墨表面并一起浸漬，可增加強(qiáng)度及耐腐性；
纏繞法。將碳纖維纏繞在石墨管外壁，可提高強(qiáng)度尤其是抗沖擊能力，但導(dǎo)熱性降低。

七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識(shí)
2．石墨制設(shè)備
2.6 增強(qiáng)石墨復(fù)合材料制設(shè)備
碳纖維復(fù)合材料是在兩層碳纖維中夾一層石墨材料，可大大提高強(qiáng)度與耐磨性。
增強(qiáng)材料性能好，但工藝復(fù)雜、成品高，多用于特殊場(chǎng)合。

八、壓力容器主要失效方式
1．人們對(duì)失效方式的認(rèn)識(shí)過(guò)程
1.1 對(duì)壓力容器失效方式的最初認(rèn)識(shí)只是防止爆炸，并為此而制訂相應(yīng)的建造規(guī)范（如ASME）。
1.2  ASMEⅧ-1所采用的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則主要僅計(jì)及防止壓力容器產(chǎn)生
過(guò)大的彈性變形，包括彈性不穩(wěn)定，并未考慮其他可能發(fā)生的
失效方式。為防止多種失效方式，ASMEⅧ-1在材料、結(jié)構(gòu)、安
全系數(shù)以及制造檢驗(yàn)等方面進(jìn)行了限制，組成了一套比較完整
但不夠嚴(yán)密科學(xué)的設(shè)計(jì)方法，使其能在未對(duì)各受壓元件進(jìn)行詳
細(xì)應(yīng)力分析的條件下保證多數(shù)壓力容器的安全使用。

八、壓力容器主要失效方式
1．人們對(duì)失效方式的認(rèn)識(shí)過(guò)程
1.3 隨著需要（首先是核容器）與可能（近代計(jì)算方法與技術(shù)），并通過(guò)對(duì)壓力容器性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與載荷特性的深
  入研究，以ASMEⅢ和ASMEⅧ-2為標(biāo)志，較全面認(rèn)識(shí)了壓力
  容器可能存在的多種失效方式。
八、壓力容器主要失效方式
2．壓力容器可能存在的八種失效方式：
2.1 過(guò)量的彈性變形，包括彈性不穩(wěn)定
2.2 過(guò)量的塑性變形
2.3 脆性斷裂
2.4 由應(yīng)力引起的破壞/蠕變變形
2.5 塑性不穩(wěn)定—漸增的垮塌
2.6 高應(yīng)變、低循環(huán)疲勞
2.7 應(yīng)力腐蝕
2.8 腐蝕疲勞





該貼已經(jīng)同步到 helloshigy的微博

mendongliang

好東西，謝謝

動(dòng)力火車(chē)

謝謝樓主的分享

franki

樓主辛苦了