规则设计基于安全的配套措施

原创 胡伟明  2020-10-04 20:56:00  阅读 44 次 评论 0 条
摘要:

规则设计虽然按规则设计的规范并未对压力容器各处的应力进行严格而详细的计算,对由简单计算所得应力也基本上都采用统一的许用应力进行限制,所考虑的失效模式也仅仅是防止过量的弹性变形和弹性失稳。考虑到某些局部地区实际上存在的高应力、材料缺陷、制造缺陷、尺寸偏差以及其他可能存在的不周或是未知因素,因此在对各受压元件规定设计公式、应力限制条件的同时,又作出种种配套规定,虽然可以说它是不甚严密、科学性也较差的设计方法,但是它却能在未对受压元件进行详细应力分析的条件下保证容器的安全使用。这些配套规定主要包括:正

规则设计

虽然按规则设计的规范并未对压力容器各处的应力进行严格而详细的计算,对由简单计算所得应力也基本上都采用统一的许用应力进行限制,所考虑的失效模式也仅仅是防止过量的弹性变形和弹性失稳。考虑到某些局部地区实际上存在的高应力、材料缺陷、制造缺陷、尺寸偏差以及其他可能存在的不周或是未知因素,因此在对各受压元件规定设计公式、应力限制条件的同时,又作出种种配套规定,虽然可以说它是不甚严密、科学性也较差的设计方法,但是它却能在未对受压元件进行详细应力分析的条件下保证容器的安全使用。这些配套规定主要包括:

正确选用材料

只能采用规范所规定的材料,包括焊接材料。其目的是为了保证良好的冷热加工(包括焊接)工艺性和延展性,使之在冷热加工过程中不致出现裂纹类缺陷和各类焊接缺陷,对局部地区的高应力能因屈服而产生应力再分布,缓和应力集中的影响,减少对材料破坏的敏感性。

引入适当的安全系数

安全系数包括了许多影响元件强(刚)度的因素以及迄今为止尚未认知或难以用其他手段加以定性或定量地在设计公式中予以反映的各种因素,也包括技术政策的因素。

国标规范对安全系数逐步调低的过程,就说明了随着材料质量、设计、制造、检验手段日益进步,对某些影响压力容器安全性因素的认识和驾驭程度的提高,即使降低安全系数也能充分保证容器的安全性。

采用规定的结构

并不是任意结构都可以组成压力容器,即使如此,要对某些允许采用的结构进行详细的应力计算十分困难,所以只能在结构上作出一些限定,以免产生过度的局部应力;或者把开孔接管或焊接接头等结构避开高应力区以避免高应力的干扰和重叠。例如,对碟形封头转角过渡半径r值的限定,对锥形封头是否采用带折边而对半顶角的限定,开孔直径的限定,椭圆孔长、短轴比值的限定,厚薄悬殊件对接时厚度差值以及需要削斜过渡的限定,等等。

制造中的限定

因所有计算公式都是以理想形状和尺寸为基准作出,实际制造中不可能是理想形状,存在尺寸和形状偏差必然导致计算结果的偏差和额外的附加应力,所以应予限定。如对焊接接头的余高、错边和咬边的限定,交叉或T形焊缝布置的限定,圆筒、锥壳、凸形封头不圆度、和正圆形的正、负偏差值以及轮廓尺寸的限定,多层容器层间间隙和层板贴合度的限定,角接接头、部分焊透焊缝使用场合的限定,等等。

必要的检验和试验

对焊接接头通过无损检测以排除缺陷较大、较多的接头,对判定合格的接头引入不同的焊接接头系数以降低其应力水平;通过最终的压力试验以检查容器的整体安全性和密封性,并改善在正常操作时的防脆断性能。

限制容器的适用范围

未计及疲劳失效准则的规定不适用于有疲劳评定要求的容器。

在这些配套规定的支持下,按规则设计规范通过近百年的使用实践证明,对容器的安全使用上是有充分保证的。


本文地址:https://www.huweiming.com/post/288.html
版权声明:本文为原创文章,版权归 胡伟明 所有,欢迎分享本文,转载请保留出处!

评论已关闭!