压力容器防止低应力脆断的设计原则

原创 胡伟明  2021-03-07 20:56:00  阅读 62 次 评论 0 条
摘要:

设计原则目前所有的容器规范对低温压力容器的设计,是根据室温抗拉强度或屈服强度所决定的许用应力进行设计。该方法能有效地防止发生大塑性变形的破坏。如何确定需要的韧性水平,应根据采用何种原则决定。第一种原则允许存在一定的缺陷,但应能防止开裂。在焊接部位一般来说存在缺陷较多且韧性较差。而断裂总是从缺陷和韧性较差的地方开始的。因此采用这一原则时必须测定热影响区和熔合线的性能。要求韧性最差的地方能承受外载荷所产生的应变。第二种原则允许有缺陷存在并有可能自韧性较差的焊接区开裂,主要靠母材来防止裂纹扩展而避免产

设计原则

目前所有的容器规范对低温压力容器的设计,是根据室温抗拉强度或屈服强度所决定的许用应力进行设计。该方法能有效地防止发生大塑性变形的破坏。如何确定需要的韧性水平,应根据采用何种原则决定。

第一种原则

允许存在一定的缺陷,但应能防止开裂。在焊接部位一般来说存在缺陷较多且韧性较差。而断裂总是从缺陷和韧性较差的地方开始的。因此采用这一原则时必须测定热影响区和熔合线的性能。要求韧性最差的地方能承受外载荷所产生的应变。

第二种原则

允许有缺陷存在并有可能自韧性较差的焊接区开裂,主要靠母材来防止裂纹扩展而避免产生断裂事故。由于焊接接头金属、熔合线和热影响区的韧性较母材差,所以裂纹往往沿着焊接接头区而扩展,因而用这种方法来防止脆断并不可靠。

第三种原则

允许自缺陷处发生开裂,而容器的各个部位均能止裂。它存在二个缺点。①、采用这种防止脆断方法时要选用韧性非常好的材料,这意味着材料成本费非常高昂;②、作为一个绝对安全准则的有效性是和结构类型有关的。对带缺陷容器的爆破试验结果表明,在完全液压状态下止裂较容易,在气压或带有部分气体的液压情况下,由于系统中储藏的能量较大,止裂较困难或须设计专门的止裂结构。而对于石油化工及制冷空分行业的低温压力容器来说,其内部介质往往是气相、气液二相,因此不能用止裂原则来防止低温脆断。


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