【正文】 承載能力，直到容器達到爆破時的載荷才為最大載荷。　　　　2）以容器爆破作為失效狀態(tài)，以爆破壓力作為設(shè)計的判據(jù)加以限制，以防止發(fā)生爆破，這就是容器的爆破失效設(shè)計準則。　　3）應(yīng)用：超高壓容器設(shè)計。　　　　 疲勞失效設(shè)計準則　　1）定義：為防止容器發(fā)生疲勞失效，將容器應(yīng)力集中部位的最大交變應(yīng)力的應(yīng)力幅限制在由低周疲勞設(shè)計曲線確定的許用應(yīng)力幅之內(nèi)時才能保證在規(guī)定的循環(huán)周次內(nèi)不發(fā)生疲勞失效?！　?）壓力容器的疲勞屬于高應(yīng)變（即在屈服點以上的）低周次（循 環(huán)次數(shù)小于105次）的疲勞失效，亦稱“低周疲勞”?！　?）根據(jù)大量實驗研究和理論分析建立了安全應(yīng)力幅（Sa）與許用循環(huán)周次（N）的低周疲勞設(shè)計曲線，即Sa—N曲線?！　?失穩(wěn)失效設(shè)計準則　　1）外壓容器的失穩(wěn)皺折需按照穩(wěn)定性理論進行穩(wěn)定性校核，這就是失穩(wěn)失效的設(shè)計準則?！　?）大型直立設(shè)備（如塔設(shè)備）在風載與地震載荷下的縱向穩(wěn)定性校核也屬此類。　　3）應(yīng)用：　　GB 150、JB 4732外壓容器設(shè)計?！　?其他失效設(shè)計準則　　脆性斷裂失效設(shè)計準則　　1）即“防脆斷失效設(shè)計準則”，按斷裂力學(xué)概念，以造成容器低應(yīng)力脆斷的應(yīng)力或裂紋尺寸作為臨界狀態(tài)的一種計算準則?！　?）為防止缺陷導(dǎo)致低應(yīng)力脆斷，可按斷裂力學(xué)限制缺陷的尺寸 或?qū)Σ牧咸岢霰仨氝_到的韌性指標，這是防脆斷設(shè)計?！　?）準則應(yīng)用：安全評定；壽命評估；　　蠕變失效設(shè)計準則　　1）定義：將高溫容器筒體的蠕變變形量（或按蠕變方程計算出的相應(yīng)的應(yīng)力）限制在某一允許的范圍之內(nèi)，以保證高溫容器在規(guī)定的使用期內(nèi)不發(fā)生蠕變失效?！　?）應(yīng)用：GB150　　JB 4732不適用?！　±篞245R、Q345R　　剛度失效設(shè)計準則　　1）為保證結(jié)構(gòu)有足夠的剛度，通過對結(jié)構(gòu)的變形分析，將結(jié)構(gòu) 中特定點的線位移及角位移限制在允許的范圍內(nèi)?！　?）例：大型板式塔內(nèi)大直徑塔盤　　法蘭設(shè)計　　泄漏失效設(shè)計準則：通過法蘭設(shè)計方法和特殊密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，結(jié)構(gòu)要求以及對密封墊片和螺柱、螺母的要求，防止接頭泄漏的發(fā)生?！　?失效準則的選擇　　1）我國壓力容器標準涵蓋的失效準則標準GB150，JB/T 4735JB4732設(shè)計準則彈性、失穩(wěn)失效準則彈性、塑性、彈塑性、失穩(wěn)、疲勞失效準則應(yīng)力分析方法以材料力學(xué)、板殼理論為基礎(chǔ)，引入應(yīng)力增大系數(shù)和形狀系數(shù)彈性力學(xué)、板殼理論公式；彈性有限元法；塑性分析；實驗應(yīng)力分析　　2）其他失效準則的應(yīng)用（設(shè)計者需要考慮）　　選材；　　結(jié)構(gòu)優(yōu)化；　　制造要求；　　使用控制；　　例如：低溫容器，“防脆斷失效設(shè)計準則”　　高溫容器，“蠕變失效準則”　　不銹鋼制壓力容器，“腐蝕失效準則”　　壓力容器的設(shè)計準則發(fā)展　　以上設(shè)計準則都是近代化工容器中已被采用的，除彈性失效設(shè)計準則、塑性失效設(shè)計準則、爆破失效設(shè)計準則和失穩(wěn)失效設(shè)計準則在20世紀60年代以前就逐步成熟運用于容器的工程設(shè)計之外，彈塑性失效設(shè)計準則、疲勞失效設(shè)計準則、斷裂失效設(shè)計準則以及蠕變失效設(shè)計準則均是這個年代及以后逐步出現(xiàn)并成熟起來的，反映出設(shè)計理論的進展與突破?！　「g失效所對應(yīng)的設(shè)計準則比較復(fù)雜，它所涉及的不是一個獨立的準則。各種不同的腐蝕失效形態(tài)所對應(yīng)的設(shè)計準則是多種多樣的，有些還沒有相應(yīng)的設(shè)計準則?！?壓力容器設(shè)計的基本概念　　 壓力容器設(shè)計的強度理論　　 容器設(shè)計的基本參數(shù)　　 GB150—2011《壓力容器》　　 其他常用壓力容器設(shè)計標準　　 壓力容器設(shè)計的強度理論　　　　　　強度理論要解決的問題：用單向應(yīng)力狀態(tài)的試驗結(jié)果來建立復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料的破壞條件?！　姸壤碚摚簯?yīng)用于彈性失效準則。如何將某個三個主應(yīng)力的組 合（當量應(yīng)力）用單向拉伸的應(yīng)力值來衡量?！　?）第一強度理論（最大正應(yīng)力理論）　　材料不論在什么復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下，只要三個主應(yīng)力中有一個達到軸向拉伸（或壓縮）中破壞應(yīng)力的數(shù)值時，材料就要發(fā)生破壞?！　‘斄繎?yīng)力σ當＝σ1或|σ3|　　要求：σ1≤[σ]拉或|σ3|≤[σ]壓　　`沒有考慮其它兩個主應(yīng)力的影響，應(yīng)用于塑性材料時，偏差很大　　`由于歷史的原因，壓力容器常規(guī)設(shè)計中一直采用　　2）第二強度理論（最大線應(yīng)變理論）　　σ當＝σ1－μ（σ2＋σ3）　　及σ當＝|σ3－μ（σ1＋σ2）|　　要求：σ當≤[σ]拉或σ當≤[σ]壓　　僅對脆性材料，理論預(yù)測和實驗結(jié)果大致相符　　壓力容器設(shè)計中不采用　　3）第三強度理論（最大剪應(yīng)力理論、Tresca屈服條件）　　τmax＝（σ1－ σ3）/2≤[τ]＝ [σ]拉/2　　σ當＝σ1－ σ3　　要求：σ當≤[σ]拉與塑性材料的實驗結(jié)果符合較好　　壓力容器分析設(shè)計JB4732中采用此理論　　這里的當量應(yīng)力又稱為應(yīng)力強度S　　根據(jù)實驗，可以得到材料的設(shè)計應(yīng)力強度Sm　　分析設(shè)計中，將應(yīng)力分成不同的狀態(tài)，根據(jù)各狀態(tài)對應(yīng)的失效準則確定許用極限λKSm中的系數(shù)λ　　4）第四強度理論（最大變形能理論、Mises屈服條件）　　認為材料破壞取決于變形比能。對金屬材料即是形狀改變比能?！　　　∫螅害耶敗躘σ]拉　　與塑性材料的實驗結(jié)果符合較好　　但我國壓力容器分析設(shè)計中沒有采用此理論　　 壓力容器設(shè)計的基本參數(shù)　　1）壓力（除注明者外，均為表壓力）　　設(shè)計壓力P：指設(shè)定的容器頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計溫度一起作為設(shè)計載荷條件，其值不低于工作壓力?！　∮嬎銐毫c：指在相應(yīng)設(shè)計溫度下，用以確定元件厚度的壓力，并且應(yīng)當考慮液柱靜壓力等附加載荷。（當元件所承受的液柱靜壓力小于5%設(shè)計壓力時，可忽略不計）　　工作壓力Pw：在正常工作情況下，容器頂部可能達到的最高壓力。　　試驗壓力PT：進行耐壓試驗或泄漏試驗時，容器頂部的壓力?！　∽畲笤试S工作壓力（MAWP）：在指定的相應(yīng)溫度下，容器頂部所允許承受的最大壓力。該壓力是根據(jù)容器各受壓元件的有效厚度，考慮了該元件承受的所有載荷而計算得到的，且取最小值?！　幼鲏毫Γ合抵赴踩y的開啟壓力或爆破片的爆破壓力。安全閥的 開啟壓力Pz：安全閥閥瓣開始離開閥座，介質(zhì)呈連續(xù)排出狀態(tài)時，在安全閥進口測得的壓力。爆破片的標定爆破壓力Pb：爆破片銘牌上標明的爆破壓力?！　?）壓力（關(guān)系）　　　　設(shè)計壓力的確定內(nèi)壓容器無安全泄放裝置～；裝有安全閥≥安全閥開啟壓力（～）；裝有爆破片＝爆破片設(shè)計爆破壓力加制造范圍上限；容器位于泵進口側(cè)，且無安全泄放裝置時取無安全泄放裝置時的設(shè)計壓力，；　　續(xù)表真空容器無夾套有安全泄放裝置Min{，}無安全泄放裝置；夾套內(nèi)為內(nèi)壓容器（真空）設(shè)計外壓力按無夾套真空容器規(guī)定選取夾套（內(nèi)壓）設(shè)計內(nèi)壓力按內(nèi)壓容器規(guī)定選取；外壓容器設(shè)計外壓力≥正常工作情況下可能產(chǎn)生的最大內(nèi)外壓差　　2）溫度　　設(shè)計溫度：指壓力容器在正常工作情況下，設(shè)定的元件金屬溫度（沿元件金屬截面的溫度平均值），與設(shè)計壓力一起作為設(shè)計載荷條件；　　工作溫度：容器在正常工作情況下，容器元件的金屬溫度。在實際工程設(shè)計中，標注在圖樣上的工作溫度一般指介質(zhì)溫度?！　≡囼灉囟龋哼M行耐壓試驗或泄漏試驗時，容器殼體的金屬溫度?！　∽畹驮O(shè)計金屬溫度：在壓力容器設(shè)計中，預(yù)期該容器在運行過程中各種可能條件下的金屬溫度的最低值?！　∽?：“各種可能條件”不但包括正常工作情況，還應(yīng)考慮可能出現(xiàn)的最低工作溫度、工作中的不正常、自動制冷、大氣環(huán)境溫度以及其他制冷因素?！　∽?：是設(shè)計選材依據(jù)之一，材料的選用除應(yīng)滿足容器各設(shè)計工況條件下的使用要求外，還應(yīng)確保在最低設(shè)計金屬溫度下對材料及其焊接接頭的沖擊功要求。　3）厚度　　計算厚度：按標準公式計算得到的厚度。需要時，尚應(yīng)計入其他載荷所需厚度。對于外壓元件，指滿足穩(wěn)定性要求的最小厚度。　　設(shè)計厚度：計算厚度與腐蝕裕量之和?！　∶x厚度：設(shè)計厚度加上鋼材負偏差后向上圓整至鋼材標準規(guī)格的厚度。（標注在圖樣上的厚度）　　有效厚度：名義厚度減去腐蝕裕量和材料厚度負偏差?！　∽钚〕尚魏穸龋菏軌涸尚魏蟊ＷC設(shè)計要求的最小厚度?！　『穸龋P(guān)系）　　關(guān)系圖：　　　　4）確定許用應(yīng)力的系數(shù)（國內(nèi)外現(xiàn)狀）　　美國：（）；　　大的安全系數(shù)，寬松的檢驗要求　　歐洲：；小的安全系數(shù)，嚴格的檢驗要求?！　∥覈好绹陌踩禂?shù)，歐洲的檢驗要求　　針對存在問題，研究調(diào)整方案：　　室溫下的抗拉強度Rm：nb≥（分析設(shè)計nb≥）　　設(shè)計溫度下的屈服強度（）nbs≥1－5（允許釆用）納入《新容規(guī)》　　安全系數(shù)（我國調(diào)整基于強度的安全系數(shù)研究及方案確定）　　　　5）焊接接頭系數(shù)　　對接焊接接頭強度和母材強度的比值。　　反映了由于焊接缺陷、殘余應(yīng)力、焊材等因素導(dǎo)致的強度的削弱?！　　鬐B 150 規(guī)定：焊接接頭形式100%無損檢測局部無損檢測焊接工藝特點雙面焊相當于雙面焊全熔透的對接接頭有金屬墊板的單面焊對接焊縫JB/T4730合格級別射線檢測（技術(shù)等級不低于AB級）Ⅱ級Ⅲ級超聲檢測（技術(shù)等級不低于AB級）Ⅰ級Ⅱ級　　◆對接焊接接頭系數(shù)的選擇，值得強調(diào)的3點：　?、佼斂v向、環(huán)向焊接接頭不一致時？如：縱向雙面焊100%RT，環(huán)單面焊，且無法進行RT。如何校核計算？　　取縱向　?、诜忸^拼縫接頭系數(shù)如何選?。浚℅B150要求100%RT或UT）　　取容器筒體縱向　?、壅逯圃斓姆忸^，焊接接頭系數(shù)如何?。俊　∪?　　6）載荷及其組合　?。?）內(nèi)壓、外壓或最大壓差；　?。?）液體靜壓力，當液柱靜壓力小于設(shè)計