gb150-1998鋼制壓力容器(編輯修改稿)
2024-08-11 22:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 況下可能產(chǎn)生的最大內(nèi)外壓力差 28 ? 盛裝液化石油氣或混合液化石油氣的容器 : ? 介質(zhì) 50℃ 飽和蒸汽壓力低于異丁烷 50℃ 的飽和蒸汽壓力時 (如丁烷、丁烯、丁二烯 ) : 設計壓力取 . 介質(zhì) 50℃ 飽和蒸汽壓力高于異丁烷 50℃ 的飽和蒸汽壓力時 (如液態(tài)丙烷 ) . 介質(zhì) 50℃ 飽和蒸汽壓力高于丙烷 50℃ 的飽和蒸汽壓力時 (如液態(tài)丙烯 ) ? （ 4）邊緣應力： ? 1）邊緣應力的產(chǎn)生 29 ? 當圓筒形殼與圓球形殼或橢圓形殼相連的零部件受壓后，各自產(chǎn)生的變形是不一致的，稱為變形不連續(xù) , 相互產(chǎn)生約束這時 , 除內(nèi)壓產(chǎn)生的膨脹外，還會產(chǎn)生附加的彎曲變形。與彎曲相對應，殼壁內(nèi)將產(chǎn)生彎矩和剪力，對薄壁殼體來說，由此產(chǎn)生的彎曲應力有時比薄膜應力大得多，兩連接件剛度相差越大，產(chǎn)生的應力也將越大 在實際結(jié)構(gòu)中，成以圓筒與平蓋連接時的邊緣應力為最大。該應力由于只發(fā)生在兩連接件的邊界處，所以稱為邊緣效應力或稱為不連續(xù)應力 。 30 ? 2) 邊緣應力的特點： ? 由邊緣力和邊緣力矩引起的邊緣力具有以下兩個特點： ? 局限性 ? 自限性 ? 3）設計中對邊緣應力的考慮： ? 由于邊緣應力具有局限性，設計中可以在結(jié)構(gòu)上只作局部處理，例如改變連接處的結(jié)構(gòu)，保證邊緣焊接的質(zhì)量，降低邊緣區(qū)的殘余應力，避免邊緣區(qū)附加的局部應力集中（如應避免在邊緣區(qū)開孔。） 31 ? 只要是塑性材料，即使邊緣區(qū)應力超過材料的屈服極限，鄰近尚未屈服的彈性區(qū)能夠限制塑性變形的發(fā)展，使容器仍處于安定狀態(tài)（安定性理論）。故大多數(shù)塑性材料所制成的容器，如低碳鋼、奧氏體不銹鋼。當受靜載荷時，除在結(jié)構(gòu)上需作某些處理外，一般并不對邊緣應力作特殊考慮。 ? 在下列情況下應考慮邊緣應力 : a)塑性較差的高強度鋼制壓力容器 b)低溫下操作的鐵素體制的重要壓力容器 c)受疲勞載荷作用的壓力容器 d)受核幅射作用的壓力容器 32 ? 這些壓力容器，若不注意控制邊緣應力，在邊緣高應力區(qū)有可能導致脆性破壞或疲勞。因此必須正確計算邊緣應力并按JB473295《 鋼制壓力容器分析設計 》 進行設計 . ? （ 5）壓力容器的應力分析設計： ? 1．常規(guī)設計 ：壓力容器設計基本上是采用傳統(tǒng)的設計方法 —“常規(guī)設計”。常規(guī)設計是基于彈性失效準則，認為容器內(nèi)某一最大應力點一旦達到屈服限，進入塑性，喪失了純彈性狀態(tài)即為失效 33 ? 2．分析設計：“分析設計”從設計思想上來說，就是放棄了傳統(tǒng)的彈性失效準則，采用彈塑性或彈性失效準則，允許結(jié)構(gòu)出現(xiàn)可控制的局部塑性區(qū)，采用這個準則，可以合理地放松對計算應力的過嚴限制，適當?shù)靥岣吡嗽S用應力值，但又嚴格地保證了結(jié)構(gòu)的安全性 。 ? 3．應力分類 ? 1）一次應力 P ? 一次應力分為 ? 一次總體薄膜應力 Pm ? 一次彎曲應力 Pb ? 一次局部薄膜應力 PL ? 2）二次應力 Q ? 3）峰值應力 F 34 ? 4．應力的限制條件 ? Pm≤[δ]t PL≤[δ]t (極限載荷設計法 ) ? Pb+ PL≤[δ]t ； Pm+ PL≤[δ]t ? Pb+ PL+ Q≤3[δ]t ； Pm+ PL+ Q≤3[δ]t （安定性準則） ? P+Q+F≤Sa （許用應力幅） ? 極限載荷設計法是指：只有結(jié)構(gòu)整體屈服了，才是最終達到失效的狀態(tài)，即塑性失效觀點。 35 ? 安定性準則：安定性準則是指：結(jié)構(gòu)在載荷、溫度等反復變化中，不會導致塑性的連續(xù)循環(huán)，即只有在笫一次加載過程中出現(xiàn)一定量的塑性變形，以后循環(huán)中（反復加載）不再出現(xiàn)塑性，仍處于彈性循環(huán)中，即稱“安定”。如果，仍出現(xiàn)塑性，并有塑性循環(huán)出現(xiàn)，稱為“不安定”。（假定材料為理想的彈 塑性體 ) 36 ? 三 .外壓園筒及外壓球殼： ? 1．概述： ? 承受外壓的圓筒，其失效方式有二種：一是因強度不足而導致破壞，另一是因為剛度不足而引起失穩(wěn) ? 所謂失穩(wěn)，是指容器所受的外壓達到某種極限時，（即：達到臨界壓力 PCr時）容器突然失去原來的形狀，而出現(xiàn)有規(guī)則的波形，在卸去外壓后，仍不能恢復原來的形狀。 ? 外壓圓筒失穩(wěn)可分為：周向失穩(wěn)和軸向失穩(wěn)二種形式。 37 ? 對軸向失穩(wěn)，主要表現(xiàn)在臥式容器與直立設備，失穩(wěn)時的臨界壓力與園筒長度無關。 ? 對周向失穩(wěn)，失穩(wěn)時，如出現(xiàn)三個以上的波形（ n≥3）謂之“短園筒”，如出現(xiàn)二個波形（ n=2）謂之“長園筒”。 ? 既然外壓圓筒有周向失穩(wěn)和強度破壞二種可能，究竟哪個在先？與圓筒的“厚”“薄”有關： ? a．當為薄壁圓筒時，（ δe/DO≤DO/δe≥10； GB1501998改為 20）總是失穩(wěn)在先，所以，從設計角度，只需進行穩(wěn)定性設計，而不必進行強度設計。 38 ? b．當為厚壁圓筒時，（ δe/DO≥DO/δe≤10； GB1501998改為 20）則周向失穩(wěn)和強度失效，哪個在先并無定論，所以，從設計角度，則同時考慮穩(wěn)定性和強度二個方面。 ? c．外壓球殼也是如此，但通常球殼δe/DO≤，所以，從設計角度，只需考慮其穩(wěn)定性 。 ? 穩(wěn)定安全系數(shù) m ? 為保證安全，必須使許用外壓力低于臨界外壓力，即 ? [P]=Pcr/m 39 ? 式中穩(wěn)定安全系數(shù) m=3（圓筒體）
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