情緒管理壓力容器教案

第一章壓力容器基礎知識1.1概述壓力容器廣泛地應用于石油、化工、冶金、機械、航空等工業(yè)生產（如換熱器、塔設備）以及人民生活（如液化氣鋼瓶）。由于壓力容器屬于承壓類特種設備（特種設備是指涉及生命安全、危險性較大的鍋爐、壓力容器（含氣瓶）、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施。其中鍋爐、壓力容器（含氣瓶）、壓力管道為承壓類特種設備；電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施為機電類特種設備。），內部壓力要高于大氣壓許多，內部的介質又具有特殊性（有毒、易燃易爆）一旦發(fā)生事故，就會造成人員的傷亡和財產的損失。《特種設備作業(yè)人員監(jiān)督管理辦法》對壓力容器操作人員的要求《特種設備作業(yè)人員監(jiān)督管理辦法》要求包括壓力容器操作人員在內的特種作業(yè)人員，應有使用單位對其進行定期專業(yè)培訓和安全教育，參加由地、市級安全監(jiān)察機構或授權的使用單位的培訓考核，在取得資格證后持證上崗、按章操作。壓力容器的定義1廣義上說：凡承受一定壓力（大于一個標準大氣壓0.1MPa）的密閉容器稱為壓力容器GB150-1998《鋼制壓力容器》的規(guī)定：設計壓力低于0.1MPa的容器常壓容器設計壓力高于0.1MPa的容器壓力容器2壓力容器：盛裝氣體或液體，承載一定壓力的密閉設備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或等于0.1MPa,且壓力與容積的乘積大于或等于2.5MPaL的氣體或液化氣體和最高工作溫度高于或等于標準沸點的液體的固定容器和移動容器；盛裝公稱工作壓力大于或等于0.2MPa，且壓力與容積的乘積大于或等于1.0MPaL的氣體，液化氣體和標準沸點等于或低于60℃的液體氣瓶；醫(yī)用氧倉等。3《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》從安全管理角度出發(fā)，壓力容器應具備以下三條規(guī)定1）最高工作壓力大于或等于0.1MPa2）內直徑大于或等于0.15m,且容積大于或等于0.025m33）盛裝介質為氣體，液化氣體或最高工作壓力高于或等于標準沸點的液體壓力容器分類1按材質分類：鋼制壓力容器，鋁制壓力容器，鈦制壓力容器和非金屬容器等2按制造方式分類：板焊式容器，鍛焊式容器，鑄造容器等3按殼體承壓方式分類：內壓容器，外壓容器4按壁厚分類：薄壁容器（容器外徑4與內經Di之比小于等于1.2），厚壁容器（容器外徑％與內經Di之比大于等于1.2）5按壓力容器設計壓力分類1）低壓容器（L）0.1MPaWP<1.6MPa2）中壓容器（M）1.6MPaWP<10MPa3）高壓容器（H）10MPaWP<100MPa4）超高壓容器（U）PN100MPa6按壓力容器的作用原理分類反應壓力容器（R）主要用于完成介質物理、化學反應的壓力容器，如反應器、合成塔等換熱壓力容器（E）主要用于完成介質的熱量交換的壓力容器，如冷凝器、加熱器等分離壓力容器（S）主要用于完成介質的流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離的壓力容器，如分離器、過濾器等儲存壓力容器（C，其中球罐B）主要用于存儲、盛裝氣體、液體等介質的壓力容器，如儲罐7按《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定1）第三類壓力容器高壓容器中壓容器（極度或高度危害介質）中壓儲存容器（中度危害或易燃介質，且PV三10MPa?m3）中壓反應容器（中度危害或易燃介質，且PV三0.5MPa?m3）低壓容器（極度或高度危害介質，且PV三0.2MPa-m3）高壓、中壓管殼式余熱鍋爐中壓搪玻璃壓力容器使用強度級別較高（抗拉強度。三540MPa）的材料制造的壓力容器b移動式壓力容器，鐵路罐車、罐式汽車和罐式集裝箱等球形容器（大于50m3）低溫液體儲存容器（大于5m3）2）第二類壓力容器中壓容器低壓容器（極度或高度危害介質）低壓儲存容器和低壓反應容器（中度危害或易燃介質）低壓管殼式余熱鍋爐低壓搪玻璃壓力容器3）第一類壓力容器除上述規(guī)定以外的低壓容器例《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》將壓力容器劃分為第三類壓力容器、第二類壓力容器和第一類壓力容器3類。以下正確選項是A只要是高壓容器就是第三類壓力容器B只要是中壓容器就是第二類壓力容器C只要是低壓容器就是第一類壓力容器D低溫液體運輸（半掛）罐式汽車是第三類壓力容器E盛裝極度危害介質，且PV乘積為0.2MPa的低壓容器是第三類壓力容器壓力容器運行特性壓力容器是在特殊條件（介質的物理性質，如壓力、溫度，及介質的化學性質）下運行的設備1介質的物理特性1）壓力來源a來自容器外部工作介質為壓縮氣體的氣體壓縮機，泵供給的壓力，工作介質為水蒸氣的蒸汽鍋爐，沸熱鍋爐供給的壓力，b容器內部氣體介質，由于溫度升高導致體積膨脹，產生壓力液體介質，工作溫度高于標準沸點時，液體沸騰汽化，體積膨脹，壓力增加液化氣體介質，容器內的壓力就是隨溫度變化的飽和蒸汽壓，液體在不同溫度下具有不同的飽和蒸汽壓化學反應產生壓力2介質的化學特性主要是易燃易爆性質和毒性按易燃易爆分類：可燃，易燃，惰性和助燃按毒性分類：極度危害（I）＜0.1mg/m3,高度危害（II）0.11.0mg/m3,中度危害（111）1.0—10mg/m3,輕度危害（W）〉10mg/m3例生產工藝過程所涉及的壓力容器工藝介質品種繁多，按它們對人類毒害程度，可分為極度危害（I）、高度危害（II）、中度危害an）、輕度危害（W）四級。當最高允許濃度為0.1?1.0mg/m3時，該介質的毒性程度為A極度危害B高度危害 C中度危害 D輕度危害《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定：關于介質的易燃，易爆，毒性程度的分類執(zhí)行HG20660-1991的規(guī)定，輕度危害未列入規(guī)定。介質毒性的六項指標分別：急性毒性，急性中毒發(fā)病狀況，慢性中毒發(fā)病狀況，慢性中毒后果，致癌性，最高允許濃度。易燃介質（爆炸危險介質）：氣體或液體蒸汽、薄霧與空氣混合形成爆炸混合物，且爆炸下限小于10%,或爆炸上限與下限的差值大于、等于20%的介質）1.5壓力容器工藝參數(shù)一壓力1工作壓力操作壓力，容器頂部在正常工藝操作時的壓力2最高工作壓力內壓容器，容器頂部在工藝操作過程中可能產生的最高壓力；外壓容器，容器可能出現(xiàn)的最大內外壓差《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》對最高工作壓力的規(guī)定：1）盛裝臨界溫度高于50℃的液體氣體的容器，如有保冷措施，其最高工作壓力為所盛裝氣體在可能達到的最高溫度下的飽和蒸汽壓；如無保冷措施，其作高工作壓力不得低于50℃的飽和蒸汽壓2）盛裝臨界溫度低于50℃的液化氣體的容器，如有保冷措施，其最高工作壓力不得低于試驗的最高溫度下的飽和蒸汽壓；沒有保冷措施，其最高工作壓力不得低于所裝介質在規(guī)定的最大充裝量和50℃的氣體壓力3）盛裝混合液化石油氣的容器，其50℃時的飽和蒸汽壓低于異丁烷在50℃的飽和蒸汽壓，取50℃異丁烷的飽和蒸汽壓為最高工作壓力；如高于50℃異丁烷的飽和蒸汽壓，取50℃丙烷的飽和蒸汽壓為最高工作壓力，如高于50℃丙烷飽和蒸汽壓，取50℃丙烯的飽和蒸汽壓為最高工作壓力3設計壓力指在相應的設計溫度下用以確定容器壁厚及其元件尺寸的壓力，一般等于或略高于最高工作壓力。例容器的設計壓力可以不大于使用過程中的最高工作壓力。4安全閥的開啟壓力安全閥瓣開始離開閥座，介質呈連續(xù)排出狀態(tài)時，在安全閥進口測得的壓力5爆破片的標定爆破壓力爆破片銘牌上標明的爆破壓力《鋼制壓力容器》提出幾種確定設計壓力方法1）有安全泄放裝置，取安全泄放裝置的開啟壓力2）單個容器上無安全泄放裝置，工藝系統(tǒng)中有安全泄放裝置，取最高工作壓力的1.05—1.1倍3）爆炸性介質，取最高工作壓力的1.15—1.34）液化氣體根據(jù)充裝系數(shù)和達到的最高溫度5）外壓容器，大于或等于最大內外壓差6）真空容器，有安全控制裝置時，取最大內外壓差的1.25倍或0.1MPa兩者中的較小值；未裝安全控制裝置時，取0.1MPa二溫度1介質溫度容器內工作介質的溫度2設計溫度容器在正常的工作過程中，在相應的設計壓力下，器壁或元件金屬可能達到的最高或最低溫度《鋼制壓力容器》規(guī)定1）容器的各個部位在工作過程中產生不同的溫度，可取不同的溫度為設計溫度2）內保溫的容器，壁溫為設計溫度注意：只有當殼壁或元件金屬的溫度低于一20℃時，按最低溫度設計;此外按最高溫度設計例壓力容器的工藝參數(shù)是由生產工藝要求確定的，是進行壓力容器設計和安全操作的主要依據(jù)，壓力容器的主要工藝參數(shù)是和A壓力B液位C溫度D介質對壓力容器的基本要求保證安全的前提下，有效運行，長期穩(wěn)定。壓力容器必須具備使用性能：安全可靠，易制造安裝，結構先進，維修方便，經濟合理等保證以下性能1強度指容器在限定的壓力條件下抵抗破裂或過量塑性變形的能力2剛度容器或容器的承壓部件在限定的載荷條件下抵抗彈性變形的能力。3穩(wěn)定性容器在外載荷的作用下保持其幾何形狀不發(fā)生突然改變的性能4耐久性容器的使用壽命。一般來說容器設計使用年限為10年5密封性可拆連接處，母材和焊縫的致密度壓力容器的失效壓力容器在規(guī)定的使用期內，因結構不合理，制造質量不良，使用維護不當或其他原因而失去按原設計參數(shù)正常工作的效能稱為壓力容器失效（強度失效、剛度失效、失穩(wěn)失效和泄漏失效）1強度失效1）韌性斷裂（塑性斷裂）壓力容器在載荷作用下，產生的應力達到或接近所用材料的強度極限，引發(fā)的斷裂a厚度未經設計或強度計算錯誤b制造時用材料錯誤c使用過程中壁厚減薄d操作失誤e液體受熱膨脹，化學反應2）脆性斷裂應力值低于材料的強度極限時發(fā)生的斷裂，斷裂時不發(fā)生明顯的塑性變形。a材料選用不當b焊接與熱處理不當c長期在高溫下運行，引起材料的脆化d存在嚴重的原始缺陷，制造缺陷，使用過程中產生缺陷等3）疲勞斷裂在交變載荷的作用下，經過一定的循環(huán)次數(shù)后產生裂紋和突然發(fā)生斷裂失效的過程a結構設計不良b不正常操作4）蠕變斷裂壓力容器在高溫下長期受載，隨時間的增加持續(xù)發(fā)生蠕變變形，造成厚度明顯減薄與鼓脹變形，最終導致壓力容器斷裂的現(xiàn)象5）腐蝕斷裂均勻腐蝕導致的厚度減薄，或局部腐蝕造成的大面積凹坑，引起的斷裂2其他形式的失效1）剛度失效構件彈性變形過渡引起的失效2）失穩(wěn)失效在壓應力作用下，壓力容器突然失去原有的規(guī)則幾何形狀引起的失效3）泄漏失效由于泄漏而引起的失效壓力容器的法規(guī)標準體系一法律由全國人民大表大會或省人民代表大會通過和批準的，《安全生產法》二行政法規(guī)國務院頒布，《特種設備安全監(jiān)察條例》三部門規(guī)章國家質檢總局局長令形式發(fā)布的《特種設備事故處理規(guī)定》四安全技術規(guī)范總局領導簽署《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》五技術標準行業(yè)提出的，由國家標準，行業(yè)標準和企業(yè)標準例《特種設備安全監(jiān)察條例》是由（）頒布實施的A國務院B國家質量技術監(jiān)督檢驗檢疫總局C全國人大《特種設備安全監(jiān)察條例》是一部（）A安全技術規(guī)范B法律C技術標準 D部門規(guī)章E行政法第二章壓力容器的結構壓力容器一般由筒體（殼體）、封頭（端蓋）、法蘭、接管、人孔、支座、密封元件、安全附件等組成。主要承壓（受壓）元件：筒體、封頭、人孔蓋、人孔法蘭、人孔接管、膨脹節(jié)、開孔補強圈、設備法蘭、球罐的球殼板，換熱器的管板和換熱管、M36以上的主螺栓和公稱直徑大于250mm的接管和管法蘭殼體1圓筒殼體1）筒體a整體式：單層卷焊式整體鍛造式鍛焊式鑄一鍛一焊式電渣重熔筒體b組合式：多層板式：多層包扎式多層熱套式多層繞板式螺旋包扎式繞制式：型槽繞帶式扁平鋼帶式2）封頭與端蓋與筒體焊接連接不可拆的為封頭半球形

圖2Y3圖2Y3半球球封頭I，球做2.梯形球面板3.簡體橢圓形碟形：碟形封頭球面部分的內半徑小于封頭的內直徑碟形封頭過渡區(qū)的半徑大于內直徑的10%和封頭厚度的3倍封頭的壁厚大于封頭內直徑的0.30%ffi245碟形封頭封頭的壁厚大于封頭內直徑的0.30%ffi245碟形封頭SB2-16橢圓彩封頭錐形：無折邊錐形封頭適用于錐體的半頂角。＜30°無折邊錐形封頭連接處的對接焊縫必須采用圈焊透結構折邊錐形封頭6）無折邊錐形封頭圖6）無折邊錐形封頭圖2,9錐形封頭Cb）折邊惟稱封頭2球形殼體球罐球形殼體受力最小，相同壁厚下，承載能力最高；相同內壓下，壁厚最??；相同容積下表面積最小。例在相同的壁厚條件下，球形容器的承載能力最高；在相同的內壓下，圓筒形殼體所需要的壁厚最薄；在相同的容積下，球形殼體的表面積最小。接件法蘭螺栓連接結構1用于管道連接和密封的法蘭為管法蘭2用于容器端蓋和筒體連接后的密封法蘭為容器法蘭法蘭連接結構

連接型式：整體法蘭活套法蘭任意式法蘭活套法蘭任意式法蘭連接的緊固型式:螺栓緊固帶鉸鏈的螺栓緊固快開式法蘭緊固等封1密封面凹凸形密封：用于易燃、易爆、有毒介質及壓力較高的場合榫槽形密封：高壓容器高壓管道及介質為易燃、易爆且劇毒的場合平面形密封：壓力不高、介質危害程度不高的場合2密封結構平墊密封卡扎里密封雙錐密封五德密封O形環(huán)密封平墊密封卡扎里密封雙錐密封 五德密封3密封元件可拆結構中起密封作用的元件金屬、非金屬、金屬和非金屬混合密封元件管開孔及其補強結構1接管壓力容器與介質輸送管道或儀表，安全附件管道等進行連接的構件螺紋短管式，法蘭短管式，平法蘭式2開孔一般手孔的直徑不小于150mm對于內經大于1000mm的容器，應開設人孔開孔的最大直徑圓筒容器1）當內徑口1<1500mm時，開孔最大直徑dW1/2Di且dW500mm2）當內徑Di〉1500mm時，開孔最大直徑dW1/3Di且dW1000mm凸形封頭或球殼開孔的最大直徑dW1/2Di,Di為開孔中心處錐體的內直徑錐形封頭開孔的最大直徑dW1/3Di

3開孔補強結構1）補強圈補強2）厚壁短管補強3）整體鍛造補強座1立式容器支座懸掛式支承式裙式<#>無扣強型祗 帶觸強型版圖2-39懸掛式支座2臥式容器支座鞍式圈式圖工黑鞍式支座皚構示意圖3球形容器支座赤道正切柱式支撐V形柱式鋼筋混凝土基礎支撐第三章壓力容器應力分析及強度校核常用設計規(guī)范及適用的壓力范圍1、GB150-1998《鋼制壓力容器》設計壓力P：0.1-35MPa真空度：三0.02MPa2、GB151-1999《管殼式換熱器》設計壓力P：0.1-35MPa真空度：三0.02MPa公稱壓力PnW35MPa公稱直徑DnW2600mmPN?Dn^1.75X1043、JB4732-95《鋼制壓力容器一分析設計標準》設計壓力P：0.1-100MPa真空度：三0.02MPa4、JB/T4732-1997《鋼制焊接常壓容器》設計壓力P：圓筒形容器一0.02MPaWPW0.1MPa；立式圓筒形儲罐、圓筒形料倉一500MPaWPW0.1MPa；矩形容器連同大氣真空度：三0.02MPa5、GB12337-1998《鋼制球形儲罐》設計壓力PW4MPa公稱容積VN50m36、JB4710-2000《鋼制塔式容器》設計壓力P：0.1-35MPa（對于工作壓力<0.1MPa內壓塔，P取0.1MPa)高度范圍h〉10m且h/D〉5失效準則1第一強度理論（最大拉應力理論）。1V2]2第二強度理論（最大伸長線應變理論）o一目（O+o）<[O]3第三強度理論（最大剪切力理論）o—o<[o]4第四強度理論（形狀改變比能理論）o—o)2+(0—o)2+(0—o)2]<Io]1 2 2 3 3 1壓力容器應力分析1圓筒容器在內壓P的作用下，筒壁承受經向應力0m和周向應力J作用PDo=經向應力m而PDo=周向應力1 2^2球形殼體在內壓P的作用下，筒壁承受經向應力0m和周向應力0t作用PD經向應力

m 45_PD周向應力°t=Z5「D+DD—圓筒或球殼的中徑D=二^3圓錐形容器在內壓P的作用下，筒壁承受經向應力、和周向應力ot作用Pr經向應力0m二方即Pro= 周向應力ttcosa4橢圓形封頭Pao—經向應力m才周向應力0圓筒和封頭的設計計算1圓筒1）厚度的設計在內壓P的作用下，筒壁承受經向應力、和周向應力J作用PD經向應力0m=布PD周向應力0t二丈按照第一強度理論(a)D=D.+6代到(a)中(b)所以上式1 o=PT)＜目(b)所以上式t 2^實際上圓筒形容器有焊縫，焊縫的強度一般低于母材，。二計算的壓力容器的壁厚（容器受壓滿足強度及穩(wěn)定性要求時，按相應的公示式計算得到的不包括厚度附加量的厚度）公PDTOC\o"1-5"\h\z2口彌，P （c）c設計壁厚增加腐蝕裕度C2\o"CurrentDocument"K— PD |「O—ci 十C\o"CurrentDocument"d2匕J.一P2 （d）c[Ht-設計溫度下材料的許用應力MPa；Pc一計算的內壓力MPa（設計壓力P+容器內液柱靜壓力P,）Di—圓筒的內直徑mm；td—設計厚度；C2一腐蝕裕度mm“一焊縫系數(shù)名義厚度0n~0d+C1（設計厚度加上鋼板厚度負偏差后，向上圓整到鋼材的標準規(guī)格尺寸）

C2—鋼板的負偏差mm設計厚度5d=3+C2（計算厚度與腐蝕余量的和）有效厚度5e=5n—C2—C1（名義厚度減去厚度附加量）2）已經圓筒的尺寸Di、5n，校核在應力P作用下的應力P（D+5） 「］(e)ot=c2$ e<^ln.t(e)e6一校核溫度下圓筒器壁的計算應力2球殼1）厚度的設計在內壓P的作用下，筒壁承受經向應力0m和周向應力J作用=_PD經向應力0m~~0t―43"按照第一強度理論(a)D=D.+5D=D.+5代到(a)中ot=誓㈡<0](b)所以上式實際上圓筒形容器有焊縫，焊縫的強度一般低于母材，所以上式<昌計算的壓力容器的壁厚（容器受壓滿足強度及穩(wěn)定性要求時，按相應的公示式計算得到的不包括厚度附加量的厚度）cPDO=ci TOC\o"1-5"\h\z4-J——P （c）c設計壁厚增加腐蝕裕度C2\o"CurrentDocument"O_ PD |「O—ci 十Cd 4-J——P 2 （d）c［捫t-設計溫度下材料的許用應力MPa；Pc一計算內壓力MPa；（設計壓力P+容器內液柱靜壓力P,）Di—圓筒的內直徑mm；td—設計厚度；C2一腐蝕余度mm“一焊縫系數(shù)（雙面焊接接頭，100%無損檢測力=1.00,局部無損檢測力=0.85；單面焊接接頭，100%無損檢測力=0.9,局部無損檢測力=0.8）名義厚度0n~°d+Ci（設計厚度加上鋼板厚度負偏差后，向上圓整到鋼材的標準規(guī)格尺寸）1一鋼板的負偏差mm設計厚度0d=0+C2（計算厚度與腐蝕余量的和）有效厚度0e—0n—C2—C1（名義厚度減去厚度附加量）2）已經圓筒的尺寸Di、5n，校核在應力P作用下的應力P（D+0） 「］-1—ci-eVQ-」40 （e）e◎t一校核溫度下圓筒器壁的計算應力3半球形封頭cPDO=ci 4匕J.一Pc4橢圓形封頭c KPDO= ci2bl.一0.5PcK一應力增強系數(shù)（形狀系數(shù)）對于標準橢圓（a/b=2）,K=1PDO=ci 2bl-_0.5Pc5錐形封頭O_PD1無折邊 2b]①一PcosacO_KPD1折邊 2b]--PcosacK一應力增強系數(shù)（形狀系數(shù)）6碟形封頭, MPDO_ ci2bl①一0.5PcM一碟形封頭形狀系數(shù)壓力試驗壓力試驗分為液壓試驗和氣壓試驗1試驗壓力PT1)內壓容器p_i95PkJ液壓試驗T 七才氣壓試驗PT=L25PfcJP—設計壓力，MPaw-試驗溫度下材料的許用應力，t-設計溫度下材料的許用應力,2)外壓容器和真空容器液壓試驗Pr=L25P氣壓試驗pr=1-25P2應力校核1)圓筒形容器P(D+6)液壓試驗時，T2^ -eP(D+6)Q=rie氣壓試驗時，t25e2)球形容器P(D+6)液壓試驗時，T2^JMPaMPa0.9acps0.8acp<0.9acpP(D+6)“__八一o=te<0.9as氣壓試驗時， t 26 se容器開孔補強1)開孔削弱面積A。內壓圓筒與球殼4=d6+26(6-C)(1-f)d—開孔直徑或接管的內徑加上壁厚附加量以后的直徑Snt-接管的名義厚度C一壁厚附加量fr-強度削弱系數(shù)，等于設計溫度下接管材料與殼體材料許用應力比值5—殼體開孔處計算厚度2)有效補強范圍補強區(qū)域寬度B=2dB=d+26+26,兩者較大值補強區(qū)外伸高度h二kVnth「接管實際外伸長度 兩者中較小值補強區(qū)內側高度h二k2 %nh2=接管實際內伸長度 兩者中較小值

3)補強區(qū)補強金屬面積A補強面積A1一承受內壓或外壓時容器設計厚度之外的多余金屬面積A=(B—d)(8—8)—28(8—8)(1—f)AZ一接管承受內壓或外壓需要設計厚度之外的多余金屬的面積A2=2h(8 —8)f+2h2(8—C2)fA3一補強區(qū)內焊縫面積A4一補強區(qū)內另加的補強面積如果A1+A2+A3NA 開孔不需要補強如果A1+A2+A3VA 開孔需要補強補強面積A4NA—(A1+A2+A3)3.7強度校核TOC\o"1-5"\h\zcc PD f1圓筒形壁厚校核:8=8+2C= 「1? +2C<81圓筒形壁厚校核:校 2 而師二P 2測P(D+8—2C) r]Qt=Ci 測u 2VqIg」應力校核:2球殼壁厚校核:2(8—2c')應力校核:2球殼壁厚校核:測2cc PD f8=8+2C'=ci+2C<8校 2 4QJ.—P 2測CP(D+8—2C) r]Qt=c匚測249Q」應力校核： —4(8—、2c')一測22C2,一到下一個檢驗周期兩倍的腐蝕余量5測一2C2,有效剩余壁厚6e,例有一臺在用的液化石油氣球形儲罐，開罐檢查時發(fā)現(xiàn)球殼的最小壁厚為19.2mm。根據(jù)下述條件校核球形壁厚是否滿足繼續(xù)使用的要求及液壓試驗是否滿足要求。已知條件：設計壓力為1.68MPa，最高工作壓力為1.2MPa，設計溫度50℃，名義厚度20mm，容積為200m3，實測的最大內直徑6800mm，材料為16MnR,設計溫度下的許用應力165MPa,屈服強度。s為326MPa,焊接接頭為雙面焊，射線檢測比例100%,到下一個檢驗周期為6年。液柱靜壓為0.0035MPa,充裝系數(shù)為0.9。解：（1）壁厚校核設計的壓力P=1.68MPa液柱靜壓P'=0.0035MPa計算壓力P=P+P'=1.68+0.0035=1.6835MPac焊接接頭系數(shù)4=1下一周期均勻腐蝕量C=0.13X6=0.78mm2大 pD 大壁厚校核式：°校=5+2c2=4cKp—p+2"測c1.6835x6800得：°- +2x0.78=19.00mm校4x165x1—1.6835°校w°測球殼最小厚度滿足要求，可以繼續(xù)使用(2)液壓試驗應力校核c= +3^)<0.9c①t 45 §得.。二一"一的6800+吐竺*2)=203.42MPa得,t 4(19.2—0.78*2)0.9o中=0.9x326x1=293.4MPaso<0.9a中液壓試驗滿足要求。3.8壓力容器的應力分類從應力作用和應力分析的角度，壓力容器的應力分為三大類1一次應力P指為平衡外加機械載荷所必須的應力1)一次總體薄膜應力Pm2)一次彎曲應力Pb3)一次局部薄膜應力PL2二次應力Q指由相鄰部件的約束或結構的自身約束所引起的正應力或切應力3峰值應力F由于局部不連續(xù)和局部若盈利的影響而疊加到一次加二次應力之上的應力增量例《在用含缺陷壓力容器安全評定》中規(guī)定：應根據(jù)應力的作用區(qū)域和性質，將其劃分為一次應力、二次應力。由錯邊、角變形、局部厚度差所引起的局部應力，按考慮。A一次應力 B二次應力C三次應力第四章壓力容器材料4.1金屬材料力學性能金屬材料的力學性能指表征金屬抵抗各種損傷作用的能力大小性能：常溫下的強度、塑性、韌性、抗拉強度、屈服強度、斷面收縮率、伸長率和沖擊韌性等試驗：拉伸試驗、彎曲試驗、沖擊試驗、硬度試驗、疲勞試驗等1金屬材料強度指標1）屈服強度材料在拉伸過程中，當載荷不變而試樣長度繼續(xù)伸長的現(xiàn)象為屈服os2）抗拉強度試樣拉伸時，拉斷前承受的最大載荷與試樣原始截面之比ob3）持久強度材料在規(guī)定的溫度下，達到規(guī)定時間而不斷的最大應力。700，表示b/1000700℃時，持久時間為1000h的應力4）蠕變極限在規(guī)定溫度下，引起試樣在一定時間內蠕變總伸長率或恒定蠕變速度不超過規(guī)定值的最大應力。600，表示在600℃時，蠕變速度1X1X10—510-5%h的蠕變極限2金屬材料塑性1）延伸率6試驗拉斷后標距總長4L與原標距長L0的比值5=土X100%L02）斷面收縮率”試樣斷裂后，縮頸處橫截面積與原橫截面積的比值v=絲X100%A03）冷彎性能金屬材料在常溫下承受彎曲而不破壞的能力3金屬材料的韌性指標1）沖擊韌性aK評定金屬在動載荷下承受沖擊抗力的機械性能指標2）斷裂韌性KC反應材料抵抗裂紋臨界擴展的一種能力4.2壓力容器常用鋼材壓力容器常用鋼材的要求1）為保證安全性和經濟性，所用材料應有足夠的強度（屈服強度和抗拉強度）2）為保證在承受外加載荷時不發(fā)生脆性破壞，所用材料應有良好韌性3）所用材料應有良好的加工性4）所用的材料應有良好的低倍組織和表面質量5）用于制造高溫受壓元件的材料應具有良好的高溫性能6）與腐蝕介質接觸的材料應具有優(yōu)良的抗腐蝕性1壓力容器常用碳素鋼碳是碳素鋼中主要的合金元素，含碳量不超過0.25%碳素鋼中含有少量鎰：在鋼中增加強度，細化組織，提高韌性硅：提高強度，硬度，塑性和韌性降低硫：有害元素“熱脆（鋼材長時間停留在400—500℃后再冷卻到室溫時，沖擊韌性值有明顯的下降的現(xiàn)象）磷：有害元素“冷脆（金屬材料在低溫下呈現(xiàn)韌性降低，脆性增大的現(xiàn)象）氮：形成氣泡和疏松氧：強度、塑性降低，疲勞強度下降氫：引起鋼的氫脆，產生白點缺陷（氫使得材料的力學性能下降）1）碳素鋼板Q235鋼4、?適用設計壓力PMPa使用溫度t℃鋼板厚度6mm適用環(huán)境Q235—A?F<0.60—235<12不得用于易燃或極度、高度和中度危害的介質壓力容器Q235—A<1.00—350<16不得用于液化石油介質和高度、極度危害介質的壓力容器Q235—B<1.60—350<20不得用于極度或高度危害介質的壓力容器Q235—C<2.50—400<3020R

6—16mm鋼板，ob為400—520MPa,osN245MPa,5sN25%2壓力容器用低合金高強度鋼\抗拉強度obMPa使用溫度t℃適用環(huán)境16MnR450—640—20—450制造一20—450℃的中、低壓石油化工設備和球罐15MnVR490—665—20—450制造一20—450℃承受高壓的大型儲罐15MnVNR530—710—20—450制造一20—450℃石油化工的中壓設備18MnMoNbR570-740—20—450高壓容器13MnNiMoNbR570-720常溫或中高溫高壓容器3壓力容器用低合金耐熱鋼抗拉強度obMPa使用溫度t℃適用環(huán)境0.5Cr-0.5Mo1.0Cr-0.5Mo(15CrMoR)450-5900-500中低壓石油化工設備1.25Cr—0.5Mo—20—450加氫裝置2.25Cr-1Mo515-690—20—450石油加氫裂化容器用鋼4壓力容器低溫用鋼低溫用鋼主要用于（一40—196℃）一些工程結構和低溫設備使用溫度t℃16MnDR-4015MnNiDR-4509Mn2VDR-5009MnNiDR-705壓力容器用不銹鋼奧氏體不銹鋼Fe-Cr-Ni1Cr18Ni9馬氏體鋼Cr13高銘鐵素體鋼雙相鋼4.3熱處理對鋼性能的影響1正火：改善鋼的切削加工性能，消除熱加工缺陷，提高機械性能2）退火：均勻鋼的化學成分及組織，細化晶粒，調整硬度，消除內應力和加工硬化3淬火：使鋼