第四章压力容器设计 CHAPTER I Design of Pressure Vessel 第二节设计准则
1 CHAPTER Design of Pressure Vessel
过程设备设计 4.1概述 4.2设计准则 43常规设计 4.4分析设计 4.5疲劳分析 4.6压力容器设计技术进展
2 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
4.2设计准则 过程设备设计 42设计准则 教学重点: 强度失效设计准则。 教学难点: 弹塑性失效设计准则
3 4.2 4.2
4.2设计准则 过程设备设计 42设计准则 失效形式 (选择) 失效判据 (相应) 设计准则 (判别) 设计是否合理
4 4.2 4.2
4.2设计准则 过程设备设计 421压力容器失效 定义——压力容器在规定的 失效原因多种多样 使用环境和时间内, 因尺寸、形状或材料 性能发生改变而完全 失去或不能达到原设 失效表现形式 计要求(包括功能和 泄漏 寿命等)的现象 过度变形 断裂
5 4.2.1 —— !"#$%&' ()*+ ,-./ 012345678 9-:1;?@AB1# CDE FGH IF—— JK LM5 NO =(PQPR 4.2
4.2设计准则 过程设备设计 一、压力容器失效形式 (1)强度失效 (2)刚度失效 失效形式 (3)失稳失效 (4)泄漏失效
6 4.2 S S + + 1 TM 2 UM 3 V 4 JK
4.2设计准则 过程设备设计 (1)强度失效——因材料屈服或断裂引起的压力容器失效, 称为强度失效,包括(a)韧性断裂 (b)脆性断裂、(c)疲劳断裂、 (d)蠕变断裂、(e)腐蚀断裂等。 a韧性断裂—是压力容器在载荷作用下,产生的应力达到 或接近所用材料的强度极限而发生的断裂
7 a.W0NO—— XYZ [' \3 ;< -]^_ ./ TM`a623 NOH 1 TM——(./bc-NOde ' fgTM' @Aa W0NO+ b h0NO+ c ijNO+ d k5NO+ e lmNOEH 4.2
42设计准则 过程设备设计 韧性断裂断后有肉眼可见的宏观变形,如整体鼓胀, 特征 周长伸长率可达10~20%,断口处厚度显著 减薄;没有碎片,或偶尔有碎片;按实测厚 课本第1度计算的爆破压力与实际爆破压力相当接近。 页彩图3 L原因」L壁厚过和内压过高 壁厚未经设计 操作失误、液体 计算和壁厚因 受热膨胀、化学 腐蚀而减薄 反应失控等
8 4.2 W0NO no W0NO no =( Npqrstu vw5' xyz{|' }~~t;1020%' NM q' -q M ]^H Npqrstu vw5' xyz{|' }~~t;1020%' NM q' -q M ]^H L#&L #( lm6 #( lm6 Z+ z ¡|+ ¢£ ¤¥EH Z+ z ¡|+ ¢£ ¤¥EH ¦§¨1 ©ª« 3
4.2设计准则 过程设备设计 严格按照规范设计、选材, 配备相应的安全附件, 且运输、安装、使用、检修遵循有关的规定 韧性断裂可以避免
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42设计准则 过程设备设计 b.脆性断裂——是指变形量很小、且在壳壁中的应力值 远低于材料的强度极限时发生的断裂。 这种断裂是在较低应力状态下发生,故 又称为低应力脆断。 脆性断裂|断裂时容器没有膨胀,即无明显的塑性变形; 特征 其断口齐平,并与最大应力方向垂直; 断裂的速度极快,常使容器断裂成碎片。 由于脆性断裂时容器的实际应力值往往很低,爆破 课本第1片、安全阀等安全附件不会动作,其后果要比韧性 页彩图2 断裂严重得多
10 4.2 NO$q¡|' ÁÂà Ä05 ÅNÆÇ' ÈÉÊËÌÍÎ NO ÏM`Ð' Ñ NOÒH ÓÔh0NO$ ÕÖÖ×Ø' + ²8ÙE²8³´:ÚÛZ' ÅpÜ>ÝW0 NO¬ÞßPH NO$q¡|' ÁÂà Ä05 ÅNÆÇ' ÈÉÊËÌÍÎ NO ÏM`Ð' Ñ NOÒH ÓÔh0NO$ ÕÖÖ×Ø' + ²8ÙE²8³´:ÚÛZ' ÅpÜ>ÝW0 NO¬ÞßPH b.h0NO——à5á×â+ µ ãä Õ åØÔ./ TM`a$23 NOH æQNO çØ,è[23' é êfgØhNH b.h0NO——à5á×â+ µ ãä Õ åØÔ./ TM`a$23 NOH æQNO çØ,è[23' é êfgØhNH ¦§¨1 ©ª« 2 h0NO no