1、过程设备设计1(1)韧性断裂压力容器在载荷作用下,应力达到或接近材料的强度极限而发生的断裂。特点:材料断裂前发生较大的塑性变形,容器发生鼓胀。容器断口处厚度减薄。 断裂时几乎没有碎片。失效原因: 容器厚度不够。 压力过大(大于最大工作压力)。(2)脆性断裂(低应力脆断)容器中的应力远低于材料的强度极限而发生的断裂。特点:断口平齐,且与最大应力方向垂直。 断裂时可能碎裂成碎片飞出。断裂时应里很低,安全附件不起作用,具有突发性。失效原因: 容器材料的脆性。 材料中存在缺陷。(3)疲劳断裂在交变载荷作用下,材料原有的或萌生的裂纹扩展导致容器发生的断裂。特点:断口有贝壳状的疲劳条纹。断裂时容器无明显的
2、塑性变形,容器整体应力较低。断裂具有突发性,危害性较大。失效原因:交变载荷。 高应力区形成疲劳裂纹。(4)蠕变断裂压力容器长时间在高温下受载,材料的蠕变变形会随着时间不断增大,使容器厚度明显减薄,发生鼓胀变形,最终导致容器发生断裂。特征:在恒定载荷和低应力条件下也会发生蠕变断裂。 断裂前材料会产生蠕变脆化。断裂前材料具有韧性断裂的特征,断裂时材料具有脆性断裂的特征。(5)腐蚀断裂由于材料受到介质腐蚀,造成容器整体厚度减薄,或局部凹坑、裂纹等,由此引起的断裂称为腐蚀断裂。全面腐蚀 点腐蚀 晶间腐蚀 应力腐蚀2、刚度失效构件发生过度弹性变形引起的失效3、失稳失效 弹性失稳 非弹性失稳 4、泄漏失效
3、 5、交互失效1、单层式圆筒优点:不存在层间松动等薄弱环节,能较好地保证筒体的强度。缺点:(1)对制造设备的要求高。 (2)材料的浪费大。(3)存在较深的纵、环焊缝,不便于焊接和检验。圆筒层板包扎式:优点:(1)对加工设备的要求不高。 (2)压缩预应力可防止裂纹的扩展。过程设备设计2(3)内筒可采用不锈钢防腐。 (4)层板厚度薄,韧性好,不易发生脆性断裂。缺点:(1)包扎工序繁琐,费工费时,效率低。 (2)层板材料利用率低。层间松动问题热套式优点:(1)套合层数少,效率高,成本低。 (2)纵焊缝质量容易保证。缺点:(1)只能套合短筒,筒节间深环焊缝多。(2) 要求准确的过盈量,对筒节的制造要求高。绕板式优点:(1)机械化程度高,操作简便,材料利用率高。 (2)纵焊缝少。缺点:(1)绕板薄,不宜制造壁厚很大的容器。 (2)层间松动问题。槽形绕带式优点:(1)筒壁应力分布均匀且能承受一部分由内压 产生的轴向力。(2)机械化程度高,材料利用率高。缺点:(1)钢带成本高,公差要求严格。 (2)绕带时钢带要求严格啮合,否则无法贴紧。扁平钢带倾角错绕式特点:(1)机械化程度高,材料利用率高。 (2)整体绕制,无环焊缝。(3)带层呈网状,不会整体裂开。 (4)扁平钢带成本低,绕制方便。