壓力容器專業(yè)知識PPT

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                   壓力容器專業(yè)知識  

一.壓力容器設(shè)計(jì)、制造的主要特點(diǎn)
一.壓力容器設(shè)計(jì)、制造的主要特點(diǎn)
2.壓力容器設(shè)計(jì)計(jì)算一般要解決如下三類問題:
2.1 強(qiáng)度-在外壓作用下不允許產(chǎn)生塑性(永久)變形,是      
    涉及安全的主要問題,如筒體、封頭等；
2.2 剛性-在外力作用（制造、運(yùn)輸、安裝與使用）下產(chǎn)
   生不允許的彈性變形，如法蘭（密封）、管板等；
2.3 穩(wěn)定性-在外力作用下防止突然失去原有形狀的穩(wěn)
   定性，如外壓及真空容器。

一. 壓力容器設(shè)計(jì)、制造的主要特點(diǎn)
一. 壓力容器設(shè)計(jì)、制造的主要特點(diǎn)
一. 壓力容器設(shè)計(jì)、制造的主要特點(diǎn)
二. 壓力容器的分類
二. 壓力容器的分類
二. 壓力容器的分類
二. 壓力容器的分類
二. 壓力容器的分類
三. 壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
三. 壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
2.  強(qiáng)度理論的選擇
三. 壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
4. 設(shè)計(jì)條件的確定       
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
三.壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
三. 壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
8. 應(yīng)力分析設(shè)計(jì)的一般概念
8.2 應(yīng)力分類的基本知識
按各類應(yīng)力對容器安全的不同影響,將其分為一次應(yīng)力、二次應(yīng)力與峰值應(yīng)力.
三. 壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
8. 應(yīng)力分析設(shè)計(jì)的一般概念
8.2 應(yīng)力分類的基本知識
一次應(yīng)力即基本應(yīng)力，它有二大特征：第一，是外載荷（壓力、重量、其他外載）引起的，外載消失一次應(yīng)力亦不復(fù)存在；第二，作用范圍廣，與結(jié)構(gòu)長度或容器半徑屬同一量級。由內(nèi)壓在圓筒與封頭上引起的切向、軸（經(jīng)）向應(yīng)力即屬一次應(yīng)力。
  一次應(yīng)力按其在壁厚方向分布的均勻程度，又可分為一次膜應(yīng)力（均布部分）和一次彎曲應(yīng)力（扣除一次膜應(yīng)力后的線性分布部分）。
  一次膜應(yīng)力對容器安全影響最大，應(yīng)嚴(yán)格限制；對一次彎曲應(yīng)力的限制可稍寬。
三. 壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
8. 應(yīng)力分析設(shè)計(jì)的一般概念
8.2 應(yīng)力分類的基本知識
二次應(yīng)力是由相鄰部件的約束或結(jié)構(gòu)自身約束而產(chǎn)生的應(yīng)力，其特點(diǎn)是：第一，分布局域較一次應(yīng)力小，與  屬同一量級；第二，二次應(yīng)力達(dá)到材料屈服點(diǎn)時(shí)，僅引起局部屈服，大部分材料仍屬彈性，且二次應(yīng)力有自限性。
  封頭與筒體連接處由附加彎矩引起的軸、切向應(yīng)力屬二次應(yīng)力。溫差應(yīng)力一般亦屬二次應(yīng)力。
  對二次應(yīng)力的限制寬于一次應(yīng)力。

三. 壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
8. 應(yīng)力分析設(shè)計(jì)的一般概念
8.2 應(yīng)力分類的基本知識
峰值應(yīng)力.扣除一次、二次應(yīng)力后，沿壁厚非線性分布的部分即為峰值應(yīng)力。峰值應(yīng)力多在殼體與接管連接處產(chǎn)生，其分布區(qū)域極小，與t一個(gè)量級，僅對疲勞破壞產(chǎn)生影響。

四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
1. 結(jié)構(gòu)的重要性----設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)，對安全與經(jīng)濟(jì)性影響極大。
   結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是安全、方便制造與檢驗(yàn)。任何結(jié)構(gòu)都不是萬能的，需合理設(shè)計(jì)與選擇。
2. 筒體結(jié)構(gòu)
2.1 筒體結(jié)構(gòu)分為整體式與組合式兩大類
四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
2. 筒體結(jié)構(gòu)
2.2 整體式
整體式結(jié)構(gòu)即滿足強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性需要的厚度（不含耐蝕層）是由一整塊連續(xù)鋼材構(gòu)成。
常見整體式結(jié)構(gòu)有：單層焊接（應(yīng)用最廣）、鍛造（主要用于超高壓）、鍛焊（用于大型重要工況）、無縫管（小容器）。
四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
2. 筒體結(jié)構(gòu)
2.3 組合式
滿足強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性需要的厚度（不含耐蝕層）由板-板、板-帶、板-絲組合而成，主要用于高壓容器。
板-板有多層包扎、整體包扎、熱套、繞板等
板-帶有型槽繞帶、扁平綱帶
板-絲有繞絲（主要用于超高壓）
四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
2. 筒體結(jié)構(gòu)
2.4 整體式與組合式之比較
在安全性方面組合式優(yōu)于整體式，理由如下：
以薄攻厚，中厚板、薄板性能優(yōu)于厚板;
缺陷只能在本層內(nèi)擴(kuò)展；
危險(xiǎn)的縱縫（整體包扎含環(huán)縫）化整為零，各層均布；
安全泄放孔，利于報(bào)警；
預(yù)應(yīng)力增加安全裕度。
組合式工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，且不適于做熱容器
四.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
3.封頭結(jié)構(gòu)
3.1 封頭分為凸形封頭、錐形封頭、平蓋等三大類
3.2 凸形封頭
依形狀（受力）分為半球、橢圓、碟形、球冠。受力前優(yōu)于后，制造方便后優(yōu)于前。
制造方法主要為沖壓（適于批量）、旋壓（適于單件）。
制造方式主要有整板成形（小封頭）；先拼板后成形（大、中型封頭）；分辨成形后組焊（特大型封頭）。
四.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
3.封頭結(jié)構(gòu)
3.3 錐形封頭
主要用于變速或方便卸料；
依半頂角分為30°（無折邊）、45°（大端折邊）、60°（大、小端折邊）；
主要制造方法卷焊
3.4 平蓋
包括平蓋和鍛造平底封頭等，與筒體連接分為可拆與固接。
制造方法多為鍛造
四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
4. 開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)
4.1 補(bǔ)強(qiáng)圈.加工方便,但補(bǔ)強(qiáng)效果有限,使用范圍有一定限制
4.2 厚壁管補(bǔ)強(qiáng)
4.3 另加補(bǔ)強(qiáng)元件(鍛件)補(bǔ)強(qiáng),受力好,將角度改為對接易保證焊接質(zhì)量,但加工復(fù)雜.
5. 法蘭
5.1 法蘭與密封墊、緊固件合為一個(gè)結(jié)構(gòu)整體，屬可拆結(jié)構(gòu)，其基本功能是連接與密封，法蘭結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)三位一體綜合考慮。
四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
5. 法蘭
5.1 法蘭與密封墊、緊固件合為一個(gè)結(jié)構(gòu)整體，屬可拆結(jié)構(gòu)，其基本功能是連接與密封，法蘭結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)三位一體綜合考慮。
5.2 法蘭按其整體性程度分為三種:
整體法蘭--法蘭、法蘭頸與容器（或接管）合為一整體，強(qiáng)度與剛性好，連接與密封效果好，但加工困難；
松式法蘭--法蘭未能與容器（或接管）有效合為一整體，連接與密封效果較差，但加工方便；
任意式法蘭—介于二者之間。
四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
5. 法蘭
5.3 以密封壓緊面型式分為:
平面密封—密封效果差，但加工方便
凹凸面密封--單面限制墊片流動(dòng)，密封效果較好，但加工
  較難
椎槽密封—雙面限制墊片流動(dòng)，密封性好，但加工復(fù)雜
四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
6. 焊接結(jié)構(gòu)
6.1 焊接結(jié)構(gòu)的主要作用為方便施焊，從結(jié)構(gòu)上保證焊透，且盡 量減少焊接工作量。
6.2 焊接結(jié)構(gòu)與工藝因素（工人技能、習(xí)慣、方法、裝備等）關(guān)系密切，設(shè)計(jì)者可提要求，具體結(jié)構(gòu)與尺寸原則上應(yīng)由制造
  方確定，標(biāo)準(zhǔn)（GB150附錄J）為提示性，非強(qiáng)制。
7. 其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)
7.1 盡量避免外形突變,關(guān)注倒角、倒圓。
7.2 開孔（尤其是大孔）盡量開在強(qiáng)度裕量大的部位，如平蓋、筒體端部，它們的厚度是由剛性及螺栓個(gè)數(shù)、排列與上緊空
  間決定的。
四. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求
7. 其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)
7.3 應(yīng)盡量避免靜不定結(jié)構(gòu)（如臥式容器只允許雙鞍座），對
   靜不定結(jié)構(gòu)（如球罐支承）應(yīng)做特殊考慮。
7.4 應(yīng)注意防止過大的溫差應(yīng)力，如膨脹節(jié)的設(shè)置，支承中的
   活動(dòng)支承。
7.5 支承設(shè)計(jì)中除考慮承重能力外，還應(yīng)考慮支座反力對殼體
   的影響，決定是否加墊板。
7.6 對法蘭螺栓通孔、地腳螺栓通孔跨中均布的考慮。
五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識
1. 產(chǎn)品焊接試板
1.1 產(chǎn)品焊接試板的作用
   產(chǎn)品施焊后，用檢驗(yàn)試板焊縫力學(xué)性能的辦法，來考核產(chǎn)
    品焊縫的力學(xué)性能是否合格。它不能替代無損檢測與外觀檢查。
五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識
1. 產(chǎn)品焊接試板
1.2 制備產(chǎn)品焊接試板的條件
需按臺制備的條件
與材質(zhì)有關(guān):Cr-Mo低合金鋼；σb>540MPa；經(jīng)熱處理改善材料力學(xué)性能
與介質(zhì)有關(guān):極度、高度危害
與設(shè)計(jì)溫度有關(guān):低溫；-10℃>t>-20℃以及0℃>t≥-10℃厚度超過某一界限的20R、16MnR
與厚度有關(guān)：δs>20mm的15MnNbR
其他以批代臺制備
五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識
1. 產(chǎn)品焊接試板
1.3 制備試板的要求
    從材料（鋼號、規(guī)格、熱處理）、焊工、施焊條件、工藝、熱處理、位置等方面提出要求，使試板焊縫盡量代表產(chǎn)品焊縫.
1.4 試樣與試驗(yàn)
     需做拉伸、彎曲以及必要時(shí)的沖擊

五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識
1. 產(chǎn)品焊接試板
1.5 不合格處理
允許重新取樣復(fù)驗(yàn)
允許重新熱處理
如仍不合格且無試板,則代表的產(chǎn)品焊縫為不合格
1.6 應(yīng)注意的問題
試板焊縫應(yīng)探傷，但無合格級別且不需返修，目的在于
        避開缺陷處取樣，防止缺陷造成試驗(yàn)結(jié)果不合格。
環(huán)縫不做，需要時(shí)做鑒證環(huán)。

五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識
2. 焊后(消除應(yīng)力)熱處理
2.1 目的
   消除過大焊接應(yīng)力,細(xì)化晶粒
2.2 焊接應(yīng)力產(chǎn)生的原因、特點(diǎn)及危害
焊接應(yīng)力因焊接過程中變形協(xié)調(diào)產(chǎn)生
焊接應(yīng)力的特點(diǎn):量值高,可能≥屈服極限；一直存在；
    屬二次應(yīng)力有“自限性”；測量困難（x光衍射、小孔）。
對容器的主要危害為應(yīng)力腐蝕。

五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識
2. 焊后(消除應(yīng)力)熱處理
2.3 需進(jìn)行焊后熱處理的條件
通用條件---依據(jù)材質(zhì)、厚度、預(yù)熱溫度的不同組合判定；
必需條件---圖樣注明應(yīng)力腐蝕、盛裝極度、高度危害介質(zhì)；
免做條件---奧氏體不銹鋼；
關(guān)注應(yīng)力腐蝕的復(fù)雜性（介質(zhì)、溫度、酸堿度、材質(zhì)、
    殘余應(yīng)力等）
五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識
2. 焊后(消除應(yīng)力)熱處理
2.4  焊后熱處理
   整體進(jìn)爐、分段進(jìn)爐、局部、現(xiàn)場熱處理
2.5 熱處理工藝要求
     進(jìn)、出爐爐溫；升、降溫速度；保溫時(shí)溫差；爐內(nèi)氣氛。
目的在于熱透；避免過大溫差應(yīng)力造成的損害.


五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識
3.  耐壓試驗(yàn)與氣密性試驗(yàn)
3.1  耐壓試驗(yàn)的目的
內(nèi)壓—竣工后出廠前全面考核(驗(yàn)證)強(qiáng)度;檢漏
3.2 液壓試驗(yàn)
試驗(yàn)壓力的確定--試驗(yàn)壓力計(jì)算公式中的系數(shù)（1.25）
    與安全系數(shù)有關(guān)，試驗(yàn)前的應(yīng)力校核是基于彈性失效準(zhǔn)則。
液壓試驗(yàn)的危險(xiǎn)性主要來自能量觀點(diǎn)（P·V）和金屬碎片。



五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識
3.  耐壓試驗(yàn)與氣密性試驗(yàn)
3.3  氣壓試驗(yàn)
氣壓試驗(yàn)的危險(xiǎn)性遠(yuǎn)高于液壓，除P·V和碎片外，氣體
    會高速恢復(fù)被壓縮的體積形成沖擊波；
允許氣壓試驗(yàn)的條件：因承重等原因無法液壓；液體無
    法吹干排凈生產(chǎn)中不允許殘留液體。


五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識
3.  耐壓試驗(yàn)與氣密性試驗(yàn)
3.4  氣密試驗(yàn)
目的---檢漏
條件---極度高度危害介質(zhì);生產(chǎn)工藝過程中不允許泄漏；
試驗(yàn)介質(zhì)---空氣氨、惰性氣體等，氣壓試驗(yàn)后是否再
    做氣密與介質(zhì)有關(guān)
試驗(yàn)合格指標(biāo)與檢漏方法

五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識
4.  壓力容器的改造與維修
4.1  應(yīng)充分關(guān)注改造與維修的難度和質(zhì)量
       在使用現(xiàn)場對在役容器進(jìn)行維修、改造,尤其是動(dòng)火(焊接)
維修、改造在技術(shù)上是件十分困難的事,主要難點(diǎn)在于:
缺陷的去除、坡口加工、開孔等由于位置、工具等原因，難度大于制造廠；
焊接修復(fù)由于位置、施焊環(huán)境、預(yù)熱條件、拘束度等原因，難度大于制造廠。   
在役產(chǎn)品的材料可能早被淘汰，在長期使用過程中因老化、腐蝕等原因可能造成材料性能質(zhì)量的改變，均會加
      大維修、改造的難度。

五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識
4.  壓力容器的改造與維修
4.2  對提高維修改造的建議措施
提高對維修改造單位、人員的市場準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)。
焊補(bǔ)前一定要嚴(yán)格進(jìn)行無損檢測確保缺陷除凈，并應(yīng)進(jìn)
    行必要的焊接工藝評定。
對Cr-Mo低合金鋼及高強(qiáng)鋼的維修改造應(yīng)慎之又慎，最
    好由原制造廠或其他經(jīng)驗(yàn)豐富的單位實(shí)施。
是否值得維修改造要充分考慮容器的使用年限與價(jià)值。
五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識
5.  管子與管板的脹接
5.1  脹接的分類
貼脹。貼脹在管板孔內(nèi)表面可不開槽。貼脹一定要與強(qiáng)
       度焊聯(lián)合使用，其目的在于減少管子與管板間的間隙，
       防止震動(dòng)。
強(qiáng)度脹。強(qiáng)度脹管板孔內(nèi)表面應(yīng)開矩形槽，并應(yīng)達(dá)到全
       厚度脹接。強(qiáng)度脹可單獨(dú)使用，亦可與密封焊聯(lián)合使用，對重要場合亦可與強(qiáng)度焊聯(lián)合使用。
五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識
5.  管子與管板的脹接
5.2  脹接方法
       一般分為柔性脹（如液壓脹、橡膠脹、液袋式液脹等）
和機(jī)械脹。
5.3 脹接質(zhì)量控制要求
嚴(yán)格檢查管端與管板孔內(nèi)表面的尺寸精度、清潔度、硬度、粗糙度，尤其不應(yīng)有縱向或螺旋狀刻痕。
脹接前應(yīng)計(jì)算脹接壓力并進(jìn)行試脹，測試脹接接頭的拉
    脫力 .
脹后應(yīng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，檢查脹口嚴(yán)密性。




五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識
6.鍛鋼、鑄鐵、不銹鋼及有色金屬制壓力容器的制造
6.1  鍛鋼容器
主要有（整體）鍛造容器（主要用于超高壓）、鍛焊容
        器（主要用于大型重要產(chǎn)品）以及其他容器所用的鍛件（如平蓋、平底封頭、筒體端部等）。
關(guān)鍵是鍛件質(zhì)量，基本要求為JB4726—4728.
鍛焊容器環(huán)縫焊接缺乏經(jīng)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)于施焊前做鑒證環(huán).




五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識
6.鍛鋼、鑄鐵、不銹鋼及有色金屬制壓力容器的制造
6.2  鑄鐵容器
因其質(zhì)量只能用于小型、非重要場合。
表面缺陷只能用加裝螺塞方法修補(bǔ)，但對塞頭深度與直
       徑有限制。
首次試制產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行爆破試驗(yàn)。




五.壓力容器制造、安裝、維修、改造基本知識
6.鍛鋼、鑄鐵、不銹鋼及有色金屬制壓力容器的制造
6.3  不銹鋼及有色金屬制容器
有色金屬制容器包括鋁、鈦、鎳、鋯及其合金。
材料堆放、制造、吊裝、運(yùn)輸全過程中應(yīng)保持清潔，避
       免與鋼等金屬直接接觸，防有害離子污染。
下料切割、坡口加工宜采用機(jī)械法，熱切割多用離子切割，加工邊緣應(yīng)打磨去除污染區(qū)。
焊接是質(zhì)量關(guān)鍵，包括坡口表面及附近的清潔要求，焊
       接方法多采用氣體保護(hù)焊、等離子焊等。




六. 超高壓容器基本知識
1．超高壓容器主要特點(diǎn)：
1.1 壓力高（100MPa-1000MPa），規(guī)格較小。
1.2 屬厚壁容器（D外/D內(nèi)>1.5），內(nèi)、外壁應(yīng)力水平相差大，   
   不可能簡化。
1.3 采用鍛造方法制造，對材料（鍛件）要求高強(qiáng)度，優(yōu)良的
   塑性、韌性，無可焊性要求。
1.4 內(nèi)、外壁要求精加工，零、部件間多采用法蘭、螺紋連   
   接，機(jī)加工量大，要求高。
1.5 尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，許多問題尚待研討。
六. 超高壓容器基本知識
2．設(shè)計(jì)要求
2.1 失效判據(jù)（準(zhǔn)則）的確定
由于是厚壁容器，內(nèi)、外壁應(yīng)力水平相差極大，若選用彈
   性失效準(zhǔn)則，不僅材料利用率極低，甚至根本無法設(shè)計(jì)。
由于高強(qiáng)鋼的“屈服比”高，容器的全屈服壓力與爆破壓力十分接近，若選用塑性失效準(zhǔn)則，不利于安全運(yùn)行。
由于實(shí)際材料為非理想塑性材料，屈服后會發(fā)生應(yīng)變硬化（即此時(shí)材料的實(shí)際強(qiáng)度有所提高），在容器的極限強(qiáng)度
   前運(yùn)行仍是安全的，因此，超高壓容器設(shè)計(jì)宜采用爆破失
   效準(zhǔn)則，即對容器的爆破壓力取安全系數(shù)。
六. 超高壓容器基本知識
2. 設(shè)計(jì)要求
2.2 爆破壓力的計(jì)算與安全系數(shù)的選取
爆破壓力計(jì)算方法有多種，“超高壓容器安全監(jiān)察規(guī)程”推薦兩種，一種以材料拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，一種以材料的扭
  轉(zhuǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，后者的計(jì)算準(zhǔn)確度高于前者。
對不同的爆破壓計(jì)算式取不同的安全系數(shù)，當(dāng)用拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算爆破壓時(shí)，安全系數(shù)≥3；當(dāng)以扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算爆破壓時(shí)，安全系數(shù)≥2.7�？紤]不同計(jì)算方法的準(zhǔn)確度，盡管計(jì)算方法不同，容器實(shí)際安全系數(shù)大致相當(dāng)。
六. 超高壓容器基本知識
2.  設(shè)計(jì)要求
2.3 對開孔、形狀過渡區(qū)等應(yīng)力集中部位應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力分析計(jì)算
校核。
3．制造要求
3.1 原材料（鍛件）質(zhì)量是關(guān)鍵，要求采用真空脫氣噴粉、爐外精煉、電渣重熔等先進(jìn)冶煉技術(shù)，保證鋼的純凈度，保證優(yōu)良力學(xué)性能（強(qiáng)度、塑性、韌性、斷裂韌性等）。
六. 超高壓容器基本知識
3．制造要求
3.2 鍛造比一般應(yīng)大于3
3.3 制造期間至少做二次（熱處理前后各一次）100%超聲
  （探母材），筒體表面應(yīng)做100%磁粉或滲透。
3.4 內(nèi)、外表面均需精加工，對表面粗糙度有較嚴(yán)要求（防
   應(yīng)力集中）。
六. 超高壓容器基本知識
4．提高耐壓強(qiáng)度（承載能力）的途徑。
4.1 采用多層熱套結(jié)構(gòu)
利用層間過盈，使外筒對內(nèi)筒材料造成預(yù)壓應(yīng)力，在承
   受內(nèi)壓時(shí)使各層的應(yīng)力水平趨于均勻，提高了外層材料
   的利用率。
超高壓熱套與高壓熱套容器的三大區(qū)別：
層間過盈量的選�。呵罢呓�(jīng)精確力學(xué)計(jì)算；后者按套合
      工藝選取。
套合表面：前者需經(jīng)精加工（以確保過盈量準(zhǔn)確）；后者
     無需加工或只需粗加工。
后者需通過熱處理消除套合應(yīng)力；前者不允許。
六. 超高壓容器基本知識
4．提高耐壓強(qiáng)度（承載能力）的途徑。
4.2 自增強(qiáng)處理
通過壓力使內(nèi)壁材料屈服，外壁仍屬彈性，造成內(nèi)壁材
     料承受預(yù)壓應(yīng)力，從而提高其初始屈服壓力。
自增強(qiáng)壓力應(yīng)經(jīng)慎重計(jì)算與控制，并關(guān)注材料本身的屈
     服比。
4.3 采用繞絲結(jié)構(gòu)
    在內(nèi)筒外纏繞高強(qiáng)度不銹鋼絲，在纏繞時(shí)可通過加熱等
辦法精確控制纏繞預(yù)應(yīng)力，使內(nèi)筒材料呈預(yù)壓縮狀態(tài)。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識
1．搪玻璃設(shè)備
1.1 搪玻璃設(shè)備特點(diǎn)與應(yīng)用
具有優(yōu)良的耐蝕性、耐高溫及不污染介質(zhì)等特點(diǎn)，可替
   代部分不銹鋼及鈦材。
在化工、輕工、醫(yī)藥等行業(yè)廣泛應(yīng)用，主要產(chǎn)品有反應(yīng)
   釜；貯罐；套筒式、夾套式及列管式換熱器；塔器等。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識
1．搪玻璃設(shè)備
1.2 搪玻璃設(shè)備的制造要點(diǎn)
金屬坯體表面涂敷一定厚度底釉與面釉，再經(jīng)約880℃-950℃燒結(jié)制成。底釉與金屬表面發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，形
  成復(fù)合過渡層；面釉在設(shè)備表面形成金屬與非金屬相結(jié)合
  的復(fù)合層；
瓷釉的品質(zhì)是搪玻璃設(shè)備質(zhì)量的關(guān)鍵，對瓷釉的要求除耐（酸、堿）腐蝕外，還要求一定的耐熱（溫差）性、抗沖
   擊性、絕緣性及與鋼材的密著強(qiáng)度等多種性能。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識
1．搪玻璃設(shè)備
1.2 搪玻璃設(shè)備的制造要點(diǎn)
燒結(jié)是搪玻璃設(shè)備制造的關(guān)鍵，應(yīng)采用計(jì)算機(jī)控制的大型電爐（國內(nèi)目前多為煤加熱爐）并配有無級調(diào)溫裝置，以保證階梯升溫-保溫-階梯降溫的合理燒結(jié)工藝。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識
2．石墨制設(shè)備
2.1 石墨的分類與應(yīng)用
石墨分為天然石墨與人造石墨。化工設(shè)備主要采用人造石墨。
人造石墨分為透性石墨與不透性石墨。
透性石墨。人造石墨在焙燒過程中，原料中有機(jī)物氣化逸出，使材料呈多孔性（且多為通孔），且氣體、液體滲透
  性強(qiáng)，多用于電力、冶金、核能；
不透性石墨。采取浸漬、澆注、壓制等不同措施，堵塞孔隙，使人造石墨成為不透性石墨，主要用于化工等行業(yè)。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識
2．石墨制設(shè)備
2.2 人造石墨的制造
   由焦碳、瀝青混捏、壓制成型；經(jīng)1300℃真空焙燒，并長
期保溫（約20天）；再經(jīng)2400℃-3000℃高溫下石墨化處理。
2.3 不透性石墨的制造
   它又分為浸漬石墨、壓型石墨、澆注石墨等三類。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識
2．石墨制設(shè)備
2.3 不透性石墨的制造
浸漬石墨�；�工設(shè)備所用石墨材料多為浸漬石墨。浸漬劑
  不僅可填塞孔隙，還可增強(qiáng)石墨的機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)浸漬劑
  的不同，又分為合成樹脂浸漬石墨、水玻璃浸漬石墨和瀝
  青浸漬石墨。
壓型石墨。主要用于管子、管件的制作。采用石墨粉與粘
  接劑比例混合，經(jīng)混捏、壓型（熱擠壓或冷模壓）或高溫
  熱處理制成。
澆注石墨。以熱固性合成樹脂為膠結(jié)劑，以石墨粉為填料，
  加入固化劑后注入模具制成，主要用于零部件制造。

七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識
2．石墨制設(shè)備
2.4 不透性石墨的主要特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)良的耐蝕性；優(yōu)良的導(dǎo)熱性（優(yōu)于鋼）；線脹系
   數(shù)小，耐溫度急變；不污染介質(zhì)；機(jī)加工性能優(yōu)良；質(zhì)量
   輕；高溫下不變形。
缺點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度低于金屬，質(zhì)脆。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識
2．石墨制設(shè)備
2.5 不透性石墨設(shè)備制造設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)及應(yīng)用
不透性石墨材料的拼接多采用粘接，粘接縫應(yīng)嚴(yán)密，粘接
     劑應(yīng)填滿，拼接時(shí)盡量采用階梯形，避免“通天縫”。
    零部件采用機(jī)加工制成，由于石墨強(qiáng)度低、質(zhì)脆，一般采
用兩次浸漬、兩次加工的方法，以保證加工精度，提高強(qiáng)度。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識
2．石墨制設(shè)備
2.5 不透性石墨設(shè)備制造設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)及應(yīng)用
根據(jù)石墨材料的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)需注意以下要點(diǎn)：
由于石墨材料抗壓強(qiáng)度高，盡量使元件處于壓應(yīng)力狀態(tài)，避免或減少拉應(yīng)力、彎曲應(yīng)力；
因石墨制品垂直于擠壓軸線方向的導(dǎo)熱性小于平行于擠壓軸線方向，故設(shè)計(jì)傳熱元件時(shí)，盡量使熱流方向沿石墨擠壓軸線方向；
盡量避免粘接結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)槭�墨材料、金屬、膠粘劑
  線脹系數(shù)的差異會導(dǎo)致過大的溫差應(yīng)力，此外膠粘劑在溫度、時(shí)效作用下會脆化，造成斷裂。當(dāng)無法避免粘接結(jié)構(gòu)時(shí)，粘接面應(yīng)處理清潔，接縫要嚴(yán)密，縫寬≤1mm。
七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識
2．石墨制設(shè)備
2.5 不透性石墨設(shè)備制造設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)及應(yīng)用
根據(jù)石墨材料的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)需注意以下要點(diǎn)：
形狀與結(jié)構(gòu)要求簡單；
金屬螺栓不宜直接擰在石墨元件上，不宜在石墨構(gòu)件上
直接吊裝；
由于材質(zhì)的不均質(zhì)性，需取較大安全系數(shù)，一般為9-10。
不透性石墨主要用于換熱設(shè)備，也可用于襯里、各類容器與塔器以及機(jī)械設(shè)備與密封元件。
   一般來說，石墨制容器的適用范圍為：設(shè)計(jì)壓力≤2.4MPa；
設(shè)計(jì)溫度-70℃-450℃。

七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識
2．石墨制設(shè)備
2.6 增強(qiáng)石墨復(fù)合材料制設(shè)備
石墨屬脆性材料，裂紋、刻痕、凹坑等表面缺陷將引起“缺口效應(yīng)”，使抗彎強(qiáng)度降低35-40%。采用表面覆蓋技術(shù)或碳纖維復(fù)合材料可明顯減弱“缺口效應(yīng)”，提高強(qiáng)度。
表面覆蓋技術(shù)分為浸漬法與纏繞法。
   浸漬法。一般采用碳纖維（也可采用玻璃、硅、鋁、硼等纖維材料）或陶瓷復(fù)合物，將其復(fù)合在石墨表面并一起浸漬，可增加強(qiáng)度及耐腐性；
纏繞法。將碳纖維纏繞在石墨管外壁，可提高強(qiáng)度尤其是抗沖擊能力，但導(dǎo)熱性降低。

七. 非金屬壓力容器的基礎(chǔ)知識
2．石墨制設(shè)備
2.6 增強(qiáng)石墨復(fù)合材料制設(shè)備
碳纖維復(fù)合材料是在兩層碳纖維中夾一層石墨材料，可大大提高強(qiáng)度與耐磨性。
增強(qiáng)材料性能好，但工藝復(fù)雜、成品高，多用于特殊場合。

八、壓力容器主要失效方式
1．人們對失效方式的認(rèn)識過程
1.1 對壓力容器失效方式的最初認(rèn)識只是防止爆炸，并為此而制訂相應(yīng)的建造規(guī)范（如ASME）。
1.2  ASMEⅧ-1所采用的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則主要僅計(jì)及防止壓力容器產(chǎn)生
過大的彈性變形，包括彈性不穩(wěn)定，并未考慮其他可能發(fā)生的
失效方式。為防止多種失效方式，ASMEⅧ-1在材料、結(jié)構(gòu)、安
全系數(shù)以及制造檢驗(yàn)等方面進(jìn)行了限制，組成了一套比較完整
但不夠嚴(yán)密科學(xué)的設(shè)計(jì)方法，使其能在未對各受壓元件進(jìn)行詳
細(xì)應(yīng)力分析的條件下保證多數(shù)壓力容器的安全使用。

八、壓力容器主要失效方式
1．人們對失效方式的認(rèn)識過程
1.3 隨著需要（首先是核容器）與可能（近代計(jì)算方法與技術(shù)），并通過對壓力容器性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與載荷特性的深
  入研究，以ASMEⅢ和ASMEⅧ-2為標(biāo)志，較全面認(rèn)識了壓力
  容器可能存在的多種失效方式。
八、壓力容器主要失效方式
2．壓力容器可能存在的八種失效方式：
2.1 過量的彈性變形，包括彈性不穩(wěn)定
2.2 過量的塑性變形
2.3 脆性斷裂
2.4 由應(yīng)力引起的破壞/蠕變變形
2.5 塑性不穩(wěn)定—漸增的垮塌
2.6 高應(yīng)變、低循環(huán)疲勞
2.7 應(yīng)力腐蝕
2.8 腐蝕疲勞





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mendongliang

好東西，謝謝

動(dòng)力火車

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franki

樓主辛苦了