壓力容器強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)與應(yīng)力課件

壓力容器強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)與應(yīng)力壓力容器強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)與應(yīng)力壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)2第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述

第二節(jié)壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)技術(shù)

第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)

第四節(jié)壓力容器的疲勞及高溫蠕變

壓力容器強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)與應(yīng)力分析壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)2第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述

第二節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)3第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述

一、壓力容器的失效模式

二、壓力容器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的發(fā)展

三、壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展

四、近代設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用壓力容器強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)與應(yīng)力分析壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)3第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述

一、壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)4

第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述化工及石油化工發(fā)展的需求大型化高參數(shù)高強(qiáng)材料

壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)4

第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述化工及石壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)5

第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述近代壓力容器的發(fā)展趨勢(shì)-大型化,高參數(shù)大型化高參數(shù)核電站一個(gè)1500MW壓水堆壓力殼，工作壓力為15MPa，工作溫度為300oC，容器內(nèi)直徑7800mm，壁厚317mm，重650噸；煤氣化液化裝置中的壓力容器工作壓力為20MPa，工作溫度為454oC，最大內(nèi)直徑達(dá)5000mm，壁厚為340mm，重1900噸；煉油廠加氫反應(yīng)器的直徑達(dá)4.5mm,厚280mm,重約1000噸。高溫蠕變低應(yīng)力脆斷

疲勞問(wèn)題

壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)5

第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述近代壓力壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)6第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述一、容器的失效模式容器設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題是安全。壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)的近代進(jìn)展時(shí)基本的出發(fā)點(diǎn)也是安全。容器的安全就是防止容器發(fā)生失效。容器的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想實(shí)質(zhì)上就是防止容器發(fā)生“彈性失效”。兩種最基本的失效模式韌性破壞脆性破壞隨著技術(shù)的發(fā)展，遇到的容器失效有各種類型，針對(duì)不同的失效形式進(jìn)而出現(xiàn)了不同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。在討論這些設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展之前有必要首先弄清容器的各種形式的失效，尤其最基本的爆破失效過(guò)程更需要弄清楚。下面就容器的韌性爆破和脆性爆破過(guò)程先作一些闡述：壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)6第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述一、容器的壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)7(一)容器的超壓爆破過(guò)程

1．容器的韌性爆破過(guò)程一臺(tái)受壓容器，如果材料塑性韌性正常，設(shè)計(jì)正確，制造中未留下嚴(yán)重的缺陷，加壓直至爆破的全過(guò)程一般屬于韌性爆破過(guò)程。韌性爆破的全過(guò)程可以用圖示容器液壓爆破曲線OABCD來(lái)說(shuō)明，加壓的幾個(gè)階段如下：整體屈服壓力爆破壓力(A)彈性變形階段(OA段)(B)屈服階段(AB段)(C)強(qiáng)化階段(BC段)(D)爆破階段(CD段)第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)7(一)容器的超壓爆破過(guò)程整體屈服壓力爆壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)8(一)容器的超壓爆破過(guò)程(1)彈性變形階段見(jiàn)OA，隨著進(jìn)液量(即體積膨脹量)的增加，容器的變形增大，內(nèi)壓隨之上升。這一階段的基本特征是內(nèi)壓與容器變形量成正比，呈現(xiàn)出彈性行為。A點(diǎn)表示內(nèi)壁應(yīng)力開(kāi)始屈服，或表示容器的局部區(qū)域出現(xiàn)屈服，整個(gè)容器的整體彈性行為到此終止。(A)彈性變形階段(OA段)(B)屈服階段(AB段)(C)強(qiáng)化階段(BC段)(D)爆破階段(CD段)第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)8(一)容器的超壓爆破過(guò)程(A)彈性變形壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)9(一)容器的超壓爆破過(guò)程

(2)屈服變形階段

AB段，容器從局部屈服到整體屈服的階段，以內(nèi)壁屈服到外壁也進(jìn)入屈服的階段。B點(diǎn)表示容器已進(jìn)入整體屈服狀態(tài)。如果容器的鋼材具有屈服平臺(tái)，這階段包含塑性變形越過(guò)屈服平臺(tái)的階段，這是一個(gè)包含復(fù)雜過(guò)程的階段，不同的容器、不同的材料，這一階段的形狀與長(zhǎng)短不同。(A)彈性變形階段(OA段)(B)屈服階段(AB段)(C)強(qiáng)化階段(BC段)(D)爆破階段(CD段)第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)9(一)容器的超壓爆破過(guò)程(A)彈性變形壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)10(一)容器的超壓爆破過(guò)程

(3)變形強(qiáng)化階段BC段，材料發(fā)生塑性變形不斷強(qiáng)化，容器承載能力不斷提高。但體積膨脹使壁厚減薄，承載能力下降。兩者中強(qiáng)化影響大于減薄影響，強(qiáng)化提高承載能力的行為變成主要因素。強(qiáng)化的變化率逐漸降低，到C點(diǎn)時(shí)兩種影響相等，達(dá)到總體“塑性失穩(wěn)”狀態(tài)，承載能力達(dá)到最大即將爆破，此時(shí)容器已充分膨脹。(A)彈性變形階段(OA段)(B)屈服階段(AB段)(C)強(qiáng)化階段(BC段)(D)爆破階段(CD段)第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)10(一)容器的超壓爆破過(guò)程(A)彈性變壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)11(一)容器的超壓爆破過(guò)程(4)爆破階段在CD段，減薄的影響大于強(qiáng)化的影響，容器的承載能力隨著容器的大量膨脹而明顯下降，壁厚迅速減薄，直至D點(diǎn)而爆裂。(A)彈性變形階段(OA段)(B)屈服階段(AB段)(C)強(qiáng)化階段(BC段)(D)爆破階段(CD段)第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)11(一)容器的超壓爆破過(guò)程(A)彈性變壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)12(一)容器的超壓爆破過(guò)程

C點(diǎn)的內(nèi)壓力為爆破壓力，正常韌性爆破的容器，爆破的體積膨脹量(即進(jìn)液量)在容器體積的10％以上，該值越高，容器的韌性越好，材料的塑性韌性和制造質(zhì)量都很好，該容器在設(shè)計(jì)壓力下很安全。承受的壓力，爆破壓力越高，爆破壓力與設(shè)計(jì)壓力的比值越大則越安全。

(A)彈性變形階段(OA段)(B)屈服階段(AB段)(C)強(qiáng)化階段(BC段)(D)爆破階段(CD段)第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述爆破壓力壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)12(一)容器的超壓爆破過(guò)程(A)彈性變壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)13(一)容器的超壓爆破過(guò)程韌性破壞-照片第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)13(一)容器的超壓爆破過(guò)程韌性破壞-照壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)142．容器的脆性爆破過(guò)程現(xiàn)象：低應(yīng)力，體積變形很小，無(wú)明顯塑性變形原因：1）材料很脆，2）有嚴(yán)重缺陷危害：無(wú)征兆、很多產(chǎn)生碎片、帶來(lái)災(zāi)難性后果第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)142．容器的脆性爆破過(guò)程現(xiàn)象：低應(yīng)力，體壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)152．容器的脆性爆破過(guò)程容器的脆性爆破過(guò)程如圖中OA’，(或OA”)曲線。這種爆破指容器在加壓過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生充分的塑性變形鼓脹，甚至尚未達(dá)到屈服的時(shí)候就發(fā)生爆破。爆破時(shí)容器尚在彈性變形階段至多是少量屈服變形階段。(A)彈性變形階段(OA段)(B)屈服階段(AB段)(C)強(qiáng)化階段(BC段)(D)爆破階段(CD段)第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)152．容器的脆性爆破過(guò)程(A)彈性變形階壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)162．容器的脆性爆破過(guò)程脆性爆破的容器是由材料的脆性(例如低溫下的脆性)，或是由于有嚴(yán)重的焊接缺陷(例如裂紋)引起。也可能兩者同時(shí)起作用，既有嚴(yán)重缺陷又遇材料變脆(如焊接熱影響區(qū)的脆化或容器長(zhǎng)期在中高溫度下服役致使材料顯著脆化)從而引起脆斷。(A)彈性變形階段(OA段)(B)屈服階段(AB段)(C)強(qiáng)化階段(BC段)(D)爆破階段(CD段)第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)162．容器的脆性爆破過(guò)程(A)彈性變形階壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)172．容器的脆性爆破過(guò)程脆性爆破的容器由于體積變形量很小，其安全裕量很少，應(yīng)竭力防止。發(fā)生脆斷，容器爆裂出碎片飛出，產(chǎn)生極大的危害，帶來(lái)災(zāi)難性的后果。容器的韌性爆破和脆性爆破是容器爆破的兩種基本典型的形式。實(shí)際容器的失效不一定是爆破，而有更多的原因和模式，下面將討論容器的失效模式問(wèn)題和容器設(shè)計(jì)應(yīng)采用的相應(yīng)的準(zhǔn)則(A)彈性變形階段(OA段)(B)屈服階段(AB段)(C)強(qiáng)化階段(BC段)(D)爆破階段(CD段)第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)172．容器的脆性爆破過(guò)程(A)彈性變形階壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)18一、容器的失效模式1．容器常見(jiàn)的失效模式

(1)過(guò)度變形容器的總體或局部發(fā)生過(guò)度變形，包括過(guò)量的彈性變形，過(guò)量的塑性變形，塑性失穩(wěn)(增量垮坍)，例如總體上大范圍鼓脹，或局部鼓脹，應(yīng)認(rèn)為容器已失效，不能保障使用安全。過(guò)度變形說(shuō)明容器在總體上或局部區(qū)域發(fā)生了塑性失效，處于十分危險(xiǎn)的狀態(tài)。例如法蘭的設(shè)計(jì)稍薄，強(qiáng)度上尚可滿足要求，但由于剛度不足產(chǎn)生永久變形，導(dǎo)致介質(zhì)泄漏，這是由于塑性失效的過(guò)度變形而導(dǎo)致的失效。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)18一、容器的失效模式第一節(jié)壓力容壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)19一、容器的失效模式

1．容器常見(jiàn)的失效模式

(2)韌性爆破容器發(fā)生了塑性大變形的破裂失效，相當(dāng)于圖中曲線BCD階段情況下的破裂，這屬于超載下的爆破，一種可能是超壓，另一種可能是本身大面積的壁厚較薄。這是一種經(jīng)過(guò)塑性大變形的塑性失效之后再發(fā)展為爆破的失效，亦稱為“塑性失穩(wěn)”(Plasticcollapse)，爆破后易引起災(zāi)難性的后果。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)19一、容器的失效模式第一節(jié)壓力容壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)20一、容器的失效模式

1．容器常見(jiàn)的失效模式

(3)脆性爆破這是一種沒(méi)有經(jīng)過(guò)充分塑性大變形的容器破裂失效。材料的脆性和嚴(yán)重的超標(biāo)缺陷均會(huì)導(dǎo)致這種破裂，或者兩種原因兼有。脆性爆破時(shí)容器可能裂成碎片飛出，也可能僅沿縱向裂開(kāi)一條縫；材料愈脆，特別是總體上愈脆則愈易形成碎片。如果僅是焊縫或熱影響區(qū)較脆，則易裂開(kāi)一條縫。形成碎片的脆性爆破特別容易引起災(zāi)難性后果。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)20一、容器的失效模式第一節(jié)壓力容壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)21一、容器的失效模式

1．容器常見(jiàn)的失效模式

(4)疲勞失效交變載荷容易使容器的應(yīng)力集中部位材料發(fā)生疲勞損傷，萌生疲勞裂紋并擴(kuò)展導(dǎo)致疲勞失效。疲勞失效包括材料的疲勞損傷(形成宏觀裂紋)并疲勞擴(kuò)展和結(jié)構(gòu)的疲勞斷裂等情況。容器疲勞斷裂的最終失效方式一種是發(fā)生泄漏，稱為“未爆先漏”(LBB,LeakBeforeBreak)，另一種是爆破，可稱為“未漏先爆”。爆裂的方式取決于結(jié)構(gòu)的厚度、材料的韌性，并與缺陷的大小有關(guān)。疲勞裂紋的斷口上一般會(huì)留下肉眼可見(jiàn)的貝殼狀的疲勞條紋。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述

疲勞輝紋(×3000)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)21一、容器的失效模式第一節(jié)壓力容器壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)22一、容器的失效模式

1．容器常見(jiàn)的失效模式

(5)蠕變失效容器長(zhǎng)期在高溫下運(yùn)行和受載，金屬材料會(huì)隨時(shí)間不斷發(fā)生蠕變損傷，逐步出現(xiàn)明顯的鼓脹與減薄，破裂而成事故。即使載荷恒定和應(yīng)力低于屈服點(diǎn)也會(huì)發(fā)生蠕變失效，不同材料在高溫下的蠕變行為有所不同。材料高溫下的蠕變損傷是晶界的弱化和在應(yīng)力作用下的沿晶界的滑移，晶界上形成蠕變空洞。時(shí)間愈長(zhǎng)空洞則愈多愈大，宏觀上出現(xiàn)蠕變變形。當(dāng)空洞連成片并擴(kuò)展時(shí)即形成蠕變裂紋，最終發(fā)生蠕變斷裂的事故。材料經(jīng)受蠕變損傷后在性能上表現(xiàn)出強(qiáng)度下降和韌性降低，即蠕變脆化。蠕變失效的宏觀表現(xiàn)是過(guò)度變形(蠕脹)，最終是由蠕變裂紋擴(kuò)展而斷裂(爆破或泄漏)。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)22一、容器的失效模式第一節(jié)壓力容器壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)23一、容器的失效模式

1．容器常見(jiàn)的失效模式

(6)腐蝕失效這是與環(huán)境介質(zhì)有關(guān)的失效形式?；と萜鹘佑|的腐蝕性介質(zhì)十分復(fù)雜，腐蝕機(jī)理屬于兩大類：化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕。區(qū)別在于形成腐蝕化合物過(guò)程中是否在原子間有電荷的轉(zhuǎn)移。就腐蝕失效的形態(tài)可分為如下幾種典型情況：①全面腐蝕(亦稱均勻腐蝕)；②局部腐蝕；③集中腐蝕(即點(diǎn)腐蝕)；④晶間腐蝕；⑤應(yīng)力腐蝕；⑥縫隙腐蝕；⑦氫腐蝕；⑧選擇性腐蝕。腐蝕發(fā)展到總體強(qiáng)度不足(由全面腐蝕、晶間腐蝕或氫腐蝕引起)或局部強(qiáng)度不足時(shí)，可認(rèn)為已腐蝕失效。腐蝕發(fā)展輕者造成泄漏、局部塑性失穩(wěn)或總體塑性失穩(wěn)，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致爆破。由應(yīng)力腐蝕形成宏觀裂紋，擴(kuò)展后也會(huì)導(dǎo)致泄漏或低應(yīng)力脆斷。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)23一、容器的失效模式第一節(jié)壓力容器壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)24一、容器的失效模式

1．容器常見(jiàn)的失效模式

(7)失穩(wěn)失效容器在外壓(包括真空)的壓應(yīng)力作用下喪失穩(wěn)定性而發(fā)生的皺折變形稱為失穩(wěn)失效。皺折可以是局部的也可以是總體的。高塔在過(guò)大的軸向壓力(風(fēng)載、地震載荷)作用下也會(huì)皺折而引起倒塌。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)24一、容器的失效模式第一節(jié)壓力容器壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)25一、容器的失效模式

1．容器常見(jiàn)的失效模式

(8)泄漏失效容器及管道可拆密封部位的密封系統(tǒng)中每一個(gè)零部件的失效都會(huì)引起泄漏失效。例如法蘭的剛性不足導(dǎo)致法蘭的過(guò)度變形而影響對(duì)墊片的壓緊，緊固螺栓因設(shè)計(jì)不當(dāng)或銹蝕而過(guò)度伸長(zhǎng)也會(huì)導(dǎo)致泄漏，墊片的密封比壓不足、墊片老化缺少反彈能力都會(huì)引起泄漏失效。系統(tǒng)中每一零部件均會(huì)導(dǎo)致泄漏失效，所以密封失效不是一個(gè)獨(dú)立的失效模式，而是綜合性的。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)25一、容器的失效模式第一節(jié)壓力容器壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)26一、容器的失效模式

2．容器的交互失效模式

(1)腐蝕疲勞在交變載荷和腐蝕介質(zhì)交互作用下形成裂紋并擴(kuò)展的交互失效。由于腐蝕介質(zhì)的作用而引起抗疲勞性能的降低，在交變載荷作用下首先在表面有應(yīng)力集中的地方發(fā)生疲勞損傷，在連續(xù)的腐蝕環(huán)境作用下發(fā)展為裂紋，最終發(fā)生泄漏或斷裂。對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感與不敏感的材料都可能發(fā)生腐蝕疲勞，交變應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)均加速了這一損傷過(guò)程的進(jìn)程，使容器壽命大為降低。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)26一、容器的失效模式第一節(jié)壓力容器壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)27一、容器的失效模式

2．容器的交互失效模式

(2)蠕變疲勞這是指高溫容器既出現(xiàn)了蠕變變形又同時(shí)承受交變載荷作用而在應(yīng)力集中的局部區(qū)域出現(xiàn)過(guò)度膨脹以至形成裂紋直至破裂。蠕變導(dǎo)致過(guò)度變形，載荷的交變導(dǎo)致萌生疲勞裂紋和裂紋擴(kuò)展。因蠕變和疲勞交互作用失效的容器既有明顯宏觀變形的特點(diǎn)又有疲勞斷口光整的特點(diǎn)。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)27一、容器的失效模式第一節(jié)壓力容器壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)28第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述

一、壓力容器的失效模式

二、壓力容器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的發(fā)展

三、壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展

四、近代設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用

壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)28第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述

一壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)29二、化工容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)展

(1)彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則這是為防止容器總體部位發(fā)生屈服變形，將總體部位的最大設(shè)計(jì)應(yīng)力限制在材料的屈服點(diǎn)以下，保證容器的總體部位始終處于彈性狀態(tài)而不會(huì)發(fā)生彈性失效。這是最傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，是現(xiàn)今容器設(shè)計(jì)首先應(yīng)遵循的準(zhǔn)則。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)29二、化工容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)展第一節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)30二、化工容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)展

(2)塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

容器某處(如厚壁筒的內(nèi)壁)彈性失效后并不意味著容器失去承載能力。將容器總體部位進(jìn)入整體屈服時(shí)的狀態(tài)或局部區(qū)域沿整個(gè)壁厚進(jìn)入全屈服狀態(tài)稱為塑性失效狀態(tài)，若材料符合理想塑性假設(shè)，載荷不需繼續(xù)增加，變形會(huì)無(wú)限制發(fā)展下去，稱此載荷為極限載荷。將極限載荷作為設(shè)計(jì)依據(jù)加以限制，防止總體塑性變形，稱極限設(shè)計(jì)。“極限設(shè)計(jì)’’準(zhǔn)則即塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。用塑性力學(xué)方法求解結(jié)構(gòu)的極限載荷是這種設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的基礎(chǔ)。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述Treaca屈服條件或Mises屈服條件壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)30二、化工容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)展第一節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)31二、化工容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)展

(3)爆破失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

非理想塑性材料在屈服后尚有增強(qiáng)的能力，對(duì)于容器(主要是厚壁的)在整體屈服后仍有繼續(xù)增強(qiáng)的承載能力，直到容器達(dá)到爆破時(shí)的載荷才為最大載荷。若以容器爆破作為失效狀態(tài)，以爆破壓力作為設(shè)計(jì)的依據(jù)并加以限制，以防止發(fā)生爆破，這就是容器的爆破失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。高壓容器中所介紹的Faupel公式就是這一準(zhǔn)則的體現(xiàn)。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)31二、化工容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)展第一節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)32二、化工容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)展

(4)彈塑性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

如果容器的某一局部區(qū)域，一部分材料發(fā)生了屈服，而其他大部分區(qū)域仍為彈性狀態(tài)，而彈性部分又能約束著塑性區(qū)的塑性流動(dòng)變形，結(jié)構(gòu)處于這種彈塑性狀態(tài)可以認(rèn)為并不一定意味著失效。只有當(dāng)容器某一局部彈塑性區(qū)域內(nèi)的塑性區(qū)中的應(yīng)力超過(guò)了由“安定性原理”確定的許用值時(shí)才認(rèn)為結(jié)構(gòu)喪失了“安定”而發(fā)生了彈塑性失效。安定性原理作為彈塑性失效的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，亦稱為安定性準(zhǔn)則。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)32二、化工容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)展第一節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)33二、化工容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)展

(5)疲勞失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

為防止容器發(fā)生疲勞失效，將容器應(yīng)力集中部位的最大交變應(yīng)力的應(yīng)力幅限制在由低周疲勞設(shè)計(jì)曲線確定的許用應(yīng)力幅之內(nèi)時(shí)才能保證在規(guī)定的循環(huán)周次內(nèi)不發(fā)生疲勞失效，這就是疲勞失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。這是20世紀(jì)60年代由美國(guó)發(fā)展起來(lái)的。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)33二、化工容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)展第一節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)34二、化工容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)展

(6)斷裂失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

實(shí)際難于避免裂紋，包括制造裂紋(焊接裂紋)和使用中產(chǎn)生或擴(kuò)展的裂紋(疲勞裂紋、應(yīng)力腐蝕裂紋)，為防止缺陷導(dǎo)致低應(yīng)力脆斷，可按斷裂力學(xué)限制缺陷的尺寸或?qū)Σ牧咸岢霰仨氝_(dá)到的韌性指標(biāo)，這是防脆斷設(shè)計(jì)。防脆斷設(shè)計(jì)并不意味著允許新制造的容器可以存在裂紋，而是對(duì)容器使用若干年后的一種安全性估計(jì)。新制造的容器，設(shè)計(jì)時(shí)是假定容器內(nèi)產(chǎn)生了可以檢測(cè)到的裂紋，通過(guò)斷裂力學(xué)方法對(duì)材料的韌性(主要是指斷裂韌性)提出必須保證達(dá)到的要求以使容器不會(huì)發(fā)生低應(yīng)力脆斷。在役容器檢測(cè)出裂紋，可用斷裂力學(xué)評(píng)價(jià)是否安全，即壓力容器的缺陷評(píng)定。這是基于斷裂失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則(或稱防脆斷失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則)的方法。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)34二、化工容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)展第一節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)35二、化工容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)展

(7)蠕變失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

將高溫容器筒體的蠕變變形量(或按蠕變方程計(jì)算出的相應(yīng)的應(yīng)力)限制在某一允許的范圍之內(nèi)，便可保證高溫容器在規(guī)定的使用期內(nèi)不發(fā)生蠕變失效，這就是蠕變失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述(8)失穩(wěn)失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

外壓容器的失穩(wěn)皺折需按照穩(wěn)定性理論進(jìn)行穩(wěn)定性校核，這就是失穩(wěn)失效的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。大型直立設(shè)備(如塔設(shè)備)在風(fēng)載與地震載荷下的縱向穩(wěn)定性校核也屬此類。

壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)35二、化工容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)展第一節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)36二、化工容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)展

(9)剛度失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的變形分析，將結(jié)構(gòu)中特定點(diǎn)的線位移及角位移限制在允許的范圍內(nèi)，即保證結(jié)構(gòu)有足夠的剛度。例如大型板式塔內(nèi)大直徑塔盤很薄，就應(yīng)限制塔盤板的撓度，不致使液層厚薄不一而引起穿過(guò)塔盤氣體分布不均和降低板效率。又如法蘭設(shè)計(jì)時(shí)除應(yīng)保證強(qiáng)度外還應(yīng)采用剛度校核法以限制法蘭的偏轉(zhuǎn)變形。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)36二、化工容器的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則發(fā)展第一節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)37第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述

一、壓力容器的失效模式

二、壓力容器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的發(fā)展

三、壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展

四、近代設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用

壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)37第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述

一壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)38三、容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展

(一)分析設(shè)計(jì)規(guī)范的出現(xiàn)和應(yīng)用大型高參數(shù)及高強(qiáng)材料的容器如何設(shè)計(jì)得更安全而又合理，一方面依靠詳細(xì)的應(yīng)力分析，另一方面更重要的是要正確估計(jì)各種應(yīng)力對(duì)容器失效的不同影響。將不同類型的應(yīng)力分別按不同的強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行限制。ASME在1955年設(shè)立了“評(píng)述規(guī)范應(yīng)力基準(zhǔn)特別委員會(huì)”，對(duì)許用應(yīng)力的基準(zhǔn)進(jìn)行研究，制訂對(duì)不同類型的應(yīng)力采用不同設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的規(guī)范。1965年形成了ASME規(guī)范的第Ⅲ卷第一版，在核電站的核容器設(shè)計(jì)中采用了以應(yīng)力分析為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法。對(duì)容器的危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的應(yīng)力分析，根據(jù)原因和性質(zhì)對(duì)應(yīng)力進(jìn)行分類，按各類應(yīng)力對(duì)容器失效的危害性的差異采用不同的準(zhǔn)則加以限制。即“以應(yīng)力分析為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)”，簡(jiǎn)稱“分析設(shè)計(jì)”(DesignbyAnalysis)。

第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)38三、容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展第一節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)39三、容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展

(一)分析設(shè)計(jì)規(guī)范的出現(xiàn)和應(yīng)用1968年ASME規(guī)范第Ⅷ卷“壓力容器”正式分為兩冊(cè)，第一冊(cè)(ASMEⅧ—1)為傳統(tǒng)的規(guī)則設(shè)計(jì)(DesignbyRules)規(guī)范，第二冊(cè)(ASMEⅧ—2)即為“分析設(shè)計(jì)”規(guī)范(DesignbyAnalysis)。分析設(shè)計(jì)法是建立在更為科學(xué)的基礎(chǔ)上的設(shè)計(jì)方法，更為合理可靠。英國(guó)從1976年開(kāi)始在BS5500規(guī)范中列入了壓力容器分析設(shè)計(jì)的內(nèi)容。日本的JIS8250規(guī)范(即“壓力容器構(gòu)造另一標(biāo)準(zhǔn)”)在1983年生效。1993年調(diào)整為JIS8281即“壓力容器的應(yīng)力分析和疲勞分析”。中國(guó)的容器分析設(shè)計(jì)規(guī)范于1995年以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的形式正式公布，稱為“JB4732鋼制壓力容器——分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)39三、容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展第一節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)40三、容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展

(二)疲勞設(shè)計(jì)規(guī)范的制訂

在交變載荷作用下容器應(yīng)力集中區(qū)域特別容易發(fā)生疲勞失效，壓力容器的疲勞不同于一般疲勞問(wèn)題，屬于高應(yīng)變(即在屈服點(diǎn)以上的)低周次的疲勞失效，亦稱“低周疲勞”。根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)研究和理論分析建立了安全應(yīng)力幅(Sa)與許用循環(huán)周次(N)的低周疲勞設(shè)計(jì)曲線，即Sa—N曲線。成了壓力容器疲勞設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。由于疲勞設(shè)計(jì)必須以應(yīng)力分析和應(yīng)力分類為基礎(chǔ)，疲勞設(shè)計(jì)是壓力容器分析設(shè)計(jì)的重要組成部分。目前各主要工業(yè)國(guó)家都吸收ASMEⅧ—2的方法制訂了疲勞設(shè)計(jì)規(guī)范。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)40三、容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展第一節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)41三、容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展

(三)防脆斷設(shè)計(jì)規(guī)范的建立低應(yīng)力脆斷是壓力容器的主要失效形式之一，特別是由高強(qiáng)度材料制成的厚壁焊接容器中容易發(fā)生。在斷裂力學(xué)取得重要成就的基礎(chǔ)上，引入容器設(shè)計(jì)中構(gòu)成了“防脆斷設(shè)計(jì)”這一內(nèi)容。美國(guó)于1971年在ASME第Ⅲ卷的附錄G中列入了核容器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的防止因裂紋性缺陷導(dǎo)致壓力容器發(fā)生低應(yīng)力脆斷的“防脆斷設(shè)計(jì)”內(nèi)容。在ASME規(guī)范第Ⅺ卷附錄A中引入了核容器在役檢驗(yàn)時(shí)如何用斷裂力學(xué)方法對(duì)裂紋缺陷進(jìn)行安全評(píng)定的內(nèi)容。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)41三、容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展第一節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)42三、容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展

(四)高溫容器蠕變?cè)O(shè)計(jì)的發(fā)展高溫容器常規(guī)的設(shè)計(jì)方法僅體現(xiàn)在許用應(yīng)力按高溫蠕變強(qiáng)度或持久強(qiáng)度選取，不足以體現(xiàn)高溫容器的壽命設(shè)計(jì)問(wèn)題。高溫蠕變失效問(wèn)題的深入研究，將高溫下蠕變的變形速率及變形量作為高溫容器壽命設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，形成了近代高溫容器設(shè)計(jì)的新準(zhǔn)則。由于高溫問(wèn)題的復(fù)雜性，這一設(shè)計(jì)方法目前尚未進(jìn)入規(guī)范。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)42三、容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展第一節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)43三、容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展

(五)歐盟EN13445標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)世美國(guó)ASME鍋爐壓力容器規(guī)范在世界各國(guó)產(chǎn)生了近一個(gè)世紀(jì)的重大影響。歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織(CEN)制訂的EN13445非直接火壓力容器標(biāo)準(zhǔn)已于2002年問(wèn)世，涵蓋了0.05MPa以上壓力容器的常規(guī)設(shè)計(jì)方法、應(yīng)力分類法、分析設(shè)計(jì)法與疲勞設(shè)計(jì)法，而且提出了許多設(shè)計(jì)的新概念及新設(shè)計(jì)方法。針對(duì)防止密封失效所提出的限定各種泄漏率的密封設(shè)計(jì)方法是非常有特色的。以致在世界壓力容器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面形成了美國(guó)ASME和歐盟13445兩大體系的新格局。這些都非常值得重視和深入研究。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)43三、容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展第一節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)44三、容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展

(五)歐盟EN13445標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)世EN13445適用于設(shè)計(jì)壓力大于0.5巴，材料為鐵素體或奧氏體鋼的非直接接觸火焰壓力容器，設(shè)計(jì)溫度低于鋼材蠕變控制許用應(yīng)力的相應(yīng)溫度。該標(biāo)準(zhǔn)不適用于以下承壓設(shè)備：移動(dòng)式壓力容器；失效后導(dǎo)致輻射影響的核設(shè)施上的壓力容器；能產(chǎn)生110℃以上過(guò)熱水蒸氣的壓力容器；采用鉚接結(jié)構(gòu)的壓力容器；灰口鑄鐵和其他EN13445-2和EN13445-6中沒(méi)有包括的材料制造的壓力容器；多層容器和經(jīng)自增強(qiáng)處理（包括內(nèi)表面擠壓處理）的容器；長(zhǎng)輸管道和工業(yè)管道。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)44三、容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展第一節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)45第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述

一、壓力容器的失效模式

二、壓力容器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的發(fā)展

三、壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范的主要進(jìn)展

四、近代設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用

壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)45第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述

一壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)46四、近代設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用

(一)數(shù)值分析法現(xiàn)代壓力容器的分析設(shè)計(jì)、疲勞設(shè)計(jì)等，涉及到對(duì)容器特殊部位的詳細(xì)應(yīng)力分析，大部分情況將必須依靠數(shù)值計(jì)算方法借助電子計(jì)算機(jī)來(lái)完成。常用的數(shù)值計(jì)算方法是有限元素法。將連續(xù)的結(jié)構(gòu)體離散為有限個(gè)單元，單元間靠節(jié)點(diǎn)相連，有限數(shù)量的單元組合體來(lái)代替原有的連續(xù)體。建立外載荷作用下的方程，這是個(gè)大型聯(lián)立方程組，由計(jì)算機(jī)完成計(jì)算。可用來(lái)解決桿系、板、殼、軸對(duì)稱與非軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)位移、應(yīng)變與應(yīng)力的計(jì)算。有限元法可求解靜態(tài)應(yīng)力、熱應(yīng)力以及穩(wěn)定問(wèn)題和振動(dòng)問(wèn)題?？汕蠼鈴椥?、彈塑性、蠕變和大撓度問(wèn)題，還可求解結(jié)構(gòu)發(fā)生塑性失效的極限載荷。國(guó)際上有許多著名的結(jié)構(gòu)分析的有限元程序，如ANSYS等。涉及結(jié)構(gòu)型性大變形等非線性問(wèn)題時(shí)，用ABAQUS／Standard更顯優(yōu)越。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)46四、近代設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用第一節(jié)壓力壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)47四、近代設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用

(二)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

將容器設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法編制成計(jì)算機(jī)程序代替人工設(shè)計(jì)并用計(jì)算機(jī)完成繪圖，這就是現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)?，F(xiàn)將容器計(jì)算規(guī)范的全部?jī)?nèi)容編制成一個(gè)大型程序，便成為可包羅容器設(shè)計(jì)計(jì)算全部?jī)?nèi)容的“軟件包”。設(shè)計(jì)時(shí)只需輸入必要的信息和指令，可自動(dòng)調(diào)用軟件包中的任意一章或數(shù)章，由計(jì)算機(jī)完成全部計(jì)算，計(jì)算結(jié)果可全部打印出來(lái)。還可由計(jì)算機(jī)完成繪圖工作，大大提高設(shè)計(jì)工作的效率。用計(jì)算機(jī)代替人工繪圖是采用編制好的化工容器及化工設(shè)備繪圖軟件，根據(jù)設(shè)計(jì)人員的指令進(jìn)行總圖與零部件圖的繪制。中國(guó)已具有這方面的較為成熟的商品軟件，許多專業(yè)設(shè)計(jì)院所已正式采用。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)47四、近代設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用第一節(jié)壓力壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)48四、近代設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用

(三)優(yōu)化設(shè)計(jì)與專家系統(tǒng)

壓力容器的優(yōu)化設(shè)計(jì)就是有綜合決策功能的設(shè)計(jì)。三方面的參數(shù)需處理：①結(jié)構(gòu)的獨(dú)立設(shè)計(jì)參數(shù)，如材料性能、設(shè)備尺寸、設(shè)計(jì)壓力與溫度等；②結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)(中間變量)，如應(yīng)力、形變、壓力降等，需經(jīng)計(jì)算分析后獲得；③結(jié)構(gòu)性能參數(shù)，如成本、利潤(rùn)、重量、容積、效率、功率或精度等，這些是設(shè)計(jì)追求優(yōu)化的目標(biāo)，因而稱為目標(biāo)函數(shù)。優(yōu)化設(shè)計(jì)是通過(guò)優(yōu)化方法反復(fù)迭代演算，得到符合優(yōu)化目標(biāo)的明確的最優(yōu)結(jié)果。優(yōu)化設(shè)計(jì)必須依靠計(jì)算機(jī)進(jìn)行，核心問(wèn)題是選擇適當(dāng)?shù)膬?yōu)化方法。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)48四、近代設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用第一節(jié)壓力壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)49四、近代設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用

(三)優(yōu)化設(shè)計(jì)與專家系統(tǒng)

壓力容器領(lǐng)域中的許多問(wèn)題需要由擁有這一領(lǐng)域知識(shí)、熟知其規(guī)律和方法的專家才能解決。如果建立一計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，使其擁有像人類專家一樣的分析、推理、學(xué)習(xí)、綜合判斷與決策的能力，可以得到和專家相同的結(jié)論，起到專家的作用，這就是人工智能技術(shù)中的專家系統(tǒng)。一般軟件只是用計(jì)算機(jī)直接搜索現(xiàn)存的答案，而專家系統(tǒng)中貯存的是進(jìn)行邏輯推理的能力、必要的知識(shí)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)，容器專家系統(tǒng)可在設(shè)計(jì)決策、運(yùn)行管理、故障分析等方面發(fā)揮特殊作用。第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)49四、近代設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用第一節(jié)壓力壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)50第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述

第二節(jié)壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)技術(shù)

第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)

第四節(jié)壓力容器的疲勞及高溫蠕變

壓力容器強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)及應(yīng)力分析壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)50第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述

第二節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)51第二節(jié)壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)技術(shù)一、壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述二、壓力容器強(qiáng)度校核三、壓力容器的結(jié)構(gòu)概述壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)51第二節(jié)壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)技術(shù)一、壓力壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)52壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——設(shè)計(jì)壓力范圍一、常用設(shè)計(jì)規(guī)范及適用的壓力范圍GB150－1998《鋼制壓力容器》，彈性失效準(zhǔn)則，第一強(qiáng)度理論。設(shè)計(jì)壓力P：0.1～35MPa；真空度：≥0.02MPaJB4732－95《鋼制壓力容器-分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，彈塑性失效準(zhǔn)則，第三強(qiáng)度理論。設(shè)計(jì)壓力P：0.1～100MPa；真空度：≥0.02MPa

疲勞載荷；高溫蠕變因?yàn)槿菀?guī)的監(jiān)察范圍是以最高工作壓力定義，而容器的分類以設(shè)計(jì)壓力分類，故假設(shè)有一個(gè)設(shè)計(jì)壓力1MPa而最大工作壓力0.08的容器，則不受《容規(guī)》監(jiān)察。GB151－1999《管殼式換熱器》

設(shè)計(jì)壓力P：0.1～35MPa；真空度：≥0.02MPaGB12337－1998《鋼制球形儲(chǔ)罐》

設(shè)計(jì)壓力：P≤4MPa；公稱容積：V≥50M3壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)52壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——設(shè)計(jì)壓力范圍一壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)53壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——設(shè)計(jì)載荷二、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的載荷GB150－1998《鋼制壓力容器》：（1）內(nèi)壓、外壓或最大壓差；（2）液體靜壓力(≥5%P)；需要時(shí)，還應(yīng)考慮以下載荷（3）容器的自重（內(nèi)件和填料），以及正常工作條件下或壓力試驗(yàn)狀態(tài)下內(nèi)裝物料的重力載荷；（4）附屬設(shè)備及隔熱材料、襯里、管道、扶梯、平臺(tái)等的重力載荷；（5）風(fēng)載荷、地震力、雪載荷；（6）支座、座底圈、支耳及其他形式支撐件的反作用力；（7）連接管道和其他部件的作用力；（8）溫度梯度或熱膨脹量不同引起的作用力；（9）包括壓力急劇波動(dòng)的沖擊載荷；（10）沖擊反力,如流體沖擊引起的反力等；（11）運(yùn)輸或吊裝時(shí)的作用力。壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)53壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——設(shè)計(jì)載荷二、壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)54壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——術(shù)語(yǔ)壓力三、重要名詞術(shù)語(yǔ)1、壓力（除注明者外，壓力均為表壓力）（1）工作壓力Pw：在正常工作情況下，容器頂部可能達(dá)到的最高壓力。（2）設(shè)計(jì)壓力P：指設(shè)定的容器頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)載荷條件，其值不低于工作壓力。（3）計(jì)算壓力PC：指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下，用以確定元件厚度的壓力，其中包括液柱靜壓力。當(dāng)元件所承受的液柱靜壓力小于5%設(shè)計(jì)壓力時(shí)，可忽略不計(jì)。（4）試驗(yàn)壓力PT：在壓力試驗(yàn)時(shí)，容器頂部的壓力。壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)54壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——術(shù)語(yǔ)壓力三、重壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)55壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——術(shù)語(yǔ)壓力1、壓力（除注明者外，壓力均為表壓力）（5）最大允許工作壓力[Pw]：指在設(shè)計(jì)溫度下，容器頂部所允許承受的最大表壓力。該壓力是根據(jù)容器殼體的有效厚度計(jì)算所得，且取最小值。

最大允許工作壓力可作為確定保護(hù)容器的安全泄放裝置動(dòng)作壓力（安全閥開(kāi)啟壓力或爆破片設(shè)計(jì)爆破壓力）的依據(jù)。（6）安全閥的開(kāi)啟壓力PZ：安全閥閥瓣開(kāi)始離開(kāi)閥座，介質(zhì)呈連續(xù)排出狀態(tài)時(shí)，在安全閥進(jìn)口測(cè)得的壓力。介于容器最大工作壓力和設(shè)計(jì)壓力之間。（7）爆破片的標(biāo)定爆破壓力Pb：爆破片銘牌上標(biāo)明的爆破壓力。1.0-1.1壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)55壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——術(shù)語(yǔ)壓力1、壓壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)56壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——設(shè)計(jì)壓力選取壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)56壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——設(shè)計(jì)壓力選取壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)57壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——術(shù)語(yǔ)溫度2、溫度（1）溫度金屬溫度：容器元件沿截面厚度的溫度平均值。工作溫度：容器在正常工作情況下介質(zhì)溫度。（2）最高、最低工作溫度：容器在正常工作情況下可能出現(xiàn)介質(zhì)最高、最低溫度。（3）設(shè)計(jì)溫度：容器在正常工作情況，設(shè)定的元件的金屬溫度（沿元件金屬截面的溫度平均值）。

設(shè)計(jì)溫度與設(shè)計(jì)壓力一起作為壓力容器的設(shè)計(jì)載荷條件。

（4）試驗(yàn)溫度：系指壓力試驗(yàn)時(shí)容器殼體的金屬溫度。壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)57壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——術(shù)語(yǔ)溫度2、溫壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)58壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——術(shù)語(yǔ)厚度3、厚度（1）計(jì)算厚度δ：由計(jì)算壓力計(jì)算（設(shè)計(jì)壓力加靜壓力）得到，容器受壓元件為滿足強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求，按相應(yīng)公式計(jì)算得到的不包括厚度附加量的厚度。（2）設(shè)計(jì)厚度δd：計(jì)算厚度與腐蝕裕量之和。（3）名義厚度δn（即圖樣標(biāo)注厚度）：設(shè)計(jì)厚度加上鋼材厚度負(fù)偏差后，向上圓整至鋼材（鋼板或鋼管）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度。（4）有效厚度δe：名義厚度減去厚度附加量（腐蝕裕量與鋼材厚度負(fù)偏差之和）。（5）最小實(shí)測(cè)厚度：實(shí)際測(cè)量的容器殼體厚度的最小值。厚度校核時(shí)如果局部減薄用《檢規(guī)》的G0校核，如果均勻減薄，則需要考慮腐蝕余量后校核。（6）厚度附加量：設(shè)計(jì)容器受壓元件時(shí)所必須考慮的附加厚度，包括鋼板（或鋼管）厚度負(fù)偏差C1及腐蝕裕量C2。<制造減薄量C3>注意：容器殼體加工成型后不包括腐蝕裕量的最小厚度δmin：對(duì)碳素鋼、低合金鋼，不小于3mm

對(duì)高合金鋼，不小于2mm壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)58壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——術(shù)語(yǔ)厚度3、厚壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)59壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述—失效準(zhǔn)則、強(qiáng)度理論四、失效準(zhǔn)則:容器從承載到載荷的不斷加大最后破壞經(jīng)歷彈性變形、塑性變形、爆破，因此容器強(qiáng)度失效準(zhǔn)則有三種觀點(diǎn)：（1）彈性失效——常規(guī)設(shè)計(jì)（GB150等）彈性失效準(zhǔn)則認(rèn)為殼體內(nèi)壁產(chǎn)生屈服即達(dá)到材料屈服限時(shí)該殼體即失效，將應(yīng)力限制在彈性范圍，按照強(qiáng)度理論把筒體限制在彈性變形階段。認(rèn)為圓筒內(nèi)壁面出現(xiàn)屈服時(shí)即為承載的最大極限。

材料的拉伸曲線，彈性、塑性、屈服、屈服硬化階段。（2）塑性失效——分析設(shè)計(jì)（JB4732）塑性失效準(zhǔn)則將容器的應(yīng)力限制在塑性范圍，認(rèn)為圓筒內(nèi)壁面出現(xiàn)屈服而外層金屬仍處于彈性狀態(tài)時(shí)，并不會(huì)導(dǎo)致容器發(fā)生破壞，只有當(dāng)容器內(nèi)外壁面全屈服時(shí)才為承載的最大極限。（3）爆破失效——高壓、超高壓設(shè)計(jì),國(guó)內(nèi)沒(méi)有設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，國(guó)外ASMEⅢ有爆破失效準(zhǔn)則認(rèn)為容器由韌性鋼材制成，有明顯的應(yīng)變硬化現(xiàn)象，即便是容器整體屈服后仍有一定承載潛力，只有達(dá)到爆破時(shí)才是容器承載的最大極限。*****用途：設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，指標(biāo)限制，什么時(shí)候算失效，不能用。對(duì)特定參數(shù)的容器，按照彈性準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的容器需要的壁厚最大壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)59壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述—失效準(zhǔn)則、強(qiáng)度理壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)60壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述—失效準(zhǔn)則、強(qiáng)度理論五、強(qiáng)度理論：第一強(qiáng)度理論（最大主應(yīng)力理論）——常規(guī)設(shè)計(jì)（GB150等）這個(gè)理論也叫做“最大正應(yīng)力理論”，該理論假定材料的破壞只取決于絕對(duì)值最大的正應(yīng)力，就是說(shuō)，材料不論在什么復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下，只要三個(gè)主應(yīng)力中有一個(gè)達(dá)到軸向拉伸或壓縮中破壞應(yīng)力的數(shù)值時(shí)，材料就要發(fā)生破壞。適合脆性材料。適合常規(guī)設(shè)計(jì)。對(duì)容器來(lái)說(shuō)，σ1為環(huán)向，σ2為軸向，σ3對(duì)薄壁的為0。第二強(qiáng)度理論（最大變形理論）這個(gè)理論也稱為“最大線應(yīng)變理論”，它認(rèn)為材料的破壞取決于最大線應(yīng)變，即最大相對(duì)伸長(zhǎng)或縮短。適合脆性材料。目前應(yīng)用較少。

第三強(qiáng)度理論（最大剪應(yīng)力理論）——分析設(shè)計(jì)（JB4732）此即“最大剪應(yīng)力理論”。該理論認(rèn)為，無(wú)論材料在什么應(yīng)力狀態(tài)下，只要最大剪應(yīng)力達(dá)到在軸向拉伸中破壞時(shí)的數(shù)值，材料就發(fā)生破壞。目前應(yīng)用較多。

第四強(qiáng)度理論（剪切變形能理論）該理論也稱作“形狀改變比能理論”認(rèn)為材料的破壞取決于變形比能，把材料的破壞歸結(jié)為應(yīng)力與變形的綜合。*****用途：將復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行等效簡(jiǎn)化，以便建立強(qiáng)度條件關(guān)系式。壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)60壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述—失效準(zhǔn)則、強(qiáng)度理壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)61壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——計(jì)算公式筒體六、計(jì)算公式1.內(nèi)壓圓筒體計(jì)算公式2.內(nèi)壓球殼計(jì)算公式注意：1、公式中各參數(shù)的含義、單位制、確定原則及注意事項(xiàng)。

2、δd=δ+C2

（設(shè)計(jì)厚度＝計(jì)算厚度＋腐蝕裕量）

δn=δ+C2+C1+△(圓整)（名義厚度＝）

δe=δ+△（有效厚度＝）壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)61壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——計(jì)算公式筒體六壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)62壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——計(jì)算公式筒體sjsjsqsqppa(a)(b)yxDi

t壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)62壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——計(jì)算公式筒體s壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)63過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)應(yīng)力求解圓周平衡：靜定圖2-2軸向平衡：==壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)63過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)應(yīng)力圓周平衡：靜定圖2-2壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)64無(wú)力矩理論拉普拉斯方程。壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)64無(wú)力矩理論拉普拉斯方程。壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)65區(qū)域平衡方程●無(wú)力矩理論的兩個(gè)基本方程微元平衡方程區(qū)域平衡方程從而得到各種回轉(zhuǎn)薄殼的薄膜應(yīng)力壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)65區(qū)域平衡方程●無(wú)力矩理論的兩個(gè)基本方程壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)66壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——計(jì)算公式封頭壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)66壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——計(jì)算公式封頭壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)67壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——計(jì)算公式封頭壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)67壓力容器強(qiáng)度計(jì)算概述——計(jì)算公式封頭壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)68壓力容器強(qiáng)度校核——校核公式一、校核公式1.內(nèi)壓圓筒體——按壁厚校核≤δ測(cè)2.內(nèi)壓圓筒體——按壓力校核≥P

壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)68壓力容器強(qiáng)度校核——校核公式一、校核公壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)69壓力容器強(qiáng)度校核——校核參數(shù)選?。?）二、校核參數(shù)的選?。?）原則：腐蝕裕量=腐蝕速率（mm/年）×至下一個(gè)檢驗(yàn)周期的年數(shù)

實(shí)際：用減薄量估算（2）壓力Pc：①取容器實(shí)際最高工作壓力；②裝有安全泄放裝置取:安全閥開(kāi)啟壓力或爆破片爆破壓力；③盛裝液化氣體容器取原設(shè)計(jì)壓力?！⒁鉁囟?、組分

當(dāng)容器的液柱靜壓力≥5%Pc,要計(jì)入液柱靜壓力（球形儲(chǔ)罐均要計(jì)入液柱靜壓力）。（3）溫度：溫度主要用來(lái)確定材料許用應(yīng)力，強(qiáng)度校核溫度一般取實(shí)際最高壁溫，當(dāng)無(wú)準(zhǔn)確壁溫值時(shí)，取容器的實(shí)際最高工作溫度（熱介質(zhì)的最高工作溫度），低溫壓力容器，取常溫（20℃）值。（4）許用應(yīng)力，GB150屈服1.6，抗拉3.0安全系數(shù)。如16MnR抗拉510MPa/3.0=170(許用應(yīng)力）（見(jiàn)GB150），對(duì)屈服345/1.6＝216，故按照保守，取170許用應(yīng)力。從理論上來(lái)說(shuō)，耐壓取1.25的系數(shù)，而實(shí)際屈服安全系數(shù)1.6，故不會(huì)塑性變形，但是仍然需要校核水壓薄膜應(yīng)力，主要是1.25后邊有個(gè)溫度因子。①壓力容器的材料牌號(hào)明確的，直接按相應(yīng)材料牌號(hào)選取許用應(yīng)力，當(dāng)材料牌號(hào)不明確，可按壓力容器同類材料的最低標(biāo)準(zhǔn)值選取，如不能滿足強(qiáng)度要求時(shí)，則進(jìn)行材料化驗(yàn)、硬度測(cè)定確定強(qiáng)度等級(jí)，選取許用應(yīng)力值。②選取許用應(yīng)力值時(shí)取最高工作溫度或壁溫下的許用應(yīng)力；③液化氣儲(chǔ)罐，取設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力；④低溫容器取20℃下的許用應(yīng)力。壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)69壓力容器強(qiáng)度校核——校核參數(shù)選取（1）壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)70壓力容器強(qiáng)度校核——校核參數(shù)選?。?）二、校核參數(shù)的選?。?）直徑：內(nèi)直徑按實(shí)測(cè)最大值選取。（6）焊接接頭系數(shù)焊接接頭系數(shù)根據(jù)焊接接頭的實(shí)際結(jié)構(gòu)形式和無(wú)損檢測(cè)比例，按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取。對(duì)焊接接頭形式不清，又無(wú)出廠資料可取φ=0.6，不能滿足強(qiáng)度條件時(shí)，可采用X射線或超聲波探傷，確認(rèn)焊接接頭實(shí)際結(jié)構(gòu)形式和焊接接頭內(nèi)在質(zhì)量后確定焊接接頭系數(shù)。如進(jìn)行局部抽查合格按局部探傷選焊接接頭系數(shù)，如進(jìn)行100％探傷合格，可按100％探傷選取焊接接頭系數(shù)。對(duì)遠(yuǎn)離焊接接頭母材的局部腐蝕，用最小實(shí)測(cè)壁厚驗(yàn)算母材應(yīng)力水平時(shí)，焊接接頭系數(shù)可取1。三、例題——必須會(huì)進(jìn)行強(qiáng)度校核壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)70壓力容器強(qiáng)度校核——校核參數(shù)選?。?）壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)71壓力容器強(qiáng)度校核——壓力試驗(yàn)應(yīng)力校核壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)71壓力容器強(qiáng)度校核——壓力試驗(yàn)應(yīng)力校核壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)72（3）夾套容器對(duì)于帶夾套的容器，應(yīng)在圖樣上分別注明內(nèi)筒和夾套的試驗(yàn)壓力。當(dāng)內(nèi)筒設(shè)計(jì)壓力為正值時(shí)，按內(nèi)壓確定試驗(yàn)壓力。當(dāng)內(nèi)筒設(shè)計(jì)壓力為負(fù)值時(shí)，按外壓進(jìn)行液壓試驗(yàn)。在內(nèi)筒液壓試驗(yàn)合格后，再焊接夾套。并對(duì)夾套進(jìn)行壓力試驗(yàn)，在確定了試驗(yàn)壓力后，必須校核內(nèi)筒在該試驗(yàn)外壓力作用下的穩(wěn)定性。如果不能滿足穩(wěn)定要求，則應(yīng)規(guī)定在作夾套的液壓試驗(yàn)時(shí)，必須同時(shí)在內(nèi)筒保持一定壓力，以使整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程（包括升壓、保壓和卸壓）中的任一時(shí)間內(nèi)，夾套和內(nèi)筒的壓力差不超過(guò)設(shè)計(jì)壓差。圖樣上應(yīng)注明這一要求，以及試驗(yàn)壓力和允許壓差。（4）對(duì)立式容器臥置進(jìn)行液壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)壓力應(yīng)為立置時(shí)的試驗(yàn)壓力加液柱靜壓力。

壓力容器強(qiáng)度校核——壓力試驗(yàn)應(yīng)力校核壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)72（3）夾套容器壓力容器強(qiáng)度校核——壓力壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)73壓力容器強(qiáng)度校核——壓力試驗(yàn)應(yīng)力校核壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)73壓力容器強(qiáng)度校核——壓力試驗(yàn)應(yīng)力校核壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)74壓力容器強(qiáng)度校核——壓力試驗(yàn)應(yīng)力校核

壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)74壓力容器強(qiáng)度校核——壓力試驗(yàn)應(yīng)力校核

壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)75壓力容器結(jié)構(gòu)概述

壓力容器一般是由筒體（又稱殼體）、封頭（又稱端蓋）、法蘭、接管、人孔、支座、密封元件、安全附件等組成。它們統(tǒng)稱為過(guò)程設(shè)備零部件，這些零部件大都有標(biāo)準(zhǔn)。其典型過(guò)程設(shè)備有換熱器、反應(yīng)器、分離容器、儲(chǔ)存容器等。壓力容器的結(jié)構(gòu)形狀主要有圓筒形、球形、組合形。圓筒形容器是由圓柱形筒體和各種成型封頭（半球形、橢圓形、碟形、錐形）所組成。球形容器由數(shù)塊球瓣板拼焊成。承壓能力很好，但由于安置內(nèi)件不便和制造稍難，故一般用作貯罐。壓力容器的筒體、封頭（端蓋）、人孔蓋、人孔法蘭、人孔接管、膨脹節(jié)、開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)圈、設(shè)備法蘭；球罐的球殼板；換熱器的管板和換熱管；M36以上的主螺栓及公稱直徑大于250mm的接管和管法蘭均作為主要受壓元件。人造水晶釜約140MPa，根據(jù)受力，徑向力為0卷板（120mm以下）-包扎；鍛焊（340mm）－整體鍛造－纏繞（1000MPa),纏繞的缺點(diǎn)在于軸向力不能約束，只能約束周向力。壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)75壓力容器結(jié)構(gòu)概述壓力容壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)76壓力容器結(jié)構(gòu)概述——零部件1.筒體圓柱形筒體是壓力容器主要形式，制造容易、安裝內(nèi)件方便、而且承壓能力較好，因此應(yīng)用最廣。圓筒形容器又可以分為立式容器和臥式容器。由于容器的筒體不但存在與容器封頭、法蘭相配的問(wèn)題，而且臥式容器的支座標(biāo)準(zhǔn)也是按照容器的公稱直徑系列制定的，所以不但管子有公稱直徑，筒體也制定了公稱直徑系列。對(duì)于用鋼板卷焊的筒體，用筒體的內(nèi)徑作為它的公稱直徑，其系列尺寸有300、400、500、600…等，如果筒體是用無(wú)縫鋼管制作的，用鋼管的外徑作為筒體的公稱直徑。夾套容器一般都是一主一輔，輔為主達(dá)到某種工況壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)76壓力容器結(jié)構(gòu)概述——零部件1.筒體壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)77壓力容器結(jié)構(gòu)概述——零部件2.封頭（1）球形封頭——壁厚最薄，用材比較節(jié)省。但封頭深度大、制造比較困難。（2）橢圓形封頭——橢圓形封頭縱剖面的曲線部分是半個(gè)橢圓形，直邊段高度為h，因此橢圓形封頭是由半個(gè)橢球和一個(gè)高度為h的圓筒形筒節(jié)構(gòu)成。橢圓殼體周邊的周向應(yīng)力為壓應(yīng)力，應(yīng)保證不失穩(wěn)。（3）碟形封頭——碟形封頭是由三部分組成。第一部分是以半徑為Ri的球面部分，第二部分是以半徑為Di/2的圓筒形部分，第三部分是連接這兩部分的過(guò)渡區(qū)，其曲率半徑為r,Ri與r均以內(nèi)表面為基準(zhǔn)。不連續(xù)過(guò)渡導(dǎo)致邊緣應(yīng)力。壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)77壓力容器結(jié)構(gòu)概述——零部件2.封頭壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)78壓力容器結(jié)構(gòu)概述——零部件（4）球冠形封頭——球冠形封頭可用作端封頭，也可以用作容器中兩獨(dú)立受壓室的中間封頭，由于封頭為一球面且無(wú)過(guò)渡區(qū)，在連接邊緣有較大邊緣應(yīng)力，要求封頭與筒體聯(lián)接處的T形接頭采用全焊透結(jié)構(gòu)。（5）錐形封頭——錐形封頭有無(wú)折邊錐形封頭和折邊錐形封頭。（6）平蓋——彎曲應(yīng)力較大，在等厚度、同直徑條件下，平板內(nèi)產(chǎn)生的最大彎曲應(yīng)力是圓筒壁薄膜應(yīng)力的20～30倍。但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。

壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)78壓力容器結(jié)構(gòu)概述——零部件壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)79壓力容器結(jié)構(gòu)概述——零部件3.支座支座是用來(lái)支承容器重量和用來(lái)固定容器的位置。支座一般分為立式容器支座、臥式容器支座。立式容器支座分為耳式支座、支承式支座、腿式支座和裙式支座。臥式容器多使用鞍式支座。

4.法蘭法蘭連接主要優(yōu)點(diǎn)是密封可靠和足夠的強(qiáng)度。缺點(diǎn)是不能快速拆卸、制造成本較高。法蘭分類主要有以下方法：（1）按其被連接的部件分為壓力容器法蘭和管法蘭。（2）按法蘭接觸面的寬窄可分為窄面法蘭和寬面法蘭。（3）按整體性程度分為整體法蘭、松式法蘭和任意式法蘭。5.人孔與手孔

壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)79壓力容器結(jié)構(gòu)概述——零部件3.支座壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)80壓力容器結(jié)構(gòu)概述——開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)1為何要進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)通常所用的壓力容器，由于各種工藝和結(jié)構(gòu)的要求，需要在容器上開(kāi)孔和安裝接管，由于開(kāi)孔去掉了部分承壓金屬，不但會(huì)削弱容器的器壁的強(qiáng)度，而且還會(huì)因結(jié)構(gòu)連續(xù)性受到破壞在開(kāi)孔附近造成較高的局部應(yīng)力集中。這個(gè)局部應(yīng)力峰值很高，達(dá)到基本薄膜應(yīng)力的3倍，甚至5-6倍。再加上開(kāi)孔接管處有時(shí)還會(huì)受到各種外載荷、溫度等影響，并且由于材質(zhì)不同，制造上的一些缺陷、檢驗(yàn)上的不便等原因的綜合作用，很多失效就會(huì)在開(kāi)孔邊緣處發(fā)生。主要表現(xiàn)疲勞破壞和脆性裂紋，所以必須進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。2壓力容器為何有時(shí)可允許不另行補(bǔ)強(qiáng)壓力容器允許可不另行補(bǔ)強(qiáng)是鑒于以下因素：容器在設(shè)計(jì)制造中，由于用戶要求，材料代用等原因，殼體厚度往往超過(guò)實(shí)際強(qiáng)度的需要。厚度的增加使最大應(yīng)力有所降低，實(shí)際上容器已被整體補(bǔ)強(qiáng)了。例如：在選材時(shí)受鋼板規(guī)格的限制，使壁厚有所增加；或在計(jì)算時(shí)因焊接系數(shù)壁厚增加，而實(shí)際開(kāi)孔不在焊縫上。在多數(shù)情況下，接管的壁厚多與實(shí)際需要，多余的金屬起到了補(bǔ)強(qiáng)的作用。

壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)80壓力容器結(jié)構(gòu)概述——開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)1壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)81壓力容器結(jié)構(gòu)概述——開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)3開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)所謂開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，就是指采取適當(dāng)增加殼體或接管壁厚的方法以降低應(yīng)力集中系數(shù)。其所涉及的有補(bǔ)強(qiáng)形式、開(kāi)孔處內(nèi)外圓角的大小以及補(bǔ)強(qiáng)金屬量等。(1)加強(qiáng)圈是最常見(jiàn)的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，貼焊在殼體與接管連接處，如圖a、b、c。該補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但加強(qiáng)圈與金屬間存在一層靜止的氣隙，傳熱效果差。當(dāng)兩者存在溫差時(shí)熱膨脹差也較大，因而在局部區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。另外，加強(qiáng)圈較難與殼體形成整體，因而抗疲勞性能較差。這種補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)一般用于靜壓、常溫及中、低壓容器。(2)接管補(bǔ)強(qiáng)，即在殼壁與接管之間焊上一段厚壁加強(qiáng)管，如圖d、e、f。它的特點(diǎn)是能使所有用來(lái)補(bǔ)強(qiáng)的金屬材料都直接處在最大應(yīng)力區(qū)域內(nèi)，因而能有效地降低開(kāi)孔周圍的應(yīng)力集中程度。低合金高強(qiáng)度鋼制的壓力容器與一般低碳鋼相比有較高的缺口敏感性，采用接管補(bǔ)強(qiáng)為好。(3)整鍛件補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)如圖g、h、I，此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是補(bǔ)強(qiáng)金屬集中于開(kāi)孔應(yīng)力最大的部位，補(bǔ)強(qiáng)后的應(yīng)力集中系數(shù)小。由于焊接接頭為對(duì)接焊，且焊接接頭及熱影響區(qū)可以遠(yuǎn)離最大應(yīng)力點(diǎn)位置，所以抗疲勞性能好。但這種結(jié)構(gòu)需要鍛件，且機(jī)械加工量大，所以一般只用于要求嚴(yán)格的設(shè)備。壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)81壓力容器結(jié)構(gòu)概述——開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)3壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)82壓力容器結(jié)構(gòu)概述——開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)圖補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)82壓力容器結(jié)構(gòu)概述——開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)83壓力容器結(jié)構(gòu)概述——開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)83壓力容器結(jié)構(gòu)概述——開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)84壓力容器結(jié)構(gòu)概述——開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)等面積補(bǔ)強(qiáng)示意圖壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)84壓力容器結(jié)構(gòu)概述——開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)85壓力容器結(jié)構(gòu)概述——開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)85壓力容器結(jié)構(gòu)概述——開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)86壓力容器結(jié)構(gòu)概述——開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)86壓力容器結(jié)構(gòu)概述——開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)87第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述

第二節(jié)壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)技術(shù)

第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)

第四節(jié)壓力容器的疲勞及高溫蠕變

壓力容器強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)及應(yīng)力分析壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)87第一節(jié)壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)概述

第二節(jié)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)88第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)

一、分析設(shè)計(jì)方法概述

二、容器的應(yīng)力分類

三、分析設(shè)計(jì)法對(duì)各類應(yīng)力強(qiáng)度的限制

四、應(yīng)力分析設(shè)計(jì)的程序及應(yīng)用壓力容器強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)及應(yīng)力分析壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)88第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)

一壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)89第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)一、分析設(shè)計(jì)法概述--常規(guī)設(shè)計(jì)的局限性（GB150、151、12337等）壓力容器的常規(guī)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期的實(shí)踐考驗(yàn)，簡(jiǎn)便可靠，目前仍為各國(guó)壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范所采用。然而，常規(guī)設(shè)計(jì)也有其局限性，主要表現(xiàn)在以下幾方面。1、載荷限制：常規(guī)設(shè)計(jì)將容器承受的“最大載荷”按一次施加的靜載荷處理，不涉及容器的疲勞壽命問(wèn)題，不考慮熱壓力。2、計(jì)算不準(zhǔn)確，難以發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)點(diǎn)，也不經(jīng)濟(jì)：常規(guī)設(shè)計(jì)以材料力學(xué)及板殼薄膜簡(jiǎn)化模型的簡(jiǎn)化計(jì)算公式為基礎(chǔ)，確定筒體中平均應(yīng)力的大小，只要此值限制在以彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則所確定的許用應(yīng)力范圍之內(nèi)，則認(rèn)為筒體是安全的。而對(duì)容器上結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)域和一些部件，只能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式或經(jīng)驗(yàn)系數(shù)計(jì)算，同時(shí)限制結(jié)構(gòu)尺寸、形狀、工作條件來(lái)保證安全。顯然，這種方法是粗略的，具有局限性。3、結(jié)構(gòu)限制：常規(guī)設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定了具體的容器結(jié)構(gòu)形式，但規(guī)范中未作規(guī)定或限制應(yīng)用的一些結(jié)構(gòu)和載荷形式就無(wú)法采用，因此，常規(guī)設(shè)計(jì)不利于新型設(shè)備和結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)和使用。壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)89第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)一、分析壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)90第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)一、分析設(shè)計(jì)法概述--分析設(shè)計(jì)法的思路（JB4732）1、采用（彈）塑性失效準(zhǔn)則，第三強(qiáng)度理論。2、精確計(jì)算各部位的應(yīng)力，將應(yīng)力分類，不同的應(yīng)力采用不同的限制條件。3、在選材、制造和檢驗(yàn)等方面提出更嚴(yán)格的要求，采取比常規(guī)設(shè)計(jì)低的安全系數(shù)。

JB4732規(guī)定的安全系數(shù)為ns=≥1.5，nb≥2.6GB150規(guī)定的安全系數(shù)為ns=≥1.6，nb≥3.04、利用極限分析理論控制一次應(yīng)力：極限分析假定結(jié)構(gòu)所用材料為理想彈塑性材料。在某一載荷下結(jié)構(gòu)進(jìn)入整體或局部區(qū)域的全域屈服后，變形將無(wú)限制地增大，結(jié)構(gòu)達(dá)到了它的極限承載能力，這種狀態(tài)即為塑性失效的極限狀態(tài)，這一載荷即為塑性失效時(shí)的極限載荷。5、利用結(jié)構(gòu)安定性理論控制二次應(yīng)力：如果一個(gè)結(jié)構(gòu)經(jīng)幾次反復(fù)加載后，其變形趨于穩(wěn)定，或者說(shuō)不再出現(xiàn)漸增的非彈性變形，則認(rèn)為此結(jié)構(gòu)是安定的。喪失安定后的結(jié)構(gòu)會(huì)在反復(fù)加載卸載中引起新的塑性變形，并可能因塑性疲勞或大變形而發(fā)生破壞。6、利用疲勞分析控制峰值應(yīng)力：當(dāng)局部高應(yīng)力區(qū)中的應(yīng)力超過(guò)材料的屈服點(diǎn)時(shí)，材料產(chǎn)生屈服變形，在載荷反復(fù)作用下，微裂紋于滑移帶或晶界處形成，這種微裂紋不斷擴(kuò)展，形成宏觀疲勞裂紋并貫穿容器厚度，從而導(dǎo)致容器發(fā)生疲勞失效。壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)90第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)一、分析壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)91一、分析設(shè)計(jì)法概述

前面所述的容器設(shè)計(jì)方法都基于彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，將容器中最大應(yīng)力限制在彈性范圍內(nèi)可保證安全。這種“規(guī)則設(shè)計(jì)”方法對(duì)設(shè)計(jì)的容器基本上是安全的，主要著眼于限制容器中的最大薄膜應(yīng)力或其他由機(jī)械載荷直接產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力及剪應(yīng)力等。這種方法仍是現(xiàn)今設(shè)計(jì)規(guī)范的主流。但應(yīng)當(dāng)看到，這種設(shè)計(jì)方法對(duì)容器中的某些應(yīng)力，例如結(jié)構(gòu)不連續(xù)應(yīng)力，開(kāi)孔接管部位的集中應(yīng)力等并不逐一進(jìn)行強(qiáng)度校核，特別是當(dāng)載荷(壓力或溫度)有交變可能引起結(jié)構(gòu)的疲勞失效時(shí)也未對(duì)這些應(yīng)力進(jìn)行安全性校核。第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)91一、分析設(shè)計(jì)法概述第三節(jié)壓力容器壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)92一、分析設(shè)計(jì)法概述

隨著技術(shù)的發(fā)展，核容器和大型化的高參數(shù)化工容器的廣泛使用，工程師們逐步認(rèn)識(shí)到各種不同的應(yīng)力對(duì)容器的失效有不同的影響。應(yīng)從產(chǎn)生應(yīng)力的原因、作用的部位及對(duì)失效的影響幾方面將容器中的應(yīng)力進(jìn)行合理的分類，形成了“應(yīng)力分類”的概念和相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)方法。按不同類別的應(yīng)力可能引起的失效模式建立起彈性失效、塑性失效、彈塑性失效及疲勞失效的設(shè)計(jì)與校核方法，并給出不同的應(yīng)力限制條件。這就是應(yīng)力分析設(shè)計(jì)的總體思想。這套方法的基礎(chǔ)首先要對(duì)容器中關(guān)鍵部位逐一進(jìn)行應(yīng)力分析，然后才能進(jìn)行應(yīng)力分類。第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)92一、分析設(shè)計(jì)法概述第三節(jié)壓力容器壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)93一、分析設(shè)計(jì)法概述

(一)容器的載荷與應(yīng)力(1)由壓力載荷引起的應(yīng)力由內(nèi)外介質(zhì)均布?jí)毫d荷在回轉(zhuǎn)殼體中產(chǎn)生的應(yīng)力?？梢揽客廨d荷與內(nèi)力的平衡關(guān)系求解。在薄壁殼體中這種應(yīng)力即為沿壁厚均勻分布的薄膜應(yīng)力，并在容器的總體范圍內(nèi)存在。第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)厚壁容器中的應(yīng)力是沿壁厚呈非線性分布狀態(tài)，可以分解為均布分量和非均布分量。壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)93一、分析設(shè)計(jì)法概述第三節(jié)壓力容器壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)94一、分析設(shè)計(jì)法概述

(一)容器的載荷與應(yīng)力(2)由機(jī)械載荷引起的應(yīng)力壓力以外的其他機(jī)械載荷(如重力、支座反力、管道的推力)產(chǎn)生的應(yīng)力。這種應(yīng)力雖求解復(fù)雜，但也是符合外載荷與內(nèi)力平衡關(guān)系的。這類載荷引起的應(yīng)力往往僅存在于容器的局部，亦可稱為局部應(yīng)力。風(fēng)載與地震載荷也是壓力載荷以外的其他機(jī)械載荷，也滿足載荷與內(nèi)力的平衡關(guān)系，但作用范圍不是局部的，而且與時(shí)間有關(guān)，作為靜載荷處理時(shí)遍及容器整體，是非均布非軸對(duì)稱的載荷。第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)94一、分析設(shè)計(jì)法概述第三節(jié)壓力容器壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)95一、分析設(shè)計(jì)法概述

(一)容器的載荷與應(yīng)力(3)由不連續(xù)效應(yīng)引起的不連續(xù)應(yīng)力——以下三種情況均會(huì)產(chǎn)生不連續(xù)應(yīng)力：①幾何不連續(xù)(如曲率半徑有突變)；②載荷不連續(xù)；③材質(zhì)不連續(xù)。例如夾套反應(yīng)釜的內(nèi)筒在與夾套相焊接的地方就同時(shí)存在幾何不連續(xù)與載荷不連續(xù)(實(shí)際上還有軸向溫度的不連續(xù))。結(jié)構(gòu)不連續(xù)應(yīng)力不是由壓力載荷直接引起的，而是由結(jié)構(gòu)的變形協(xié)調(diào)引起的，在殼體上的分布范圍較大，可稱為總體不連續(xù)應(yīng)力。其沿壁厚的分布有的是線性分布有的也呈均布的。第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)95一、分析設(shè)計(jì)法概述第三節(jié)壓力容器壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)96一、分析設(shè)計(jì)法概述

(一)容器的載荷與應(yīng)力(4)由溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力：殼壁溫度沿經(jīng)向(軸向)或徑向(厚度方向)存在溫差，便引起熱膨脹差，通過(guò)變形的約束與協(xié)調(diào)便產(chǎn)生應(yīng)力，這就是溫差應(yīng)力或稱熱應(yīng)力。引起熱應(yīng)力的“載荷”是溫差，溫差表明該類載荷的強(qiáng)弱，故稱為熱載荷，以區(qū)別于機(jī)械載荷。熱應(yīng)力在殼體上的分布取決于溫差在殼體上的作用范圍，有的屬于總體范圍，有的是局部范圍。溫差應(yīng)力沿壁厚方向的分布可能是線性的或非線性的，有些則可能是均布的。第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)96一、分析設(shè)計(jì)法概述第三節(jié)壓力容器壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)97一、分析設(shè)計(jì)法概述

(一)容器的載荷與應(yīng)力(5)由應(yīng)力集中引起的集中應(yīng)力：容器上的開(kāi)孔邊緣、接管根部、小圓角過(guò)渡處因應(yīng)力集中而形成的集中應(yīng)力，其峰值可能比基本應(yīng)力高出數(shù)倍。數(shù)值雖大，但分布范圍很小。應(yīng)力集中問(wèn)題的求解一般不涉及殼體中性面的總體不連續(xù)問(wèn)題，主要是局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)問(wèn)題，并依靠彈性力學(xué)方法求解。實(shí)際很難求得理論的彈性解，常用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定或采用數(shù)值解求得。第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)97一、分析設(shè)計(jì)法概述第三節(jié)壓力容器壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)98一、分析設(shè)計(jì)法概述

(二)應(yīng)力分析設(shè)計(jì)中的術(shù)語(yǔ)：(1)薄膜應(yīng)力(Membranestress)：是沿截面厚度均勻分布的應(yīng)力成分，其等于沿所考慮截面厚度的應(yīng)力平均值。

(2)彎曲應(yīng)力(Bendingstress)：是法向應(yīng)力沿截面厚度上的變化分量。沿厚度的變化可以是線性的，也可以不是線性的。最大值發(fā)生在容器的表面處，設(shè)計(jì)時(shí)取最大值。分析設(shè)計(jì)的彎曲應(yīng)力是指線性的。(3)法向應(yīng)力(Normalstress)：垂直于所考慮截面的應(yīng)力分量，也稱正應(yīng)力。通常法向應(yīng)力沿部件厚度的分布是不均勻的，可將法向應(yīng)力視為由兩種成分組成，一是均勻分布的成分，該截面厚度應(yīng)力的平均值(即為薄膜應(yīng)力)；另一是沿截面厚度各點(diǎn)而變化的成分，可能是線性的，也可能是非線性的。第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)98一、分析設(shè)計(jì)法概述第三節(jié)壓力容器壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)99一、分析設(shè)計(jì)法概述

(二)應(yīng)力分析設(shè)計(jì)中的術(shù)語(yǔ)：(4)切應(yīng)力(Shearstress)：是與所考慮截面相切的應(yīng)力成分

。

(5)應(yīng)力強(qiáng)度(Stressintensity)：某處的應(yīng)力若系三向或二向應(yīng)力時(shí)，其組合應(yīng)力基于第三強(qiáng)度理論的當(dāng)量強(qiáng)度。規(guī)定為給定點(diǎn)處最大剪應(yīng)力的兩倍，即給定點(diǎn)處最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力的代數(shù)值(拉應(yīng)力為正值，壓應(yīng)力為負(fù)值)之差。(6)總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)(Grossstructuraldiscontinuity

)：指幾何形狀或材料不連續(xù)，使結(jié)構(gòu)在較大范圍內(nèi)的應(yīng)力或應(yīng)變發(fā)生變化，對(duì)結(jié)構(gòu)總的應(yīng)力分布與變形產(chǎn)生顯著影響。總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)的實(shí)例如：封頭、法蘭、接管、支座等與殼體的連接處，不等直徑或不等壁厚、或彈性模量不等的殼體的連接處。第三節(jié)壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)99一、分析設(shè)計(jì)法概述第三節(jié)壓力容器壓力容器檢驗(yàn)師培訓(xùn)100一、分析設(shè)計(jì)法概述

(二)應(yīng)力分析設(shè)計(jì)中的術(shù)語(yǔ)：(7)局部結(jié)