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压力容器常见技术知识问答,看看你会多少个

来源: 时间:2018-05-03

  压力容器的常规设计法与分析设计法有何主要区别?

  


内蒙古锅炉

  常规设计法:是以弹性失效为准则,以薄膜应力为基础,来计算元件的厚度限定最大应力不超过一定的许用值(通常为一倍的许用应力)。

  

  对容器中存在的较大的边缘应力等局部应力以增强系数等形式加以体现,并对计及局部应力后的最大赢利取与薄膜应力相同的强度许用值。

  

  分析设计法:以塑性失效和弹性失效准则为基础,计及容器中的各种应力,进行准确计算,并对应力加以分类,按照不同应力引起的不同破坏形式,分别予以不同的强度限制条件,以此对元件的厚度进行计算。

  

  26薄壁容器和厚壁容器如何划分?

  

  按照厚度t与其中曲率半径R的比值大小,一般(t/R)MAX≤0.1称为薄壳,反之为厚壳。对于圆柱壳体若外直径与内直径的壁纸K=(Do/Di)MAX≤1.1~1.2,则称为薄壁圆筒。

  

  27受内压的圆筒与球壳,其薄膜应力有何异同?

  

  相同:均产生两向薄膜应力,且各处一致。

  

  不同:圆筒中环向薄膜应力为轴向应力的两倍。球壳中的两向薄膜应力相等,其值等于等径圆筒中的轴向应力。为此在直径和压力相同时,球壳所需壁厚仅为圆筒一半。

  

  28边缘应力特点?

  

  局部性——边缘应力中以经向弯曲应力为主,但其作用范围不大,在经向方向上,离开边缘迅速下降。 

  

  自限性——边缘应力是由于满足相邻元件的变形协调而产生,当其应力达到材料的屈服点时,由于材料产生塑性流动,使变形协调得到满足。

  

  一旦变形得到满足,则材料的塑性流动也就自动中止。为此其应力和变形能自动得到限制。

  

  29椭圆形封头和蝶形风头为何带直边段?

  

  避免封头与圆筒的连接焊缝与边缘应力作用区重合。

  

  30何谓容器的稳定性和临界压力?有何特点?

  

  容器在压应力作用下,形状突然发生改变而产生瘪塌的失效形式成为失去稳定,其器壁受力由原先的薄膜应力状态突变为弯曲应力状态容器被压瘪时的最小外压应力称为临界压力。

  

  薄壁容器中只要存在压缩应力,就有失稳的可能。承受内压的标准椭圆形封头,因其过渡区域存在周向薄膜压缩应力,故也有稳定性问题,因此会对其最小厚度加以限制。

  

  31容器失稳有哪些类型?其特点如何?

  

  分为周向失稳和经向失稳。

  

  周向失稳是因容器周向压缩薄膜应力所引起;经向失稳是由容器轴向压缩薄膜应力造成。

  

  容器周向失稳,其横截面由圆形变成波形,经向失稳时,横截面仍为圆形,其经线由直线变为波形线。

  

  32何谓弹性失稳和非弹性失稳?用高强度钢代替低强度刚可否提高容器的弹性稳定性?

  

  失稳时器壁中的薄膜压缩应力小于材料的比例极限,应力与应变符合虎克定律时,称为弹性失稳,由于此时失稳临界压力与材料屈服极限无关,仅与弹性模数及泊松比有关,且各种钢材的弹性模数和泊松比差别不大,故以高强度钢代替低强度刚几乎无效。

  

  若失稳时器壁中的压缩应力大于材料的比例极限,应力与应变程非常线性关系,称为非弹性失稳,非弹性失稳时的临界压力与材料屈服极限有关,此时可用高强度钢代替低强度钢。

  

  33何以外压凸型风头均按外压球壳进行稳定设计?

  

  椭圆封头在内压作用下有“趋圆现象”,在外压作用下有“趋扁现象”,使封头过渡区产生周向拉伸薄膜应力,而不存在失稳问题,但在其“球面部分”则存在压缩薄膜应力,如同外压球壳,故须以球壳进行稳定计算。对椭圆封头则须计算其“球面部分”的当量球壳半径。

  

  34内压作用下热应力如何考虑?消除热应力的措施?

  

  内压内加热:内壁应力减小,而外壁应力增大,应力状态有可能恶化。当△t≤1.1P,可以不考虑热应力的影响。  

  

  内压外加热:内壁的综合应力增大,而外壁应力减小,应力状态恶化。必须考虑温差应力。 

  

  消除热应力的措施: 

  

  控制设备的加热和冷却速度; 

  

  控制和减小构件的热变形约束;

  

  设置膨胀节; 

  

  采用良好的保温层。

  

  35等面积法和压力面积法的区别?

  

  等面积法是基于薄膜应力的受力面积的补偿而来,而与力平衡无关。而压力面积法是基于开孔处的力平衡(以薄膜应力计算下保持在许用应力之下)。一般来说开孔较大时用压力面积法所需的面积较大。

  

  36螺栓法兰连接设计包括哪些内容?

  

  确定垫片材料、形式尺寸;确定螺栓材料、规格数量;确定法兰材料、密封面形式及结构尺寸;进行应力校核(计算中所有尺寸均不包括腐蚀裕量)。

  

  37什么叫窄面法兰?什么叫宽面法兰?

  

  垫片的接触面位于法兰螺栓孔包围的范围内称窄面法兰;垫片接触面分布于螺栓中心圆内外两侧的,称为宽面法兰。

  

  38法兰按其整体性程度分为几种形式?各有什么特点?

  

  松式法兰:法兰未能有效地与容器或接管连成一整体。计算中认为容器或接管不与法兰共同承受法兰力矩的作用。

  

  整体法兰:法兰、法兰颈部、及容器或接管三者能有效的连接成一整体结构,共同承担法兰力矩的作用。

  

  任意式法兰:是一些焊接法兰,其按整体法兰计算。

  

  39法兰强度校核时需校核哪些强度条件?

  

  轴向应力,环向应力,径向应力,组合应力,剪应力。

  

  40法兰连接的合理设计中,对垫片载荷有什么要求?

  

  为使法兰承受尽可能小的法兰力矩,在垫片设计中应尽可能控制较小的垫片载荷。

  

  为此要求,由垫片在预紧时的压紧载荷Fa所确定的螺栓载荷Wa与由垫片在操作时的压紧载荷Fp所确定的螺栓载荷Wp相接近。

  

  41法兰连接的合理设计中,对螺栓中心圆直径的确定有什么确定?

  

  为使法兰承受尽可能小的法兰力矩,在螺栓设计中尽可能控制较小的螺栓中心圆直径,为此要求法兰径向结构要求所确定的螺栓中心圆直径与由法兰环向结构所确定的螺栓中心圆直径相接近。

  

  42法兰设计时,为获得尽可能紧凑的法兰设计结果,对法兰的应力有什么要求?

  

  应使法兰的三个应力尽可能与相应的许用应力相接近,目的使法兰应力趋满应力状态,则可最充分的发挥材料的强度性能。

  

  43增加法兰锥颈厚度对法兰的应力是何影响?

  

  增大法兰锥颈尺寸,使锥颈的旋转刚度增加,则锥颈的承载比例加大,为此锥颈与法兰环间的边界力和边界力矩增大,也即锥颈端部的边界力,力矩增大,它会引起轴向弯曲应力增大。

  

  但由于锥颈的抗弯截面横量与锥颈厚度成二次方关系大大增加,最终造成锥颈轴向弯曲应力下降。

  

  边界力,力矩的增大则使作用于法兰内缘上的径向弯矩增大,从而导致法兰环的径向弯曲应力增加。由于法兰内缘上的径向弯矩增大,使法兰环的支持加大,则偏转减小,故其环向应力减小。

  

  44超压泄放装置包括几种,有何优缺点,对于什么样的压力容器不适用?

  

  有三种:安全阀,爆破片装置,安全法与爆破片装置的组合。

  

  安全阀是一种由进口静压开启的自动泄压阀门,他依靠介质自身的压力排出流体,以防止内部压力超过安全值,当内部压力恢复正常后,阀门自行关闭,阻止介质继续排出。

  

  爆破片是一种非重闭式泄压装置,由进口静压使爆破片受压爆破而泄放介质,以防止内部压力超过预定值。压力恢复正常后必须重新装上新的爆破片。

  

  凡符合下列情况者必须采用爆破片装置:

  

  容器内的介质会导致安全阀失灵者;不允许有物料泄漏的容器;容器内的压力增长过快,以致安全阀不能适应者;安全阀不能适应的其他情况。

  

  对于介质在操作过程中可能产生压力剧增,反应速度达到爆轰时的压力容器不适用这些超压泄放装置。

  

  45低温压力容器焊缝检测有什么特殊要求?

  

  凡按规定做100%检查的容器,其T形接头、对接焊缝,角焊缝,均需做100%磁粉或渗透检测,与受压元件相焊的非受压元件的连接焊缝亦按本条要求检查。

  

  46什么叫低温低应力工况,低温地应力工况的容器是否按低温压力容器考虑?低温地应力工况系指容器或其受压元件的设计温度虽然低于或等于-20℃,但其环向应力小于或等于钢材标准常温屈服强度,且不大于50MPa的工况。

  

  当容器或其受压元件使用在“低温地应力工况”下,若其设计温度增加50℃后,高于-20℃,不必遵循低温压力容器的规定。

  

  47焊接试板焊接接头的力学性能检验有哪几种?

  

  拉伸,弯曲,冲击试验。

  

  48压力容器及其部件在什么情况下应进行酸洗和钝化处理?

  

  有防腐要求的奥氏体不锈钢及复合钢板制容器的表面,应进行酸洗钝化处理。

  

  有防腐要求的奥氏体不锈钢制零部件按图样要求进行热处理后,需做酸洗钝化处理。


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