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壓力容器的應(yīng)力及其對安全的影響

作者:程力專用汽車股份有限公司 瀏覽次數(shù):5921 發(fā)布時間:2011-11-21 09:42:00

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應(yīng)力容器在使用過程中承受著各種載荷并相應(yīng)的產(chǎn)生各種應(yīng)力。

  各種載荷所產(chǎn)生的應(yīng)力

  1.由壓力而產(chǎn)生的應(yīng)力。這往往是確定容器壁厚的唯一因素。

  2.由重力產(chǎn)生的應(yīng)力。容器、附屬設(shè)備及介質(zhì)重力引起的應(yīng)力。

  3.由溫度而引起的應(yīng)力。溫度變化引起各部分變形(收縮或膨脹)要求不一致,從而產(chǎn)生應(yīng)力

  4.風(fēng)載荷產(chǎn)生的應(yīng)力。安裝在室外的塔器,大多數(shù)是支承式的,在風(fēng)力作用下,塔體就會隨風(fēng)向發(fā)生彎曲變形,使迎風(fēng)面產(chǎn)生拉伸應(yīng)力,而背風(fēng)面則產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。

  除上述載荷引起的應(yīng)力外,還有地震、在容器側(cè)旁或頂部裝置的重量較大的附屬裝置等均會使容器壁產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力。

                              12立方液化石油氣儲罐 丙烷儲罐

  應(yīng)力對容器安全運行的影響

  不同的載荷使容器產(chǎn)生的應(yīng)力或者由同一種載荷在容器各部位引起不同類型的應(yīng)力。

  有些應(yīng)力分布在容器的整個截面上,它使容器發(fā)生整體變形,且隨著應(yīng)力增大容器變形加劇,當(dāng)這些應(yīng)力達到材料的屈服極限時,容器即產(chǎn)生顯著的塑性變形,若應(yīng)力繼續(xù)增加,容器則因過度的塑性變形而最終破裂。由容器內(nèi)的壓力而產(chǎn)生的薄膜應(yīng)力就是這樣一種應(yīng)力。因其能直接導(dǎo)致容器的破壞,所以是影響容器安全最危險的一種應(yīng)力。

有些應(yīng)力只產(chǎn)生在容器的局部區(qū)域內(nèi),也能引起容器變形,當(dāng)應(yīng)力增大到材料的屈服極限時,局部地方還可能產(chǎn)生塑性變形,但由于相鄰區(qū)域應(yīng)力較低,材料處于彈性變形,使這局部地方的塑性變形受到制約而不能繼續(xù)發(fā)展,應(yīng)力將重新分布。一般溫度應(yīng)力和總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)處的彎曲應(yīng)力就是這樣一種應(yīng)力。在這種應(yīng)力作用下,容器的加載與卸載循環(huán)次數(shù)不需太多,就會導(dǎo)致容器破壞,因此對容器的安全也構(gòu)成重要影響。

  有些由應(yīng)力集中而次數(shù)的局部應(yīng)力,只局限在一個很小的區(qū)域內(nèi),因為這種應(yīng)力衰減的快,在其周圍附近會很快消失,因受到相鄰區(qū)域的制約,基本上不會使容器次數(shù)任何重要變形。如容器壁上的小孔或缺口附近的應(yīng)力集中就是這樣一種應(yīng)力。這種類型的應(yīng)力雖不會直接導(dǎo)致容器破壞,但可使韌性較差的材料發(fā)生脆性破壞,也會使容器發(fā)生疲勞破壞。故對容器安全也有一定影響。

 

                                          液氨儲罐(20m3)

  從上分析可知,不同應(yīng)力對壓力容器安全的影響雖然不同,但都可能導(dǎo)致容器破壞。為了防止在使用過程中壓力容器早期失效或發(fā)生破裂而導(dǎo)致嚴重的破壞事故,對容器在各種載荷下可能產(chǎn)生的各類型的應(yīng)力都不需加以控制而把它限制在允許范圍內(nèi)。要做到這一點,除設(shè)計人員精心設(shè)計外,操作人員認真操作,保持工況穩(wěn)定,不超溫、不超壓也是十分重要的。

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