壓力容器的失效形式
這篇文章大部分都是直接抄150釋義或者說是壓力容器設(shè)計工程師培訓(xùn)手冊的,還有些是我寫的,在家宅的腦子也不太清晰如果有問題私信我。ISO 16528綜合了世界主要工業(yè)國家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并參照歐洲標(biāo)準(zhǔn),ISO16528將鍋爐和壓容器的失效模式分為三大類:短期失效模式,長期失效模式,循環(huán)失效模式;并細(xì)分為十四種失效模式。
短期失效的就是很短時間設(shè)備就可以壞的,長期失效就是要經(jīng)過長時間的作用下設(shè)備才會壞的(選材或結(jié)構(gòu)不合理除外),循環(huán)失效模式就是在循環(huán)工況作用下其實就是疲勞破壞。
第一大類短期失效模式(short term failure modes)
1)脆性斷裂(brittle fracture)
2)韌性斷裂(ductile rupture)
3)超量變形引起的接頭泄漏(leakage at joints due to excessive deformations)
4)超量局部變形引起的裂紋形成或韌性撕裂(crack formation or ductile tearing due to excessive local strains)
5)彈性、塑性或彈塑性失效(垮塌)(instability-elastic,plastic or elastic-plastic)
第二大類長期失效模式(long term failure modes)
6)蠕變斷裂(creep rupture)
7)蠕變失穩(wěn)(creep instability)
8)蠕變--在機械連接處的超量變形或?qū)е虏辉试S的載荷傳遞(creep-excessive deformations at mechanical joints or resulting in unacceptable transfer of load)
9)沖蝕,腐蝕(erosion,corrosion)
10)環(huán)境助長開裂如應(yīng)力腐蝕開裂,氫致開裂等(environmentally assisted cracking e.g. stress corrosion cracking,hydrogen induced cracking,etc)
第三大類循環(huán)失效模式(cyclic failure modes)
11)擴展性塑性變形(progressive plastic deformations)
12)交替塑性(alternating plasticity )
13)彈性應(yīng)變疲勞(中周和高周疲勞)或彈--塑性應(yīng)變疲勞(低周疲勞)(fatigue under elastic strains(medium and high cycle fatigue)or under elastic-plastic strains(low cycle fatigue))
14)環(huán)境助長疲勞(environmentally assisted fatigue)
三大類十四種失效形式,那么我們的GB/T 150直接和間接考慮了哪些形式呢?考慮了脆性斷裂,韌性斷裂,接頭泄漏,彈性或塑性失穩(wěn),蠕變斷裂和腐蝕。可以說1),2),3),4),5),6),7),9),10)
脆性斷裂:抗拉強度的安全系數(shù)(放這不是非常合適),選材,材料的韌性要求,制造和檢驗要求,結(jié)構(gòu)形式要求。由于材料低溫脆性轉(zhuǎn)變,焊接接口存在嚴(yán)重缺陷,材料成型方式不當(dāng)。
韌性斷裂:屈服強度的安全系數(shù),選材,結(jié)構(gòu)強度設(shè)計方法。如果設(shè)計合理只能是由于超壓,超溫等不合適的操作。
接頭泄漏:法蘭的設(shè)計計算和特殊密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算,結(jié)構(gòu)要求以及針對介質(zhì)和壓力溫度對墊片和緊固件的選用規(guī)定。由于法蘭沒考慮剛度,密封面沒保護好有貫穿性劃痕;標(biāo)準(zhǔn)法蘭形式及等級的選擇,墊片選擇,緊固件選擇等不匹配不合理。
彈性或塑性失穩(wěn):外壓失穩(wěn)的計算(不銹鋼類考慮了蠕變溫度下的失穩(wěn)),局部的應(yīng)力分析和評定,臥式容器的計算。如果設(shè)計計算沒有問題那就只能是操作不合理。
蠕變斷裂:通過限制材料的使用溫度控制蠕變斷裂的發(fā)生及許用應(yīng)力考慮蠕變極限的影響。
腐蝕/沖蝕:腐蝕通過考慮腐蝕余量(均勻腐蝕),根據(jù)介質(zhì)選材(要求材料做晶間腐蝕試驗,要求材料的強度和硬度等),對設(shè)備做整體或局部熱處理,設(shè)置防沖板等結(jié)構(gòu)防沖蝕。腐蝕過度就會引起韌性斷裂
標(biāo)準(zhǔn)中很多間接考慮的失效形式,都要設(shè)計人員根據(jù)經(jīng)驗等選擇合適的材料并對材料提出合理的要求,在結(jié)構(gòu)上設(shè)計合理的結(jié)構(gòu),制造相關(guān)人員選擇合適的成型工藝,腐蝕方面考慮合適的防護措施來保證容器結(jié)構(gòu)的設(shè)計合理,并保證設(shè)備的設(shè)計壽命。
雖然大部分是抄資料的還是聲明一下原創(chuàng)哈

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