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运用压力容器体形变及边错合理化解析的经典案例

作者:admin来源:中国压力容器网 日期:2012-2-15 13:56:09 人气: 标签:

  角变形超标部位的应力分析超标缺陷处产生的局部高应力,可看作由两部分组成:一部分为薄膜应力;另一部分为由棱角度及错边引起的附加弯曲应力,v=p+e+d,p为薄膜应力,e,d分别为由棱角度及错边引起的附加弯曲应力。

  本文采用如下二种方法来计算组合应力,一种是CVDA-1984压力容器缺陷评定规范提出的采用应力集中系数Kt的方法,即:=Ktp(1)式中Kt=1+3(W+h)t50W角变形(棱角度),mmh错边量,mmt壁厚,mm另一种方法采用矢田公式来计算,矢田角变形公式如下:e=6Kepet,Ke=1mthm2,m=Lt3(1-2)pE(2)式中Ke弯矩降低系数e角变形,mmL样板的弦长,mm泊桑比,取=03错边附加弯曲应力:d=6Kdddt,Kd=shmm(1-)(chm-shm)(3)式中Kd错边系数d错边量,mm焊缝宽度,=002m取最大工作压力P工=177MPa,水压试验压力P水=266MPa.按矢田公式得:v工=304MPa,v水=455MPa;按CVDA-84得v工=318MPa,v水=477MPa.

  应变测量为了验证理论计算公式及结果的准确程度,同时亦为了得到罐车罐体在超标缺陷区及其它部位的应力应变实际值,在罐车罐体的外壁进行应力应变实测,并随水压试验同时进行。

  在角变形超标严重处及筒体封头正常部位贴应变片,筒体上每个测点贴片方向为同向与轴向,封头上为经向与纬向,如所示,采用逐渐加载方式,共测得应变值330个,部分数据。

  罐体超标缺陷处(局部高应力区)的应力评定按照JB473295钢制压力容器分析设计标准及ASME规范第卷第二分篇应力分类的应力评定方法,按S=1-33<>t,进行了强度校核,当最高操作压力P=177MPa,缺陷严重超标部位1=3068MPa(实测值),3=0代入可得S=1=3068MPa<3170MPa=510MPa,所以,棱角度严重超标部位应力校核合格。

  与定期跟踪检验结果综上所述,该汽车罐车的强度条件是满足的,故该汽车罐车可在原参数下继续投用。之后,对该汽车罐车又进行过多次外部检验和一次全面检验,对角变形严重超标缺陷区进行了多次磁粉和射线、,未见有诱发裂纹等新生缺陷产生,也证明了本文的分析结论。

  由于历史的原因,早年投用的压力容器制造质量失控,不可避免地存在各种焊接缺陷、结构缺陷和材料缺陷。在压力容器定期检验过程中,经常会遇到角变形、错边严重超标的问题,因此,需要压力容器检验人员对此引起高度的重视,必要时进行安全性分析,以保证容器的安全运行。

  本文通过理论分析、应变实测数据,对角变形、错边超标部位进行了应力分析和安全性分析,结果表明,采用应力集中系数法对角变形、错边造成的应力集中估算与实测值差别不大,满足工程要求。

  

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