在用压力容器角变形和错边安全性分析的典型案例陆建华无锡市锅炉压力容器险验所,尤锡214000性进行了分拆结果明,存在的缺陷不影响在原设计条件下的安全运行。
键词压力矜,角变形;错边应力分析安全分类号阳05.7压力容器在制造过程中,由于筒体预弯组装与焊接不当等原因,往往会产生角变形又称棱角度与错边。这些缺陷的存在引起了结构局部几何形状不连续,并在不连续处造成高的附加弯曲应力。为此,各国规范对新制造的还是在用压力容器的角变形错边均有定限制。但我国早期投用的压力容器角支形错边严重,往往己超过上述容限。本文计付检验中遇到的,变形错边严重超标的实例,迪过对缺陷处的应力分析应变测量应力评定等来对在用容器的安全使用状况进行分析评价。
1角变形超标的安全性分析案例1.1基本参数及缺陷状况某阳490型10吨液化石油气汽车罐车,1989年3月投用,1990年6月首次全面检验。设计压力1.77柬水,试於压力2.664操作温度5.罐体啦200,1也17896父141.实测最小壁内外部宏观检验中发现靠罐体尾部筒节存在较大域1.1左右内变形超你,最严逭处达6.5 1.2,变形超。标部位的应力分析超砧缺陷处产生的局部高应力。可看作山两部分组成部分为薄膜应力;另部分为由棱角度及错边引起的阳加言曲应力+ +,为薄膜应力,心,分别为由棱角度及错边引起的附加弯曲应力。
木文采用如1种方法来计算纟1.合应力。种是⑶说顿幻十力容器缺陷评定规范力捉的采用应力集中系数尺,的方法,即角变形棱角度,h错边量,t壁厚,而1另种方法采用矢田公式来计算,矢田角变形角变形,1L样板的弦长,mm I1泊桑比,取=3错边附加弯曲应力错边量,1取最大工作压力工=1.77以,水压试验压力1.3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,采用逐渐加载方式,共测得应变值330个,部分数据1.
载荷编号应变应力应变应力应变应力应变应力22从1可看出在设计压力户=1.77触3作用下,超标缺陷最严重处34片处的应力分量,理论计算方法,应力集中系数法为,1=318贼3矢田公式法=3以肘周向应力。在水压试验压力尸=266贼作用下,该处的应力分量=470.8贼,按理论计算分别有1=477贼3与1=455MPa.比较理论计算与实测结果,发现按应力集中系数法计算得到的应力值略大于实测值,而按矢田公式计算的结果略小于实测值,但种方法与实测值的绝对误差均小于4,这对工程问来讲精确度已满足了。
1.4罐体超标缺陷处局部高应力区的应力评定按照邛473295钢制压力容器分析设计标准及ASME规范第第分篇应力分类的应力评定方法,按5=,33,进行了强度校核,当最高操作压力尸1.77肘,缺陷严重超标部位=306.8贼实测值3=0代入可得5=,306.8肘33170肘=510肘山所以,棱角度严重超标部位应力校核合格。
1.5结论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超声检测,未有诱发裂纹等新生缺陷产生,也证明了2错边超标的安全性分析案例21储罐基本概况及缺陷状况某30m3液化石油气储罐制造于20世纪70年代中后期,材质16.该罐几何尺寸为2200 720020.原设计压力2.171安全状况等级为3级。
经内外部宏观检验发现该罐内面腐蚀轻微,经壁厚测定,筒体最小值为19.1封头半球形最小值为19.3检验中同时发现该罐筒体环向焊接接头错边超标严最大1边达8.3,又寸缺陷部位及1字部位焊接接头进行1射线探伤,对储罐全部纵环向16类对接接头进行100超声波探伤,发现储罐纵焊缝质量控制尚好。2.2错边超标部位的应力分析⑴错边引起的应力集中计算按公式人,算。应力集中系数人,=沿1.代入得人=2.3.轴向应力,=127抑由错边1起的附加应力系次曲应力。
2超标缺陷处应力评定根据,阳473295及5纟1规范第垌第分篇陷处应力校核合格。
2.3检验结论该储罐错边超标不影响原操作压力下使用。
3结语由于历史的原因,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,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1容器的安全运行。
错边超标部位进行了应力分析和安全性分析,结果力集中估算与实测值差别不大,满足工程要求。
收稿日期20程期跨世纪人才重点培养对象,199,年华南理工大学化工机械系高压容器硕士研宄生毕业,现为江苏省无锡市锅炉压力容器检验所副总工程师。
5建汶由于0嫩界尤其是贾工艺的诸多优点,许多压力容器制造厂家都在会试性的逃行不同程度的应用。似是。阳4709标准没似打工艺做具体规定,因此希望该工艺得到认可。
鉴于国内药芯焊丝制造质量的不断提气保焊焊接设备性能的逐步完善,建议由压力容器制造协会牵头,尽快组织人员对目前国内压力容器制造厂家冗人1工艺的使用情况彻底摸底,并对典型的1应用单位进行。纟1调研,付以1艺的应用给出个客观公正合理的评价。本人认为至少应该在些材质为2,610只的中低压容器上先进行全面推广,同时引导优秀药芯焊丝生产厂家积极开发改进碱性焊丝美国哈伯特公司去年对国内些主要化工容器制造厂家的焊接工艺情况进行了调查,目前正在组织开发碱性药芯焊丝,以及性能更好的低温心耐热钢药芯焊丝。
i1中国机械工程学会焊接学会编。焊工手册北京机械工业出版社,1998.
2田志凌,等。药芯焊丝。北京冶金工业出版社,1999.
有限公司机械制造厂厂长。