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壓力容器生產超標缺失可靠剖析

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壓力容器生產超標缺失可靠剖析

發布日期:2018-06-22 作者:鹽城市大明化工機械有限公司 點擊:

 壓力容器種類繁多,各制造廠工藝技術、人員素質有一定差別,生產一個大型復雜設備,常因某些原因產生個別超標缺陷并造成即定事實。這時就要多請一些專家和具有實際生產經驗的工程技術人員檢查研討,對具體問題作具體分析。


  首先要考慮設備的工作性能與安全性,如工作性能與安全性有問題,不能使用或修復,這時該報廢就得報廢。但另一方面,如經過檢查、修補、論證,可以有依據地說明不影響其安全性與工作性能,也應從整個國民經濟利益出發,考慮經濟效益(報廢損失、工期拖后等)問題。也就是說,經一定檢測論證并經一定職能機構批準,在加強監督與操作管理情況下,可準許其設備安裝使用,并視其運行監測情況,看是否允許其長期運行使用或令其限期更換。


  對超標缺陷容器作安全性分析必須十分熟悉有關容器的設計規定與制造、檢驗、監察方面的規程、規定、標準和技術要求,同時要具備多方面專業知識與計算檢測能力。因為遇到的問題是多種多樣的,例如個別部位錯用材料、制造坯料時焊縫布置不當、焊縫錯邊超標、過大的棱角與橢圓度不能修復等等。


  一般情況下,應進行以下各方面的檢查與分析。


 ?。?)首先要進行容器整體的外觀檢驗與幾何形狀檢測:對主要缺陷部位的缺陷種類、情況與尺寸要仔細檢查準確記錄。例如焊縫準確位置、錯邊長度與Z大錯邊量、工件的真實直徑與壁厚、Z大橢圓度等。


 ?。?)作材料的化學分析與機械性能試驗:不論材料是否有出廠質量合格證或工廠是否已進行過抽查復驗試驗,對有缺陷的材料都要進行化學分析與機械性能試驗。對一般鋼材應注意C、Mn、P、S的含量,因為這些元素影響焊接性、強度、韌性與冷脆性。如果是合金鋼,還應注意合金的含量,以保證要求的性能,如耐腐蝕性能、耐熱性能等。機械性能試驗應按規定進行,通過實測b、s,取n b≥3,n s≥1. 6,可得出該材料的真實許用應力值,然后與強度計算取用的< >進行比較。由實測的、A kv,可估計出材料的塑性與抗沖擊性能的高低。


 ?。?)針對具體缺陷情況進行強度分析與校核計算:受內壓圓筒件按下式計算其壁厚:S= pD i 2 < > t - p + C對凸形封頭和球殼壁厚計算式則為S = pD i K 2 < > t - 0. 5p + C和S = p D i 4 t - p + C式中p――設計壓力D i――圓筒與球殼內徑t――材料許用應力――焊縫系數K――封頭形狀系數C――附加壁厚計算值與設計時實取壁厚比較,可以看出實際設計有多大強度安全裕度。


  因為存在缺陷,常需要計算實際應力值。內壓圓筒件的環向膜應力為m = p D i + S y 2S y軸向膜應力為m = p D i + S y 4S y凸形封頭各點的緯向、經向應力是變化的,標準封頭(K= 1)時,頂點Z大應力值為m = p D i + 0. 5S y 2S y球殼的應力為m = p D i + S y 4S y以上各式中S y為實測有效壁厚。


  如果要計算因焊縫錯邊引起的附加彎曲應力,從安全考慮可按下式計算:w = 3 m h/ S式中h――錯邊量m――垂直錯邊方向的膜應力按應力分類極限分析準則,錯邊處m + w≤1. 5為安全。


  焊縫棱角度(角變形)引起的應力為e = 3 m e/ S式中e――棱角度棱角度(角變形)引起的應力有自限性,屬二次應力,因此按定性分析準則其控制原則為m + e≤3有橢圓度的圓筒件在內壓力作用下,其附加彎矩為M = p 8 D 2 max D ma x - D min D max式中D ma x - D min為內徑橢圓度。因此,附加彎曲應力為w = 6M S 2 = 3p D 2 max 4S 2 D max - D min D ma x此彎曲應力與圓筒環向膜應力迭加,按極限分析準則,其控制原則為m + w≤1. 5在強度設計時,壁厚SZ終是取標準規格,實際有效壁厚往往大于強度計算的理論壁厚。因此作強度校核能定量地看出其強度的安全裕度的大小。準確的強度計算校核對判定有缺陷容器的安全性起決定性作用。


 ?。?)對焊接接頭作安全性分析:壓力容器大多是用焊接方法制造的。根據壁厚與接頭型式的不同,可采用不同的焊接方法。不同焊接方法的熱循環有較大差異,焊接熱影響區寬度不同,焊接殘余應力也有明顯差別,因此焊后是否經過消除應力退火,對負荷時的峰值應力有一定影響,即影響壓力容器的疲勞性能。例如電渣焊,因焊接熱影響區結晶組織粗大,焊后必須進行正火處理,否則將嚴重影響壓力容器的安全性能。


 ?。?)對焊縫內部質量嚴格控制,尤其是有缺陷部位的焊縫及其熱影響區必須100%X光探傷并提高焊縫評級要求:一般Ⅰ、Ⅱ類容器允許只進行焊縫總長20%的探傷,并且合格標準為Ⅲ級??紤]到保證安全,對有缺陷部位及其附近區必須全部X光探傷(補拍),并提高等級要求。視缺陷情況及強度安全裕度,一般要求Ⅰ、Ⅱ級焊縫,對條狀夾渣、單面焊根部未焊透與咬邊應嚴格要求。在JB4730- 94焊縫評片標準中,Ⅱ級焊縫不允許有單面焊未焊透情況。這部分焊縫可以允許返修達到要求等級,但同位置返修次數不得超過兩次。


 ?。?)必要時再深入一步,進行疲勞強度校核和斷裂力學分析,以便估計在反復載荷(加載卸載)作用下,達到預定循環周次后容器的疲勞性能和突發脆性斷裂的危險性。


  對超標缺陷容器進行安全性分析時,以上所提各項可根據具體情況考慮應用。


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關鍵詞:生物壓力容器,壓力容器廠家,壓力容器制造

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