壓力容器殼體一般承受均勻的薄膜應(yīng)力,即一次總體薄膜應(yīng)力。殼體開(kāi)孔以后,使殼體上開(kāi)孔所在截面的承載面積減少,使該截面的平均應(yīng)力增大。開(kāi)孔邊緣應(yīng)力分布的特點(diǎn)是應(yīng)力分布很不均勻。在離開(kāi)孔邊緣較遠(yuǎn)處,應(yīng)力幾乎沒(méi)有變化,而增大的應(yīng)力則集中分布在開(kāi)孔邊緣。由此在孔邊引起很大的薄膜應(yīng)力,即所謂的局部薄膜應(yīng)力。
隨著制造業(yè)的不斷升級(jí),越來(lái)越多的壓力容器走進(jìn)了人們的工作應(yīng)用中。壓力容器是一種能夠承受壓力的密閉容器,它在工業(yè)、民用、軍工等許多部門(mén)以及科學(xué)研究的許多領(lǐng)域都具有重要的地位和作用,尤其是在化學(xué)工業(yè)與石油化學(xué)工業(yè)。
A3類壓力容器的加載方式與設(shè)計(jì)要求
一次加載方式的壓力容器殼體,其強(qiáng)度僅需滿足一次總體薄膜應(yīng)力的靜力強(qiáng)度要求,可不考慮二次應(yīng)力的安定問(wèn)題及峰值應(yīng)力的疲勞問(wèn)題。事實(shí)上僅承受一次加載方式的壓力容器幾乎是不存在的。通常的壓力容器在其整個(gè)使用壽命中,往往每使用(加壓)一段時(shí)間(如半年不等)后,需進(jìn)行一次卸壓檢修。因此一般容器是以多次加載方式進(jìn)行工作的。對(duì)這類壓力容器的強(qiáng)度設(shè)計(jì)不僅應(yīng)滿足一次總體薄膜應(yīng)力的靜力強(qiáng)度要求,而且尚須滿足局部應(yīng)力的安定性強(qiáng)度要求,但可不計(jì)峰值應(yīng)力的疲勞強(qiáng)度問(wèn)題。
對(duì)于少數(shù)頻繁加載卸載工作條件下的壓力容器,如每經(jīng)數(shù)小時(shí)就需卸壓加壓一次,其強(qiáng)度設(shè)計(jì)不僅需要滿足一次總體薄膜應(yīng)力的靜力強(qiáng)度要求和局部應(yīng)力的安定性要求,而且尚應(yīng)計(jì)及峰值應(yīng)力并滿足疲勞的要求。
可見(jiàn)容器使用條件的加載方式不同,設(shè)計(jì)所應(yīng)考慮的應(yīng)力及強(qiáng)度條件也不從而設(shè)計(jì)中所采用的計(jì)算方法也有很大的區(qū)別。
由于壓力容器是具有爆炸危險(xiǎn)的特種設(shè)備,多年來(lái),國(guó)家鍋爐壓力容器安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)頒布了一系列法規(guī),以及相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)壓力容器的特點(diǎn),規(guī)定了用于壓力容器材料的技術(shù)要求。選用壓力容器鋼材時(shí),應(yīng)注意。
球形容器的本體是一個(gè)球殼,此種結(jié)構(gòu)由許多塊預(yù)先按一定尺寸壓制成型的球面板拼焊而成,直徑較大。球殼中心是對(duì)稱的結(jié)構(gòu),是理想的結(jié)構(gòu)形狀。應(yīng)力分布均勻的球殼體的應(yīng)力是相同直徑圓筒形殼體應(yīng)力的一半,在壓力載荷相同的情況下所需板材厚度小,相同容積的結(jié)構(gòu)表面積小,因此可節(jié)省大量材料,與同壓力載荷、同容積的圓筒形容器相比,可節(jié)省材料30%~40%。但由于制造工藝復(fù)雜,拼焊技術(shù)要求高,加之內(nèi)部工藝附件安裝困難,故球形容器一般用作大型儲(chǔ)罐,也有用作蒸汽直接加熱的容器。