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云南省壓力容器證培訓學校:壓力容器分析設計中的應力分類及評定方法

2024-02-24 云南安全培訓網(wǎng) 79

《特種設備安全監(jiān)察條例》第三十八條:“鍋爐、壓力容器、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施、場()內(nèi)轉(zhuǎn)用機動車輛的作業(yè)人員及其相關(guān)管理人員,應當按照有關(guān)規(guī)定經(jīng)特種設備安全監(jiān)督管理部門考核合格,取得統(tǒng)-格式的特種作業(yè)人員,向從事相應的作業(yè)或者管理工作!

報考請咨詢:18206863120(微信同號)

考試形式:理論+實操,本人參考、單人單桌、機考、及格分為70分,考完試2-3個星期出證。

特種設備壓力容器作業(yè)證書可分為:快開門式壓力容器(R1)、移動式壓力容器(R2)、氧艙維護保養(yǎng)(R3)以及壓力容器安全管理人員(A3)。


報考條件:

1、報考人要身體健康,且符合工作場合要求。
2、報考人具備有高中以上(含高中)的文化程度,并且經(jīng)過專業(yè)培訓具有壓力容器安全技術(shù)和管理知識。
3、報考人年齡20周歲以上,男60周歲、女55周歲以下。
4、具有相應的安全技術(shù)知識與技能。


報名資料:(含R1、R2、R3)

1、身份證復印件1份。

2、特種設備作業(yè)人員考試申請表2份。(學校提供)

3、2寸白底證件照 4張

4、初中及初中以上的畢業(yè)證復印件2張。

5、縣級以上醫(yī)院常規(guī)體檢表1份。

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壓力容器分析設計中的應力分類及評定方法


為保證設計的容器安全、可靠與經(jīng)濟,關(guān)鍵步驟是將承壓容器中存在的各種應力歸類,對它們進行優(yōu)先排序,考慮每種應力影響容器穩(wěn)定性的程度,對不同的應力施加不同的強度限制條件[1],達到承壓容器設計的要求。下面就詳細介紹應力分類及評定方法。


應力分析設計的關(guān)鍵在于依據(jù)應力性質(zhì)(本身)及彈性模式對壓力容器的作用產(chǎn)生的應力進行分類。每個約束類型都有其各自的安全系數(shù),安全系數(shù)大小具體取決于其對容器安全的影響程度。應力分類如下:
一、 應力分類的依據(jù)
應力是依據(jù)對容器強度失效作用的影響程度進行分類,主要依據(jù)以下幾個因素:
(1)產(chǎn)生應力的原因:存在多種類型的載荷,如外界因素(如風載荷、地震載荷或管口附加載荷等)、熱載荷作用產(chǎn)生的、變形協(xié)調(diào)過程間接產(chǎn)生。
(2)應力分布范圍:總體結(jié)構(gòu)(易發(fā)生整體彈性或塑性失效)、局部結(jié)構(gòu)(易發(fā)生局部彈性或疲勞失效)。
(3)應力的分布形式:線性分布或是非線性分布。
二、 應力的分類
按上述應力分類依據(jù),壓力容器分析中通常將應力分為三大類:一次應力、二次應力和峰值應力三類[2,3]。
(1) 一次應力(符號 P)
指為平衡附加外機械載荷所產(chǎn)生的應力,必須滿足外加載荷與容器內(nèi)力的靜力平衡方程。一次應力具有“非自限性”,即指隨著外加載荷的增加而變大,不會出現(xiàn)應力增至屈服強度自行限制的現(xiàn)象,外載荷即是不再增加,一次應力一旦超過屈服極限結(jié)構(gòu)發(fā)生過度地塑性變形失效[4]?芍淮螒τ绊懭萜髌茐牡某潭茸顬閲乐,一次應力可分為如下三類:
① 一次總體薄膜應力(符號 Pm)
此應力沿器壁厚度方向均勻分布,作用于容器總體。塑性形變過程中由于其具有非自限性,不會重新分布,而是直接導致容器失效。所以,考慮該應力對容器的影響程度最大,在計算設計時應嚴格控制其的大小。
一次總體薄膜應力實例:由內(nèi)壓作用,殼體遠離相貫結(jié)構(gòu)區(qū)的薄膜應力。
② 一次局部薄膜應力(符號 PL)
此應力主要作用域僅限于開孔邊緣局部區(qū)域,其約束級別要高于一次總體薄膜應力。當局部區(qū)域出現(xiàn)塑性變形時,其它區(qū)域仍處于彈性階段,一次局部薄膜應力可以重新排列。如果不限制其數(shù)值大小,載荷從高應力區(qū)向低應力區(qū)傳遞的同時引發(fā)容器失效。此外,雖然一次局部薄膜應力同時具有二次應力特性,但就穩(wěn)妥方面而言將其歸屬一次應力。
一次局部薄膜應力實例:外加載荷或者力矩作用,接管部位的薄膜應力。
③ 一次彎曲應力(符號 Pb)
該應力是為了平衡容器內(nèi)部壓力或其他機械載荷所產(chǎn)生的,沿器壁厚方向線性化分布在容器的各個區(qū)域中,內(nèi)、外器壁大小相等,方向相反。當器壁表面隨載荷的增加先出現(xiàn)屈服時,器壁內(nèi)部材料的狀態(tài)未發(fā)生改變?nèi)蕴幱趶椥誀顟B(tài),繼續(xù)保持原承載能力,所以一次彎曲應力會沿厚度重新調(diào)整分布。
一次彎曲應力實例:由內(nèi)壓作用,平蓋中心部位上的彎曲應力。
(2) 二次應力(符號 Q)
總體幾何形狀的間斷,各類元件相互約束產(chǎn)生的正應力或是剪應力;蛘弋a(chǎn)生需要滿足變形條件的應力。它具有典型的“自限性”,即局部區(qū)域出現(xiàn)屈服和小量塑性流動時,就能夠使結(jié)構(gòu)滿足受載時的變形協(xié)調(diào)條件,變形不會持續(xù)增加。若出現(xiàn)反復加載的情況,二次應力也會使結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞失效。因此,按照安定性原則對其由于反復的裝卸載荷產(chǎn)生的應力加以限制。
二次應力實例:殼體與封頭、殼體與接管以及不同厚度的筒體過渡處等。
(3) 峰值應力(符號 F)
設備存在不連續(xù)的局部結(jié)構(gòu)和熱應力的作用產(chǎn)生了熱能差產(chǎn)生的應力,該應力屬于一次和二次應力應力增量的總和,溫度劇烈變化在器壁生成的熱應力也屬于峰值應力。此類應力具有高度局部性,只存在于部分結(jié)構(gòu)地不連續(xù)處,且不會引起總體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯形變,直接使容器疲勞破壞或脆性斷裂[5]。
峰值應力實例:接管相貫處應力增量、結(jié)構(gòu)圓角倒角處的應力、復合板中復層的熱應力等[6]。
上述關(guān)于應力的分類方法僅針對材料具有高塑性且允許發(fā)生局部塑性變形。如果容器為脆性材料,無需考慮分類,這是由于脆性材料產(chǎn)生的一次和二次應力的影響大致相同。
為方便對承壓容器應力劃分,規(guī)范 JB4732 針對典型部件進行詳細闡述應力類別。


注意:
① 需考慮過量變形或皺褶的可能性
② 溫度徑向分布產(chǎn)生的熱應力沿壁厚非線性分布,須考慮熱應力的可能性;
③ 線性應力是彎矩載荷,其分布與實際應力相似。
三、 開孔接管相貫區(qū)域應力分類
對接管相貫區(qū)的應力依據(jù)上述原則進行分類。殼體開孔后,相貫區(qū)域存在的應力有:無溫差作用時的一次局部薄膜應力(沿壁厚方向)、有溫差作用時的一次局部薄膜加二次應力、二次彎曲應力以及峰值應力等。
與接管軸線正交的截面應力有:由內(nèi)壓或外載荷產(chǎn)生的總體薄膜應力(均勻分布且正交與截面)、沿截面的彎曲應力;管壁存在總體薄膜應力、局部薄膜應力、彎曲應力與峰值應力四種應力[7]。
四、 應力評定
針對承壓容器的特殊應力區(qū)、高應力區(qū)的危險截面,根據(jù)各類應力或者其組合情況對結(jié)構(gòu)強度不同程度的影響進行評價,就是應力評定。分析設計規(guī)范一共分為五類應力強度,并且規(guī)定了各自不同的強度限制條件。

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