西安石油大学：《过程设备设计基础 Basic Theory and Design of Process Equipments》课程教学资源（电子课件）第四章 压力容器设计 第二节 设计准则

第四章压力容器设计 CHAPTER I Design of Pressure Vessel 第二节设计准则

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 CHAPTER Design of Pressure Vessel

过程设备设计 4.1概述 4.2设计准则 43常规设计 4.4分析设计 4.5疲劳分析 4.6压力容器设计技术进展

2 4.1
4.2  4.3  4.4  4.5  4.6  4.1
4.2  4.3  4.4  4.5  4.6 


4.2设计准则 过程设备设计 42设计准则 教学重点: 强度失效设计准则。 教学难点: 弹塑性失效设计准则

3 4.2

 4.2  
   
   

4.2设计准则 过程设备设计 42设计准则 失效形式 (选择) 失效判据 (相应) 设计准则 (判别) 设计是否合理

4 4.2



       4.2  

4.2设计准则 过程设备设计 421压力容器失效 定义——压力容器在规定的 失效原因多种多样 使用环境和时间内, 因尺寸、形状或材料 性能发生改变而完全 失去或不能达到原设 失效表现形式 计要求(包括功能和 泄漏 寿命等)的现象 过度变形 断裂

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 4.2.1 
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4.2设计准则 过程设备设计 一、压力容器失效形式 (1)强度失效 (2)刚度失效 失效形式 (3)失稳失效 (4)泄漏失效

6 4.2

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 1 TM
2 UM
3
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4 JK



4.2设计准则 过程设备设计 (1)强度失效——因材料屈服或断裂引起的压力容器失效, 称为强度失效,包括(a)韧性断裂 (b)脆性断裂、(c)疲劳断裂、 (d)蠕变断裂、(e)腐蚀断裂等。 a韧性断裂—是压力容器在载荷作用下,产生的应力达到 或接近所用材料的强度极限而发生的断裂

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42设计准则 过程设备设计 韧性断裂断后有肉眼可见的宏观变形,如整体鼓胀, 特征 周长伸长率可达10~20%,断口处厚度显著 减薄;没有碎片,或偶尔有碎片;按实测厚 课本第1度计算的爆破压力与实际爆破压力相当接近。 页彩图3 L原因」L壁厚过和内压过高 壁厚未经设计 操作失误、液体 计算和壁厚因 受热膨胀、化学 腐蚀而减薄 反应失控等

8 4.2

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4.2设计准则 过程设备设计 严格按照规范设计、选材, 配备相应的安全附件, 且运输、安装、使用、检修遵循有关的规定 韧性断裂可以避免

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42设计准则 过程设备设计 b.脆性断裂——是指变形量很小、且在壳壁中的应力值 远低于材料的强度极限时发生的断裂。 这种断裂是在较低应力状态下发生,故 又称为低应力脆断。 脆性断裂|断裂时容器没有膨胀,即无明显的塑性变形; 特征 其断口齐平,并与最大应力方向垂直; 断裂的速度极快,常使容器断裂成碎片。 由于脆性断裂时容器的实际应力值往往很低,爆破 课本第1片、安全阀等安全附件不会动作,其后果要比韧性 页彩图2 断裂严重得多

10 4.2

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