压力容器论文范文

时间:2023-02-24 20:04:37

压力容器论文

压力容器论文范文第1篇

[论文摘要]介绍当前压力容器制造和使用过程中所采用的无损检测技术,包括射线、超声、磁粉、渗透等常规技术和声发射、磁记忆等新技术,并论述他们的工作原理、优缺点和应用范围。

一、引言

随着现代工业的发展,对产品质量和结构安全性,使用可靠性提出越来越高的要求,由于无损检测技术具有不破坏试件,检测灵敏度高等优点,所以其应用日益广泛。目前对压力容器的检测方法有多种,本文主要介绍无损检测的常用技术如射线、超声、磁粉和渗透及新技术如声发射、磁记忆等。

二、无损检测方法

现代无损检测的定义是:在不损坏试件的前提下,以物理或化学方法为手段,借助先进的技术和设备器材,对试件的内部及表面的结构,性质,状态进行检查和测试的方法。

(一)射线检测

射线检测技术一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊透等缺陷。另外,对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器多采用Ir或Se等同位素进行γ射线照相。但射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。

射线检测方法可获得缺陷的直观图像,对长度、宽度尺寸的定量也比较准确,检测结果有直观纪录,可以长期保存。但该方法对体积型缺陷(气孔、夹渣)检出率高,对体积型缺陷(如裂纹未熔合类),如果照相角度不适当,容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件,且检测成本高、速度慢,同时对人体有害,需做特殊防护。

(二)超声波检测

超声检测(UltrasonicTesting,UT)是利用超声波在介质中传播时产生衰减,遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。

超声检测既可用于检测焊缝内部埋藏缺陷和焊缝内表面裂纹,还用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。

该方法具有灵敏度高、指向性好、穿透力强、检测速度快成本低等优点,且超声波探伤仪体积小、重量轻,便于携带和操作,对人体没有危害。但该方法无法检测表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷,此外,该方法对缺陷的定性、定量表征不准确。

(三)磁粉检测

磁粉检测(MagneticTesting,MT)是基于缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。

在以铁磁性材料为主的压力容器原材料验收、制造安装过程质量控制与产品质量验收以及使用中的定期检验与缺陷维修监测等及格阶段,磁粉检测技术用于检测铁磁性材料表面及近表面裂纹、折叠、夹层、夹渣等方面均得到广泛的应用。

磁粉检测的优点在于检测成本低、速度快,检测灵敏度高。缺点在于只适用于铁磁性材料,工件的形状和尺寸有时对探伤有影响。

(四)渗透检测

渗透检测(PenetrantTest,PT)是基于毛细管现象揭示非多孔性固体材料表面开口缺陷,其方法是将液体渗透液渗入工件表面开口缺陷中,用去除剂清除多余渗透液后,用显像剂表示出缺陷。

渗透检测可有效用于除疏松多孔性材料外的任何种类的材料,如钢铁材料、有色金属材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面开口缺陷。随着渗透检测方法在压力容器检测中的广泛应用,必须合理选择渗透剂及检测工艺、标准试块及受检压力容器实际缺陷试块,使用可行的渗透检测方法标准等来提高渗透检测的可靠性。

该方法操作简单成本低,缺陷显示直观,检测灵敏度高,可检测的材料和缺陷范围广,对形状复杂的部件一次操作就可大致做到全面检测。但只能检测出材料的表面开口缺陷且不适用于多孔性材料的检验,对工件和环境有污染。渗透检测方法在检测表面微细裂纹时往往比射线检测灵敏度高,还可用于磁粉检测无法应用到的部位。

(五)声发射检测

声发射(AcousticEmission,AE)是指材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂,以弹性波形式释放出应变能的现象。而弹性波可以反映出材料的一些性质。声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。

压力容器在高温高压下由于材料疲劳、腐蚀等产生裂纹。在裂纹形成、扩展直至开裂过程中会发射出能量大小不同的声发射信号,根据声发射信号的大小可判断是否有裂纹产生、及裂纹的扩展程度。

声发射与X射线、超声波等常规检测方法的主要区别在于它是一种动态无损检测方法。声发射信号是在外部条件作用下产生的,对缺陷的变化极为敏感,可以检测到微米数量级的显微裂纹产生、扩展的有关信息,检测灵敏度很高。此外,因为绝大多数材料都具有声发射特征,所以声发射检测不受材料限制,可以长期连续地监视缺陷的安全性和超限报警。

(六)磁记忆检测

磁记忆(Metalmagneticmemory,MMM)检测方法就是通过测量构件磁化状态来推断其应力集中区的一种无损检测方法,其本质为漏磁检测方法。

压力容器在运行过程中受介质、压力和温度等因素的影响,易在应力集中较严重的部位产生应力腐蚀开裂、疲劳开裂和诱发裂纹,在高温设备上还容易产生蠕变损伤。磁记忆检测方法用于发现压力容器存在的高应力集中部位,它采用磁记忆检测仪对压力容器焊缝进行快速扫查,从而发现焊缝上存在的应力峰值部位,然后对这些部位进行表面磁粉检测、内部超声检测、硬度测试或金相组织分析,以发现可能存在的表面裂纹、内部裂纹或材料微观损伤。

磁记忆检测方法不要求对被检测对象表面做专门的准备,不要求专门的磁化装置,具有较高的灵敏度。金属磁记忆方法能够区分出弹性变形区和塑性变形区,能够确定金属层滑动面位置和产生疲劳裂纹的区域,能显示出裂纹在金属组织中的走向,确定裂纹是否继续发展。是继声发射后第二次利用结构自身发射信息进行检测的方法,除早期发现已发展的缺陷外,还能提供被检测对象实际应力---变形状况的信息,并找出应力集中区形成的原因。但此方法目前不能单独作为缺陷定性的无损检测方法,在实际应用中,必须辅助以其他的无损检测方法。

三、展望

作为一种综合性应用技术,无损检测技术经历了从无损探伤(NDI),到无损检测(NDT),再到无损评价(NDE),并且向自动无损评价(ANDE)和定量无损评价(QNDE)发展。相信在不员的将来,新生的纳米材料、微机电器件等行业的无损检测技术将会得到迅速发展。

参考文献:

[1]魏锋,寿比南等.压力容器检验及无损检测:化学工业出版社,2003.

[2]王自明.无损检测综合知识:机械工业出版社,2005.

[3]沈功田,张万岭等.压力容器无损检测技术综述:无损检测,2004.

[4]林俊明,林春景等.基于磁记忆效应的一种无损检测新技术:无损检测,2000.

[5]叶琳,张艾萍.声发射技术在设备故障诊断中的应用:新技术新工艺,2000.

压力容器论文范文第2篇

由于制造质量低劣而引发事故的现象在压力容器的使用过程中屡见不鲜,为了确保压力容器制造质量,压力容器应由获得相关资质的专业单位制造和现场组焊。压力容器的制造质量主要取决于材料质量、焊接质量和检验质量。制造压力容器的材料必须有质量合格证书,在投产前应认真核对证书、材料炉批号和牌号标记,认真检查材料的表面质量、性能和化学成分。焊接质量是保证制造质量的重要环节,为保证焊接质量,必须要认真编制焊接工艺和进行焊接工艺评定,严格焊接材料的验收、保管、发放、领用程序。对于工作人员必须要取得焊工合格证书。质量的检验,压力容器主要进行焊接表面质量、无损探伤和压力试验三个方面的检验。1)焊缝的表面质量,要求形状、尺寸以及外观应符合技术标准和设计图样规定;不得有裂纹、气孔、弧坑和肉眼可见的夹渣等缺陷,清除焊缝上的熔渣及附近的飞溅物,焊缝与被焊着着间实现圆滑过渡;焊缝的表面不应该有明显的咬边,或咬边应符合相关标准规定。2)X-射线、超声波、磁粉和渗透探伤通常是探测压力容器的手段。渗透探伤按GB150-1998《钢制压力容器》有关规定进行。3)压力容器的压力试验是指耐压试验和气密性试验,耐压试验包括液压和气压试验。

2压力容器的安装管理

在压力容器的安装方面,必须确保该施工单位具备安装资格,能够在规定中汇过去安装的资格而进行安装。安装前期,安装单位需要将安装内容及强情况告知当地安全监督部门,确保设备安装正确以及设备的安全、合理使用。在安装特殊压力容器其容积不小于10m3的压力容器,如蒸球、生产装置中一并安装的其他压力容器,液化气储罐,医用高压氧舱等时,安装施工单位、使用单位必须向当地压力容器的安全监察部门申报,详细说明压力容器的名称、种类和数量、制造商、使用单位和部门、安装施工单位及安装地点等信息,办理相应的审批手续。

3压力容器的使用管理

为了保证压力容器的安全、优化、快速运行,必须要进行管理体制的改善,做到管理严格化、规范化,使压力容器在安全范围内使用、操作正确,同时具备合理、科学的保养工作,及时发现其存在的问题并加以解决,消除障碍,保证压力容器的安全运行。1)不仅要增强安全操作意识,还要具有专业的使用知识,在压力容器使用过程中按照规范及原则进行操作,严格掌握使用要求;2)操作人员在使用过程中,必须严格按照规范程序操作,保证顺序的准确性,认真操作及使用,在操作检查中,对设计工艺及操作内容进行监测,避免出现操作失误,严禁设计过程中对于压力、温度及负荷的不合理控制及违规操作,避免造成严重的事故,同时,遇到事故后禁止人工试探,以免造成严重的人员伤亡。日常检查首先检查操作温度、压力、流量、液位等参数指标有无异常;其次对法兰、防腐层、安全阀、爆破片等检查有无缺陷,最后检查紧急切断阀以及安全连锁、报警装置等安全附件是否灵敏和可靠。定期检验,形成日常维护与保养机制,及时消除“跑、冒、滴、漏”现象。对于企业来说,企业负责人或总工对压力容器的安全技术工作负责,任命具有压力容器专业知识的工程技术人员负责安全工作。设备动力部门是企业对压力容器安全技术管理的职能部门。

4结语

过程装备的运行决定着施工质量的运行,整个企业的运行安全依靠过程装备的运作。在一些事故中得出经验,大多数事故的引发主要是由于过程装备管理不当、操作不当以及运作疏忽的现象导致的。因此,控制整个企业安全运行的关键在于过程装备的安全、科学运作。压力容器的整个操作过程包括结构设计、研发、安装、正常运作以及停止工作,在操作过程中,任何一个部分都具有非常重要的作用。为了加强压力容器的安全必须对其使用进行严格的管理及控制。虽然我国设立了需要多相关设备安全使用及管理规定,但是由于经济的不断发展,设计理念的不断创新使过程装备面临信息化与智能化的发展要求,因此,对于过程设备的管理工程仍然很艰巨。

压力容器论文范文第3篇

我国的工业发展比较迅速,伴随着工业的发展,焊接技术也表现出了时代性的特征。由于人口的增加和社会需求的增加,锅炉压力容器的制造水平也获得提升。在焊接自动化技术的应用中,具有代表性的一种叫做膜式壁焊机。该设备主要有气体保护焊和埋弧焊两种工艺。在起初的阶段,我国由于技术不纯熟,因此依赖于进口。后续的研究成功后,便开始应用自己生产的设备。从现有的应用来看,哈尔滨锅炉厂、东方锅炉厂等,主要是运用膜式壁焊机中的气体保护焊;而上海锅炉厂、武汉锅炉厂等主要运用埋弧焊工艺。气体保护焊属于比较简单的焊接自动化工艺,现有的应用范围不是很大,但其稳定性和安全性较高,因此北方运用较多。埋弧焊属于高端一些的焊接自动化技术,同时效率较高,但由于在自动化方面融入的元素不是很多,因此需要在一定程度上增加人工操作,日后的提升空间较大。

2直管接长焊机

锅炉压力容器所要承受的压力是非常大的,仅仅凭借膜式壁焊机,并不能长久的满足要求。为此,技术人员通过长期的调查和研究,制定了全新的焊接自动化技术——直管接长焊机。该焊机的优势在于,其拥有的自动化程度较高,能够满足日常焊接中的较多工作,即便是应对一些技术性较强的焊接,也没有表现出较多的问题,总体上的满意度较高。比如说武汉锅炉厂就与美国的阿尔斯通展开了合作,引进了管子预处理线,该线包括管子定长切断、管端数控倒角机、管端内外磨光机、管内清理机等先进的设备和装置,采用了PLC自动化控制技术,实现了自动化生产。在所有的设备当中,管端数控倒角机是一个非常重要的设备,这一设备利用旋转及轴向进刀的过程中,可以根据管子的规格及要求编制相应的切削程序,快速、标准、优质的切割出各种坡口。由此可见,直管接长焊接的功能性较多,日后可以在锅炉压力容器制造中推广应用。

3马鞍形焊机

锅炉压力容器在现阶段的应用中,常常是为了满足一些特殊要求而设定的,为此,仅凭上述的两项技术,依然没有完全的满足需求。经过探究,技术人员还研制出了一种名为马鞍形焊机的设备。该设备能够应对较多的特殊形状或者是特殊功能的锅炉压力容器。第一,该焊接技术,利用数控技术建立数学模型,保证设备的形状和具体功能不会发生偏差。第二,主管与焊枪的同步运用,使得焊接的效率和质量稳步提升,并且有效的解决了两直径相近的相关结构焊接质量问题,总体上的焊接效果比较理想。在今后的工作中,可将上述的三种焊接技术,广泛应用与锅炉压力容器制造中,并深入研究,健全技术体系和应用方式,创造更多的效益。

4结语

本文对锅炉压力容器制造中焊接自动化技术的应用展开讨论,从目前的情况来看,焊接自动化技术变得更加多元化,且每一种技术都有自己的专属服务领域,告别了过去的恶性循环,工作水平有了很大提升。在今后的工作中,可对锅炉压力容器与焊接自动化技术进行深入研究,创新焊接自动化技术,提高生产效率和生产质量,满足社会的更多需求。

压力容器论文范文第4篇

1.1压力容器概念与应用

在实际研究中,我们将反应堆压力容器概念定义为:核反应堆压力容器就是指安放核反应堆,并在核反应堆运行过程中承受压力的密闭容器。在概念中反映了反应堆的两个主要特征:既耐压性与密闭性。因为在核能源设施建设中,核反应堆在实际应用中一般包括了轻水堆、重水堆、气冷堆及快堆等几种主要类型,所以压力容器的结构形式也随着反应堆的变化而各有不同。

1.2压力容器主要设计原则

在反应堆压力容器实际的设计过程中,根据反应堆在实用中主要特征,设计者应遵循以下原则,首先是在设计中容器应位于反应堆厂房中心位置,以此为核心开展反应堆整体设计。其次是在设计时应做好紧急问题的预防与处理防范措施设计。其中主要应考虑的问题包括了以下问题:在反应堆运行过程中冷却剂遇到高压和高温问题;反应堆主管道断裂等工程事故问题;地震一类的地质灾害问题等各类问题。最后是在设计中严格制定质量与安全标准。因为核反应堆长期处于高压与危险状态。所以在压力容器设计过程中,设计者应充分的考虑其在材质、工艺、以及检查等方面的要求,在设计中严格贯彻质量与安全要求确保源头保障的完成。

2压力容器主要技术特点实践研究

在反应堆压力容器的实际工作中,我们按照其材质划分主要将其分为钢容器与预应力混凝土容器两种。研究中我们分别对于这两种容器进行研究,其主要的研究结果如下。

2.1钢压力容器主要技术特点研究

在实际的反应堆应用中,钢压力容器因其密闭与安全性特点被应用在各类核反应堆的建设过程中。下面我们依据反应堆的区别,分别对钢压力容器的设计与建设要求进行介绍。首先是轻水核反应堆中容器技术要求。在这类反应堆设计中与建设中,钢压力容器根据技术要求设计为圆筒形结构。在百万千瓦级大功率反应堆的建设中,为了实现安全与技术要求压力容器内径需要设计为4.4m,高度设计要求在13-15m之间,壁厚为20cm。同时根据设计要求,容器整体在反应堆的运行过程中所承受的压力不得小于15兆帕。为了达到设计与实际应用的要求,我们在容器应用的材料选择中,一般使用含锰、钼、镍的低合金钢为主要材料,同时在容器建设中需要在容器堆焊不锈钢材料以提高容器整体的耐腐蚀性。在反应堆容器的设计中为了方便反应堆换料等工作的进行,一般在其上封头连接中应用法兰工艺。同时在容器顶部安装设置反应堆控制棒驱动机构,便于进行操作。另外在钢容器的实际应用中,为了实现其技术设计与工艺要求,还需要设置反应堆一回路的进出口接管段。其次是沸水反应堆中压力容器的技术要求。在这类反应堆设计与建设过程中,其在外形和材质的要求中与冷水反应堆基本相同。但是也存在着以下不同之处。一是因其运行中所承受压力较低,所以其压力设计只要不低于7兆帕就可以了。二是因为沸水反应堆需要安装设置汽水分离器等主要设备,所以其设计尺寸应大于冷水反应堆,如其在百万千瓦级压力容器设计中,设计直径需要达到6.4m,设计高度需要超过22m,壁厚设计要求在15-17cm。第三是在设计中,沸水反应堆控制棒设计应实现贯通压力容器底部的设计要求。最后是气冷反应堆的技术要求。这类反应堆钢压力容器设计中一般为直径约20m圆球,同时在顶部设置安装加料立管,容器侧部设置进出口风道等设备。随着核反应堆技术的进步,气冷反应堆因为存在容积大、焊接技术要求高与整体运输难度高等特点,已逐步被混凝土压力容器代替。

2.2预应力混凝土压力容器主要技术特点研究

因为技术开发较晚与实际技术问题较多等原因,预应力混凝土压力容器现阶段主要被应用于气冷反应堆建设中。在这类反应堆容器设计中,其主要的设计要点包括了以下内容。首先是在外形与结构设计中,容器整体外形设计为直径大约25m、高度大约30m的立式圆筒。同时在设计中要求容器采用厚度为5~6m平板进行封头处理,同时容器壁厚大约在4~5m。其次是在结构设计中,设计者按照容器具体使用要求,将其结构设计为单腔与多腔式两种结构。最后是按照预应力钢束配置方式进行设计。这项设计主要是做好纵向与横向钢束的按照与设置设计,将两者很好的安全结合。在气冷反应堆实际应用中,预应力混凝土压力容器的主要优势包括了以下两点。一是采用了加多的钢束作为整体承载构件,小部分结构破坏不影响整个容器的整体结构安全,使其安全性更高。二是其主要采用建设工程现场浇筑、安装和装配建设,其安装与运输方便,适合大型核电站建设使用。

3结语

做好核反应堆基础建设研究工作,特别是反应堆压力容器的设计与建设研究,对于核电站安全与质量保障具有极大的实际意义。在实际研究中,我们根据反应堆在实际设计中的主要原则,结合钢压力容器与预压力混凝土压力容器两种容器的主要技术特点开展实践研究,为反应堆建设提供理论支持。

压力容器论文范文第5篇

[关键词]压力容器、载荷、有限元

中图分类号:TH49 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)18-0396-01

1、引言

压力容器在高温高压环境中工作比较常见,压力容易承受不同种类或不同强度的载荷的过程中,当局部或整体超过了载荷的临界值,容易导致压力容器出现失稳,突然失去其几何形状。而载荷分布部位不同、载荷的大小不同会造成失稳后的几何形状的不同。压力容器的失稳又可以称为屈曲,此类失稳的原因不是结构的强度不足。论文结合笔者的工作所得,将从压力容器稳定性的计算方法着手,并结合具体的工程实例来进行压力容器的稳定性分析。限于笔者学术研究的水平,文中的内容存在不足,恳请专业人士批评指正。

2、压力容器的稳定性的计算

压力容器中的稳定性的计算式以简单的结构为模型的,如圆筒、外牙球壳、压杆等,以圆筒临界外压为例,求取;临界载荷:

P=hE/(R0(n2-1)[1+nl/(3.14R0)2]2)+0.73E(h/2R0)3X[(2n2-1-u)/[(1+ nl/(3.14R0)2)+(n2-1)]

其中,p为临界外压力,单位为MPa;h为圆筒的有效厚度,单位为毫米;R0为圆筒的外半径,单位为毫米;E外材料弹性模量,单位为MPa;u为泊松比;l为圆筒的长度,单位为毫米,;n为圆筒屈曲时形成的波形数目。由于压力容器的形状不同,所采用的容器设计的规范也有不同的推荐方法,但大多是以此类的计算方法为基础进行推导的。对于圆筒或球壳以外的结构,可以采用类似于球壳或圆筒的计算方式来进行,但存在一定的误差。因而在压力容器的稳定性的分析过程中,可以对结构加以限制,取得合适的安全系数。

3、结构有限元分析

压力容器稳定性分析大多需要有限元的支持,因而在结构的有限元模型建立时需要注意几个方面的内容:其一,有限元模型建立时要注意一些问题,如在分析区域建立模型,要根据实际的情况,对压力容器是否存在外压来计算长度;压力容器的结构是否对称,由于失稳是从对称结构向非对称结构变化的过程,因而需要特别注意;对于对称结构施加对称的负载,这样可以在非线性分析时得到屈曲解,但负载的力需要根据屈曲模态进行分析。其二,有限元模型建立的过程,一般以壳单元shell63为基础进行构建,约束为环向位移,筒体一段约束为轴向位移,在外表面施加压力,建立完整模型。

4、压力容器的稳定性分析

压力容器的稳定性分析是以有限元软件分析方法为基础的,从理论上解释,不同形状的压力容器,受到不同的载荷都可以用有限元软件进行载荷的解析,以Ansys软件为基础的研究最为普遍,其分析一般包含非线性屈曲分析和特征值屈曲分析

4.1 非线性屈曲分析

非线性屈曲的分析的精度比较高,在实际的工程应用中非常广泛,并且此类稳定性评估的精度要高于特征值屈曲分析。在分析时,采用一种逐步递增的非线性静力分析来对压力容器的结构求不稳定的临界载荷。非线性屈曲分析可以对扰动、初始缺陷等特征进行分析。其中初始缺陷对压力容器的结构的临界载荷的影响非常大,由于实际的制造加工和理论图纸设计的形状是存在区别的。因而在制造中,要对壳体或圆筒的圆度等进行规定。在进行压力容器的非线性屈曲分析一般遵循以下的步骤:

(1)求取压力容器结构的特征屈曲模态和特征值屈曲载荷,在此过程中首先要用到特征值屈曲分析法。

(2)在分析特征值屈曲模态时,将初始缺陷与之等同,其中规定变形量,将压力容器的制造加工中的最大误差设置为最大的变形量,最大的载荷为特征值屈曲载荷的1.2倍,在理论计算中,将材料设置为理想的弹塑性材料模型,加载的方式为弧长法。

(3)横坐标的选择过程中以最大的位移点与之对应,而将载荷作为纵坐标,绘制出位移-载荷的曲线图。

(4)在确定极限载荷时,采用两倍弹性斜率法,如下图1所示。

非线性屈曲分析法的好处是可以对任意的结构形状进行极限载荷求解,具有广泛性。压力容器在进行稳定性的分析时,长以安全系数来衡量结构的安全稳定性,在进行强度规定时,许用载荷不能超过极限载荷的2/3,也就是所谓的安全系数要大于1.5。精度与计算方法密切相关的,而将安全系数量化,可以反映压力容器的稳定性。

4.2 特征值屈曲分析

与非线性屈曲分析不同,特征屈曲分析是线性分析方式,对于预测理论屈曲强度具有较好的作用,但是针对一个理想的弹性结构而言的。例如,在计算外压圆筒的特征屈曲分析时,需要和米西斯公式结果相当,而分析压杆的稳定性时,计算特征值屈曲需要与欧拉解相当。特征值屈曲分析对于线性的情况比较实用,但是对许多结构不是线性的或初始缺陷的,其弹性屈曲强度处的分析精确度并不高。一般特征值屈曲分析的结果并没有非线性屈曲分析的精度高,特征值屈曲分析得出非保守结果的可能性较大,在实际的工程案例中应用并不广泛,下图2为结构屈曲过程的示意图。

5、工程应用分析

在某工程的夹套压力容器的分析中,夹套内的理论压力为0.5MPa,在其一端1430mm处有一内径为1185mm,厚度为35mm的接管,其外伸的长度为880mm。在经过线性屈曲分析(特征值屈曲分析)时,得到的临界载荷为3.47MPa;但经过非线性屈曲分析后得到的临界载荷为1.87MPa,其许用的外压力为0.86MPa,因而在设备的稳定性分析中,可以认为设备是安全的。

6、结束语

压力容器在日常的生活中比较常见,也是社会运转不可或缺的设备之一,但是压力容器往往因而高温高压工作的原因,出现失稳的情况,带来了一定的安全隐患,一旦发生较大的事故,将带来恶劣的影响。因而分析压力容器的失稳情况,并针对性的加以载荷的预测和分析,可以为减少此类事故打下较好的基础。论文中的压力容器的失稳以有限元分析为基础,但是有限元在实际的操作中会因为容器的不规则形状和载荷分布的不稳定型,精确性有待进一步的提高。

参考文献

[1]4732-1995,钢制压力容器-分析设计标准标准释义[S].

[2]4732-1995,钢制压力容器-分析设计标准[S].

[3] 刘均,黄宝宗,徐成海.加筋真空容器稳定性分析[J].东北大学学报:自然科学版,2002,23(4):398-400.

[4] 陈延.外压容器设计有关问题探讨[J].压力容器,2007,24(1):60-62.

压力容器论文范文第6篇

关键词:压力容器;质量保证体系;质量控制

中图分类号:O213.1文献标识码: A 文章编号:

压力容器是现在工业生产过程当中必不可少的一种承压设备,在人们的日常生活、科学研究以及工业生产的过程当中都广泛被应用,常使用在有毒、易爆和易燃的工况中,在腐蚀介质和一定的压力、温度条件下,能够使设备受到破坏和失效,导致事故的发生,引起中毒、火灾、爆炸和环境污染等问题,给人民和国家的生命财产安全造成巨大的损失。

一、压力容器的概述

1、概念。所谓压力容器,指的就是盛装的液体或者是气体,是一种能够承载压力的设备,在电力、医药、化工和炼油等工业中都发挥着非常重要的作用,最高的工作压力范围等于或大于0.1MPa,容积与压力的乘机应当等于或者是高于标准的沸点、液点,设备的正常使用条件非常复杂,在运行、制造以及设计的过程当中,如果不能得到有效的质量保证,就很容易造成安全事故的发生,引起环境污染、中毒、火灾、爆炸等重大险情的发生。

2、结构组织。在压力容器的制造过程当中,必须要对工作的任务进行分组、分工和协调合作,建设有效的质量管理组织,任命质量管理工作的主要管理工程师,在质量管理的过程当中加强对质量检验人员的培训和资质管理,充分保证产品的质量。

二、压力容器制造的质量保证体系

压力容器的质量保证体系指的就是在生产过程中对产品进行检验检查和监督的执行机构,主要包括从材料、图样、质量改进、压力试验、理化检验等方面的环节,只有不断健全完善压力容器制造的质量保证体系,才能使得压力容器产品的制作质量不断提高,一方面,需要保证工作人员的质量,质量保障责任人也就是工程质量管理的主要责任人,在自己的岗位上需要行使自己的岗位职责,严格把好产品生产的质量关,很多企业借用的是外单位人员的报岗制度,加强对责任人队伍的建设,严格把好质量关,是保证压力容器产品制造质量的关键所在,另外,也需要给予质量保证工程师在质量上的否决权,在当前的很多私营企业当中,不少企业都存在着企业领导决定质量的原则,导致质量保障工程师并不能够根据实际的情况对产品质量进行保障。要想真正做到使质量控制师取得一定的工作效果,就需要各个企业和相关部门的共同努力,建立健全质量保证体系,在压力容器生产资质的申请过程当中,严格检查和督促取证企业的实际运行情况,对能够影响到压力容器制造质量的相关环节要求加强控制,保证压力容器的生产制造质量。

三、压力容器制造的质量控制

1、原材料的质量控制。压力容器能够被广泛应用到社会不同的行业当中,其工况恶劣且复杂,如易爆、易燃、剧毒、高腐蚀、疲劳载荷、高压、低温、高温等,这些恶劣的使用条件决定了其所用的原材料具有较多的种类,并且对其质量要求很高。根据压力容器所具有的这些特点,相关工作人员必须要从原材料的入厂检验着手,始终坚持所有零部件所使用原材料的可追踪性和可靠性。原材料在进厂之后,需要按照相关的订货协议对供货商所提供的证明书进行相关的质量复查,保证原材料的各项性能指标能够准确符合材料的供应标准,确定符合标准之后再对其进行入库的编号,建立原材料入库档案,并根据相关的标准规定为原材料打钢印,为了避免原材料出现锈蚀等现象,在打上钢印之后需要涂上一层防锈的涂料,之后对其进行合理摆放。

2、制作过程的控制。在压力容器的制作过程当中,加强对工艺的控制具有非常重要的作用,同简单的产品加工工艺相比较,压力容器的制造过程具有单台套多品种的特点,这就需要制造厂针对不同的压力容器编制不同的工艺文件,在制定出合理正确的工艺之后,在施工的过程当中要严格执行工艺流程,完成每个工序之后,检验员和操作者在工艺流程上要进行签字认可。

3、焊接质量的控制。在很大程度上,焊接的质量会直接关系到压力容器的使用寿命和安全,严格控制好焊接的质量是压力容器保证制作质量的关键所在,首先,必须要建立起焊接材料发放、回收、保管等的制度,保证所购进的材料能够有产品合格证和质量证明书,经过验收和检查之后,才能按照相关的要求对其进行入库登记。要求从事压力容器工业生产的焊工必须要持证上岗,在证件有效期内承担符合证件规定类别的焊接工作。

4、无损检测质量控制。无损检测也被称作探伤,压力容器在制造的过程当中常常会用到探伤的方法,主要包括渗透、磁粉、超声以及射线几种形式,在进行无损检测时,首先必须要明确设计要求的合格标准以及探伤的方法,分析看该方法是否可以执行,也可以根据图纸的具体要求来实行探伤的方法,另外,在进行无损检测时,实践经验会显得非常重要,不同的人利用同一个机器进行操作,所得到的结果可能就会不同,那些经验较为丰富的工作人员所得出的正确率往往会很高。探伤仪器的质量如何对于探伤的结果也能够产生很大的影响,使用质量不合格的仪器就很容易会造成误判。

5、焊后的热处理控制。压力容器在制造的过程当中往往会需要进行相应的热处理操作,在进行热处理操作时,必须要注意控制降温、保温和升温三个阶段的温度和速度,为了可以保证能够达到热处理的预期效果,就应当对热处理的工艺进行正确的编制,对关键的工艺参数作出较为严格明确的限制,严格执行热处理的工艺规范要求,做好记录凭证,并对热处理的仪表进行定期的检查。

四、结语

压力容器制造的质量主要包括安装质量、制造质量以及设计的质量,但影响最为关键的就是制造质量,为了能够尽量降低企业的生产成本,使质量管理体系能够更加系统化和科学化,生产出符合国家标准和设计要求的相关产品,就需要建立起符合本单位生产要求的压力容器制造质量管理体系,建立健全压力容器的质量保证体系,改变传统的管理方式,由传统的管结果转变为现在的管过程,把好产品的质量关,避免产生不合格产品,严格控制影响压力容器制造的生产环节,确保压力容器的制造质量。

参考文献:

[1] 蒲亨前,陈泽盘;锅炉压力容器焊接质量控制系统的建立与质量控制[A].中西南十省区(市)焊接学会联合会第九届年会论文集[C].2008.

[2] 纪华亭,宋军;国内建筑钢结构、压力容器、管道、桥梁工程焊评对比与分析[A].全国焊接工程创优活动经验交流会论文集[C].2011.

压力容器论文范文第7篇

关键词:现场复检;压力容器;液压试验

前言

大庆油田天然气分公司每年的生产维修项目中,要求所有场站工程中安装的压力容器在安装前必须在施工现场进行压力试验,此项工作需由施工单位完成,以进一步确认设备在运输过程中制造质量未受影响,要求100%复检,但通常压力容器的现场复检多选择液压试验,所采用试验介质多选择中性洁净水,在这种情况下,我们应根据设备所盛装的介质不同来确定试验的方法和试验后应采取的处理措施,本论文简要介绍几种现场压力方法。

压力试验是压力容器制造完成后的最重要的检验过程,压力试验分为液压试验、气压试验和气、液组合试验。

一、压力容器的种类

压力容器,是指盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。压力容器的分类方法很多,从使用、制造和监检的角度分类,有以下几种。

1、按承受压力等级分为:容器、中压容器、高压容器和超高压容器。

2、按盛装介质分为:非易燃、无毒;易燃或有毒;剧毒。

3、按工艺过程中的作用不同分为:

①反应容器:用于完成介质的物理、化学反应的容器。

②换热容器:用于完成介质的热量交换的容器。

③分离容器:用于完成介质的质量交换、气体净化、固、液、气分离的容器。

④贮运容器:用于盛装液体或气体物料、贮运介质或对压力起平衡缓冲作用的容器。

下面以油气加工装置维修工程中常见的两类压力容器为例说明压力容器的现场压力试验:1、换热压力容器,2、贮运压力容器。

二、现场压力试验方法

1、换热压力容器

试验前准备:

施工单位在完成换热器吊装后准备对换热器做水压试验,试验先将换热器所有内表面清扫干净,各连接配件的紧固螺栓装配齐全,紧固妥当。压力试验用的法兰盖的压力等级必须与试验压力相匹配。压力试验使用2个压力量程相同并且经过校正的压力表。选用的压力表换热器器内的介质相适应,使用的压力表精度等级不低于1.5级,压力表刻度极限最高值为最高工作压力的2倍。表盘直径不小于100mm。压力表应安装在压力容器顶部便于观察的位置。压力试验场地拉设警示带,圈定作业范围,并应经过建设单位安全技术部门有关人员检查认可,无关人员不得在现场逗留。

试验温度:该换热器属于合金钢容器,液压试验时液体温度不得低于15摄氏度。现场水的温度测定为21摄氏度。

试验方法:试验时容器顶部设排气孔1个,待容器内充满中性洁净水后,将该孔关闭,并保持换热器观察表面的干燥。施工现场保障水源,当压力容器壁温与液体温度相近时,使用柱塞泵对换热器缓慢升压至设计压力,确认无渗漏后继续升压至规定的试验压力,保压30分钟,然后将压力降至规定试验压力的80%,保压足够长时间,对所有焊接接头和连接部位进行检查,经检查无渗漏后可泄压,如有渗漏,修补后重新试验。

液压试验完毕后,应容器内部洁净水排净,并用空气压缩机将内部吹干,检查期间,压力保持不变,严禁采用连续加压来保持压力不变,在压力试验液压过程中,不得带压紧固螺栓或向受压元件施加外力。

对于换热器现场进行压力试验时,应注意换热器中的特殊换热管,如外翅片管、内翅片管、螺纹管、波节管、T型管和缩放管等管型,在进行水压试验时很容易含水,也很难吹扫,除了用干燥空气遵照以上方法进行吹扫的外,还须用抽真空或注入氮气的办法来处理,这样多次反复进行,才能保证设备的安全。

2、贮运压力容器

压力容器盛装介质不与中性洁净水发生反应的设备,在进行以水作为操作介质的液压试验后,必须找到设备最低点将水放净,然后用干燥的空气进行吹扫,吹扫时建议将空气升压后,压力控制在0.3MPa,然后再排放,这样做可以防止设备试压后不能马上安装而造成设备腐蚀,或设备内残留水分影响设备的运行。

压力容器所盛介质为特殊介质,如氨、丙烷、油等特殊介质,这时采用水介质做液压试验应该采取以下措施,

找设备最低点将水排除,然后把最低点封住,在最低点只留一个与进气口直径大小一样的排放孔,并用阀门控制其开启,然后用干燥的空气进行吹扫,空气必须升压,压力控制在0.5-0.8MPa之间,打开控制阀门,放净空气,多次重复上述工作,直到没有水气出现为止,可以用白纸进行试验干燥的情况,经检验合格后,用抽真空或用氮气充满的办法来保护设备,再进行安装,防止在安装过程中进入水气,尤其在多雨季节。

三、检验标准

1、液压试验合格标准

液压试验的压力容器符合下列条件为合格:1、无渗漏,2、无可见变形,3、无异常声响。

2、气压试验合格标准

气压试验的压力容器符合下列条件为合格:

试验过程中无异常的声响;

经肥皂液或其他检漏液检查无泄气;

无可见的变形。试验所用气体应为干燥洁净的空气、氮气或者其他气体。

结论:

根据压力容器的不同种类,有针对性地进行现场复检,特别是在安装工程中的水压试验是十分必要的,且操作起来并不困难,具有重要的现实意义。

参考文献

[1]尹敏,王相君,柳荣,长庆石化公司燃料气系统分析控制《化工管理》,2014(01)

压力容器论文范文第8篇

【关键词】 压力容器 检验 渗透检测 选择

根据《固定式压力容器安全技术监察规程》、《压力容器定期检验规则》、JB/T4730等对渗透检测的规定,在对压力容器进行定期检查的过程中,应该包括对一定比例的容器焊缝进行无损检测,虽然规定对铁磁性材料进行检测的时候应该优先选择磁粉检测对其进行检测,但是在有的时候磁粉检测或许无法进行,而对奥氏体不锈钢表面进行检测和对有色金属制压力容器进行检测的过程中,则可以将渗透检测方法运用其中以满足相关检验的需求。

1 渗透检测的基本工作原理及优势所在

所谓压力容器检验中渗透检测就是用液体的毛细管作用,再结合在某些条件作用下能够产生发光效果的固体染料作为工作的基础。也就是将毛细管作用原理作为渗透检验的基础来对压力容器的表面缺陷进行检验而又不会对压力容器产生伤害的一种无损检测方法。这种压力容器检验中的渗透检测工作的基本原理就是:将需要被检测的压力容器被检表面涂上含有荧光染料或者是含有着色染料的某种渗透溶液,之后再利用毛细管作用,经过一段时间渗透之后,所涂抹的渗透液就可以从压力容器所需要检测的表面包含的缺陷中渗透进去;之后再将物体表面余留下来的渗透液利用合适的方法将其去除之后再进行干燥处理,再在被检压力容器的表面涂上一种能够吸附渗透剂的显像剂;基于同种工作原理,压力容器表面被涂上显像剂之后,在毛细管作用之下,显像剂会将已经渗透进物体缺陷中的渗透液进行回吸,也就是将已经渗透下去的渗透液吸收到刚涂抹的显像剂当中;这样处理之后,在特定的光源,比如白光或者黑光之下,被检压力容器的表面所包含的缺陷处所残留的渗透液痕迹就会明显的显现出来,使得物体的缺陷处分布以及各个缺陷处的形态都被检测出来。

渗透检测这种方法不止可以检测金属材料零件或者压力容器表面所包含的缺陷,还可以对非金属的各种零件和材料进行适合的检测,比如对各种材料、各种零件所包含的裂纹、气孔、疏松、等不同的缺陷进行不损伤原物件的检测。在进行渗透检测的时候,可以不受需检测的物体的化学成分的限制,也可以不受需检测的零部件的各种结构的限制,甚至可以不受需检测的物体的不同形状的限制;渗透检测不但可以检查具有磁性的材料,也可以对非磁性的材料进行相关的检测;渗透检测可以对黑色金属进行相关的缺陷检测,也可以对有色金属进行相关的缺陷监测,还可以对非金属物体进行相关的渗透检测;渗透检测还可以检查各种焊接件、锻件、铸件和各种机加工件;除此之外,用渗透检测这种方法进行缺陷检查的过程中只需要进行一次探伤工作就可以将被检物体表面包含的各个方向、各种形状、各种分布的缺陷都很好的显现出来。

2 渗透检测的基本分类情况及各种方法的优缺点

根据进行压力容器检验过程中所使用的渗透液包含的不同染料成分,所进行的渗透检测可以被分为三种不同的大类,分别是荧光渗透检测法、着色渗透检测法以及荧光着色渗透检测法。而根据物体表面所涂抹的渗透液最终去除方法的不同,又可以将渗透检验分为另外三种类型,分别是水洗型渗透检测法、后乳化型渗透检测法以及溶剂去除型渗透检测法。再根据压力容器检验中渗透检测当中所使用显像剂的不同类型,又可以将渗透检测分为两种不同类型,分别是干式显像渗透检测法以及湿式显像渗透检测法。除以上的分类方法之外,还可以根据渗透检测中的灵敏度等级不同或者在渗透检验过程中缺陷是否被穿透等方面来对压力容器检验中的渗透检验类别进行划分。

对着色渗透检测法而言,其只需要在具有白光或者是在日光的条件下进行,而荧光渗透法就必须要在黑光室和暗室中才能发挥应有的效果,在没有发电工具的工作场所中就不能够采用这种方法对压力容器进行渗透检测;水洗型渗透检验法相比较而言更适合表面相对比较粗糙的物体或者零件,比如铸造件、齿轮、螺栓和键槽等等,其操作简便和成本较低等特点特别适合对批量的零件进行有效的渗透检测,而是用水基渗透液进行渗透检测的方法则比较适合对物体中不能够接触油类的特殊零件进行相应的渗透检测;后乳化型的渗透检测法与水洗型渗透检测法正好相反,比较适合于对表面比较光滑,对灵敏度的要求相对较高的零件进行相关的渗透检测,例如发动机当中的涡轮片或者涡等等,特别是利用后乳化型的渗透检测方法加上合适的荧光渗透检测法再加上干式显像渗透检测法被公认为是灵敏度最高的一种渗透检测方法;溶剂去除型的渗透检测法因为可以是在没有水源和没有电力的工作场合进行相应的检测,所以相对来讲应用更加广泛,特别是在用喷罐进行渗透检测的过程中,可以简单的进行相应操作,非常适合对大型的零件进行局部的渗透检测,比如对压力容器的焊缝进行渗透检测等,不过这种方法需要的成本比较高,不适用于对大批量的零件进行相关的渗透检测。

3 渗透检测方法的特点之所在

利用渗透检测的方法对物体表面的缺陷进行检测这种方法适用于除了疏松多孔性的材料之外的所有不同种类的材料表面包含的开口缺陷。现如今,将渗透检测的方法应用在对压力容器中进行相应的检测已经变得十分广泛,尤其是在对一些非磁性的材料进行表面缺陷的检测过程中,渗透检测是首选的缺陷检测方法。这种方法操作起来比较简单,相对来讲成本也比较低,一些特定的渗透检测方法因其成本的低廉被广泛的应用在对大批量的零件进行的检测中。渗透检测不只具有操作简单和所需成本低的优点,除此之外还可以将被检物体表面所包含的缺陷利用最直观的方式显现出来,检测的灵敏度也是十分高的,能够检测的材料和能够检测到的物体表面包含的缺陷范围也是十分广的,尤其是对形状比较复杂的零部件进行相应的渗透检测,可以一次性的将所包含的所有物体表面的缺陷都显现出来,做到全面检查的效果。

不过渗透检测这种方法只能够检测出物体表面已经开口的缺陷,并不能够将被检物体所包含的缺陷都检测出来,也不适用于对多孔性的材料进行缺陷检测,而且对零件和零件工作的环境都会造成一定的污染。不过渗透检测方法在对被检物体表面含有十分微小的缺陷进行检测的时候,准确性和灵敏度都比射线检测方法要高的多,而且渗透检测法还可以应用在磁粉检测方法所不能够运用到的物体部位当中。

4 压力容器检验中渗透检测方法的选择

压力容器检验所选择的渗透检验方法中所使用的进行渗透检测需要用到的材料必须是属于“同一族”的,也就是说,进行渗透探伤时候所使用的材料必须是由同一个厂家生产的或者是推荐可以使用的相关渗透液、溶剂去除液、乳化剂以及显像剂。如果是不属于同一族的渗透探伤的各种材料是不能够随意的混合使用的。与此同时,对压力容器进行相关的渗透检测当中使用到的渗透相关材料都应该在考虑是否会对被检物体的材质产生影响的基础上进行慎重的选择,比如奥氏体或者是钛合金的材料就不能够使用含氯或者是含氟等属于卤组中的元素已经超标了的相关渗透检测材料,而对镍基合金材料进行渗透检测的过程中就必须要控制所使用到的渗透检测材料中硫的含量。

在对压力容器进行实际检测的过程中,应该根据实际渗透检测过程中的现场基本情况、检测过程中使用到的设备对检测灵敏度的相关要求以及与各种检测设备最匹配的渗透检测方法来对选择的压力容器中的渗透检测方法进行具体的选择。比如如果使用水洗型着色法的渗透检测方法或者是水洗型荧光法的渗透检测方法,相对而言操作比较简单,所需要的成本也比较低廉,进行渗透检测时候速度也比较快,但是这些渗透检测方法的灵敏度不是很高,对于宽而且浅的物体表面缺陷不能够很好的履行检测的职责。因此,这类型的渗透检测方法一般都比较适合对需要进行大面积检测的压力容器的部件或者是物体表面产生的缺陷都是开口窄而且缺陷比较深并且物体表面也比较粗糙的压力容器相关部件进行渗透检测;而后乳化型着色法的渗透检测法或者后乳化型荧光法的渗透检测法都有着比较高的检测灵敏度,特别是后乳化型的荧光法进行渗透检测的时候会产生十分明显的荧光,对一些非常细微的物体表面缺陷的检测灵敏度相对比较高,也能够检测出物体表面中开口宽而且比较浅显的缺陷的存在,不过相对来讲这类渗透检测法的成本就比较高。因此,这类型的渗透检测方法就十分适用于对开口比较宽而且比较浅的缺陷以及应力和晶间腐蚀性的裂纹缺陷或者是磨削性的裂纹缺陷进行相关的检测;溶剂去除型着色法的渗透检测方法使用非常广泛,特别是在使用喷罐的情况下,能够最大限度的减少不必要的操作程序,适合对需要进行局部渗透检测的大型零件进行相关的检测工作。而溶剂去除型的荧光法渗透检测法同样也适用于对零件的局部进行相关的渗透检测,同时还可以在没有水源的场所进行相关的渗透检测,不过不适合对表面比较粗糙的物体进行相关的渗透检测。

5 影响压力容器中渗透检测的主要因素

首先,渗透检测方法是基于毛细管作用原理进行探伤的一种检测方法,因此毛细管在作用时候的强弱不同对渗透检测方法所产生的效果有十分强的影响。所以在确定了被检测的物体、需要的相关渗透检测溶剂和相关的渗透检测方法等相关条件之后,能够对毛细管作用产生影响的最主要的因素就是将要进行渗透检测的压力容器受检表面所进行的相关准备工作和预先的清洗工作,需要被检测的压力容器的受检表面准备的越充分、预先的清洗工作做的越好,能够对毛细管作用产生影响的压力容器受检表面缺陷中的污染物就越少,越干净的压力容器受检表面毛细管在作用时候能够产生的效果就越强,在进行渗透检测之后所得到的结果可靠性也就越高。与此相反,如果压力容器的受检表面的准备工作没有良好的进行、预先的清理工作没有做到位,就会使得渗透检测中毛细管作用的效果越差,甚至出现没有毛细管作用现象的产生,影响渗透检测产生结果的可靠性,甚至是造成渗透检测工作的失败。

其次,能够对压力容器的渗透检测产生影响的就是A、B、C三种不同类型的标准试块与压力容器受检表面中所存在的开口缺陷中有所差异,其中A型标准试块就是随机开裂的试块,B型标准试块就是辐射开裂的试块,C型标准试块就是平行开裂的试块,在对上述三种类型试块进行使用同时还应该使用将要进行渗透检测的压力容器受检表面含有实际存在的开口缺陷的试验块。在进行渗透检测的过程中,标准试验块上所存在的缺陷和压力容器受检表面上实际存在的缺陷形状越相似,压力容器受检表面中存在的开口缺陷被检测出来的可能性就越加的高,渗透检测所产生结果的可靠性也越高。除此之外,不同的压力容器或者是不同的检测方法都有可能使得显现的缺陷拥有不同的类型和尺寸,而所包含的缺陷的类型以及尺寸的不同对于渗透检测方法的选择也会产生一定的影响。

6 结语

总之,对压力容器检验中渗透检测方法的选择应该在对渗透检测有所了解的基础上进行,应该在了解渗透检测的基本工作原理之后,对不同渗透检测的方法和使用的材料等方面进行必要的了解,才能够针对将要进行渗透检测的压力容器的材料、形状等方面对渗透检测方法进行选择。

参考文献:

[1]张红霞,杨体升,吴建刚.稀土元素对精密铸钢裂纹形成的影响[J].湖北汽车工业学院学报,2011年02期.

[2]胡学知,邱杨.压力容器无损检测――渗透检测技术[J].无损检测,2004年07期.

[3]聂小武,鲁世强,王克鲁.铸锻件磁粉与渗透检测工艺的选择[J].铸造,2006年04期.

[4]胡学知.渗透检验技术综述[A].陕西省第九届无损检测年会陕西省机械工程学会无损检测分会论文集[C],2004年.

[5]刘广兴.铸件裂纹缺陷音频检测方法与装置研究[D].哈尔滨理工大学,2008年.

[6]沈娟娟.渗透检测在氢化反应釜检测中的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010年12期.

[7]白艳平,秦玉文,樊海波,曲日.一种新的复合材料检测技术的应用研究[A].“力学2000”学术大会论文集[C],2000年.

压力容器论文范文第9篇

关键词:压力容器 安全性评定 趋势

中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)05(a)-0084-01

压力容器作为广泛应用于电力、航天、化工、石油、能源等诸多工业部门的一个重要部件,同样也是一种极易发生重大事故的特殊设备。目前大部分压力容器都采用焊接方法制造,但是由于运行条件、焊接工艺以及焊接结构固有的缺点,几乎所有的压力容器都不可避免的存在各种缺陷,如母材中的冶金夹层、未焊透、夹渣、焊缝中的气孔等,因此,压力容器的安全评定技术的研究和应用历来受到各部门和有关学者的重视。本文中,笔者将阐述目前常用的压力容器安全评定技术,并探讨压力容器安全评定技术的发展趋势。

1 目前常用的压力容器安全评定技术

(1)弹塑性断裂力学评定方法。该方法以弹塑性断裂力学为基础,主要有J积分理论法和裂纹尖端张开位移法(COD法)。Rice于1968年提出J积分评定方法,该理论利用与路径无关的,避开裂纹尖端的能量积分J来描绘裂纹尖端的应力应变场,判断依据为,其中为材料相应的临界值,J积分评定方法不仅适用于大范围全面屈服的情况,还适用于小屈服、线弹性的情况,并且较裂纹尖端张开位移法更可靠;裂纹尖端张开位移法作为20世纪70年代国际缺陷评定规范主要采用的评定方法,该方法是WELLS于1965年提出,认为当张开裂纹位移达到时,压力容器的裂纹就会开裂,其中材料的临界张开位移以试验测量为准,与试件的形状、厚度无关,因此该方法在应用中存在一定的局限性。

(2)线弹性断裂力学评定方法。线弹性断裂力学将结构视为一个不发生屈服的完全弹性体,并假设结构存在裂纹,描述无限板中心穿透裂纹模型得到裂纹尖端应力场分布规律,研究材料临界应力强度因子与裂纹尖端的应力场强度因子K之间的关系,因此也称为K判据,其评定依据为≤。当计算得到的裂纹尖端的应力场强度因子K不满足上述依据时,压力容器就可能发生脆性断裂,此时就需要采取积极的预防措施。该方法适用于脆性材料或者塑性区尺寸较小的金属材料,当金属材料的塑性区很大,甚至端部塑性区尺寸已经接近裂纹本身尺寸时,该方法已经不再适用。

(3)失效评定图法。英国中央电力局在《带缺陷结构的完整性评定》中提出了失效评定图技术,随后美国电力研究院将材料应变硬化的阻力曲线应用于分析裂纹稳定扩展的全过程,并提出了严格的失效评定曲线,1986年,美国电力研究院以J积分为基础,考虑材料的应变硬化效应,抛弃通过立项塑性材料窄条区屈服模型得到失效评定图的方法,建立了失效评定的三种选择。目前世界各国的压力容器缺陷标准都在向美国1986年板的缺陷评定规范靠拢。

(4)疲劳断裂评定方法。疲劳裂纹稳定扩展阶段作为疲劳裂纹扩展的第二阶段,此阶段也决定了含裂纹压力容器的的疲劳寿命,目前疲劳裂纹稳定扩展阶段的扩展速度以及含裂纹构件的疲劳速度都可以由Pairs公式精确计算。对于压力容器接管处的高应变区疲劳寿命较短,最大应变接近屈服应变,应变幅度很大,此种应变疲劳问题可以应用裂纹尖端张开位移法理论或者J积分理论进行研究。

2 压力容器安全评定技术的发展趋势

(1)疲劳方法的应用。2000年PD 6539:1994与PD 6439:1991发表了合并后的BS 7910:1990修订版,该标准总结了近年来大量钢材在海水和空气总疲劳裂纹扩展实验数据,推出了新的疲劳裂纹扩展率,得到了更为准确的应力比R的修正法和两端Pairs关系式,并加入环境因素,给出了较高温度下的疲劳裂纹扩展,海水环境中无阴极保护和有阴极保护时的新的推荐方法。

(2)智能方法。因为工程结构一般存在大量的不确定性,然而传统的断裂力学研究都以确定性实践为前提,据研究采用模糊的数学方法对工程问题进行模糊处理,可以很大程度上提高压力容器的安全性评定的可靠性,随着智能方法在人工神经网络技术等领域的应用,针对影响压力容器的众多因素建立模糊模型必然成为下一步发展趋势。

(3)概率方法。美国一些研究人员于20世纪80年代将概率统计理论与确定性断裂力学理论想结合产生了概率断裂力学,并应用于压力容器的可靠性评估。基于概率断裂力学失效方法能够降低经验因素的影响,能够客观反映评定参数的不确定性,提高分析的安全性和准确性。近年来,Rahman.M建立的对含纵向腐蚀缺陷压力管道的结构可靠性理论,目前国外一些先进国家已将其应用于指定寿命下高可靠性主动设计中,具有较高的工程应用价值,但是我国新标准还未将其纳入其中。

(4)体积型缺陷评定图方法。近年来,随着断裂力学评定技术的发展,特别是最新版的缺陷评定规范在有屈服平台的非连续屈服材料和无屈服平台的连续屈服材料中的应用,推动了失效评定技术向体积型缺陷评定图技术方向发展。

3 结语

综上所述,压力容器的安全性评定方法种类很多,包括弹塑性断裂力学评定方法、线弹性断裂力学评定方法、失效评定图法、疲劳断裂评定方法等,而且随着断裂力学理论、计算机技术、故障和缺陷在线诊断技术、传感技术的发展,压力容器安全评定技术也在不断的革新,相信不久的将来,我国也会形成自己的压力容器安全评定和监测监控技术体系。

参考文献

[1] 候向陶,王鹏,孙振超.压力容器安全评定技术研究综述[J].河南科技,2012(1).

[2] 淡勇,高启荣.压力容器安全性评定技术进展[J].化工机械,2011(6).

[3] 刘刚.薄壁缺陷结构及其可靠性与安全性[M].北京:人民交通出版社,2002.

[4] 王勇,丁辉,张都清.压力容器安全性评定方法进展[J].山东电力技术,1996(4).

压力容器论文范文第10篇

1.1与开放实验结合

学生动手能力的培养,最初就是实验技能的培养。而验证型实验旨在培养学生熟悉仪器、简单操作的基本能力[3],这为学生后续进行综合性实验奠定基础。学生进入大三后,他们的基本实验操作技能有了一定程度的训练和提高,但面对综合性实验,还是感觉对所学知识不能灵活应用。此时,应主要加强综合性实验的开出力度,以提高学生对综合性、创新性实验的总体把握能力,强化学生分析问题和解决问题的能力,为后续的毕业论文(设计)以及未来的科学研究工作打下基础。例如,我们选取独立实验课中的典型性实验作为开放实验,每周开展4个学时的实验,培训学生熟练操作仪器设备。以锅炉内胆的PID整定实验为例,课堂中老师直接选取已设定好的比例度δ,积分常数Ti和微分常数Td进行实验[4],很快就会找到等幅振荡曲线,再根据经验公式带入相关参数对系统整定,学生看了后觉的这个实验很容易。而在开放实验中,学生没有现成的δ、Ti、Td参数值,而每个值的范围都在0~1000,通过临界比例度法科学合理的调整δ、Ti、Td参数值以获得等幅振荡曲线。在这个过程中,每改变一次参数都需要改变锅炉内胆温度的设定值作为阶跃干扰,直至出现等幅振荡。实验完成后,学生对PID整定的理解非常深刻,同时也明白了什么是临界比例度法以及临界比例度法的作用、意义。

1.2与大学生实践创新项目结合

我院每年都设有大学生科技项目并给予一定的经费,利用这个项目开发一些新的实验或修理调试一些闲置的已不能正常使用的设备,达到了既让学生有更多实践的机会,也有相应的经费支持学生实践。这个项目必须要求学生公开发表一篇科研论文才可结题,而写论文就要查阅大量的文献,提炼词句,模仿科技论文格式等,整个过程下来,学生的收获不仅仅是做了一个实验或调试了一台设备,而是理论知识与实践相联系的理解和升华。例如,2012年我指导几个学生做“内压薄壁容器应力分布研究”这个项目,选择的就是实验室一台基本废弃的内压薄壁容器。首先,学生们查阅了大量关于压力容器应力分布与测定的文献,买了电阻应变片、电烙铁等相关零部件,针对压力容器筒体和封头不同部位所受应力不同进行了分区贴片,经过多次试验,最终成功的在压力容器不同部位粘贴上电阻应变片。然后,采用电阻应变测量法,改变压力容器的工作压力(0.1~0.6MPa)测得筒体、封头等各部位的应力分布,得出相关结论。

2建立兴趣小组

借着参加各种创业创新竞赛的机会,组织有兴趣的同学建立了兴趣小组。同学们在课余时间,根据自己的想法做一些实验研究,比如我们建立的过控创新实验小组,成员分别由大四、大三、大二的学生组成,每周固定时间讨论两次实验方案,平时下午或晚上进行实验,教师现场参与。这样坚持了一个学期后,良好的预期效果出现了,同学们经过无数次的失败和一次次的不懈努力终于设计出了一台洗煤废水处理中试装置,该装置可用于洗煤废水絮凝沉降,煤泥分离效果良好。另外,同学们参加了多次竞赛,获得了“陕西榆林第二届大学生创意创新创业大赛”二等奖、2014年“创青春”陕西省大学生创业大赛银奖、榆林学院大学生创意创新创业大赛一等奖等,还正在申报一项专利。在整个过程当中,不仅形成了教师总体指导、老生带新生的良性机制,同时学生们有“参赛获奖”的目的性,所以学生的积极性很高,通常晚上周末都在实验室加班加点,积极解决遇到的各种问题。此外,参赛的过程需要制作PPT,写参赛材料,制作参赛视频,上台演讲推销等,这些活动也大大的锻炼了学生的各项能力。总而言之,教学改革是一项复杂的系统工程[5],在进行过程装备控制技术及应用实验的教学改革与实践的过程中,深深感受到教学质量的提高、学生综合能力的培养是一项系统工程,这不仅需要教师想法多、勇付出,也需要学生勤动手,善动脑,只有二者共同努力共同克服困难,才能有所成效。

3编排实验讲义

过程控制技术及应用实验没有相关的实验教材,一般都是教师一边操作一边讲解,想到哪说到哪,根据这一情况,选取和课程紧密相关的、进度一致的典型实验并根据实验原理、实验步骤、实验注意事项等编排出简洁明了的实验讲义,印发到学生手中,学生可以根据讲义进行预习、做笔记和现场操作,这样教师讲解起来也更容易。

4结语

实践证明,经过过程装备与控制技术及应用实验的教学改革,取得了良好的、积极地改革成果,它不仅提高了学生的专业兴趣,增强了学生的创新意识,尤其是锻炼了学生的思维能力,使学生对理论知识的理解更深刻、应用更灵活。教改后,本门课程也得到了学生的积极评价和认可。

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