压力容器稳定性分析

压力容器分析设计习题

第一章 1、固体力学有那几个基本假设？有何意义？ 答：a、均匀性假设 b、各向同性假设 c、连续性假设 d、小变形假设 e、完全弹性假设 2、什么叫弹性、弹性变形？ 答、结构受外载荷后产生变形，这些变形在载荷除去后又能回复到原状的特性称为弹性； 产生的这种能够回复的变形称为弹性变形！ 3、什么是载荷？什么是交变载荷？ 答：物体之间的相互机械作用叫做载荷，随时间做交替变换的载荷称作交变载荷 4、举出作用在压力容器上的表面力与体积力、约束反力是否是外力？ 答： 5、内力和应力有什么区别？求解应力的目的是什么？ 答：应力是用来衡量内力分布规律，求解应力就是为了控制它的大小，使结构不至发生破坏 6、什么是全应力、正应力和剪应力？给出确切的定义、并以图示之。 答： 7、截面法的含义与用途是什么？ 答：用截面法求出截面上与外力相平衡的内力素，再求出应力在该截面上各点的应力分布规律 8、在用截面法之前是否可以把外力沿力的作用线移动？试举例说明。 答：不可以 9、仅有位移是否能够描述某点的变形状态？为什么？ 答：不能，还需要转角，还有线应变和角应变 10、角位移和角应变有什么不同？ 答：角位移即转角，指物体内某一截面或者线段在物体变形后相对于初始形状所转过的角度称为角位移，角应变的定义是在物体变形前交与某点的两条互为90°的直线在变形后的所改变的角度。 11、通过截面内力素情况，定义杆件受载形式 12、内力系存在并且是唯一的条件是什么 答：需要满足平衡方程和变形连续条件。 第二章 1、在轴向拉伸与压缩时，垂直于杆轴截面上的应力如何分布？ 答：均匀分布。 2、对于比较细长的杆件，拉伸与压缩是否就意味着轴力N的符号相反？ 3、何谓平截面假定？它将导致截面上应力如何分布。 答：变形前物体界面上的所有特征变形后还是处于同一个平面，这个假设能保证界面上的应力为线性分布。

压力容器用钢

压力容器用 钢 、钢材的机械性能材料在外力作用下表现出来的特性叫作材料的机械性 能，也称为力学性能。钢材的重要机械性能指标有: 1. 强度—物体在外力作用下， 抵抗产生塑性变形和断裂的特性。常用的特性指标有屈服极限CT s和强度极限ab，系由拉伸试验获得。1屈服极限材料承受载荷时，当载荷不再增加而仍继续 发生塑性变形的现象叫做“屈服”。开始发生屈服现象'即开始出现塑性变形时的 应力叫做“屈服极限”或“屈服点”。工程上取试样发生0.2 残余变形时的应力 值作为条件屈服极限，通常称为屈服强度Uo.z. 在拉伸试验中，屈服强度是试样在 拉伸过程中标距部分残余伸长达到原标距长度的0.2 帕时的负荷除以原横截面积 的商，单位为MPa. —般说来，材料是不允许在超过其Idl服点的载荷条件下工作 的。2 强度极限材料抵抗外力破坏作用的最大能力称为强度极限。钢材的强度极 限是试样在拉断前所承受的最大应力即抗拉强度Sb,单位为IvIPa 。工程上希 望金属材料不仅具有较高的。，而且具有一定的屈强比a SQ b o 屈强比愈小，结 构零件的可靠性愈高。但屈强比太小，则材料的有效利用率太低。因此，一般希望 屈强比高一些，碳素钢为0.6 左右，低合金高强度钢为0.650.75 ，合金结构钢 为。.85 左右。2. 塑性—指材料在外力作用一下产生塑性变形而不破坏的能力， 用延伸率6及断面收缩率冲来表示，其数值由拉伸试验获得。延伸率以试样拉断 后的总伸长与原始长度的比值百分率来度量，其数值与试样尺寸有关. 为了便于 比 较，必须采用标准试样，规定试样的原始长度与原始直径的比例关系。8。或6 。表示试样计算长度为其直径的5或10倍时的延伸率b。小于Ss。断面收缩率以试样拉断后断面积的缩小量与原始截面积之比值的百分率来度量。塑性良好的材料可以顺利地进行某些成型工艺，如冷冲压、冷弯曲等。其次，良好的塑性可使 零件在使用过程中万一超载也不致突然断裂。压力容器的主要零部件都是承压的，

浅析压力容器分析设计的塑性措施

引言 《压力容器》“压力容器应力分析设计方法的进展和评述”中曾介绍和评述了压力容器分析设计的弹性应力分析方法（又称应力分类法）的最新进展。本文将进一步介绍和评述压力容器分析设计的塑性分析方法，包括ASME的极限载荷分析方法、弹塑性应力分析方法和欧盟的直接方法等。 压力容器设计是一个创新意识非常活跃的工程领域，它紧跟着科学技术的发展而不断地更新设计方法。随着弹性理论、板壳理论和线性有限元分析方法的成熟，20世纪60年代，压力容器界提出了基于弹性应力分析和塑性失效准则的“弹性应力分析设计方法”。进入21世纪后，由于塑性理论和非线性有限元分析方法的日趋成熟，欧盟标准和ASME规范又先后推出了压力容器的塑性分析设计方法。其中涉及许多新的基本概念和新的分析方法，需要我们及时学习领会和消化吸收，以提高我们的分析设计水平，并结合国情进一步修订我国的压力容器设计规范。 ASME和欧盟的新规范都是以失效模式为主线来编排的。ASME考虑了以下4种模式： （1）防止塑性垮塌。对应于欧盟的“总体塑性变形(GPD)”失效模式。 （2）防止局部失效。 （3）防止屈曲（失稳）垮塌。对应于欧盟的“失稳（I）”失效模式。 （4）防止循环加载失效。对应于欧盟的“疲劳（F）”和“渐增塑性变形（PD）”2种失效模式。 欧盟还考虑了“静力平衡（SE）”失效模式，即防止设备发生倾薄。 文中讨论的塑性分析设计方法主要应用于防止塑性垮塌和防止局部失效2种情况。 1、极限载荷分析法 在一次加载情况下，结构的失效是一个加载历史过程，即随着载荷的增加从纯弹性状态到局部塑性状态再到总体塑性流动的失效状态。对无硬化的理想塑性材料和小变形情况，结构进入总体塑性流动时的状态称为极限状态，相应的载荷称为极限载荷。此时，结构变成几何可变的垮塌机构，将发生不可限制的塑性变形，因而失去承载能力。 一般的弹塑性分析方法都要考虑上述复杂的加载历史过程，但极限载荷分析法（简称极限分析）则另辟蹊径，跳过加载历史，直接考虑在最终的极限状态下结构的平衡特性，由此求出结构的承载能力（即极限载荷）。它是塑性力学的一个

最新压力容器常用材料的基本知识

压力容器常用材料的 基本知识

压力容器常用材料的基本知识 1、压力容器用钢板选用时应考虑： ①设计压力；②设计温度；③介质特性；④容器类别。 2、从材料力学性能来说，升温等效于升压，降温将导致钢材的脆性增加。 3、对同一种材料来说，随温度和板厚的增加，其许用应力则降低。因而当容器 壳体的名义厚度处于钢板许用应力变化的临界值时，应考虑此问题。如处于16mm的Q235-B、Q235-C和16mm、36mm的Q345R都会发生许用应力跳档现象。 4、钢材的强度和塑性指标可通过拉伸试验和冷弯试验（室温下进行）获得。 5、板材供货时薄板以热轧状态供货，厚板以正火状态供货（因强度和韧性下 降）。 6、压力容器用钢板当达到一定的厚度时，应在正火状态下使用，即使用正火 板，如用于壳体厚度＞30mm的Q345R钢板必须要求正火状态下供货和使用。需注意：正火仅对板材而言，而非整体设备。（热轧板呈铁红色，正火板呈铁青色）。 7、压力容器用钢与锅炉用钢类同，首先要保证足够的强度，还要有足够的塑 性，质地均匀等。因此，必须选用杂质(S、P)和有害气体含量较低的碳素钢和低合金钢，均为镇静钢。且为保证受压元件材料的焊接性能,一般须控制材料的含碳量≤0.25%。材料的含碳量升高，则其冲击韧性下降，脆性转变温度升高，在焊接时容易产生裂纹。 8、低合金钢的机械性能、耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等均比碳素钢有所提高， 其中最常用的是：Q345R。它不仅S、P含量控制较严，更重要的是要求保证足够的冲击韧性，在材料验收方面也比较严格。因此其使用压力不受限制，使用温度上限为475℃，下限为-20℃。板厚为3～200mm。是应用很广的材料。 9、Q345R(GB713-2008，代替原16MnR)的使用说明： ①、Q345R的适用范围是：使用压力不限、使用温度为-20～475℃。 ②、 Q345R用作压力容器壳体的板厚＞30mm时，则容器需焊后作退火 热处理，热处理的温度为600～650℃；若焊前预热至100℃，则板厚 可提高至34mm。 ③、Q345R钢板一般是以热轧状态供货；当板厚＞30mm时，为保证塑 性和韧性，一般采用正火板，且逐张钢板应超声波检测，Ⅲ级合格。

压力容器材料两种韧性断裂形态的分析

压力容器材料两种韧性断裂形态的分析 【摘要】上世纪八十年代以来，断裂理论的研究趋势更趋向于注重与断裂机理相结合。从客观的角度来分析，现阶段的压力容器应用，在很多方面都表现出了较多的需求，日常的生产、生活，都需要压力容器来完成较多的工作，以此来巩固产品的质量和加工的水平。为此，我们应该从压力容器的材料出发，选择性价比较高的材料，通过对两种韧性断裂形态的分析，决定压力容器的材料选择，为后续的压力容器质量提升，做出更大的贡献。另一方面，应加强对压力容器材料相关内容的分析和研究，避免单一分析带来的负面影响。 【关键词】压力容器；材料；韧性；断裂形态 近年来，细观力学在材料断裂现象的宏、细观结合研究方面取得了很大的进展。从现阶段的研究来看，很多学者和专家都投入到了压力容器材料的研究方面，对韧性断裂的判断准则做出了较多的有益研究，在很多方面都建立了多元化的理论模型和计算方法。我国在现阶段的发展中，正属处于社会的重要阶段，很多工作都需要在技术上获得较大的提升，否则很容易造成社会发展的滞缓。在此，本文主要对压力容器材料两种任性断裂形态展开分析。 一、材料韧性断裂的细观机理 （一）韧窝型断裂 压力容器材料的两种韧性断裂形态，其中的一种形态就是韧窝型断裂。从细观机理来看，韧窝型断裂和压力容器材料内部围绕夹杂的物质，形成了一种空穴，这个过程是韧窝型断裂的重要表现。当韧窝型断裂出现的时候，细观机理突出表现为，压力容器材料内部空穴的形核、扩张、汇合。由此可见，韧窝型断裂是压力容器韧性断裂形态的重要表现，是日后研究的重点部分。现阶段的压力容器材料，多数情况会采用合金材料，合金材料虽然在很多方面的性能比较优异，但是，合金材料的细观结构，总体上表现出了较强的不均匀性，无论是在理论上，还是在实际中，都会夹杂一定的杂质，这对压力材料的分析而言，具有一定的阻力。例如，现阶段的很多非金属夹杂物、晶内析出的金属氧化物，在一般状态下，都会呈现出弥散的状态，并且被镶嵌在晶内。综合而言，韧窝型断裂具有较强的形态特点，通过该形态的断裂分析，能够更加深入的了解压力材料的各种优势和劣势，无论是采用合金还是采用其他的材料，都可以实现积极的改造效果。从韧窝型端口的电镜照片来看，压力材料的韧窝型断裂形态，能够比较清晰的看到韧窝组织，同时，有的韧窝内部，还能够清楚的看到夹杂物的粒子。综合而言，压力容器材料韧窝型断裂形态的研究，是很有必要的。 （二）剪切型断裂 压力容器材料两种韧性断裂形态当中，另一个断裂形态就是剪切型断裂。从现有的研究成果来看，压力容器的剪切型断裂机理并不是十分的清楚，相关研究

压力容器材料

压力容器材料 Prepared on 22 November 2020

1.主题内容与适用范围 本制度对材料订货、验收、保管、发放等管理和检验做出规定，本制度的所有要求，都应有书面记录和交接手续，并具有可追踪性。 本制度适用于压力容器制造所使用的板材，管材、焊接材料、锻件和型材等。 2.材料订货 .技术部负责材料的订购，保证材料订货合同与预算、材料标准和材料特殊订货技术条件要求的一致性。 .外购件由技术部员提出，并经材料检验质控责任人审核，作为订货依据。 .由技术部门根据订货图样编制材料概算，作为材料订货的依据。 .用于压力容器的焊接材料复验、发放管理见企标Q/—2005《压力容器焊接材料管理制度》。 .调拨的材料，必须取得原材料制造厂质量证明书或加盖供材单位检验专用章和经办人印章的有效复印件。 3.材料进厂验收 .质量证明书验收与实物验收 3.1.1.材料及质量证明书到达后，由生产技术部门采购员核实质量证明书是否与订货合同、协议要求相符。当发现与要求不符时，应向材料制造厂或材料供货单位联系处理。 3.1.2.实物验收

材料进厂后，由保管员、采购员会同材料员根据订货合同、质量证明书、发票及入库单规定的名称、规格、材质、型号、数量、尺寸公差、炉批号、热处理状态、材料原始标记、表面质量等及其它技术要求进行验收，确认无误后可办理入库。 3.1.3.材料库保管员将质量证明书转材料检验质控责任人验收，由材料检验质控责任人按材料炉批号编写材料检验号。 3.1. 4.材料检验质控责任人负责审核材料质量证明书和核实其检验项目、数据是否符合验收标准。 .材料不合格品的判定 3.2.1.对于实物有明确清晰标记，而质量证明书不对号或缺项、差错、含糊不清的材料，视为不合格品。 3.2.2不合格材料按照《不合格品质量控制程序》及《不合格品管理制度》执行。 4.材料保管 .合格的材料，按品种、型号、规格、炉批号、复验号堆放，合格材料，待检材料、不合格材料应分区存放，并应有明显标志。 .保管员根据材料质量证明书，查验实物标记和数量；复查几何尺寸及外观质量。对板材逐张进行编号标记，并按企标Q/—2005《压力容器标记管理制度》进行材料标记，经材料员确定后，打上钢印或标记存放在合格区。

压力容器常用材料的基本知识

压力容器常用材料的基本知识 1、压力容器用钢板选用时应考虑： ①设计压力；②设计温度；③介质特性；④容器类别。 2、从材料力学性能来说，升温等效于升压，降温将导致钢材的脆性增加。 3、对同一种材料来说，随温度和板厚的增加，其许用应力则降低。因而当容器 壳体的名义厚度处于钢板许用应力变化的临界值时，应考虑此问题。如处于16mm的Q235-B、Q235-C和16mm、36mm的Q345R都会发生许用应力跳档现象。 4、钢材的强度和塑性指标可通过拉伸试验和冷弯试验（室温下进行）获得。 5、板材供货时薄板以热轧状态供货，厚板以正火状态供货（因强度和韧性下降）。 6、压力容器用钢板当达到一定的厚度时，应在正火状态下使用，即使用正火板， 如用于壳体厚度＞30mm的Q345R钢板必须要求正火状态下供货和使用。 需注意：正火仅对板材而言，而非整体设备。（热轧板呈铁红色，正火板呈铁青色）。 7、压力容器用钢与锅炉用钢类同，首先要保证足够的强度，还要有足够的塑性， 质地均匀等。因此，必须选用杂质(S、P)和有害气体含量较低的碳素钢和低合金钢，均为镇静钢。且为保证受压元件材料的焊接性能,一般须控制材料的含碳量≤0.25%。材料的含碳量升高，则其冲击韧性下降，脆性转变温度升高，在焊接时容易产生裂纹。 8、低合金钢的机械性能、耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等均比碳素钢有所提高， 其中最常用的是：Q345R。它不仅S、P含量控制较严，更重要的是要求保证足够的冲击韧性，在材料验收方面也比较严格。因此其使用压力不受限制，使用温度上限为475℃，下限为-20℃。板厚为3～200mm。是应用很广的材料。 9、Q345R(GB713-2008，代替原16MnR)的使用说明： ①、Q345R的适用范围是：使用压力不限、使用温度为-20～475℃。 ②、Q345R用作压力容器壳体的板厚＞30mm时，则容器需焊后作退火热 处理，热处理的温度为600～650℃；若焊前预热至100℃，则板厚可提高至34mm。 ③、Q345R钢板一般是以热轧状态供货；当板厚＞30mm时，为保证塑性和 韧性，一般采用正火板，且逐张钢板应超声波检测，Ⅲ级合格。 ④、Q345R用作法兰、平盖、管板等厚度＞50mm时，应在正火状态下使用。

锅炉用材料

第15章锅炉及压力容器常用钢材 15.1. 锅炉及压力容器对钢材性能的要求 按工作条件分为两大类： 一、用以制造室温及中温承压元件的钢板与钢管 具有特点： 1有较高的室温强度 通常以屈服极限 σs和强度极限σb为设计依据，要求有较大的σs和σb良好的韧性性能 材料需具有足够的韧性防止脆性断裂，在考虑强度的同时也不能忽略韧性， 表示。 (1)材料的韧性通常用冲击韧性值 αk 压力容器用钢的冲击韧性要求 2） 冲击韧性值 αk（N·m/cm 20℃-40℃ >=60>=35 (2)还需要考虑时效韧性 时效就是钢材经冷加工变形后，在室温或较高温度下，冲击韧性随时间变化。通常在200-300℃，冲击韧性值显著降低。一般要求下降率不超过50%。 由于容器断裂过程包括在缺陷处形成裂纹和裂纹扩散两个阶段，相应两种防止断裂方法（1）选用具有足够韧性的钢材以防止裂纹产生，要求如上表所示 （2）选用韧性更高的材料，以求在裂纹产生后能够阻止裂纹扩展。（要求温度比无塑性转变温度 一半时，要高17℃NPT高一定数值，例如元件的设计应力为屈服极限σ s 3较低的缺口敏感性 制造过程中，开孔和焊接会产生局部应力集中，要求材料有较低的缺口敏感性，以防止产生裂纹 4良好的加工工艺性能和焊接性能 由于焊接热循环作用，会 （1）降低热影响区材料的韧性、塑性 （2）在焊缝内产生各种缺陷 其中（1）、（2）均会产生裂纹 在选材料时需考虑 （1）材料中碳的当量值（保证材料具有较好的可焊性） （2）适当的焊接材料和焊接工艺 （3）材料具有良好的塑性（碳钢和碳锰钢 δs不低于16%，合金钢δs不低于14%） （4）良好的低倍组织 （5）钢材的分层、非金属夹杂物、气孔、疏松等缺陷尽可能减少（防止裂纹的产生） 二、用以制造高温承压元件的钢管 1具有足够的蠕变强度、持久强度和持久塑性 通常以持久强度为设计依据，保证在蠕变的条件下安全运行

压力容器用材料的复验基础知识

压力容器用材料复验基础知识 由生产部提议并受研究院的委托，由我给大家讲讲压力容器用材料复验方面的相关基本知识。下面我就分几个侧面共同学习一下压力容器用材料复验方面的基础知识。 一、哪些情况下需要进行材料复验 由于压力容器材料经过10年的发展，相对于99版《容规》颁布时已有了长足进展，冶金行业装备条件大为改善，钢材质量得到很大的提高；另一方面，压力容器专用钢板、钢管（压力管道元件）的制造已由工业生产许可转化为特种设备制造许可，基于上述原因，对于压力容器用材料进行大量复验，已无必要。因此，TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》(以下简称《固规》)取消了绝大部分的压力容器用材料的复验要求。但在《固规》的2.11条（1）款要求压力容器制造单位应当采用对材料供货单位进行考察、评审、追踪等方式，确保所使用的压力容器材料符合《固规》的规定，并且在材料进厂时审核材料质量证明书和材料标志。这一条款的实质是对材料的生产厂家提出了要求，比如说，你采购甲醇合成塔常用的13MnNiMoR材料你首先要考虑舞阳钢厂，其次是武钢等等，你千万不要到没有业绩支持的其他钢厂去采购；你若采购奥氏体不锈钢材料，你首先考虑的是太钢的、其次是上钢三厂的等等。这一条款的第二层意思就是你要确认你采购来的压力容器用材料确实是你想要采购厂家的产品，比如说，你想采购的是舞阳钢厂的13MnNiMoR钢板，你要审核材料质量证明书和材料标志，确保它就是舞阳钢厂的产品。 这一点很关键，因为它不但是对用户负责，同时也是对采购人员自身负责。总之，《固规》虽然取消了绝大部分压力容器用材料的复验要求，但它对采购环节提出了更高的要求，也同时加大了采购人员的责

压力容器材料

1.主题内容与适用范围 本制度对材料订货、验收、保管、发放等管理和检验做出规定，本制度的所有要求，都应有书面记录和交接手续，并具有可追踪性。 本制度适用于压力容器制造所使用的板材，管材、焊接材料、锻件和型材等。 2.材料订货 2.1.技术部负责材料的订购，保证材料订货合同与预算、材料标准和材料特殊订货技术条件要求的一致性。 2.2.外购件由技术部员提出，并经材料检验质控责任人审核，作为订货依据。2. 3.由技术部门根据订货图样编制材料概算，作为材料订货的依据。 2.4.用于压力容器的焊接材料复验、发放管理见企标Q/LSJM.G.04—2005《压力容器焊接材料管理制度》。 2.5.调拨的材料，必须取得原材料制造厂质量证明书或加盖供材单位检验专用章和经办人印章的有效复印件。 3.材料进厂验收 3.1.质量证明书验收与实物验收 3.1.1.材料及质量证明书到达后，由生产技术部门采购员核实质量证明书是否与订货合同、协议要求相符。当发现与要求不符时，应向材料制造厂或材料供货单位联系处理。 3.1.2.实物验收

材料进厂后，由保管员、采购员会同材料员根据订货合同、质量证明书、发票及入库单规定的名称、规格、材质、型号、数量、尺寸公差、炉批号、热处理状态、材料原始标记、表面质量等及其它技术要求进行验收，确认无误后可办理入库。 3.1.3.材料库保管员将质量证明书转材料检验质控责任人验收，由材料检验质控责任人按材料炉批号编写材料检验号。 3.1. 4.材料检验质控责任人负责审核材料质量证明书和核实其检验项目、数据是否符合验收标准。 3.2.材料不合格品的判定 3.2.1.对于实物有明确清晰标记，而质量证明书不对号或缺项、差错、含糊不清的材料，视为不合格品。 3.2.2不合格材料按照《不合格品质量控制程序》及《不合格品管理制度》执行。 4.材料保管 4.1.合格的材料，按品种、型号、规格、炉批号、复验号堆放，合格材料，待检材料、不合格材料应分区存放，并应有明显标志。 4.2.保管员根据材料质量证明书，查验实物标记和数量；复查几何尺寸及外观质量。对板材逐张进行编号标记，并按企标Q/LSJM.G.13—2005《压力容器标记管理制度》进行材料标记，经材料员确定后，打上钢印或标记存放在合格区。

薄壁压力容器稳定性分析

压力容器稳定性分析 谢全利 （华陆工程科技有限责任公司 设备室，西安 710054） 摘 要 对于受外压的容器，除了圆筒、球壳、锥壳和有限定的开孔外，其他的很多形状以及不均匀的载荷等都无法按照现有的标准规范进行稳定性校核。本文通过分析结果的对比，确定了基于有限元屈曲分析为基础的压力容器稳定性分析方法和评判准则。 关键词 薄壁； 压力容器； 稳定性； 屈曲； 分析设计； Pressure Vessels Stability Analysis Xie Quanli (Hualu Engineering & Technology Co., Ltd, Equipment Division, Xi ’an 710054) Abstract ：For the vessel in outside pressure, in addition to cylindrical shell, spherical shell, cone shells and limited nozzle opening, many of the other, as well as non-uniform shape of the load can not be in accordance with all existing standards for checking the stability. By comparing the results of the analysis identified based on finite element analysis of buckling, this paper get the method of the stability of the pressure vessel analysis and evaluation rule. Keywords ：Lamella ；Pressure vessels ；Stability ；Flexure ；Design by analysis ； 所谓压力容器的失稳是指压力容器承受外载荷或其他不稳定载荷超过其一临界值时突然失去其几何形状的现象。不同形式的容器以及不同形式的载荷所引起的失稳后的几何形状是不同的。失稳又称屈曲。它并不是结构的强度不足而造成的失效。研究压力容器稳定性的目的在于确定容器的临界载荷以及其相应的失稳模态，以改进加强措施，提高结构的抗失稳能力。 1. 压力容器稳定性的常规计算 对于简单的结构，如压杆、外压圆筒、外压球壳，欧拉、米西斯等人推导有经典的理论公式可以求得理论的临界载荷。 圆筒临界外压的米西斯公式为：[1] )](n ) πR nl (μ n [)R δE(.])πR nl ()[(n R E δp o o e o o e cr 11122730112223222-++--?++-= 式中：cr p -------临界外压力，Mpa ； e δ---------圆筒有效厚度，mm ；

压力容器事故分析与安全运行管理分析标准版本

文件编号：RHD-QB-K7531 （解决方案范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 压力容器事故分析与安全运行管理分析标准版 本

压力容器事故分析与安全运行管理 分析标准版本 操作指导：该解决方案文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 压力容器是人们生活中广泛应用的设备，但是因为一些原因，很容易引发爆炸。一般压力容器爆炸时，会给人们带来巨大的灾难及损失，甚至威胁人们的生命，对我国建设和谐社会有不利影响，也给社会主义文明带来一定的危害。本文主要分析了压力容器事故的原因及安全运行需要注意的问题，对保证压力容器运行安全，维护社会稳定有一定的积极意义。 压力容器是如今社会生产生活中广泛应用的设备，这种设备一般是在一定温度、压力条件下进行工作的，具有容易爆炸的特征。假如压力容器发生爆

炸，则会产生十分恶劣的影响，因为这种容器的爆炸，破环面积大，一方面会给社会造成巨大的经济损失，同时也会造成严重的人员伤亡。压力容器因为先天不足存在一定的隐患，可能引发严重的事故，因此，在压力容器的运行工作中，要特别注意对压力容器的监察工作，加大压力容器安全工作的重视，预防事故的爆发。 压力容器事故的主要原因 近几年来，我国越来越重视压力容器的安全运行问题，有关部门会对在用的压力容器进行及时的监测，如果发现缺点或漏洞也会进行弥补。这样的方法减少了事故爆发的几率，在压力容器的安全运行方面获得了一定的成效。但是，虽说我国压力容器安全工作已经获得了一定的改进，还是存在一定的不足与弊端，据不完全统计，20xx年-20xx年期间，我国发

压力容器的受力分析

压力容器的受力分析 一、咨询题描述： 如图所示为一台φ700的立式贮藏罐，其手孔的直径为φ88，材料为16MnR,设计压力13.5Mpa，工作压力为12.3Mpa,弹性模量为201Gpa，要求利用有限元方法对此压力容器进行压力分析设计。 在压力容器的应力分析中，压力容器部件设计关怀的是应力沿壁厚的分布规律及其大小可采纳沿壁厚方向的校核线代替校核截面，由于该压力容器为对称结构，因此可仅考虑贮藏罐上半部分的手孔、封头和筒体进行分析设计。上端的结垢尺寸和在壁厚方向的校核线如图所示。按照其结构特性，有限元分析模型如图，法兰上的螺栓力能够转化成一个集中力F，且F=82109N。 四.差不多模型建筑 五.模型的网格划分 具体步骤为： GUI操作：Mainmenu> preprocessor>meshing>mesh tool.弹出mesh too l对话框，在size controls下global里点击按钮set，弹出对话框，在对话框中SIZE element edge length项中填5，点击按钮ok. 点击按钮mesh, 点击按钮pickall，点击按钮ok。将模型分网。 六.施加载荷和约束 施加的具体步骤为：

施加Y方向的约束 GUI操作：Mainmenu>solution>define loads> apply> structural > displ acement> on lines,弹出对话框，选择下面需要施加约束的一条线，点击按钮ok，弹出对话框，在对话框的dofs to be constrained中选择UY, 点击按钮OK。 施加X方向上的节点约束 GUI操作：Mainmenu>solution>define loads>apply> structural> displa cement>on keypoint,弹出对话框，选择下面一条线中最右面的一个节点，点击ok，弹出对话框，在对话框的dofs to be constrained中选择UX, 点击按钮OK。 施加集中力荷载 GUI操作：Mainmenu>solution>define loads>apply>structural> Force/m oment>on keypoint,弹出对话框，选择上面需要加载的一个点，点击按钮O K。 施加压力荷载 GUI操作：Mainmenu>solution>define loads>apply>structural> pressure>on lines,弹出对话框，选择上面需要加载的线，点击按钮OK。 七. 求解设置及求解 新的分析类型设置为静态的 GUI操作：Mainmenu>solution>analysis type>new analysis,弹出对话框，选择static, 点击按钮OK 分析类型设置为小位移 GUI操作：Mainmenu>solution>analysis type>sol'n controls,弹出对话框,在basic中，analysis options 中small displacment static,ok 求解 GUI操作：Mainmenu>solution>solve>current ls,OK.

压力容器常用材料的基本知识

压力容器常用材料的基本知识 1 、压力容器用钢板选用时应考虑：①设计压力；②设计温度；③介质特性；④容器类别。2、从材料力学性能来说，升温等效于升压，降温将导致钢材的脆性增加。3、对同一种材料来说，随温度和板厚的增加，其许用应力则降低。因而当容器壳体的名义厚度处于钢板许用应力变化的临界值时，应考虑此问题。如处于16mm的Q235-B、Q235-C和16mm、36mm的Q345R都会发生许用应力跳档现象。4、钢材的强度和塑性指标可通过拉伸试验和冷弯试验（室温下进行）获得。 5、板材供货时薄板以热轧状态供货，厚板以正火状态供货（因强度和韧性下降）。6、压力容器用钢板当达到一定的厚度时，应在正火状态下使用，即使用正火板，如用于壳体厚度＞36mm的Q345R钢板必须要求正火状态下供货和使用。需注意：正火仅对板材而言，而非整体设备。（热轧板呈铁红色，正火板呈铁青色）。7、压力容器用钢与锅炉用钢类同，首先要保证足够的强度，还要有足够的塑性，质地均匀等。因此，必须选用杂质(S、P)和有害气体含量较低的碳素钢和低合金钢，均为镇静钢。且为保证受压元件材料的焊接性能,一般须控制材料的含碳量≤0.25%。材料的含碳量升高，则其冲击韧性下降，脆性转变温度升高，在焊接时容易产生裂纹。8、低合金钢的机械性能、耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等均比碳素钢有所提高，其中最常用的是：Q345R。它不仅S、P 含量控制较严，更重要的是要求保证足够的冲击韧性，在材料验收方面也比较严格。因此其使用压力不受限制，使用温度上限为475℃，下限为-20℃。板厚为3～200mm。是应用很广的材料。9 、Q345R(GB713-2008，代替原16MnR)的使用说明：①、Q345R的适用范围是：使用压力不限、使用温度为-20～475℃。②、 Q345R用作压力容器壳体的板厚＞30mm时，则容器需焊后作退火热处理，热处理的温度为600～650℃；若焊前预热至100℃，则板厚可提高至34mm。③、Q345R钢板一般是以热轧状态供货；当板厚δ＞36mm时，为保证塑性和韧性，一般采用正火板，且逐张钢板应超声波检测，30＜δ≤36时Ⅲ级合格，δ＞36时Ⅱ级合格。④、Q345R用作法兰、平盖、管板等厚度＞50mm时，应在正火状态下使用。⑤、Q345R属C-Mn钢，是屈服强度为350MPa级的普通低合金高强度钢，具有良好的低温冲击韧性。手工焊时，一般采用碱性焊条（如J507），自动焊时，焊丝/焊剂可选用H08MnA/HJ431或H10Mn2/HJ350（厚板且热处理时）。⑥、Q345R钢板的最小厚度是3mm，钢板厚度负偏差为0.3mm。 名人堂：众名人带你感受他们的驱动人生 马云任志强李嘉诚柳传志史玉柱 10、Q235-B适用于： P≤1.6MPa、0～350℃、壳体δn≤20，非高度危害介质。11、Q235-C 适用于： P≤2.5MPa、0～400℃、壳体δn≤30。12 、奥氏体不锈钢可用于：使用压力不限、使用温度为-196～700℃。使用的介质条件为：①介质腐蚀性较强；②防铁离子污染；③ T＞500℃的耐热钢（0Cr型）或T＜-100℃的低温用钢（00Cr型）。 13、奥氏体不锈钢既是耐酸钢，又是耐热钢。从耐腐蚀性能来说，需降低含碳量；从耐高温性能来说，需适当提高含碳量。14、奥氏体不锈钢在高温条件下使用时（＞525℃），钢中含碳量应不小于0.04%，（即采用1Cr或0Cr,而不采用00Cr）。因为使用温度高于525℃时，钢中含碳量太低，强度和抗氧化性会显著下降，因此超低碳不锈钢和双相不锈钢都不可用作耐热钢。15、奥氏体不锈钢的焊接接头一般均采用射线进行检测，而不采用超声波检测。16、奥氏体不锈钢制压力容器一般不需进行焊后消除应力的热处理。17、奥氏体不锈钢在常温和低温下有很高的塑性和韧性，不具磁性。在许多介质中有很高的耐蚀性，其中铬是抗氧化性和耐蚀性的基本元素。合金中含碳量的增加将降低耐蚀性能，所以该含碳量0.08～0.12%左右为高碳级不锈钢，钢号前以“1”表示。含碳量0.03

压力容器R1考题

单选题：(399题) ?绝对温标是将在标准大气压下( )定为零度。 A、水的结冰温度 ## B、水的冰点为32度 ## C、水的三相点 ?最高工作压力是指在操作过程中容器顶部可能达到的最大( )。 A、绝对压力 ## B、表压力 ## C、表压力加液体静压力 ?在工程应用中，压力的表示方法一般都采用( )。A、表压力 ##B、绝对压力 ##C、标准大气压 ?为了对硫化罐内的橡胶制品进行硫化，需要采取的单元工艺为( )。A、反应 ## B、加热 ##C、冷凝 ##D、蒸发 ?-一个标准大气压等于( )。A、735. 6mmHg ## B、760mmHg##C、一个工程大气压 ?一个工程大气压等于( )。A、735. 6mmHg ## B、760mmHg ##C、一个工程大气压 ?压力容器的操作压力、最高工作压力、设计压力是指( )。 A、表压力 ## B、绝对压力 ## C、标准大气压 ?在工程上，压力容器的压力是指( )。A、作用在物体表面上的力 ## B、均匀垂直作用在物体表面上的单位面积的力#C、均匀垂直作用在物体表面上的力 ?摄氏温标是将在标准大气压下( )定为零度。A、水的结冰温度 ##B、水的冰点为32度##C、水的三相点 ?华氏温标是将在标准大气压下( )定为零度。A、水的结冰温度 ## B、水的冰点为32度##C、水的三相点 ?可燃气体、可燃液体的蒸气或可燃粉尘与空气混合达到一-定浓度时，遇到火焰就会发生爆炸，这个遇到火源能够发生爆炸的浓度范围，称为( ) 。A、爆炸极限 ##B、闪点 ##C、爆炸下限 ?可燃气体或其蒸气在空气中刚刚达到可以使火焰蔓延的最低浓度，称为该介质的( )。 A、闪点 ## B、爆炸上限 ## C、爆炸下限 ?可燃气体或其蒸气在空气中达到可以使火焰蔓延的最高浓度，称为该介质的( )。 A、闪点 ## B、爆炸上限 ## C、爆炸下限 ?爆炸极限通常用可燃气体在空气中的( )表示。A、温度 ##B、容积 ## C、体积百分比(%)?对达到饱和温度的蒸汽继续加热得到的蒸汽称为( )。A、热蒸汽 ##B、饱和蒸汽 ## C、过热蒸汽 ?随着压力升高，蒸汽饱和温度应( )。A、升高 ##B、降低 ##C、不变 ?当压力容器的压力来自于外部的压缩机或泵时，容器中介质压力取决于( )压力。 A压缩机或泵进口## B、容器自身压力 ## C、压缩机或泵出口 ?当压力容器的压力来自于外部的蒸汽锅炉时，容器中介质压力取决于( )压力。 A、蒸汽锅炉产生的蒸汽 ## B、容器介质## C、锅炉内部压力 ?我国压力容器压力的法定单位采用()。A、kg/cm2 ##B、MPa## C、bar ?工作压力是指正常工艺操作条件下( )。 A、容器顶部的最高工作压力 ## B、容器内的工作压力 ##C容器的允许工作压力 ?临界温度是物质以( )状态出现的最高温度。A、气态 ## B、固态 ## C、液态 ?物质的临界温度越高，就越( )液化。A、容易 ## B、不容易 ## C、与临界温度无关 ?物质的温度比临界温度越低，液化所需的压力就( )。A、越大 ##B、越小 #C、不变 ?压力容器要平稳操作，开始加载时，加载速度( )。 A、应快一些 ## B、不宜过快 ## C、尽量快一些 ?对于高温容器或低温容器，加热和冷却的速度都应( ) 。A、快一些 ## B、不宜过快 ## C、

压力容器案例分析

2004.4.16 重庆天原化工总厂压力容器爆炸重大事故 （一）事故概况 2004年4月15日21时，重庆天原化工总厂氯氢分厂1号氯冷凝器列管腐蚀穿孔，造成含铵盐水泄漏到液氯系统，生成大量易爆的三氯化氮。16日凌晨发生排污罐爆炸，1时33分全厂停车，2时15分左右，排完盐水后4h的1号盐水泵在静止状态下发生爆炸，泵体粉碎性炸坏。 16日17时57分，在抢险过程中，突然听到连续两声爆响，液氯储罐内的三氯化氮突然发生爆炸。爆炸使5号、6号液氯储罐罐体破裂解体并炸出1个长9m、宽4m、深2m的坑，以坑为中心，在200m半径内的地面上和建筑物上有大量散落的爆炸碎片。爆炸造成9人死亡，3人受伤，该事故使江北区、渝中区、沙坪坝区、渝北区的15万名群众疏散，直接经济损失277万元。 （二）事故原因分析 事故爆炸直接因素关系链为：设备腐蚀穿孔——盐水泄漏进入液氯系统——氯气与盐水中的铵反应生成三氯化氮——三氯化氮富集达到爆炸浓度（内因）——启动事故氯处理装置振动引爆三氯化氮（外因）。 事故简图

事故现场图

1.直接原因 （1）设备腐蚀穿孔导致盐水泄漏，是造成三氯化氮形成和富集的原因。根据重庆大学的技术鉴定和专家的分析，造成氯气泄漏和盐水流失的原因是1号氯冷凝器列管腐蚀穿孔。腐蚀穿孔的原因主要有5个： ○1氯气、液氯、氯化钙冷却盐水对氯气冷凝器存在普遍的腐蚀作用。 ○2列管内氯气中的水分对碳钢的腐蚀。 ○3列管外盐水中由于离子电位差异对管材发生电化学腐蚀和点腐蚀。 ○4列管与管板焊接处的应力腐蚀。 ○5使用时间较长，并未进行耐压试验，使腐蚀现象未能在明显腐蚀和腐蚀穿孔前及时发现。1992年和2004年1月该液氯冷冻岗位的氨蒸发系统曾发生泄漏，造成大量的氨进入盐水，生成了含高浓度铵的氯化钙盐水。1号氯冷凝器列管腐蚀穿孔，导致含高浓度铵的氯化钙盐水进入液氯系统，生成并大量富集具有急剧危险性的三氯化氮爆炸物，为16日演变为爆炸事故埋下了重大事故隐患。 （2）三氯化氮富集达到爆炸浓度和启动事故氯处理装置造成振动，引起三氯化氮爆炸。经调查证实，厂方现场处理人员未经指挥部同意，为加快氯气处理的速度，在对三氯化氮富集爆炸的危险性认识不足的情况下，急于求成，判断失误，凭借以前操作处理经验，自行启动了事故氯处理装置，对4号5号6号液氯储罐（计量槽）及1号2号3号汽化器进行抽吸处理。在抽吸过程中，事故氯处理装置水封处的三氯化氮因与空气接触和振动而首先发生爆炸，爆炸形成的巨大能量通过管道传递到液氯储罐内，搅动和振动了液氯储罐中的三氯化氮，导致4号5号6号液氯储罐内的三氯化氮爆炸。 2.间接原因 （1）压力容器设备管理混乱，设备技术档案资料不齐全，两台滤液气分离器未见任何技术和法定检验报告，发生事故的冷凝器1996年3月投入使用后，一直到2001年1月才进行首检，没进行耐压试验。近两年无维修、保养、检查记录，致使设备腐蚀现象未能在明显腐蚀和腐蚀穿孔前及时发现。 （2）安全生产责任制落实不到位。2004年2月12日，集团公司与该厂签订安全生产责任书以后，该厂按规定将目标责任分解到厂属各单位。 （3）安全隐患整改督促检查不力。 重庆天原化工总厂对自身存在的安全隐患整改不力，该厂“2.14”氯化氢泄漏事故后，引起了市领导的高度重视，市委、市政府领导对此作出了重要批示。为此，重庆化医控股集团公司和该厂虽然采取了一些措施，但是没有认真从管理上查找事故的原因和总结教训，在责任追究上采取以经济处罚代替行政处分，因而没有让有关责任人员从中吸取事故的深刻教训，整改的措施不到位，督促检查力度也不够，以至于安全方面存在的问题没有得到有效整改。“2.14”事故后，本应增添盐酸合成尾气和四氯化碳尾气的监控系统，但直到“4.16”事故发生时都尚未配备。 （4）对三氯化氮爆炸的机理和条件研究不成熟，相关安全技术规定不完善。 有关专家在《关于重庆天原化工总厂“4.16”事故原因分析报告的意见》中指出：“目前，国内对三氯化氮爆炸的机理、爆炸的条件缺乏相关技术资料，对如何避免三氯化氮爆炸的相关安全技术标准尚不够完善”，“因含高浓度铵的氯化钙盐水泄漏到液氯系统，导致爆炸的事故在我国尚属首例”。这表明此次事故对三氯化氮的处理方面，确实存在在很大程度的复杂性、不确定性和不可预见性。这次事故是目前氯碱行业现有技术条件下难以预测、没有先例的事故，人为因素不占主导作用。同时，全国氯碱行业尚无对氯化钙盐水中铵含量定期分析的规定，该厂氯化钙盐水是多年年来从未更换和检测，造成盐水中的铵不断富集，为生成大量的三氯化氮创造了条件，并为爆炸的发生留下了重大的隐患。

压力容器材料选择

Q235-A钢号已于2002年7月1日取消。 Q235-B按照GB150-1998的规定。压力等级，材质的腐蚀性，当然参照GB150，或者GB713, 能，但要指出S, P含量，现在是Q235B 了，不是Q235-B Q235B为镇静钢，常温冲击功＞27J断后延伸率＞26% 分别满足固容规第 2.2条（冶炼方法）、第2.4.1条（＞20J） 2.4.2条（＞23%的要求。 只要将容规2.3.1条对P、S成分的要求作为附加采购要求，或复验后P、S成分能满足新容规要求，这样 的Q235-B钢板是可以使用的。 a）Q235-A钢板的适用范围： 1?容器设计压力小于等于 1.0MPa。 2?钢板使用温度0-350摄氏度。 用于壳体时，钢板厚度不大于16mm。 3?不得用于液化石油气介质以及毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器。 b）Q235-B钢板的适用范围： 1?容器设计压力小于等于 1.6MPa 2?钢板使用温度0-350摄氏度。 用于壳体时，钢板厚度不大于20mm。 3?不得用于毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器。 GB 713-2008标准中有提到，16MnR、16Mng、19Mng合并为Q345R, 16Mn只是普通合金钢，16MnR是压力容器用钢，成分没有打的变化，只是力学性能的要求相比16Mn更细化而已，就是你要买容器板（一般 指压力容器）就是Q345R（市场也有叫16MnR）,普通用途就叫16Mn。至于Q235-B的取消，在GB 713-2008 中就没有Q235-B 了，所以压力容器的选材不能用Q235-B,而常压容器却可以继续用。另GB 150的新版还没有出，现在有的设计院可能还是会使用Q235-B作为容器非受压元件主材（支座、吊耳），但是作为承压 元件的原材我现在是没见到有用Q235-B的。 Q345R取带了16MnR和16Mn 现在钢厂都不轧制16MnR 了你可以察看一下GB713-2008说明的很清楚！ Q235-B可以使用在压力容器中GB150-1998中第423说明的很清楚！！ 压力容器设计时还能选用Q235-B吗？听说取消了？为什么要取消？看到有的设计中使用了该材料。 可以用的，按GB150要求，厚度＞6mm钢板应做冲击试验，试验结果应符合GB/T700规定，钢板还应满足以下要求：钢板应进行冷弯试验，且容器的设计压力＜ 1.6MPa使用温度为20C?300C,钢板的P含量＜0.035% S含量＜0.035% 可以用的，但是使用时比较麻烦，按照GB150.2中附录D的要求，符合GB/T700规定钢板的P含量 ＜0.035%,S含量＜0.035%;厚度＞6mm钢板应做冲击试验，钢板应进行冷弯试验，试验结果应符合GB/T700 规定；容器设计压力小于 1.6MPa ;使用温度为20 C?300 C；用于容器壳体厚度不大于16mm，其它受压元件厚度不大于30mm。