层式压力容器在 20 世纪 30 年代就已开始在工业上使用
各筒节由内筒和在外面包扎的层板组成。 多层式压力容器在 20 世纪 30 年代就已开始在工业上使用。这种结构的压力容器由若干个多层筒节组焊而成。
资料的选用有较大的灵活性。这种结构即使在某一层钢板中出现裂缝,多层式压力容器的优点是制造设备较筒单。
裂缝也只能在该层层板中扩展,不会扩展到其他层板上,所以平安性高是这种容器的突出优点,缺点是生产工序多、劳动生产率低。
达到所需要壁厚为止,绕板式压力容器是将成卷的薄钢板连续地缠绕在内筒外面。因而不必逐层包扎层板和焊接每层层板的纵焊缝。
层式压力容器在 20 世纪 30 年代就已开始在工业上使用
对型槽钢带通电加热到红热状态,型槽绕带式压力容器是绕带机床上。再用压辊将钢带压合到内筒表面预先加工出的螺旋沟槽内,使之相互啮合,每绕完一层钢带后再绕下一层,直到所需的筒体厚度为止。
这种结构的型槽钢带层层啮合,可使钢带层承受容器的一部分轴向力;筒体上没有贯穿整个壁厚的环焊缝;使用平安性高;缺点是需要使用特殊轧制的型槽钢带和专用机床。
组成筒节。通常先将外层筒体加热,热套式压力容器是内筒外面套合上一至数层外筒。使其直径增大,以便套在内层筒体上。
层式压力容器在 20 世纪 30 年代就已开始在工业上使用
冷却后的外层筒体就能紧贴在内筒上,同时对内筒产生一定的预加压缩应力。热套压力容器用的钢板比多层压力容器的层板厚,层数少,所以生产效率较高。
结构上只有环焊缝而无纵焊缝。 70 年代以来,锻焊式压力容器是由锻造的筒节经组焊而成。由于冶炼、锻造和焊接等技术的进步,已可供应 570 吨重的大型优质钢锭,
并能锻造最大外径为 10 米、最大长度为 4.5 米的筒体锻件,因而大型锻焊式压力容器得到发展,成为轻水反应堆压力容器、石油工业加氢反应器和煤转化反应器的主要结构形式。
大多数仍将容器壁筒化成为均匀受力的薄膜进行处置,各国制定的规范中。以薄膜应力来描述整个容器的应力水平。
层式压力容器在 20 世纪 30 年代就已开始在工业上使用
然而,容器各部位的实际应力状态是很复杂的所以设计时多采用较大的平安系数。为了防止容器发生脆性破坏,除对材料要求具有足够的强度外,还要考虑冲击值等要求。
确定合理的结构形式;选择合适的资料,压力容器的设计通常包括:分析压力容器的使用要求和操作条件。规定制造工艺和质量要求;按容器可能发生的失效破坏形式,确定最佳结构尺寸,使容器各部位均能满足所需的强度、刚度或不致引起断裂等要求。
压力容器的破坏大多是由于腐蚀、疲劳、辐照和容器器壁中存在过大的缺陷等原因造成的因此按常规的强度设计有时还不够严密,实际使用中。还应区别不同情况进行特殊设计。
层式压力容器在 20 世纪 30 年代就已开始在工业上使用
如对高温压力容器必需按持久强度进行计算,因为在这种情况下温度对材料的性能有重大的影响;对于操作压力或温度频繁变动的压力容器,
压力或温度的反复升降还可能引起疲劳失效,对这类压力容器应当进行疲劳强度设计;存在缺陷的情况下,还应根据疲劳裂纹扩展理论对容器的使用寿命作出估算。
采用焊接性差的钢材焊制压力容器时,很多压力容器造成事故的重要原因之一是选用资料不当。例如。就容易在焊接接头中产生裂缝;有些镍铬不锈钢的压力容器,常因钢号或成分选用不当,
使用中发生晶间腐蚀、应力腐蚀等形式的破坏;选用铁素体钢制造低温压力容器时,如钢的转变温度高于容器的工作温度,则容器工作时容易发生脆性破坏。
层式压力容器在 20 世纪 30 年代就已开始在工业上使用 |