石墨制压力容器的浸渍、粘结培训教材

石墨制压力容器的浸渍、粘结培训教材
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石墨承压元件浸渍、粘接培训教材

(征求意见稿)

一、石墨制压力容器的基本知识(浸渍、粘接共用)

广义地讲,凡盛装压力介质的密闭容器称为压力容器。根据不同的用途,压力容器可以有不同的尺寸、容积和形状,可以承受不同的压力,使用于不同的温度,所盛装的介质可以是各种不同的物态,物性或具有特殊的化学腐蚀、易燃、易爆或毒性危害。制造压力容器的材料可以是钢铁材料,有色金属或非金属材料。

用石墨材料制作的压力容器,即为石墨制压力容器。

石墨分为天然石墨和人造石墨二种,天然石墨由于纯度较低,一般含杂质量高,组织松散,至今未用于制作石墨设备。石墨制压力容器主要由人造石墨作为制作材料。

1.人造石墨

人造石墨由焦碳、沥青混捏、压制成型,在窑炉中隔绝空气焙烧,在1300℃下保持20天左右,再在2400℃~3000℃高温下石墨化处理(未经石墨化处理的制品,不具备石墨性能)。

1.1 人造石墨的孔隙

人造石墨在焙烧的过程中,由于有机物的分解逸出,造成石墨材料的多孔性,国内的电极材料多达20~30%,这种孔隙具有开孔、闭孔、孔与孔之间相连的通孔以及内部开裂的结构性质。因此气、液相及蒸汽等介质,容易串连渗透,影响了石墨制材料的使用。

但国外,采用的精细专用石墨材料其颗粒度和空隙率相对都很小,其强度等性能更优异。

1.2 人造石墨的不渗透

采用浸渍的方法,达到不渗透的目的,浸渍剂不仅作为填孔之用,还能增强浸渍后石墨的机械强度。

2.石墨制压力容器的特点

用石墨制压力容器的历史,远远晚于金属材料,对它的专业设计,研究工作更是滞后。因此,石墨设备的结构设计,强度计算,至今都借鉴于金属专业。但由于石墨材料的耐蚀性能、物理机械性能,以及它的加工制造工艺的特点,使它具备了有别于金属设备的结构、设计、计算以及检验和维修方法。

2.1 石墨具有广谱的耐腐蚀性能和抗溶剂性能。

2.2 高导热性能不仅在非金属材料中首屈一指,与金属材料相比亦十分突出。

2.3 石墨的低强度与脆性,使得用石墨制作的承压元件不宜承受较高的拉应力和剪切力,这是石墨制压力容器目前还局限于较低压力层面使用的主要原因之一。

3.石墨制压力容器的适用范围

3.1 工作压力:≥0.1Mpam,≤2.4MPa(表压),且压力与容器的乘积≥2.5MPa?L的盛装气体、液化气体或最高工作温度高于或等于其标准沸点的液体。

3.2 工作温度

-60~400℃

3.3 不适于制作的石墨制设备。

(1)直接火焰加热的石墨容器

(3)浇铸石墨和由金属外壳承压的石墨砖板衬里设备。

4. 石墨制压力容器应遵守的法规和标准

4.1 法规

(1)《特种设备安全监察条例》(国务院第373号令)

(2)《锅炉压力容器制造监督管理办法》(总局第22号令)

(3)TSG R0001-2004《非金属压力容器安全技术监察规程》

(4)《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》

4.2 标准

(1)HG/T2370 “石墨制化工设备技术条件”

(2)HG/T2059 “不透性石墨管技术条件”

(3)HG/T3112 “浮头列管式石墨换热器”

(4)HG/T3113 “YKA型圆块孔式石墨换热器”

(5)HG/T3187 “矩形块孔式石墨换热器”

(6)HG/T3188 “管壳式石墨降膜吸收器”

(7)HG/T3189 “水套式石墨氯化氢合成炉”

(8)HG/T2736 “石墨制三合一盐酸合成炉”

(9)YB/T4088 “石墨电极”

(10)YB/T2818 “石墨块”

(11)GB/T13456.1~13456.4 “不透性石墨材料力学性能试验方法”

(12)HG/T2381 “不透性石墨管水压爆破试验方法”

(13)HG/T2060 “浸渍石墨增重率和填孔率的试验方法”

(14)HG/T2378 “石墨粘接剂粘接抗拉强度试验方法”

(15)HG/T2379 “石墨粘接剂粘接剪切强度试验方法”

(16)HG/T2380 “石墨酚醛粘接剂收缩率试验方法”

(17)HG/T2642 “不透性石墨材料抗拉强度试验方法”

5.石墨制压力容器中的受压元件

5.1石墨材料制作的受压元件,其安全质量控制遵守TSG R0001-2004法规及4.2款的相应标准。

5.2金属材料制作的受压元件其安全质量控制遵守“压力容器安全技术监察规程”中的规定和相关标准。

二、石墨材料的种类和性能(浸渍、粘接共用)

由焦碳或石墨粉及颗粒与沥青混和、挤压(或震动成型)后,在高温下形成的,以石墨晶粒为多的成为石墨材料。因原料及最终温度的不同而区分为石墨化材料(在2500℃左右形成)和半石墨化材料。

1.半石墨化材料

1.1 由石墨粉与沥青混合、挤压、模压(或振动成型)后,在1000~1100℃焙烧而成的

石墨材料,其中的沥青仅转化为炭。俗称再生石墨。

1.2性能

半石墨化材料的强度大于石墨化材料,但它的导热率明显低于石墨化材料。但由于目前国内尚

故用于制作承压元件的石墨材料,未经设计和使用单位的同意,不得使用半石墨化材料。但用于制作列管式石墨换热器的石墨管的挤压石墨管,国内基本上采用半石墨化石墨管,即常称挤压石墨管。

2.不透性石墨

现行工业层面上(即在不高的压力、温度条件下)不渗透气、液相的石墨材料。包括浸渍石墨、压型(包括挤压和模压)石墨、浇注石墨和复合石墨。其中模压又分静态模压和震动模压。复合石墨是指国外已有的纤维增强石墨和表面覆盖(例陶瓷、金属)石墨,目前国内尚未生产。

挤压石墨管由于树脂的掺加,使得管材的导热率、热膨胀系数都比浸渍石墨管差,但强度提高了。而浸渍石墨管是指挤压成管,并经高温焙烧石墨化后,再经树脂浸渍、固化,从而改变了挤压石墨管的弱点。

3.浸渍石墨

采用浸渍工艺或有机或无机液体材料(浸渍剂)压入石墨材料的空隙中,并使其在空隙内固化而形成浸渍石墨。浸渍石墨的物理力学性能应符合表1规定,按压力容器的使用压力和强度的不同,将浸渍石墨材料按强度大小分为A、B级,并确定了不同的安全系数,可见表2。

表1 浸渍石墨材料物理力学性能

≤10.5μ·Ω·m。

表2 浸渍石墨材料强度分级

用于制造换热元件的石墨材料,未经设计和使用单位同意,不能使用浸渍半石墨化材料。

4.不透性石墨管

按生产工艺可分为浸渍石墨管、挤压石墨管、复合石墨管。

4.1 石墨管

其中酚醛浸渍石墨管应用最多,挤压石墨管也是酚醛树脂型,国内生产的物理性能指标,可见上表1中所列。

求可参见HG/T2059“不透性石墨管技术条件”。

三、浸渍(浸渍专用)

1.浸渍工艺与设备:

1.1浸渍工艺:

1.2浸渍关键设备:

(1)浸渍釜:夹套,釜内工作压力0.5~0.6Mpa,钢制

(2)热处理釜:夹套或釜内直接家热,釜内工作压力0.5~0.6Mpa,钢制

(3)真空泵:真空度>720mm贡栓

(4)压缩机:工作压力>0.6Mpa

设备的规格及型号视浸渍工件的大小与量而定

2、浸渍剂的功能要求

2.1能与石墨材料有一定的亲和力,可以在固化(或塑化)后与石墨材料粘接牢,以利抗渗与提高材料强度,从这点衡量,酚醛优于呋喃树脂,而PTFE最差;

2.2可以制成粘度不大的液体,流动性好,以便通过加压能浸润到微细孔隙中;

2.3可以通过不太复杂的工艺就可以使已浸润到微孔内的浸渍剂在孔内固化,对此则酚醛最佳,呋喃、环氧其次,PTFE则固化温度较高;

2.4具有一定的耐腐蚀性,耐溶剂性。对比,PTFE最优,酚醛、呋喃、环氧、二乙烯苯等各有优点;

2.5具有一定的耐热性,对此,水玻璃较优,PTFE其次,呋喃、酚醛亦好;

2.6制造成本较低,保存周期较长,希望可循环使用,对此则酚醛较佳,呋喃、水玻璃其次,PTFE最高;

2.7含挥发份及水份尽量少,对此酚醛与呋喃优于其它。

实践证明热固性酚醛树脂具有最佳的上述综合性能,因而成为至今为止最主要的石墨浸渍剂。而相关标准中浸渍石墨的性能指标,也都针对酚醛浸渍石墨。

PTFE有二种状态,一种为白色纤维状粉末,这种粉末无溶剂,适用于压制成型后再进行烧结而得制品。另一种为乳液,由分散法制得,浓度为60%左右,在PTFE浸渍工艺中被采用。它的浸渍工艺已在化工设备设计全书“石墨制化工设备”中已有较详细的介绍,为了提高浸渍PTFE制品的抗渗透能,还推荐了F2314胶液的浸渍工艺。目的就是为了弥补PTFE浸渍工艺中所存在的在石墨孔隙中的塑化性能。这主要是由于在350℃~380℃的高温塑化过程中PTFE树脂粒子,并非能象酚醛树脂那样,粒子间能彼此熔融,后连接成一片,并与石墨粒子牢固粘结在一起,PTFE乳液在高温塑化过程中,随着分散液的逐渐逸出,最终PTFE粒子的高温熔融过程中的熔融、凝结、流平受到了限制。使它的塑化后的粒子呈孤立状,彼此间不宜流平,这就影响了它的抗渗透能力。

采用F2314胶液的二次浸渍工艺,尽管能提高PTFE的浸渍效果,但是它的使用温度受到了F2314树脂的使用温度低的限制。

F2314是以三氟氯乙烯与偏氟乙烯按4:1克分子共聚的改性氟树脂、其熔融温度≤105℃,溶于有机混合溶剂。

3.浸渍工艺参数对浸渍质量的影响

3.1浸渍剂的质量指标

以酚醛树脂浸渍剂为例

(1)采用氨水作催化剂制造的浸渍树脂,它的浸渍质量要优于碳酸钠法或氢氧化钠法制造的树脂,但必须符合表3指标。

表3 酚醛树脂的技术指标

②恩格拉粘度计或涂料4号杯。

(2)表3中的粘度指标不宜大,否则会影响树脂对被浸渍工件的浸渍剂渗透深度,浸渍剂的含水量指标亦应控制,否则会增加浸渍工件的浸渍次数。

3.2浸渍剂的配方

以呋喃树脂浸渍剂为例:

呋喃树脂主要有三种:糠酮-甲醛、糠酮和糠醇树脂,呋喃作浸渍剂其工艺与酚醛类似,浸渍质量的关键在于如何使呋喃树脂达到安全固化,又要做到安全生产及降低损耗。因此它的浸渍配方与酚醛所有不同,即必须在酸性固化剂作用下,才能达到树脂的固化。

请看下列配方:

(1)糠酮树脂原料的配制,见表4。

表4 糠酮树脂原料及配制

(2)糠醇树脂原料的限制,见表5。

表5 糠醇树脂原料规格及配制

2、浸渍电极石墨时,糠醇树脂/糠醇单体为2∶1~3∶1,浸渍致密石墨时为1∶1。浸渍条件:常温,真空度700mmHg,抽真空时间1h,后加压0.4~0.5Mpa,时间2~3h。

从表4与表5可以看出,不同的呋喃树脂选择了不同的酸性固化剂,即固化剂的强、弱酸度,影响呋喃树脂的固化程度,但当选择不当时,即可产生爆聚,即在浸渍过程中,产生灾难性的事故,同时影响了浸渍质量。因此,首先要了解市售树脂的类型,同时大量的试验配方很重要的。

3.3浸渍工艺的关键参数

(1)浸渍真空度

浸渍过程中在浸渍釜内对工件的抽真的目的是为了赶走石墨工件内部孔隙中存在的空气,去除得越干净,就越有利于浸渍树脂的渗入,树脂能渗入的深度以及浸渍后的增重率就是取决于真空度。无论浸渍剂是酚醛、呋喃或是PTFE树脂,都是如此。因此,浸渍规程中规定了浸渍真空度要求大于700mm汞柱是十分重要的。

(2)浸渍过程中的外加施压

该施压的目的是为了助推树脂的渗入深度,因此大于或等于0.5MPa压力是必须的。而国外一次浸渍工艺的压力要求大于0.6MPa。

(3)热处理过程中的外加施压

热处理是促成渗入石墨工件内部的浸渍树脂的完全固化,其加压的目的是为了防止升温过程中残剩在石墨工件孔隙中的空气,随温度的升高而膨胀,造成孔隙内浸入树脂的逸出,另外若不施加外压力,浸入的树脂会随着温度升高而粘度降低而流溢出来。因此施加≥0.5MPa的外压是必须的。

表6 热处理升温曲线(酚醛树脂浸渍剂)

当浸渍剂采用呋喃树脂时,它的最高热处理温度与高温保温时间都应比酚醛树脂为高或延长至20~25小时,(指糠酮),或10~15小时(指糠醇)。但在实践中,在选择了合理的固化剂时,就可以降低高温保温时间。

重视浸渍树脂热处理的升温曲线的合理制订,不仅在最高热处理温度与高温保温时间,还有在50~80℃阶段的升温速率,过快会造成浸渍树脂内存在的游离水分及小分子化合物的充分逸出,否则会造成树脂固化后的表面气泡等缺陷。

(5)石墨工件的表面状态

浸渍前应清除工件的表面油污、杂质,浸渍后也应将工件表面的剩余树脂清除,否则多余的树脂会影响下一次的浸渍效果。

(6)石墨原材料

如果石墨原材料的孔隙大且集中,常规浸渍后,仍会发生渗漏,需增加浸渍次数,而且浸渍石墨的强度会降低。

4.浸渍安全知识

4.1正确制订浸渍工艺

主要指呋喃树脂浸渍,选择树脂的种类及其配套适用的酸性固化剂及其加入量,同时要考虑到浸渍的环境条件,对确保浸渍操作的安全生产是十分重要的。

4.2严格遵守工艺规程

包括浸渍与热处理的升温曲线,任何人为的主观意识未经工艺评定而改变工艺,会产生意外的不良后果。

4.3浸渍釜、热处理釜、树脂高位槽均为钢制压力容器,应按规定由具有设计许可证书的单位设计与具有制造许可证书的单位进行制造。并应定期作安全监督检查。

4.4遵守浸渍与热处理操作规程

如:受压釜的开、关釜盖操作,最高压力操作控制,放完阀的事先抽查等,都很重要。

4.5浸渍树脂应存放于避火、避日光照射,通风良好的仓库。对已添加固化剂的呋喃树脂以及酚醛树脂,应定期抽查树脂粘度,避免爆聚事故。PTFE树脂分散液应定期摇匀,并应记录在案。

5.浸渍质量的检测

5.1浸渍树脂的检测:其技术指标应符合表3规定(以酚醛树脂为例),应检测如下项目(以酚醛树脂为例):

(1)酚醛树脂中游离酚含量

按HG/T5-1342-1980规定

(2)酚醛树脂中游离醛含量

按HG/T2622-1994规定

按HG/T5-1341-1980规定

(4)酚醛树脂聚合度测试

按HG/T5-1338-1980规定

(5)酚醛树脂粘度测试

按HG/T5-1340-1980规定

5.2浸渍石墨增重和填孔率检测,应符合相应标准的控制指标,按HG/T2060-1991方法

5.3不透性石墨管水压力试验

按HG/T2381-1992规定,或按设计压力的1.5倍水压保持10分钟,以不泄漏为合格。

5.4块孔式石墨换热器的石墨元件组装前应按设计压力的1.5倍进行水压,保持10分钟,以不泄漏为合格。

6.浸渍质量管理体系

在质保工程师领导下,由浸渍专业工程编制企业浸渍规程,见附件“石墨制压力容器浸渍规程”。再以此拟定“工艺指导书”,进行工艺评定。

6.1“石墨制压力容器浸渍规程”见附件一

6.2浸渍工艺评定报告

新的工艺在拟定的浸渍工艺指导书实施前应进行验证性评审,其中变更的任何一个重要参数,都需重新对工艺进行评定(重要参数是指影响浸渍产品的抗拉强度,抗弯强度和增重率的浸渍工艺因素)。见附件二:“石墨浸渍工艺评定”。

6.3 浸渍工艺指导书

经工艺评定合格后,下达指导书,实施浸渍作业。

见附件三:“浸渍工艺指导书”

四、粘接(粘接专用)

1.粘接工艺与设备

石墨制化工设备的石墨元件,除用机械连接外,大部分采用粘接工艺,可参见下面:

用的机械夹具。

2.粘接剂的功能要求

石墨无法焊接,粘接便成为石墨设备零部件的连接方式,及超过现有材料尺寸的工件制造的重要手段。

(1)应具备密实的粘接强度

(2)良好的气密性

(3)优良的耐蚀性能

(4)与石墨相近的导热性和线膨胀系数

(5)能在室温固化,便于施工。

从粘接剂的种类,能与浸渍剂相匹配的,唯有酚醛树脂、呋喃树脂、环氧树脂以及水玻璃。当石墨采用PTFE浸渍时,石墨工件的粘接就存在粘接剂的选择问题,此时应在设计中,用石墨元件的连接事尽量避免粘接缝,应用PTFE的焊接工艺(可用PFA焊接)或机械连接方式解决它。因此,粘接剂及粘接工艺的重要性完全不亚于钢制容器中焊接材料与焊接工艺。

3.粘接工艺参数对粘接质量的影响

3.1粘接剂的质量指标

以酚醛树脂为例

石墨酚醛粘接剂所用原料与配比的不同,其物理机械性能会有很大差异。

以采用碳酸钠作催化剂制造的酚醛树脂,作粘接剂树脂,具有良好的物理机械性能,但其技术指标必须符合表6规定。

表6 酚醛树脂(粘接剂)的技术指标

3.2粘接剂的配方

3.2.1采用表6作酚醛粘接树脂的粘接剂配方见表7

表7 石墨酚醛粘接剂的组成

表8 石墨酚醛粘接剂物理力学性能

石墨酚醛粘接剂不耐强氧化性介质,如10%以上硝酸(常温)、70%以上高温硫酸、次氯酸等。

3.2.2呋喃胶粘剂的特点与缺点

与酚醛树脂粘接剂相比,呋喃系列树脂粘接剂具有以下特点:

(1)耐腐蚀性能与酚醛树脂粘接剂类似,但耐碱性能优于改性酚醛粘接剂;

(2)热稳定性能比酚醛树脂粘接剂好,可在180~190℃条件下使用;

(3)呋喃系列树脂在常温下聚合过程慢,故贮存期较长,一般在1~2年内粘度变化不大;

(4)收缩率大,脆性大;

(5)固化过程慢,室温假硬化后,必须经热处理,树脂结构才能转为体形结构。

近年国外进口的呋喃胶泥无论在粘接强度,耐温性以及固化收缩率等方面均已有了较大的提高,它的耐温性可达300℃。已改善了国内传统呋喃胶粘剂的缺点。

3.3 粘接工艺的关键参数

(1)粘接面不得有灰尘、油污和残余树脂,粘接面应处理成粗糙表面;

(2)粘接缝应充实饱满,缝宽不大于1mm;

(3)主要部件(封头、管板、换热块、简体等),单层拼换为阶梯式或榫槽式,多层拼接时接缝应交错,不可重叠,此时各单层可采用对接。可参见下图a、b、c所示。

a.阶梯式b.榫槽式c.多层拼接(4)粘接剂的固化工艺

在粘接缝胶结后,胶结面为了获得理想的物理力学性能,以及尽可能的接近于浸渍石墨的耐腐蚀性能,在充分的室温固化期后,再予以升温固化处理,即可获得与浸渍石墨相近的耐腐蚀性能以及物理力学性能。

在石墨设备设计的计算公式中对粘接缝的胶结系数取0.7~0.8,即已综合考虑了胶粘剂树脂的配方、制造质量、胶结缝面的加工质量及胶结缝的型式等因素,当然该数据应是指酚醛胶粘剂,当采用其它树脂胶粘剂时,必须经大量实验并验证之。

4.粘接安全知识

4.1施工现场禁止明火,照明灯应采用防爆或使用低压(≤36v)照明。

4.3施工环境温度以15℃~25℃为宜,相对湿度应不大于80%,以免影响胶粘剂的固化度。对大型石墨工件的粘接缝尤应注意,以免产生石墨工件拼接缝部位的假固化而造成脱落事故。

5.粘接质量的检测

5.1粘接树脂的检测

以酚醛树脂为例,其技术指标应符合表6规定,树脂游离酚、游离醛、含水量、聚合度以及粘度的测定参照三项浸渍部分的5.1所列标准执行。

5.2石墨工件间的粘接缝的粘接抗拉强度测定参照HG/T2378-1992标准执行

5.3 石墨工件间的粘接缝的粘接抗剪切强度测定参照HG/T2379-1992标准执行

5.4粘接剂的收缩率测定参照HG/T2380-1992标准执行

6.粘接质量管理体系

在质保工程师领导下,由粘接责任工程师编制企业的粘接规程,见附件“石墨制压力容器粘接规程”,再以此拟定“工艺指导书”,进行工艺评定。

6.1石墨制压力容器粘接规程

规程列出了石墨制压力容器粘接必须遵守的规程,列出了粘接缝型式、参数、粘接工艺和热处理。见附件四“石墨制压力容器粘接规程”。

6.2粘接工艺评定报告

按粘接规程拟定粘接工艺指导书后,制取粘接试件和试样,检验试件和试样测定粘接接头是否满足使用性能的要求,对拟定的粘接工艺指书进行验证性评定。

见附件五:“粘接工艺评定报告”

6.3 粘接工艺指导书

经工艺评定合格后的工艺指导书下达,指导粘接作业。见附件六:“粘接工艺指导书”

石墨制压力容器浸渍规程

1范围

本标规程用于以酚醛树脂浸渍石墨或压型酚醛石墨为结构材料制作的石墨制压力容器。

本标规程定了石墨制压力容器受压石墨元件浸渍的基本要求。

2引用标准

下列标准所包含的条文,通过在本规程总引用,而构成为本规程的条纹。

HG-2370-1992 石墨制化工设备技术条件

HGJ29-1990 砖板衬里化工设备

3浸渍剂

3.1浸渍剂材料为专用于浸渍石墨的低粘度酚醛树脂。

3.2浸渍剂选用原则

低粘度酚醛树脂的质量指标应符合于相关标准规定。

4浸渍前准备

4.1清除被浸渍石墨表面油污物与灰尘。

4.2进烘房在100℃下作干燥处理。

4.3检查浸渍系统装备使之处于正常运转状态

4.4浸渍树脂准备

酚醛树脂牌号与质量指标十分重要,直接影响浸渍质量。

(1)浸渍用酚醛树脂由苯酚和甲醛在碳酸钠或氢氧化铵催化剂条件下,经缩合而成的热固性树脂。

(2)质量指标遵守3.2规定

5浸渍与热处理

5.1采用经浸渍工艺评定确认的成熟工艺进行。

5.2为了满足不透性石墨元件的质量要一般需进行2~3次浸渍一热处理工艺工程的循环操作。

5.3浸渍操作的真空度以高为好。

5.4浸渍后的热处理温度控制在130~170℃,且不低于石墨设备的设计温度。

5.5浸渍元件的热处理按相关工艺规定执行。

浸渍工艺评定报告

单位名称:

浸渍工艺评定报告编号:,日期:

浸渍工艺指导书编号:

浸渍剂材料:

试件烘干温度:,烘干时间:

浸渍工艺最高真空度:,最高压力:

浸渍后热处理最高温度:

试件件数:

试件抗拉强度:按HG/T2641-94标准执行试验报告编号:

试件抗压强度:按GB/T13465.3-92标准执行试验报告编号:

试件抗弯强度:按GB/T13465.2-92标准执行试验报告编号:

试件增重率:按HG/T2060-92标准执行试验报告编号:

浸渍工艺指导书

单位名称:

浸渍工艺指导书编号,日期:

浸渍工艺评定报告编号

浸渍工艺最高真空度,最高压力:MPa 浸渍后热处理最高温度:℃,高温保持时间:h 浸渍次数:次

被浸渍石墨的表面状态:

其它:

浸渍剂材料:

浸渍剂质量指标

石墨制压力容器粘接规程

1范围

本规程适用于以酚醛树脂浸渍石墨、压型酚醛石墨为结构材料制作的石墨制压力容器。

本规程规定了石墨制压力容器受压石墨元件粘接的基本要求。

2引用标准

下列标准所包含的条文,通过在本规程中引用而构成为本规程的条文。

HG2370-1992 石墨制化工设备技术条件

HGJ29-1990 砖板衬里化工设备

3粘接剂材料

3.1粘接剂材料包括酚醛树脂、石墨粉、苯磺酰氯

3.2粘接剂选用原则

石墨酚醛粘接剂物理力学性能,应符合HG2370-1992的表2规定

3.3粘接剂材料的产品质量应符合下列标准规定

(1)酚醛树脂主要技术指标应符合:HGj29-90标准附录F的表F-10规定

(2)石墨粉末主要技术指标应符合:HGj29-90标准附录F的表F-4规定

(3)苯磺酰氯的主要技术指标应符合:HGj29-90标准附录F的表F-13规定。

4粘接前准备

4.1拼接缝

(1)主要部件(筒体、封头、管板、换热块等),单层拼接缝采用阶梯式、槽式。

(2)对封头、管板、换热块等需多层拼接时,单层间拼缝可对接,相邻两层拼接缝必须错开。

(3)对因厚度不够而无法采用多层拼接的元件可采用外加夹具施压的对接方式。

4.2粘接面表面状态

(1)粘接面不得有油污、灰尘、水分和残余树脂。

(2)石墨元件不应有裂纹、气泡、剥皮、掉块等缺陷。

(3)粘接面应处理成粗糙表面

5粘接人员、粘接工作应由取得相应资格的作业人员操作

6拼结与粘接

6.1粘接环境温度应在15~30℃(温度低于15℃时应保温),相对湿度≤80%,环境清洁,避免阳光直射。

6.2采用经粘接工艺评定确认的成熟工艺进行。

6.3石墨件拼结后其拼结缝应密实、防漏,其缝厚≤1mm。

6.4已粘接石墨元件在室温条件下静置固化24小时以上。

7固化热处理

7.1石墨酚醛粘合剂的固化温度不低于100℃。

7.2热固化处理工艺按相关规定执行。

粘接工艺评定报告

单位名称:

粘接工艺评定报告编号:,日期:

拼接缝型式:,粘接缝间隙:mm 粘接剂材料:,固化剂类型:

最高热处理温度:℃,高温保温时间:小时试件件数:

试件抗拉强度:按HG/T2378-92标准执行

试验报告编号:

试件剪切强度:按HG/T2379-92标准执行

试验报告编号:

附件六:

粘接工艺指导书单位名称:

粘接工艺指导书编号,日期:粘接工艺评定报告编号

拼接缝型式,简图:

被粘接石墨的表面状态:

其它:

粘接剂材料:

粘接剂配比:

室温静置时间:(小时)

热处理最高温度:(℃)

高温保持时间:(小时)

其它:

压力容器设计基础

压力容器设计基础 压力容器设计基础 一、基本概念 压力容器的设计,就是根据给定的性能要求、工艺参数和操作条件,确定容器的结构型式,选择合适的材料,计算容器主要受压元件的尺寸,最后给出容器及其零部件的图纸,并提出相应的技术条件。正确完整的设计应达到保证完成工艺生产。正确完整的设计应达到保证完成工艺生产,运行安全可靠,保证使用寿命、制造、检验、安装、操作及维修方便易行,经济合理等要求。压力容器设计中的关键问题是力学问题,即强度、刚度及稳定性问题。在本节中,主要讨论压力容器设计中的有关强度问题。 所谓强度,就是结构在外载荷作用下,会不会因应力过大而发生破裂或由于过度性变形而丧失其功用。具体来讲,就是在外载荷作用下,容器结构内产生的应力不大于材料的许用 应力值,即: ζ≤K〔ζ〕t (1) 这个式子就是强度问题的基本表达式。压力容器的设计计算就是围绕这一关系式而进行 的。 公式(1)中的左端项是结构内的应力,它是人们最为关心的问题。求解结构的应力状态,它们的大小,是一个十分复杂的问题,常用的方法有解法(如弹性力学法、弹型性分析法等)、试验法(如电阻应变计测量法、光弹法、云纹法等)及数值解法(如有限元法、边界元法等)。应用这些方法可以精确或近似地求出结构的应力,然而,每一种结构的应力都有其特殊性,目前可求解的只是问题的绝大部分,仍有许多复杂结构的应力分析有等人们进一步探讨。求出结构内任一点的应力后,所遇到的问题就是怎样处理这些应力。一点的应力状态最多可含有6个应力分量,哪个应力起主要作用,这些应力对失效起什么作用,对它们如何控制才不致发生破坏,解决这一问题,就要选择相应的强度理论计算当量应力,以便与单向拉伸试验得到的许用应力相比较,将应力控制在许可的范围内。 公式(1)中的右端项是强度控制指标,即材料的许用应力。它涉及到材料强度指标(如抗拉强度ζb、屈服强度ζs 等)的确定及安全系数的选用等问题。当采用常规设计法,且只考虑静载问题时,系数K=1.0;如果考虑动载荷,或采用应力分析设计法,K≥1.0,此时 设计计算将更加复杂。 把强度理论(公式(1))具体应用到压力容器专业,就称这为压力容器的强度理论,它又增加了一些具体的规定和特殊要求,由此产生了一系列容器的设计规定和标准等。 1、强度理论及其应用 在对结构进行强度分析时,要对危险点处于复杂应力状态的构件进行强度计算,首先要知道是什么因素使材料发生某一类型破坏的。长期以来,人们根据对材料破坏现象的分析,提出了各种各样的假说,认为材料的某一类型破坏现象是由哪些因素所引起的,这种假说通常就称为强度理论。一种类型的破坏是脆性断裂破坏,第Ⅰ、Ⅱ强度理论依据于它;一种类型的破坏是型性流动破坏,第Ⅲ、Ⅳ强度理论以此为依据。 建立强度理论的目的就是要找出一种材料处于复杂应力状态下强度条件,即使是什么样的条件材料不会破坏失效。根据不同的强度理论可以得到复杂应力状况下三个元应力的某种组合,这种组合应力ζxd和轴向拉伸时的单向拉应力在安全程度上是相当的,具有可比性,可以与单向屈服应力相比较而得出强度条件,因此,通常称ζxd为相当应力或当量应力。

石墨制压力容器的浸渍、粘结培训教材

石墨承压元件浸渍、粘接培训教材 (征求意见稿) 一、石墨制压力容器的基本知识(浸渍、粘接共用) 广义地讲,凡盛装压力介质的密闭容器称为压力容器。根据不同的用途,压力容器可以有不同的尺寸、容积和形状,可以承受不同的压力,使用于不同的温度,所盛装的介质可以是各种不同的物态,物性或具有特殊的化学腐蚀、易燃、易爆或毒性危害。制造压力容器的材料可以是钢铁材料,有色金属或非金属材料。 用石墨材料制作的压力容器,即为石墨制压力容器。 石墨分为天然石墨和人造石墨二种,天然石墨由于纯度较低,一般含杂质量高,组织松散,至今未用于制作石墨设备。石墨制压力容器主要由人造石墨作为制作材料。 1.人造石墨 人造石墨由焦碳、沥青混捏、压制成型,在窑炉中隔绝空气焙烧,在1300℃下保持20天左右,再在2400℃~3000℃高温下石墨化处理(未经石墨化处理的制品,不具备石墨性能)。 1.1 人造石墨的孔隙 人造石墨在焙烧的过程中,由于有机物的分解逸出,造成石墨材料的多孔性,国内的电极材料多达20~30%,这种孔隙具有开孔、闭孔、孔与孔之间相连的通孔以及内部开裂的结构性质。因此气、液相及蒸汽等介质,容易串连渗透,影响了石墨制材料的使用。 但国外,采用的精细专用石墨材料其颗粒度和空隙率相对都很小,其强度等性能更优异。 1.2 人造石墨的不渗透 采用浸渍的方法,达到不渗透的目的,浸渍剂不仅作为填孔之用,还能增强浸渍后石墨的机械强度。 2.石墨制压力容器的特点 用石墨制压力容器的历史,远远晚于金属材料,对它的专业设计,研究工作更是滞后。因此,石墨设备的结构设计,强度计算,至今都借鉴于金属专业。但由于石墨材料的耐蚀性能、物理机械性能,以及它的加工制造工艺的特点,使它具备了有别于金属设备的结构、设计、计算以及检验和维修方法。 2.1 石墨具有广谱的耐腐蚀性能和抗溶剂性能。 2.2 高导热性能不仅在非金属材料中首屈一指,与金属材料相比亦十分突出。 2.3 石墨的低强度与脆性,使得用石墨制作的承压元件不宜承受较高的拉应力和剪切力,这是石墨制压力容器目前还局限于较低压力层面使用的主要原因之一。 3.石墨制压力容器的适用范围 3.1 工作压力:≥0.1Mpam,≤2.4MPa(表压),且压力与容器的乘积≥2.5MPa?L的盛装气体、液化气体或最高工作温度高于或等于其标准沸点的液体。 3.2 工作温度 -60~400℃ 3.3 不适于制作的石墨制设备。 (1)直接火焰加热的石墨容器

石墨电极的原料及制造工艺

石墨电极的原料及制造工艺 一、石墨电极的原料 1、石墨电极 是采用石油焦、针状焦为骨料,煤沥青为粘结剂,经过混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺过程生产出来的一种耐高温石墨质导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料,通过石墨电极向电炉输入电能,利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温作为热源,使炉料熔化进行炼钢。其他一些冶炼黄磷、工业硅、磨料等材料的矿热炉也用石墨电极作为导电材料。利用石墨电极优良而特殊的物理化学性能,在其他工业部门也有广泛的用途。2、石墨电极的原料 生产石墨电极的原料有石油焦、针状焦和煤沥青 (1)石油焦 石油焦是石油渣油、石油沥青经焦化后得到的可燃固体产物。色黑多孔,主要元素为碳,灰分含量很低,一般在%以下。石油焦属于易石墨化炭一类,石油焦在化工、冶金等行业中有广泛的用途,是生产人造石墨制品及电解铝用炭素制品的主要原料。 石油焦按热处理温度区分可分为生焦和煅烧焦两种,前者由延迟焦化所得的石油焦,含有大量的挥发分,机械强度低,煅烧焦是生焦经煅烧而得。中国多数炼油厂只生产生焦,煅烧作业多在炭素厂内进行。 石油焦按硫分的高低区分,可分为高硫焦(含硫%以上)、中硫焦(含硫%%)、和低硫焦(含硫%以下)三种,石墨电极及其它人造石墨制品生产一般使用低硫焦生产。 (2)针状焦 针状焦是外观具有明显纤维状纹理、热膨胀系数特别低和很容易石墨化的一种优质焦炭,焦块破裂时能按纹理分裂成细长条状颗粒(长宽比一般在以上),在偏光显微镜下可观察到各向异性的纤维状结构,因而称之为针状焦。 针状焦物理机械性质的各向异性十分明显, 平行于颗粒长轴方向具有良好的导电导热性能,热膨胀系数较低,在挤压成型时,大部分颗粒的长轴按挤出方向排列。因此,针状焦是制造高功率或超高功率石墨电极的关键原料,制成的石墨电极电阻率较低,热膨胀系数小,抗热震性能好。 针状焦分为以石油渣油为原料生产的油系针状焦和以精制煤沥青原料生产的煤系针状焦。 (3)煤沥青 煤沥青是煤焦油深加工的主要产品之一。为多种碳氢化合物的混合物,常温下为黑色高粘度半固体或固体,无固定的熔点,受热后软化,继而熔化,密度为-cm3。按其软化点高低分为低温、中温和高温沥青三种。中温沥青产率为煤焦油的54-56%。煤沥青的组成极为复杂,与煤焦油的性质及杂原子的含量有关,又受炼焦工艺制度和煤焦油加工条件的影响。表征煤沥青特性的指标很多,如沥青软化点、甲苯不溶物(TI)、喹啉不溶物(QI)、结焦值和煤沥青流变性等。 煤沥青在炭素工业中作为粘结剂和浸渍剂使用,其性能对炭素制品生产工艺和产品质量影响极大。粘结剂沥青一般使用软化点适中、结焦值高、β树脂高的中温或中温改质沥青,浸渍剂要使用软化点较低、 QI低、流变性能好的中温沥青。 二、石墨电极的制造工艺

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

石墨电极的生产工艺流程和质量指标的及消耗原理知识讲解

石墨电极的生产工艺流程和质量指标的及 消耗原理

目录 一、石墨电极的原料及制造工艺 二、石墨电极的质量指标 三、电炉炼钢简介及石墨电极的消耗机理 石墨电极的原料及制造工艺 ●石墨电极是采用石油焦、针状焦为骨料,煤沥青为粘结剂,经过混 捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化、机械加工等一系列工艺过程生产出来的一种耐高温石墨质导电材料。石墨电极是电炉炼钢的重要高温导电材料,通过石墨电极向电炉输入电能,利用电极端部和炉料之间引发电弧产生的高温作为热源,使炉料熔化进行炼钢。其他一些冶炼黄磷、工业硅、磨料等材料的矿热炉也用石墨电极作为导电材料。利用石墨电极优良而特殊的物理化学性能,在其他工业部门也有广泛的用途。生产石墨电极的原料有石油焦、针状焦和煤沥青 ●石油焦是石油渣油、石油沥青经焦化后得到的可燃固体产物。色黑 多孔,主要元素为碳,灰分含量很低,一般在0.5%以下。石油焦属于 易石墨化炭一类,石油焦在化工、冶金等行业中有广泛的用途,是生产人造石墨制品及电解铝用炭素制品的主要原料。 ●石油焦按热处理温度区分可分为生焦和煅烧焦两种,前者由延迟 焦化所得的石油焦,含有大量的挥发分,机械强度低,煅烧焦是生焦经煅烧而得。中国多数炼油厂只生产生焦,煅烧作业多在炭素厂内进行。 ●石油焦按硫分的高低区分,可分为高硫焦(含硫1.5%以上)、中 硫焦(含硫0.5%-1.5%)、和低硫焦(含硫0.5%以下)三种,石墨电极及其它人造石墨制品生产一般使用低硫焦生产。 ●针状焦是外观具有明显纤维状纹理、热膨胀系数特别低和很容易石 墨化的一种优质焦炭,焦块破裂时能按纹理分裂成细长条状颗粒(长宽比一般在1.75以上),在偏光显微镜下可观察到各向异性的纤维状结 构,因而称之为针状焦。 ●针状焦物理机械性质的各向异性十分明显, 平行于颗粒长轴方向具 有良好的导电导热性能,热膨胀系数较低,在挤压成型时,大部分颗粒的长轴按挤出方向排列。因此,针状焦是制造高功率或超高功率石墨电极的关键原料,制成的石墨电极电阻率较低,热膨胀系数小,抗热震性能好。 ●针状焦分为以石油渣油为原料生产的油系针状焦和以精制煤沥青 原料生产的煤系针状焦。 ●煤沥青是煤焦油深加工的主要产品之一。为多种碳氢化合物的混合 物,常温下为黑色高粘度半固体或固体,无固定的熔点,受热后软化,继而熔化,密度为1.25-1.35g/cm3。按其软化点高低分为低温、中温和高温沥青三种。中温沥青产率为煤焦油的54-56%。煤沥青的组成极为复杂,与煤焦油的性质及杂原子的含量有关,又受炼焦工艺制度和煤焦油加工条件的影响。表征煤沥青特性的指标很多,如沥青软化点、甲苯不溶物(TI)、喹啉不溶物(QI)、结焦值和煤沥青流变性等。

压力容器设计方法分析对比.docx

压力容器设计方法分析对比 目前我国压力容器设计所采用的标准规范有两大类:一类是常规设计标准,以GB150-2011《压力容器》标准为代表;另一类是分析设计,以JB4732-1995《钢制压力容器--分析设计标准》为代表。两类标准是相互独立的、自成体系的、平行的压力容器规范, 绝对不能混用, 只能依据实际的工程情况而选其一。 设计准则比较 常规设计主要依据是第一强度理论,认为结构中主要破坏应力为拉应力,限定最大薄膜应力强度不超过规定许用应力值,当结构中某最大应力点一旦进入塑性, 结构就丧失了纯弹性状态即为失效。常规设计是基于弹性失效准则,以壳体的薄膜理论或材料力学方法导出容器及其部件的设计计算公式。一般情况它仅考虑壁厚中均布的薄膜应力,对于边缘应力及峰值应力等局部应力一般不作定量计算,如对弯曲应力。 分析设计的主要依据是第三强度理论,认为结构中主要破坏应力为剪切力。采用以极限载荷、安定载荷和疲劳寿命为界限的“塑性失效”与“弹塑性失效”的设计准则,对容器的各种应力进行精确计算和分类。对不同性质的应力, 如:总体薄膜应力、边缘应力、峰值应力等;同时还考虑了循环载荷下的疲劳分析, 在设计上更合理。 标准适用范围对比 常规设计标准GB150-2011适用于设计压力大于或等于且小于35MPa,及真空度高于。对于设计温度,GB150-2011规定为-269℃-900℃,是按钢材允许的使用温度确定设计温度范围, 可高于材料的蠕变温度范围。 " 分析设计标准JB4732-1995适用于设计压力大于或等于且小于100MPa,及真空度高于。对于设计温度,JB4732-1995 将最高的设计许用温度限制在受钢材蠕变极限约束的温度。 应力评定对比 常规设计标准GB150-2011,采用统一的许用应力,如容器筒体,是采用“中径公式”进行应力校核,最大应力满足许用应力即可。 分析设计标准JB4732-1995的核心是将压力容器中的各种应力加以分类,根据所考虑的失效模式比较详细地计算了容器及受压元件的各种应力。根据各种应力本身的性质及对失效模式所起的不同作用予以分类如下: 一次应力

压力容器焊工考试培训教材

压力容器焊工考试培训教材 第一章锅炉压力容器的特殊性及其分类 1.1 什么是压力容器? 答: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,其范围规定为最高工作压力大于或等于0.1MPa(表压),且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa.L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器;盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa(表压),且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa.L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃的液体的气瓶;氧舱等。 1.2 压力容器的受压元件包括哪些? 答:压力容器的受压元件一般包括筒体、封头、开孔与接管法兰、密封元件、安全附件等。 1.3 锅炉压力容器的特殊性 答:锅炉压力容器存在着多种的失效可能,特别是存在着爆炸的危险:一旦失效,会对整系统造成影响,以至停产;一旦爆炸,造成的损失就难以估量。 所以,要求其制造质量特别是焊接质量具有较高的安全可靠性;同时,对锅炉压力容器的修理,特别是焊缝的修理,要有严格的质量控制。 1.4 锅炉压力容器压力管道焊接质量应有严格要求,主要是因为它们的哪些运行工况所决定的? 答:主要有以下五个方面: (1)连续运行(2)压力的作用(3)腐蚀的危害(4)温度的影响(5)对安全性能的其他影响条件 第二章焊接安全技术 2.1 罐内进行焊接作业前,应做哪些准备工作? 答:(1)可靠隔离。(2)清洗和置换。(3)取样分析。(4)通风。(5)监护。(6)现场清理。 2.2 焊接过程中,物理有害因素有哪些? 答:有弧光辐射、高频电磁场、热辐射、噪声、放射线。 2.3 焊接过程中,化学有害因素有哪些? 答:有电焊烟尘、有毒气体。 2.4 电弧光对人体有哪些伤害? 答:电弧光包括可见光、红外线、紫外线。 可见光:可使人眩目,长时间受照射,眼睛会疼痛。红外线:长期使用会使人体温度升高、头痛、呕吐。紫外线:对人的皮肤和眼睛造成损害,易造成角膜炎、视力下降、甚至失明。 2.5 对电弧光的防护措施有哪些? 答:(1)按规定穿好工作服等防护用品。(2)使用带滤光镜片的防护面罩。(3)焊接现场设防护屏风。(4)焊接照射后,用凉水浸敷法等消除。 2.6 焊接中烟尘有哪些主要有害物质? 答:有氧化铁、氧化硅、氧化锰、甲醛、一氧化碳等。 2.7 焊接中的烟尘对人体有什么危害? 答:(1)对呼吸、神经系统造成损伤。(2)尘肺现象。(3)氟中毒。(4)锰中毒。(5)不锈钢烟尘中的铬、镍等元素有致癌倾向。 2.8 针对焊接作业中环境,有哪些改善劳动条件的办法? 答:(1)通风排尘。(2)尽量采用无烟尘或少烟尘的焊接方法。(3)提高焊接过程中机械法、自动化程度。(4)开发和使用新材料。 第三章锅炉压力容器用钢材 3.1 钢材技术标准中五项基本性能是什么? 答:(1)屈服点(强度概念)(2)抗拉强度(强度概念)(3)伸长率(塑性概念)(4)冲击韧性(韧性概念)(5)冷弯(工艺性能概念) 3.2 压力容器用钢的基本要求有哪些? 答:(1)良好的综合力学性能(2)良好的可焊性(3)良好的加工性能(4)表面质量好、厚度均匀 第四章焊接材料 4.1 简述焊条药皮的作用?

浅谈压力容器的两种设计方法

龙源期刊网 浅谈压力容器的两种设计方法 作者:王艳 来源:《价值工程》2010年第15期 摘要:本文介绍了压力容器的两种设计方法,指出分析设计方法虽然相对复杂,但较常规设计方法更安全更经济,且随着计算机技术的发展、有限元方法的应用及各种功能软件的使用它将 会得到更广泛的应用。 Abstract: This paper introduces two kinds of pressure vessel design methods and points that analysis and design methods are relatively complex and more economical,but safer than the conventional design method,and with the development of computer technology,finite element method and software applications will be more widely used. 关键词:压力容器;常规设计;分析设计 Key words: pressure vessel;conventional design;analysis and design 中图分类号:TH49 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)15-0166-01 压力容器是化工、冶金、轻工、纺织、机械以及航空航天工业中广泛使用的承压设备。尽管各类压力容器设备功能各异、结构复杂程度不一,但一般可将其分解为筒体、封头、法兰、 开孔、接管、支座等部件。 压力容器及其部件的两种设计方法分别是常规设计和分析设计。 常规设计是以弹性设计准则为基础,以壳体的薄膜理论或材料力学方法导出容器及其部件 的设计计算公式,这些公式均以显式表达,给出了压力、许用应力、容器主要尺寸之间的关系。它包含了设计三要素:设计方法、设计载荷及许用应力,但这些并不是建立在对容器及其部件进行详尽的应力分析基础之上。如容器筒体,是采用“中径公式”(根据内压与筒壁上均匀分布的薄膜应力整体平衡推导而得),一般情况它仅考虑壁厚中均布的薄膜应力,不考虑其它类型的应力,如对弯曲应力,只有当它特别显著、起主导作用时才予以考虑。实际上,当容器承载以后器壁上会出现多种应力,其中包括由于结构不连续所产生的局部高应力,常规设计对此只是结合经典力学理论和经验公式对压力容器部件设计做一些规定,在结构、选材、制造等方面提出要求,把局部应力粗略地控制在一个安全水平上,在考虑许用应力时选取相对高的安全系数,留有足够的安全裕度。因此,常规设计从本质上讲,可以说是基于经验的设计方法。 工程实际中我们用常规设计的观点和方法解决了很多问题,但也有一些问题无法解释,因为常规设计只考虑弹性失效,没有去深究隐含在许用应力值后面的多种失效模式。

石墨电极编程作业

目的: 为了完善公司的编程管理制度,电脑文档管理,编程方法,加工参数,程序单制做,各种类型的工件的刀路编写能有固定.统一的制度及方法。以达到公司各类型产品制做周期准时,确保生产编排运作正常,产品质量稳定,赢得客户信任。和提高编程技术人员编程技能之目的。 目录: 1.电脑管理制度。 2.图档管理及NC程序管理规范。 3.程序单编写归定。 4.一般类型电极编程技巧及实例。 5.超行程电极的编程方法。 6.喇叭网孔电极编程方法。 7.EROWA制具使用方法。 8.长条(小电极用)夹具组使用方法。 电脑管理制度 1.1 每台电脑责任人必须管理好所用电脑及其各组件之保护及保养,

以确保无遗失,无损坏,能够长期正常运作。 1.2 电脑外表面必须每天清理.主机箱每周清理一次。 1.3 电脑不得私自更改.添加及删除用户名和密码。 1.4 未经主管批准.不得安装工作必须使用的软件之外的任何电脑程序及软件.如:游戏.音乐.非本公司常用编程软件等。 1.5不得私自拷贝.删除公司电脑内的任何资料。 1.6电脑如有硬件方面故障要及时填写“电脑维修申请单”交由电脑 部处理。 图档管理及NC程序管理规范 电极编程技巧及实例 特别说明:骨位电极侧面光刀一般选用平底刀或平底R角刀,其加工步距一定要跟据骨位斜度设定加工下切步距.我公司归定为:从0到0.5度每刀下切0.22MM, 从0.5到1度每刀下切0.2MM, 从1到2度每刀下切0.17MM, 从2到5度每刀下切0.12---0.15MM,如斜度大于5度可跟据电极型壮选合理的刀具及步距(一般用球头刀)。 扫顶程序:(目的:铲掉高度方向多余材料)每个电极必须要有扫顶程序,编程用“偏置粗加工策略”分2层加工,每层下2MM,高度方

2020年压力容器设计人员考试大纲

(情绪管理)压力容器设计人员考试大纲

压力容器设计人员考核大纲 (2012) SummaryofCheckingContentforDesignerandApproverofPressu reVesselDesign 全国锅炉压力容器标准化技术委员会 2012年02月20日 目录 第壹章总则 (1) 第二章常规设计审批人员考试内容 (1) 第三章分析设计人员考试内容 (4) 第四章附则 (5) 压力容器设计人员资格考试大纲 第一章总则 第壹条为规范压力容器设计人员资格考试工作,依据为国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器安全监察局颁布的TSGR1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》(以下简称规则)及全国锅炉压力容器标准化技术委员会制定的《压力容器设计人员考试规则》(2012),制定本规则。 第二条本规则适用于A、C、D类压力容器设计(以下称常规设计)审批(含审核、审定人)人员及SAD类压力容器分析设计(以下称分析设计)设计人、审批人的考核工作。

第二章常规设计审批人员考试内容 第三条A、D类压力容器设计审批人考试内容: (壹)理论考试要求: 1.应熟悉压力容器设计关联的基本基础知识,包括材料、结构、力学基础、设计计算方法、热处理、腐蚀、焊接、无损检测等; 2.应熟练掌握压力容器设计关联的法规、安全技术规范、标准、文件;3.能够正确解决压力容器设计、制造中常见的实际工程问题; 4.熟悉且及时掌握压力容器行业关联的标准信息 (二)关联的安全技术规范文件: TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSGR1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》等 (三)关联的标准规范: GB150.1~GB150.4《压力容器》 GB151《管壳式换热器》 GB12337《钢制球形储罐》 GB50009《建筑结构载荷规范》 GB50011《建筑抗震设计规范》 JB/T4710《钢制塔式容器》

压力容器应力分析设计方法的进展和评述优选稿

压力容器应力分析设计方法的进展和评述 集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

压力容器应力分析设计方法的进展和评述压力容器的使用范围非常的广泛,在此基础上,我们一定更加重视其使用的效果。其中,压力容器应力分析是重要的工作,所以,讨论压力容器应力分析设计工作很有必要。 压力容器概述 1.1.概念 所谓的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、换热器和分离器均属压力容器。 1.2.用途 压力容器的用途十分广泛。它是在石油化工学、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。此外,还配有安全装置、表计及完全不同生产工艺作用的内件。压力容器由于密封、承压及介质等原因,容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。世界各国均将其列为重要的监检产品,由国家指定的专门机构,按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。

分析设计方法 在ASME老版中分析设计方法的全称是“以应力分析方法为基础的设计”,简称“应力分析设计”,再简称为“分析设计”。它的特点是: 2.1.要求对压力容器及其部件进行详细的弹性应力分析。可以采用理 论分析、数值计算或试验测定来进行弹性应力分析。 2.2.强度校核时采用塑性失效准则。包括用极限载荷控制一次应力,以防止整体塑性垮塌失效。用安定载荷控制一次加二次应力以及用疲劳寿 命控制最大总应力,以防止循环失效等。 2.3.根据塑性失效准则对弹性应力进行分类。 2.4.根据等安全裕度原则确定危险性不同的各类应力的许用极限值。 综合起来可以说,“应力分析设计”是一种以弹性应力分析和塑性失效准则为基础的应力分类设计方法。近年来被简称为“应力分类法”。早期(老版中)的“分析设计”只包含这一种方法。随着先进的力学分析方法 和手段的不断成熟(即其有效性和可靠性达到实际工程应用的水平),ASME 新版和欧盟标准都及时地扩充了“分析设计”采用的方法,同时对“分析设计”的含义也有所调整。最突出的表现为:

石墨设备技术及规格说明

石墨设备技术及规格说明书 南通远东化工设备有限公司 地址:江苏省南通市通京大道866号 邮编:226011 电话:++ 86 513 85670516 传真:++ 86 513 85666165 Http:// E-mail: sale@ 日期:2011年8月23日

根据使用单位提供的使用工艺条件,同时结合我司在石墨行业的生产、制造、设计的经验,我司将根据国家最新石墨设备的制造标准选择、确定、设计、制造、检验所需设备,以满足使用工况条件需要,保证石墨设备可靠、长周期正常运行。 1.0 总则 本技术说明书对于石墨制设备的供货范围、设计、材料选择、制造、检验和验收等方面的进行了描述和界定。 2.0 设备设计标准和规范 2.1 石墨设备质量验收标准符合 HG/T 2370-2005 《石墨制化工设备技术条件》 HG/T 3113-1998 《YKA型圆块孔式石墨换热器》 TSG R0001-2004 《非金属压力容器安全技术监察规程》 GB/T21432-2008 《石墨制压力容器》 HG/T2736-1995 《石墨制三合一盐酸合成炉》 HG/T3189-2000 《水套式石墨氯化氢和成炉》 2.2 壳体、法兰符合GB150-1998 《钢制压力容器》 HG20593-97 《钢制管法兰、垫片、紧固件》 2.3 铸铁件符合GB/T 9439-1988 《灰铸铁件》 2.4 焊接形式符合GB985-88 《手工焊接接头型式和尺寸》 2.5 钢制零件符合GB150-1998 《钢制压力容器》 2.6 设备防腐漆按JB/T4711-2003执行,设备外露部分涂二度防锈漆一度面漆 2.7 设备运输、包装标准HG/T 2370-2005 《石墨制化工设备技术条件》 3.0 设备选材、设计、制造、检验、质量保证说明 3.1 选材 3.1.1石墨电极原材料:根据我公司多年石墨设备制造的经验,我公司将选取正规大型厂家生产的石墨化程度高、密度高、电阻率低、孔隙率低的优质石墨电极材料作为设备基材,能提供批量材料质保书,以有效保证设备的耐腐蚀性、耐温、耐压性能。性能要求如下:

压力容器操作证

压力容器操作证有三种:固定式压力容器操作、压力管道巡检维护、压力容器安全管理。压力容器操作证培训多少钱?中科仁老师具体为您介绍: 固定式压力容器操作:取证-优惠价900元——复审-300 压力管道巡检维护:取证-优惠价950元——复审-300 压力容器安全管理:取证-优惠价1350元——复审-300 电梯司机:取证-优惠价500元——复审-200 电梯安装与维修:取证-优惠价900元——复审-300 电梯安全管理:取证-优惠价1000元——复审-300 锅炉司炉:取证-优惠价900元——复审-300 叉车司机:取证-优惠价1050元——复审-300 北京中科仁培训学校,从事电工培训二十年,是北京地区权威的电工培训机构。常年开设会计培训、弱电培训、电工培训、焊工培训、智能楼宇管理师培训、制冷与空调作业培训、物业管理培训、职称评审、工程师评审、大专本科学历取证班! 在当地质量技术监督局特种设备安全监察科办理。特种设备作业人员正规培训微机考试,质监局发证。 的证书,该培训分为取证和复审两部分。复审要求自证书颁发之日起四年内进行一次,通常是在证书复审到期日的前两至三个月办理。 报名资料:一寸彩照5张,身份证复印件2张,学历证明复印件2张 主要培训课程:电梯、司炉、水质化验、信号指挥司索工、桥吊等 压力容器操作证由国家质量监督管理局统一制作,各省级质量监督管理部门、特种作业操作证在全国通用。特种作业操作证不得伪造、涂改、转借或转让。

特种设备作业、检验检测人员资格认定 设定依据:《特种设备安全监察条例》(国务院令549号)第三十八条:锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场(厂)内专用机动车辆的作业人员及其相关管理人员(以下统称特种设备作业人员),应当按照国家有关规定经特种设备安全监督管理部门考核合格,取得国家统一格式的特种作业人员证书,方可从事相应的作业或者管理工作。《特种设备安全监察条例》(国务院令第549号)“第四十四条从事本条例规定的监督检验、定期检验、型式试验和无损检测的特种设备检验检测人员应当经国务院特种设备安全监督管理部门组织考核合格,取得检验检测人员证书,方可从事检验检测工作。

压力容器设计基础知识讲稿

压力容器设计基础知识讲稿 (20140325) 目录 一.基本概念 1.1 压力容器设计应遵循的法规和规程 1.2 标准和法规(规程)的关系。 1.3 压力容器的含义(定义) 1.4 压力容器设计标准简述 1.5 D1级和D2级压力容器说明 二.GB150-1998《钢制压力容器》 1.围 2.标准 3.总论 3.1 设计单位的资格和职责 3.3 GB150管辖的容器围 3.4 定义及含义 3.5 设计参数选用的一般规定 3.6 许用应力

3.7 焊接接头系数 3.8 压力试验和试验压力 4.对材料的要求 4.1 选择压力容器用钢应考虑的因素 4. 2 D类压力容器受压元件用钢板 4.3 钢管 4.4 钢锻件 4. 5 焊接材料 4.6 采用国外钢材的要求 4.7 钢材的代用规定 4.8 特殊工作环境下的选材 5.压圆筒和压球体的计算 5. 1 压圆筒和压球体计算的理论基础5.2 压圆筒计算 5.3 球壳计算 6.外压圆筒和外压球壳的设计 6.1 受均匀外压的圆筒(和外压管子)6.2 外压球壳 6.3 受外压圆筒和球壳计算图的来源简介6.4 外压圆筒加强圈的计算 7.封头的设计和计算 7.1 封头标准

7.2 椭圆形封头 7. 3 碟形封头 7.4 球冠形封头 7.5 锥壳 8.开孔和开孔补强 8.1 开孔的作用 8.2 开检查孔的要求 8.3 开孔的形状和尺寸限制 8.4 补强要求 8.5 有效补强围及补强面积 8.6 多个开孔的补强 9 法兰连接 9.1 简介 9.2 法兰连接密封原理 9. 3 法兰密封面的常用型式及优缺点9.4 法兰型式 9.5 法兰连接计算要点 9.6 管法兰连接 10.压力容器的制造、检验和验收 10.1 制造许可 10.2 材料验收及加工成形 10. 3 焊接

石墨电极对放电条件的要求

石墨电极对放电条件的要求 1,对脉冲电流(IP)的要求: 脉冲电流的特点是:数值越大,放电加工速度越快,放电间隙越大,表面粗糙度越粗,电极损耗越小. 1). 脉冲电流受放电面积的影响, 即电流密度的影响. 石墨电极脉冲电流的选用原则以平均电流为标准 石墨电极大型时,电流密度通常设为10~12A/cm2; 石墨电极时,电流密度通常设为6~8A/cm2. 2). 脉冲电流受电极减寸量(火花位)大小的影响 若大面积用小火花位或小面积用大火花位都不适合石墨电极的正常放电加工. 电流的选用须由电极面积的大小来确定,这是最合理选用方法. 石墨电极的平均电流达到10A~120A时,电极损耗最小.随电流的增大电极损耗也增大. 2,对脉冲宽度(ON TIME、放电脉宽)的要求: 脉宽的特点:数值越大,放电时间越长,加工速度越快,电极损耗越小,放电间隙越大,表面粗糙度越粗.加工稳定性越差. 石墨电极的脉宽取值范围为0~1000 us. 脉冲宽度较大时,加工速度随着脉宽的增大,加工不稳定,加工时间增加,加工速度减慢 ,并使工件表面烧蚀;其取值一般不超过420 us.当脉宽在100~300us时石墨电极损耗最小. 脉宽的选用要根据电流大小以及放电加工要求来确定,若放电面积较大或用作粗加工时,为提高加工速度,脉宽取大些;细小的面积或精加工时,考虑到表面粗糙度, 则脉宽取小些. 工件材料不同,加工极性不同,脉宽对加工效果的影响也不同. 不同的生产厂家、不同等级、不同批号的石墨材料,脉宽的影响也不同. 相同脉宽,石墨颗粒越小,电极损耗越小. 3,对脉冲间隔 (OFF TIME 放电休止)的要求: 脉冲间隔的作用是让放电自动辙消,消除电离, 让加工液介质清除杂物,并为下一次放电作准备. 脉冲间隔的特点:只影响放电加工速度和加工稳定性,而对其它影响较小.当其值越大,加工稳定性越好,加工速度相对较慢,但放电稳定却比不稳定要快;. 脉冲间隔的取值范围要比脉宽宽得多, 可在0~2500 us之间.脉冲间隔为100us时达到最小值,脉冲间隔再增加电极损耗反而增大. 石墨电极放电加工中常取脉冲间隔(OFF)=脉宽(ON),并视加工的稳定情况进行调整到脉宽的1/3~2/3. 当脉冲间隔合适时,随着脉冲间隔的增加,极间介质的消电离比较充分,有利于形成覆盖层(在电加工过程中蚀除产物和介质分解的含炭物附着在电极表面),因而电极损耗减小,但当脉冲间隔大于100us时,电极和工件表面冷却的时间过长,下一个脉冲就需要更多的能量形成放电通道,并且不利于覆盖层的形成,电极损耗反而增加。若脉冲间隔过小,电极和工件之间的消电离不充分,可能在电极表面和工件表面产生烧蚀现象。 休止时间一般只影响放电加工速度,而对电极损耗和加工表面粗糙度的影响不明显. 4 对间隙电压(SV)的要求: 间隙电压的特点:值越大,加工稳定性越好,放电加工速度越快.放电间隙大小, 对电极损耗和表面粗糙度影响不大: 不同的火花机台,所设定的间隙电压的档级也不同,一般分为: 40~60V档,90~120V档, 150~190V档,200~250V档.

石油焦技术参数

石油焦技术参数标准 新闻来源:作者:【】点击:50次 石油焦 石油焦(Petroleum coke)是原油经蒸馏将轻重质油分离后,重质油再经热裂的过程,转化而成的产品,从外观上看,焦碳为形状不规则,大小不一的黑色块状 (或颗粒),有金属光泽,焦碳的颗粒具多孔隙结构,主要的元素组成为碳,占 有80wt%以上,其余的为氢、氧、氮、硫和金属元素。石油焦具有其特有的物理、化学性质及机械性质,本身是发热部份的不挥发性碳,挥发物和矿物杂质(硫、金属化合物、水、灰等)这些指标决定焦炭的化学性质。 一、石油焦分类及性质 石油焦的形态随制程、操作条件及进料性质的不同而有所差异。从石油焦工场所生产的石油焦均称为生焦(green cokes),含一些未碳化的碳烃化合物的挥发份,生焦就可当做燃料级的石油焦,如果要做炼铝的阳极或炼钢用的电极,则需再经高温锻烧,使其完成碳化,降低挥发份至最少程度。 大部份石油焦工场所生产的焦外观为黑褐色多孔固体不规则块状,此种焦又称为海绵焦(sponge coke)。第二种品质较佳的石油焦叫做针状焦(needle coke)与海绵焦比,由于其具较低的电阻及热膨胀系数,因此更适合做电极。有时另一种坚硬石油焦亦会产生,称之为球状焦(shot coke)。这种焦形如弹丸,表面积少,不易焦化,故用途不多。 石油焦具有其特有的物理、化学性质及机械性质,本身是发热部份的不挥发性碳,

挥发物和矿物杂质(硫、金属化合物、水、灰等)这些指针决定焦炭的化学性质。物理性质中孔隙度及密度,决定焦炭的反应能力和热物理性质。机械性质有硬度、耐磨性、强度及其它机械特性,颗粒组成及其它加工和运输、堆放、贮存等性质影响的情形。 二、石油焦的加工工艺 石油焦是以原油经蒸馏后的重油或其它重油为原料,以高流速通过500C「C加热炉的炉管,使裂解和缩合反应在焦炭塔内进行,再经生焦到一定时间冷焦、除焦生产出石油焦。 用途:主要用于制取炭素制品,如石墨电极、阳极弧,提供炼钢、有色金属、炼铝之用;制取炭化硅制品,如各种砂轮、砂皮、砂纸等;制取商品电石供制作合成纤维、乙炔等产品;也可做为燃料。 石油焦(petroleum coke)是原油经蒸馏将轻重质油分离后,重质油再经热裂的过程,转化而成的产品,从外观上看,焦碳为形状不规则,大小不一的黑色块状(或颗粒),有金属光泽,焦碳的颗粒具多孔隙结构,主要的元素组成为碳,占有80wt%以上,其余的为氢、氧、氮、硫和金属。 三、石油焦的质量标准 延迟石油焦是指延迟焦化装置生产的生焦,也称普通焦,目前还没有相应的国家标准。现国内生产企业主要依据原中国石化总公司制定的行业标准SH0521 92

压力容器分析设计

永远不说永远,从来不说重来,生命不相信如果,不要让每一次过错与错过都重新来过 目录 第1章引言1 第2章概述3 2.1 分析设计直接法概述3 2.2 术语和定义5 2.2.1 与失效相关的术语5 2.2.2 与载荷有关的术语9 2.2.3 与模型有关的术语13 2.2.4 与厚度相关的术语15 2.2.5 与响应相关的术语15 2.2.6 与设计校核有关的术语17 2.3 载荷特征值和特征函数概述21 2.3.1 承压设备指令中的要求21 2.3.2 根据PED要求得到的载荷特征值和特征函数22 2.4 设计模型和本构关系概述24 2.4.1 设计模型24 2.4.2 材料本构关系概述26 第3章设计校核与载荷工况33 3.1 设计校核33 3.2 载荷工况34 3.3 步骤38 3.3.1 步骤一建立载荷工况清单38 3.3.2 步骤二建立设计校核表39 3.3.3 步骤三建立设计模型40 3.3.4 步骤四进行校核40 3.3.5 步骤五结论41 3.4 工程实际案例41 第4章总体塑性变形设计校核(GPD-DC)42 4.1 前言42 4.2 步骤44 4.3 设计模型45 4.4 载荷设计值48 4.5 原理49 4.6 应用准则51 4.7 工程实际案例51 第5章渐增塑性变形设计校核(PD-DC)52 5.1 引言52 5.2 步骤57

5.3 设计模型58 5.4 载荷设计函数60 5.5 原理60 5.6 应用准则61 5.7 工程实际案例63 第6章稳定性设计校核(S-DC)64 6.1 引言64 6.2 步骤73 6.3 设计模型73 6.4 载荷设计值与载荷设计函数75 6.5 原理76 6.6 应用准则76 6.7 工程实际案例76 第7章疲劳设计校核(F-DC)77 7.1 引言77 7.1.1 疲劳设计校核概述77 7.1.2 未焊接区域循环疲劳设计校核概述79 7.1.3 焊接区域疲劳设计校核(F-DC)概述84 7.2 步骤88 7.3 设计模型89 7.3.1 焊接区的要求89 7.3.2 未焊接区要求89 7.3.3 焊接区与非焊接区的通用要求89 7.4 载荷设计值和设计函数90 7.5 原理91 7.6 未焊接区的修正系数91 7.6.1 塑性修正系数91 7.6.2 有效应力集中系数93 7.6.3 表面粗糙度修正系数94 7.6.4 厚度修正系数94 7.6.5 平均应力修正系数95 7.6.6 温度修正系数95 7.7 焊接区域的修正系数96 7.7.1 塑性修正系数96 7.7.2 厚度修正系数96 7.7.3 温度修正系数97 7.8 设计疲劳曲线97 7.8.1 焊接区域的设计疲劳曲线97 7.8.2 非焊接区域的设计疲劳曲线98 7.9 循环计数98 7.9.1 概述98 7.9.2 水库循环计数法99

压力容器--设计基础(二)

压力容器的强度与设计 (江苏省压力容器检验员培训考核班专题讲座) 第三节强度理论 一、压力容器的失效 压力容器在设定的操作条件下,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计要求(包括功能和寿命等)的现象,称为压力容器失效。尽管失效的原因多种多样,失效的最终表现形式均为泄漏、过度变形和断裂。 压力容器的失效形式大致可分为强度失效、刚度失效、稳定失效和泄漏失效等四大类。 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。包括韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、蠕变断裂、腐蚀断裂等。 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。其特征是断后有肉眼可见的宏观变形,断口处厚度显著减薄;没有或偶尔有碎片。厚度过薄和内压过高是引起压力容器韧性断裂的主要原因。 脆性断裂:是指变形量很小、且在壳壁中的应力值远低于所用材料的强度极限时所发生的断裂。这种断裂是在较低应里状态下发生,故又称为低应力脆断。其特征是断裂时容器没有鼓胀,即无明显的塑性变形;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。材料脆性和缺陷两种原因都会引起压力容器发生脆性断裂。 疲劳断裂:压力容器在服役中,在交变载荷作用下,经一定循环次数后产生裂纹或突然发生断裂失效的过程,称为疲劳断裂。交变载荷是指大

小和(或)方向都随时间周期性(或无规则)变化的载荷,它包括压力波动、热应力变化、开车停车等;原材料或制造过程中产生的裂纹,在交变载荷的反复作用下扩展也会导致压力容器的疲劳破坏。 由于疲劳源于局部应力较高的部位,如接管根部,往往在压力容器工作时发生,因而破坏时容器总体应力水平较低,没有明显的变形,是突发性破坏,危险性很大。随着交变载荷反复作用次数的增加,疲劳裂纹不断扩展。只有当疲劳裂纹扩展到一定值时,才回发生疲劳破坏。因此,疲劳破坏需要有一定时间。 蠕变断裂:压力容器在高温下长期受载,随时间的增加材料不断发生蠕变变形,造成厚度明显减薄与鼓胀变形,最终导致压力容器断裂的现象,称为蠕变断裂。按断裂前的变形来划分,蠕变断裂具有韧性断裂的特征;按断裂时的应力来划分,蠕变断裂又有脆性断裂的特征。 腐蚀断裂:压力容器在腐蚀环境下长期受载而导致的断裂,称为腐蚀断裂。因均匀腐蚀导致的厚度减薄,或局部腐蚀造成的凹坑,所引起的断裂一般有明显的塑性变形,具有韧性断裂的特征;因晶间腐蚀、应力腐蚀等引起的断裂没有明显的塑性变形,具有脆性断裂的特征。 2.刚度失效 由于构件的过量弹性变形引起的失效,称为刚度失效。如制造、运输和吊装过程中,若发生过量弹性变形,易引起刚度失效。 3. 稳定失效 在压应力作用下,压力容器突然失去其原有的规则形状而坍塌所引起的失效称为稳定失效。容器弹性失稳的一个重要特征是弹性挠度与载荷不成比例,且临界压力与材料的强度无关,主要取决于容器的尺寸和材料的弹性性质。但当容器中的应力水平超过材料的屈服点而发生非弹性失稳时,临界压力还与材料的强度有关。 4. 泄漏失效 由于泄漏而引起的失效,称为泄漏失效。泄漏不仅有可能引起中毒、

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