壓力容器疲勞分析及解決措施

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  二.設計疲勞曲線JB4732/1995(確認)“鋼制壓力容器分析設計標準”提供的設計疲勞曲線(S曲線)是以光滑試樣的疲勞數據為基礎的。儲氣罐根據儲氣罐材質不同可以分為:碳素鋼儲氣罐、低合金鋼儲氣罐、不銹鋼儲氣罐。儲氣罐(壓力容器)一般由筒體、封頭、法蘭、接管、密封元件和支座等零件和部件組成??紤]到平均應力、溫度和環境的影響,考慮了應力幅值的安全系數為2,疲勞壽命的安全系數為20(數據離散度2×尺寸因子2.5×表面粗糙度和環境因子4)。設計疲勞曲線應注意:與疲勞強度弱化系數相結合,可評估焊接零件或其它缺口的疲勞,

  安全度由安全系數決定,是固定的,不是用統計方法確定的,即失效概率是未知的;S曲線基于材質,每種材質對應一條曲線。壓力容器其范圍規定為最高工作壓力大于或者等于0.1MPa(表壓)的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體、容積大于或者等于30L且內直徑(非圓形截面指截面內邊界最大幾何尺寸)大于或者等于150mm的固定式容器和移動式容器。第三,影響疲勞壽命因素的平均應力的影響:得出了循環特性r<1時的疲勞曲線,得出了影響疲勞壽命的因素的平均應力的影響。然而,實際工作中的壓力容器很少在對稱循環載荷下工作,因此存在平均應力對疲勞壽命的影響問題。平均應力對疲勞壽命的影響是一個非常復雜的問題。一般來說,在一定的載荷幅值下,拉平均應力可以縮短壽命,而壓縮平均應力可以提高壽命。
  標準提供給設計人員的S-N疲勞曲線考慮了平均應力的影響。在疲勞分析中如何考慮靜應力?在
  標準中很清楚,“只需考慮指定的運動周期所產生的應力,而不需要考慮在周期中不發生變化的任何載荷或溫度所產生的應力,因為它們是平均應力。平均應力的最大可能影響已包含在疲勞設計曲線中。因此,當使用S-N曲線時,只需將應力的波動部分與許用應力幅值進行比較,而不必考慮循環中的恒定應力。
  容器結構:應力的大小對壓力容器的疲勞壽命起著決定性的作用。結構中可能引起應力集中的部位將影響容器的疲勞壽命。


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