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昆明市压力容器作业证培训:压力容器分析设计中的应力分类及评定方法

[日期:2024-02-24]   来源:云南技能考试网  作者:云南技能考试网   阅读:81次

《特种设备安全监察条例》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()内转用机动车辆的作业人员及其相关管理人员,应当按照有关规定经特种设备安全监督管理部门考核合格,取得统-格式的特种作业人员,向从事相应的作业或者管理工作。”

报考请咨询:18206863120(微信同号)

考试形式:理论+实操,本人参考、单人单桌、机考、及格分为70分,考完试2-3个星期出证。

特种设备压力容器作业证书可分为:快开门式压力容器(R1)、移动式压力容器(R2)、氧舱维护保养(R3)以及压力容器安全管理人员(A3)。


报考条件:

1、报考人要身体健康,且符合工作场合要求。
2、报考人具备有高中以上(含高中)的文化程度,并且经过专业培训具有压力容器安全技术和管理知识。
3、报考人年龄20周岁以上,男60周岁、女55周岁以下。
4、具有相应的安全技术知识与技能。


报名资料:(含R1、R2、R3)

1、身份证复印件1份。

2、特种设备作业人员考试申请表2份。(学校提供)

3、2寸白底证件照 4张

4、初中及初中以上的毕业证复印件2张。

5、县级以上医院常规体检表1份。

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压力容器分析设计中的应力分类及评定方法


为保证设计的容器安全、可靠与经济,关键步骤是将承压容器中存在的各种应力归类,对它们进行优先排序,考虑每种应力影响容器稳定性的程度,对不同的应力施加不同的强度限制条件[1],达到承压容器设计的要求。下面就详细介绍应力分类及评定方法。


应力分析设计的关键在于依据应力性质(本身)及弹性模式对压力容器的作用产生的应力进行分类。每个约束类型都有其各自的安全系数,安全系数大小具体取决于其对容器安全的影响程度。应力分类如下:
一、 应力分类的依据
应力是依据对容器强度失效作用的影响程度进行分类,主要依据以下几个因素:
(1)产生应力的原因:存在多种类型的载荷,如外界因素(如风载荷、地震载荷或管口附加载荷等)、热载荷作用产生的、变形协调过程间接产生。
(2)应力分布范围:总体结构(易发生整体弹性或塑性失效)、局部结构(易发生局部弹性或疲劳失效)。
(3)应力的分布形式:线性分布或是非线性分布。
二、 应力的分类
按上述应力分类依据,压力容器分析中通常将应力分为三大类:一次应力、二次应力和峰值应力三类[2,3]。
(1) 一次应力(符号 P)
指为平衡附加外机械载荷所产生的应力,必须满足外加载荷与容器内力的静力平衡方程。一次应力具有“非自限性”,即指随着外加载荷的增加而变大,不会出现应力增至屈服强度自行限制的现象,外载荷即是不再增加,一次应力一旦超过屈服极限结构发生过度地塑性变形失效[4]。可知一次应力影响容器破坏的程度最为严重,一次应力可分为如下三类:
① 一次总体薄膜应力(符号 Pm)
此应力沿器壁厚度方向均匀分布,作用于容器总体。塑性形变过程中由于其具有非自限性,不会重新分布,而是直接导致容器失效。所以,考虑该应力对容器的影响程度最大,在计算设计时应严格控制其的大小。
一次总体薄膜应力实例:由内压作用,壳体远离相贯结构区的薄膜应力。
② 一次局部薄膜应力(符号 PL)
此应力主要作用域仅限于开孔边缘局部区域,其约束级别要高于一次总体薄膜应力。当局部区域出现塑性变形时,其它区域仍处于弹性阶段,一次局部薄膜应力可以重新排列。如果不限制其数值大小,载荷从高应力区向低应力区传递的同时引发容器失效。此外,虽然一次局部薄膜应力同时具有二次应力特性,但就稳妥方面而言将其归属一次应力。
一次局部薄膜应力实例:外加载荷或者力矩作用,接管部位的薄膜应力。
③ 一次弯曲应力(符号 Pb)
该应力是为了平衡容器内部压力或其他机械载荷所产生的,沿器壁厚方向线性化分布在容器的各个区域中,内、外器壁大小相等,方向相反。当器壁表面随载荷的增加先出现屈服时,器壁内部材料的状态未发生改变仍处于弹性状态,继续保持原承载能力,所以一次弯曲应力会沿厚度重新调整分布。
一次弯曲应力实例:由内压作用,平盖中心部位上的弯曲应力。
(2) 二次应力(符号 Q)
总体几何形状的间断,各类元件相互约束产生的正应力或是剪应力。或者产生需要满足变形条件的应力。它具有典型的“自限性”,即局部区域出现屈服和小量塑性流动时,就能够使结构满足受载时的变形协调条件,变形不会持续增加。若出现反复加载的情况,二次应力也会使结构发生疲劳失效。因此,按照安定性原则对其由于反复的装卸载荷产生的应力加以限制。
二次应力实例:壳体与封头、壳体与接管以及不同厚度的筒体过渡处等。
(3) 峰值应力(符号 F)
设备存在不连续的局部结构和热应力的作用产生了热能差产生的应力,该应力属于一次和二次应力应力增量的总和,温度剧烈变化在器壁生成的热应力也属于峰值应力。此类应力具有高度局部性,只存在于部分结构地不连续处,且不会引起总体结构出现明显形变,直接使容器疲劳破坏或脆性断裂[5]。
峰值应力实例:接管相贯处应力增量、结构圆角倒角处的应力、复合板中复层的热应力等[6]。
上述关于应力的分类方法仅针对材料具有高塑性且允许发生局部塑性变形。如果容器为脆性材料,无需考虑分类,这是由于脆性材料产生的一次和二次应力的影响大致相同。
为方便对承压容器应力划分,规范 JB4732 针对典型部件进行详细阐述应力类别。


注意:
① 需考虑过量变形或皱褶的可能性
② 温度径向分布产生的热应力沿壁厚非线性分布,须考虑热应力的可能性;
③ 线性应力是弯矩载荷,其分布与实际应力相似。
三、 开孔接管相贯区域应力分类
对接管相贯区的应力依据上述原则进行分类。壳体开孔后,相贯区域存在的应力有:无温差作用时的一次局部薄膜应力(沿壁厚方向)、有温差作用时的一次局部薄膜加二次应力、二次弯曲应力以及峰值应力等。
与接管轴线正交的截面应力有:由内压或外载荷产生的总体薄膜应力(均匀分布且正交与截面)、沿截面的弯曲应力;管壁存在总体薄膜应力、局部薄膜应力、弯曲应力与峰值应力四种应力[7]。
四、 应力评定
针对承压容器的特殊应力区、高应力区的危险截面,根据各类应力或者其组合情况对结构强度不同程度的影响进行评价,就是应力评定。分析设计规范一共分为五类应力强度,并且规定了各自不同的强度限制条件。

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