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压力容器局部应力对安全的影响

2021-04-201390

    局部应力的特点是非对称性和存在于局部范围。有些应力只产生在容器的局部区域内,如容器的开孔部位、几何形状不连续部位等,也能引起容器变形,当应力值增大到材料的服极限时,局部地方还可能产生塑性变形,但由于相邻区域应力较低,材料处于弹性变形之中,使这岭局部地方的塑性变形受到制约而不能继续发展,应力将重新分布。一般温度应力和总体结构不连续处的弯曲应力就是这样一种应力。过大的局部应力使结构处于不安定的状态,特别是在交变载荷作用下,易产生裂纹,从而导致容器疲劳失效。

    有些由应力集中而产生的局部应力,只局限在一个很小的区域内,因为这种应力衰减得快,在其周围附近会很快消失,因受到相邻区域的制约,基本上不会使容器产生任何重要变形。例如,容器壁上的小孔或缺口附近的应力集中就是这样一种应力。这种类型的应力虽不会直接导致容器破坏,但可使韧性较差的材料发生脆性破坏,也会使容器发生疲劳破坏,故对容器安全也有一定影响。

    降低局部应力,可以通过设计更加合理的结构,以尽量减少结构本身的缺陷、均布载荷、减少制造缺陷以及操作过程中平缓的参数变化等来解决。

    通过上述分析,不同应力对压力容器安全的影响虽然不同,其结果都有可能导致容器破坏。为了防止压力容器在使用过程中过早失效或发生破裂而导致破坏事故,对容器在各种载荷下可能产生的各类型的应力,都必须控制在允许范围内。要做到这一点,需要设计人员精心设计;此外,操作人员认真操作、保持工况稳定、不超温和不超压也是十分重要的。

 


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