关于夹套压力容器失稳的分析

工业技术

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关于夹套压力容器失稳的分析苏桧武 (广东省特种设备检验研究院江门分院，广东江门 5 2 9 0 0 0) 摘要：压力容器失稳的原因有多种，本文通过事故树分析了初始材料本身存在缺陷、材料加工质量差、设计不合理、

内应力较大和材料机械性能差等造成压力容器失稳的主要原因和预防措施。

关键词：夹套压力容器；失稳；容器壳体中图分类号：T QO 5 文献标识码：A

2 0 1 2年 8月，笔者对本市两家生况下，局部地方材料疲劳，从而导致了物科技有限公司的卧式矩形蒸汽灭菌器裂纹的产生，较早产生裂纹经过扩展而进行全面检验，该设备的设计制造均某发生穿透。 经过分析这两台夹套容器，个人觉， X X公司制造。这是带夹套的开快门一

压力容器，于 2 0 0 7年设计制造，同年得改进结构或者可以避免这些情况：将十月份在我市的两家公司投入使用。设 拉撑造成扁钢型，围绕内筒整个周边布计参数为：设计压力 0 . 1 7 M p a,设计温置，无需布置过密，达到稳定性要求就度 1 2 9℃,最高压力 0 . 1 4 M p a,使用温度可以了，拉撑与夹套无需焊接，因拉撑1 2 6℃,使用介质夹套是水蒸气，内筒是只为了加强内筒的稳定性，夹套承受内

图 1

水蒸气和人工培植虫草花。外形尺寸 (长压，鉴于设备的设计压力，强度完全足够，×宽×高 )1 9 2 0×9 2 6×1 2 O O( mm);

主要材料，内筒是 O C r, N i。,壁厚为 4 m m,夹套是 Q 2 3 5一 B,壁厚为 6 m m, 内筒与夹套之间设置槽型拉撑 2 0 0 9年9 月第一次全面检验，未发现任何缺陷， 2 0 1 2年 9月第二次全面检验，经过渗透无损探伤检测，内筒作用侧板拉撑上下端部均出现裂纹，部分已经穿透 (图1 为局部缺陷照片 )。现场经过宏观检查，发现左右两侧

的内壁有拉筋位置，

上下两个端头，尤其是下端头位置，有冷却水渗出，初步判定为穿透性开裂。随即对左右两侧壁

拉筋上下全部端头进行渗透探伤，经过探伤发现，超过 6 0%的端头位置发现有裂纹，上不部数量几乎均等。再经过超声波测厚，材料厚度没有发现减薄。这两台容器均有持证的操作人员操作，而且询问操作人员操作过程，排除使用过程中操作失误造成。 于是再次对厂资料和竣 T图进行审查，发现缺陷可能是如下原因：由于 T作时，夹套和内筒连通压力均等，内 简处于压力平衡状态，因此不存在失稳现象。停机时，物料进期间，门盖打开，内筒为常压，夹套保持 0 . 1 4 M p a压力， 此时，内筒受外压 O . 1 4 M p a。内筒方框四周无拉撑支持，而两侧面及上下板拉撑分布过于密集，内筒方框四周无拉撑位

也未免过于草率。应该把夹套压力容器的局部结构看作是外部受内压，内部受不利于简体的弹性变形，反而容易产生外压，这样才可以更准确地找到问题的裂纹。 关键。 与此同时，还有很多圆形的夹套的在对夹套压力容器的定期检验中， 容器，也应该注意失稳这一方面的由于我们一定要严格按照检验规则要求的程设计考虑不周全而带来的问题。对于圆序，认真审查被检设备的资料，对于这形夹套容器的受力情况看，一般的内压类型结构的设备可能存在的缺陷有初容器主要是看受内压后的一次薄膜应力， 步的估计，同时应该根据使用情况，有或都叫一次主应力，它的强度主要是符针对地检查，尤其是对宏观检验异常， 合最大主应力理论。因此一般情况下， 应力相对比较集中，异种材料焊接等部次应力计算结果合格，那么它的强度位，要更加重视，力求做到排除设备所就没有问题。而且在内应力条件下，圆有存在或者可能存在的缺陷， -保证设备筒的圆度需要进一步校圆，根据 G B 1 5 0 安全运行。 《钢制压力容器》第十章规定，对于一结语 般的受内压的容器，其不圆度的

误差应综上所述，为了保障压力容器的使该控制在直径的 1%。就夹套的局部球窝用安全，就要对其进行定期的检验，并而言，它实际上可以看作是一个受外压针对容器缺陷的原因和类别及时采取相的小型容器。仅仅用内压的公式计算它应有效的措施进行防范处理，从而解除的壁厚，是有欠缺的。外压容器在一次因为设备缺陷而对压力容器的安全性能主应力计算合格后，所得厚度一般都不构成潜在威胁的危险。本文就压力容器定会满足刚度要求和稳定性要求。此定期检验中常见的问题进行了解析，旨 时，峰值应力因为结构形状的垮塌而没在能为压力容器的安全使用提供参考。 有自限性，结构会失稳变形。外压容器参考文献对筒体圆度要求很高，不圆度的误差必『 1 1钢制压力容器 GB1 5 0 - 2 0 1 1『 Z1 . 须控制在直径的 0 . 5%以下，而且特别强【 2]固定式压力容器安全技术监察规程调结构的连续性。而由于在生产过程中， TS GR0 0 0 4— 2 0 0 9[ Z】 . 强力用榔头敲击而达到对合，造成结构【 3】韩蕴绮 .压力容器无损检测的探析上不能圆滑过渡，圆度失控，为结构失电站系统工程，2 0 0 9( o 3). 稳和其他的伴生缺陷创造了形成的天然如果拉撑与内外筒体焊接，则刚性太大，一一一

置受到来自夹套压力，造成内简局部稳条件。

定性缺失，拉撑端部结构的不连续产生的峰值应力加上无拉撑部位失稳产生的弯曲应力，导致了裂纹的产生。参考该设备的图纸，我们可以发现其拉撑设置不合理，内筒拉撑端部结构的不连续所产生的峰值应力，再加上无拉撑部位失稳产生的弯曲应力，在不停的开停机情

容器壳体的强度计算应该是在范围内的；加压的过程并不是急剧变化或不是在突然的冲击力作用下；容器焊接接头尺寸能基本符合规范要求；在这样三个前提无法同时满足时，都可能造成撕裂。夹套压力容器的失稳，归结为应力集中，虽然说应力集中是客观存在的

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