一種結(jié)構(gòu)尺寸可變的等強(qiáng)度自增強(qiáng)壓力容器的制造方法
【專利摘要】一種結(jié)構(gòu)尺寸可變的等強(qiáng)度自增強(qiáng)壓力容器。用于提高壓力容器的安全性、降低制造成本，解決現(xiàn)有技術(shù)計(jì)算煩瑣、不精確，容器非等強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)固定且不合理、設(shè)計(jì)不靈活等技術(shù)問題，具有在載荷不變的情況下結(jié)構(gòu)尺寸靈活多變、等強(qiáng)度結(jié)構(gòu)(塑性區(qū)總應(yīng)力恒定，彈性區(qū)總應(yīng)力恒小于屈服強(qiáng)度)等特點(diǎn)。其技術(shù)方案要點(diǎn)是：徑比k大于由公式確定的kcλ值時(shí)，其超應(yīng)變度ελ按k2ln[ελ(k-1)+1]2-(λ-1)k2-[ελ(k-1)+1]2+λ＝0確定，其內(nèi)壓p為或即同尺寸非自增強(qiáng)容器初始屈服載荷pe的λ倍；k小于或等于由公式確定的kcλ值時(shí)，其超應(yīng)變度可為100％，其最大承載能力可為全屈服壓力或這種結(jié)構(gòu)的自增強(qiáng)壓力容器，其各項(xiàng)應(yīng)力均在安全范圍內(nèi)。所述徑比k為容器外半徑與內(nèi)半徑之比。
【專利說明】—種結(jié)構(gòu)尺寸可變的等強(qiáng)度自增強(qiáng)壓力容器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)尺寸可變的等強(qiáng)度自增強(qiáng)壓力容器，屬機(jī)械科學(xué)技術(shù)、過程工業(yè)等【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]壓力容器屬特種設(shè)備，應(yīng)用廣泛，如機(jī)械、化工、制藥、能源、材料、食品、冶金、石油、建筑、航空、航天、兵器等行業(yè)。壓力容器首先要保證安全性，即要有足夠的承載能力，但又不能片面增加壁厚，這不僅增加成本，也影響其安全性。自增強(qiáng)技術(shù)是提高壓力容器承載能力及其安全性的巧妙而有效的措施。壓力容器的自增強(qiáng)技術(shù)是在操作使用前對(duì)其進(jìn)行加壓處理，使筒體內(nèi)層屈服，產(chǎn)生塑性變形，形成塑性區(qū)，而外層仍為彈性狀態(tài)。保持該壓力一段時(shí)間后卸壓。卸壓后筒體內(nèi)層塑性部分因有殘余變形而不能恢復(fù)到原來狀態(tài)，外層彈性區(qū)力圖恢復(fù)到原來狀態(tài)，而受到內(nèi)層塑性區(qū)的阻擋也不能恢復(fù)到原來狀態(tài)，因此承受拉伸，主要形成預(yù)拉應(yīng)力，而內(nèi)層因受到外層力圖復(fù)原的壓縮作用而主要產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。這樣就形成了一種內(nèi)層受壓外層受拉的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)。容器投入使用承受內(nèi)壓后，預(yù)應(yīng)力與操作內(nèi)壓P引起的應(yīng)力相疊加，使應(yīng)力較大的內(nèi)壁應(yīng)力降低，應(yīng)力較小的外壁應(yīng)力有所增加，從而使容器壁中應(yīng)力趨于均勻。由此可提高壓力容器的承載能力。這就是自增強(qiáng)。
[0003]自增強(qiáng)技術(shù)的關(guān)鍵因素是塑性區(qū)深度，即容器彈、塑性區(qū)界面半徑的確定，或超應(yīng)
變度
【權(quán)利要求】
1.一種結(jié)構(gòu)尺寸可變的等強(qiáng)度自增強(qiáng)壓力容器，其特征是:這種自增強(qiáng)壓力容器的結(jié)





Ir2 ]nl.2構(gòu)尺寸及承載能力按特定要求確定，具體是:(I)徑比k大于由公式= A確定的kcA值的自增強(qiáng)壓力容器，其超應(yīng)變度由以下公式確定:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)尺寸可變的等強(qiáng)度自增強(qiáng)壓力容器，其特征是:器壁中任一點(diǎn)處的各項(xiàng)應(yīng)力與容器的結(jié)構(gòu)尺寸(k、kjA)、載荷大小(λ)按以下關(guān)系約束: (I)按第四強(qiáng)度理論，其殘余應(yīng)力關(guān)系式為:塑性區(qū):軸向殘余應(yīng)力
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)尺寸可變的等強(qiáng)度自增強(qiáng)壓力容器，其特征是:以許用應(yīng)力[0 ]代替所述屈服強(qiáng)度σ y,其余特征不變；而[σ ] = min{ σ b/nb、σ y/ny、σ 0 2/ny、σ yVny\ σ 0 2Vny\ σ D7nD、OnVnJ，其中σ b為抗拉強(qiáng)度、nb為相應(yīng)于σ b的安全系數(shù)(材料設(shè)計(jì)系數(shù))、^㈧為0.2%非比例延伸強(qiáng)度、\為相應(yīng)于Oy與Oa2的安全系數(shù)(材料設(shè)計(jì)系數(shù))、σ/為設(shè)計(jì)溫度下的屈服強(qiáng)度、Oci2tS設(shè)計(jì)溫度下的0.2%非比例延伸強(qiáng)度、n/為相應(yīng)于與。Mt的安全系數(shù)(材料設(shè)計(jì)系數(shù))、。Dt為設(shè)計(jì)溫度下的持久強(qiáng)度、nD為相應(yīng)于σ J的安全系數(shù)(材料設(shè)計(jì)系數(shù))、σ J為設(shè)計(jì)溫度下的蠕變極限、nn為相應(yīng)于σ；的安全系數(shù)(材料設(shè)計(jì)系數(shù))。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)尺寸可變的等強(qiáng)度自增強(qiáng)壓力容器，其特征是:以[σ]Φ代替Oy，其余特征不變；其中[σ]同權(quán)利要求3、Φ為焊接接頭系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的結(jié)構(gòu)尺寸可變的等強(qiáng)度自增強(qiáng)壓力容器，其特征是:該類壓力容 器的毛坯厚度=所述計(jì)算厚度+厚度負(fù)偏差+腐蝕裕量+加工減薄量+厚度圓整值。
【文檔編號(hào)】F16J12/00GK103470757SQ201310470575
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】朱瑞林, 李 權(quán), 鄧衛(wèi)軍, 趙保錄, 雷群意, 朱玲 申請(qǐng)人:湖南師范大學(xué)