提高超高压容器圆筒强度的方法,超高压厚壁圆筒具有筒壁应力分布严重不均匀,屈服压力有一定极限的特征,也就是说,超高压容器承受很高的工作内压时,此时内壁应力已达到屈服,增加壁厚对应力水平和强度没有改善,只是浪费材料。那么怎么样才能提高超高压圆筒的强度呢?
提高压力容器的承压强度,以使操作安全可靠,一般有两种方法,一种是惯用的增加壁厚法,只能用于中、低压容器及一般高压容器,这是一种消极方法;另一种是从根本上降低工作时筒壁应力水平的办法,这是积极的方法,超高压容器得使用后面这种方法,其方法有三:
1.预应力法 在容器制造过程中或容器制成后,使器壁产生预应力或残余应力,内层为压缩预应力,外层为拉伸预应力。容器操作时,工作应力与之迭加,内层的压缩预应力与操作拉应力迭加,使内壁表面的应力降低,理想的情况是降至为零或负值,外层材料两者均为拉应力,迭加后应力有所增加,但不达到屈服,是外层材料也能承受载荷,克服外层材料应力偏低的缺点,使内、外层材料均匀承担载荷,容器的承载能力便可大大提高,而筒壁应力却很低。
2.施加外压 在容器的外边加设一个直径稍大于内筒的外罩容器,构成一个截面很小的夹套。在工作时,随着内筒的升压,夹套也注入低于内容器压力某一定值的压力介质,使内筒在受很高内压的同时,也承受一定的外压,这样,筒壁由外压产生的压应力便可抵消一部分工作内压产生的很高的拉应力,筒壁的应力水平便可降低。
3.分离主应力厚 厚壁圆筒在受内压时、筒壁上是存在周向、轴向与径向三向应力状态,其值以周向应力比较大,其中又以内壁处的周向应力为比较大,但随着半径位置的增大而减小。径向应力也是内壁表面处比较大,随着半径位置增大而减少,在外壁表面处为零。能量强度理论认为,筒壁上的当量应力为此三个主应力的综和,而在内壁表面有大值。为了使超高压圆筒在工作时应力水平降低,则首先要降低内壁表面的应力水平,可以利用筒壁上受内压产生应力的特点,进行应力分离与调整。将筒体内壁表面的比较大周向应力移到外壁表面,其值大为减少;利用框架支承端盖,全部轴向拉力由框架承受,筒体上不存在轴向应力;再在圆筒外面设压力夹套,引入高压液体(液压支承),利用压应力消除部分拉应力,径向应力也大大降低。这样筒壁上的三个主应力便被分离,分开承受,内壁表面也不存在比较大应力,筒壁上的应力水平大大降低。
德州高科力液压有限公司(原德州市超高液压技术研究所), 19年专注于超高液压产品的研发和制造,可根据用户要求特殊设计制造。
德州高科力设计制造的超高压容器范围:加工直径:≤φ1600mm,加工长度:≤8000mm,压力:≤1500MPa。
超高压容器介质: 液压油、水、乙二醇。
德州高科力提高超高压容器圆筒强度的方法!今天我们介绍到这里。有关超高压容器具体结构我们后期接着敘述。
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