Für chemische Behälter, die über der Kriechtemperatur arbeiten, unterscheiden sich die Ausfallargumente von allgemeinen Druckbehältern und werden in der Regel zwei Ausfallformen berücksichtigt:

Die erste ist eine zu große Verformung aufgrund von Kriechen, die zu einem Ausfall der Komponenten führt, daher sollte die zulässige Verformungsmenge im Designlebensbereich festgelegt werden;

Die zweite Art ist aufgrund der Wirkung der konstanten Spannung, das Material erreicht kriechende Bruchlebensdauer und Riss, die entsprechenden dauerhaften Festigkeitswerte nach der Konstruktionsdauer des Behälters zu ermitteln und die Arbeitsspannung zu begrenzen, die kleiner als die dauerhafte Festigkeit ist.

(1) Konventionelle Konstruktion von Hochtemperaturdruckbehältern

Die Idee des konventionellen Designs besteht darin, die maximale Hauptspannung an wichtigen Teilen zu begrenzen. In unseren Spezifikationen ist für die oben genannten beiden Ausfallformen die Einstellungsmethode für die zulässige Spannung bei hohen Temperaturen festgelegt.

(1) Verformungsrichtlinien Entsprechend der Grenze der Beanspruchung nach 100.000 h, die nicht mehr als 1% (0,01) beträgt, wird die Beanspruchungsrate aus den Kriechdaten gefunden:

Die Spannung, die als Kriechfestigkeit des Materials bezeichnet wird, ist mit dem Codenamen s10-7 bezeichnet. Die Temperatur sollte der Betriebstemperatur des Behälters entsprechen.

Zu diesem Zeitpunkt ist die zugelassene Spannung:Der Sicherheitskoeffizient nn = 1,0.

(2) Bruchrichtlinien Gemäß der anhaltenden Festigkeit von 100.000 h als Benchmark, um sicherzustellen, dass das Material nach 5 h Arbeit nicht bricht. Die Ersatznummer für die dauerhafte Festigkeit von lO5h ist s105, wenn die zulässige Spannung:

Der Sicherheitskoeffizient nD beträgt 1,5 bis 1,6. Die tatsächliche Konstruktionszulassung sollte auf einen geringen Wert beider streben.

Es kann diskutiert werden, dass für Druckbehälter und Rohrleitungen eine kleine Verformung nicht viel behindert wird; Darüber hinaus scheint die Verformung von l% auch ein wenig zu begrenzt zu sein.

Daher haben die britischen Normen in den letzten Jahren das Design nach den Deformationsrichtlinien aufgehoben. In einigen Ländern wurden die Normen nicht aufgehoben, nur aufgrund des Beibehalts der traditionellen Praktiken.

Es ist allgemein anerkannt, dass die wahre Gefahr für Hochtemperatur-Druckbehälter ein Kriechbruch ist.

Auf der anderen Seite ist die Designlebensdauer von 105 h für einige wichtige Geräte nicht ausreichend. Moderne chemische Industrie, Öl, Energie und andere Ausrüstungen neigen zu großem Umfang, die Größe wird immer größer, die Ausrüstungskosten sind hoch und erfordern eine lange Lebensdauer.

In vielen Ländern hat die Kesselindustrie die Lebensdauer auf 20 Jahre oder 2X105 Stunden festgelegt, und Kernkraftwerke neigen dazu, höher zu sein. Das Problem mit diesem Trend ist der Mangel an Crawling-Daten, da Crawling und dauerhafte Experimente sehr aufwendig und zeitaufwendig sind, während die Zuverlässigkeit der Datenextraktion immer noch durch eine gewisse Menge an Echtzeitdaten verifiziert werden muss.

Die Ansammlung von Crawl-Daten erfordert eine umfassende internationale Zusammenarbeit, die seit Jahren stattfindet.

(2) Ideen zur Analyse des Designs von Hochtemperaturdruckbehältern

Die US-Norm ASME Ⅷ-1 ist ein herkömmliches Design, sein Bereich umfasst das Design von Hochtemperatur-Druckbehältern, die spezifische Behandlung ist, wenn die Arbeitstemperatur die Schrumpftemperatur übersteigt, wenn die zulässige Spannung eines bestimmten Materials die Schrumpfgrenze oder die anhaltende Festigkeit als Benchmark verwendet wird.

ASME Ⅷ-2 ist eine analytische Konstruktion, die im Anwendungsbereich ausdrücklich vorsieht, dass keine Druckbehälter mit Kriechen enthalten sind und bei gegebener zulässiger Spannung nur unter der Kriechtemperatur begrenzt sind.

ASME III ist identisch mit ASME Ⅷ-2, aber bei der praktischen Anwendung ist ein Problem aufgetreten, dass einige Kernreaktoren über Krümpftemperaturen arbeiten. Zu diesem Zweck erstellte ASME in den späten 1970er Jahren ein Spezifikationsfall N-47) als Grundlage für die Analyse des Designs von Hochtemperaturdruckbehältern und erwartete, dass der Körper des ASME III nach einigen Jahren der Verwendung erstellt wird.

N-47 ist ebenfalls für nicht-nukleare Druckbehälter geeignet. Moderne große Wasserstoffauffüllreaktoren in der petrochemischen und kohlechemischen Industrie sollten streng genommen auch zu analytisch konzipierten wichtigen Geräten gehören.

Die analytische Konstruktion von Hochtemperaturdruckbehältern beinhaltet viele theoretische und praktische empirische Probleme, aber auch nachdenkliche Testprobleme der Materialeigenschaften. Hier werden nur einige wichtige Überlegungen erwähnt:

(1) Die Methode der Krippberechnung muss berücksichtigen, dass sich das Behälterteil immer in einem mehrrichtlichen Spannungszustand befindet und die grundlegenden Daten der Krippberechnung bei einer unidirektionalen Dehnung erhalten werden [ec=f(T,s,t)].

Wie man die richtige äquivalente Flussspannung auswählt, um die Grunddaten zu nutzen, ist ein Problem, das zuerst in der Spannungsanalyse gelöst werden muss.

Zweitens ist die mehrdienstige Spannung in den tatsächlichen Komponenten oft entlang der Dicke verändert oder ungleichmäßig verteilt, im Laufe der Zeit ist die Kriegsspannung an allen Punkten nicht gleich, wodurch die "Wiederverteilung der Kriegsspannung" verursacht wird.

Kurz gesagt, nicht nur die ursprüngliche Stressverteilung zu untersuchen, sondern auch die Stressgeschichte zu analysieren.

(2) Schätzung der Spannungslebensdauer des Kriechsbruchs Wie man die Spannungslebensdaten der unidirektionalen Dehnung unter mehrrichtlichen Spannungen nutzt, ist ein Problem, das in der wissenschaftlichen Forschung noch nicht gelöst wurde, und der Entwickler muss eine vernünftige Annahme wählen. Darüber hinaus sollten die Auswirkungen der Stressgeschichte auf die Lebensdauer berücksichtigt werden, d.h. ein geeignetes Gesetz der kumulativen Lebensdauer anzuwenden.

(3) Wechselwirkung von Kriechen und Müdigkeit Wenn ein Hochtemperatur-Druckbehälter eine Müdigkeitskonstruktion erfordert, muss die Wechselwirkung von Kriechen und Müdigkeit berücksichtigt werden. Diese Wirkung ist für verschiedene Materialien unterschiedlich und hängt von Faktoren wie dem Spannungsniveau, der Spannungsbereich und der Dehnungsrate ab. Zu diesem Zeitpunkt müssen ausreichende experimentelle Daten vorhanden sein und berücksichtigt werden, wie der Zusammenhang zwischen den unidirektionalen Druckproben und dem mehrdirektionalen Spannungszustand der tatsächlichen Struktur besteht.

(4) Entspannungsproblem Die Schraubverbindung des Hochtemperaturbehälters muss eine Entspannungsanalyse durchgeführt werden. Bei der ersten Installation sind Spannungen und Spannungen fest, und diese Spannung ist eine elastische Spannung. Während der Arbeit bleibt die Gesamtspannung unverändert, und aufgrund der Kriegsbeziehung ersetzt die Kriegsspannung schrittweise die elastische Spannung, so dass die Spannung in den Schrauben sinkt. Maßnahmen sollten ergriffen werden, um die Dichtung vor Leckagen zu halten oder regelmäßige Abstände zu schätzen.

Die oben kurz erwähnten Projekte, die in Betracht gezogen werden sollten, erfordern ein ziemlich intensives thematisches Lernen und Forschung, um wirklich analytisch zu gestalten.