压力容器论文(收集5篇)
时间:2024-08-01
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关键词:无功补偿电容器串联电抗器谐波使用寿命
中图分类号:TM5文献标识码:A文章编号:1672-3791(2014)05(a)-0125-02
并联电容无功补偿的作用主要就是以提高功率因数上来减少对设备中的功率与容量的损耗,同时还可以提高供电的质量,并且对供电电压有稳定作用。设备中安装上并联电容器来做无功补偿,而在电网中还可以限制无功功率的传输,这样就对线路的电压损耗有所减少,并且提高了电网的电压质量。
它的缺点是难以实现无级调节,补偿容量确定有较大的灵活性,并且当通风不良、运行温度过高时,或流入的谐波电流及合闸涌流限制不当时,易造成谐波过流、过压和涌流超过规定值,而使电容器损坏。下面对设计和运行中的几个重点问题进行讨论。
1补偿容量的选择
(1)当计算静电电容器补偿容量时,应考虑电容器(电网)实际的运行电压不等于电容器额定电压的情况,对电容器的额定容量加以修正,其实际的容量为:
=()
式中:为电容器在实际运行电压时的容量;为电容器的额定容量;为电容器的额定电压;为电网即电容器的实际运行电压。
(2)应考虑电压频率对电容器实际容量的影响,如电网的实际频率与电容器的额定频率不同时,必须按下式修正:
=()
式中:为电容器在电网实际频率时的容量;为电容器的额定容量;为电网的实际频率;为电容器的额定频率,由产品说明书给出。
(3)对于电动机进行就地补偿时,其电容器容量的计算应以电动机空载时补偿的功率因数接近1为宜,不能按电动机的负荷情况计算补偿容量,否则空载时会出现过补偿而使电压升高,对电动机和电容器的绝缘不利。因此,对于个别补偿的电动机,其补偿容量可由下式确定:
式中:为电动机所需补偿容量;为电动机的电压;为电动机的空载电流。
2高次谐波对并联电容器的影响及采用电抗器抑制措施时的注意事项
高次谐波对并联电容器的影响,表现在以下三个方面。
(1)增加电容器损耗,谐波电流的存在在电容器内产生附加功率损耗。
(2)增加无功输出。由于谐波的存在,电容器发出的总无功,不仅包括基波无功,还包括谐波无功。
(3)会引起谐波过电压或过电流。谐波有可能引起电容器与系统间产生串联或并联谐振,而造成电容器过电压或者过电流。
上述现象均可引起电容器过热,而导致电容器损坏。
为减少和避免高次谐波对电容器的危害,应从供电系统和无功补偿装置设计上采取措施,具体方法有设置滤波器、增加整流装置谐波源的整流相数和脉冲数、串联电抗器等,这里只重点讨论串电抗器的问题。
要特别注意避免串联谐振和并联谐振的发生,在串联谐振时,一较小的谐波电压,就可形成较大的谐波电流流过电容器。而并联谐振对谐波源呈现出高阻抗,使得母线谐波电压升高,造成电容器回路谐波电流很大,甚至可达十几倍到几十倍。
为减少谐波流入电容器和合闸涌流,可串联适当参数的电抗器。其感抗值的选择应使在可能产生的任何谐波下,均使电容器回路的总电抗为感抗而不是容抗,从而消除了谐振的可能。电抗器的感抗值按下式计算:
=K
式中为串联电抗器的感抗,Ω;是补偿电容器的工频容抗,Ω;n为可能产生的最低谐波次数;K为可靠系数,一般取1.2~1.5。
为了防止可能出现的铁磁谐振,一般宜采用无铁芯的电抗器。电抗器的额定电流应稍大于电容器实际电流。但应注意,由于串联电抗器会使电容器的基波电压升高,其值为
=
式中为电容器的基波电压升高,kV;为系统额定电压,kV。
例如,在设计中对于最常见的5次谐波,端电压升高可达6%,所以电容器额定电压应高于系统电压于星形或双星形接线,6.3kV系统应采用4kV电容器,10.5kV系统应采用6.6kV电容器。
3电力电容器的实际使用寿命与工作电压和环境温度的关系
众所周知,在电容器介质上的额定工作场强与其它电器相比是比较高的。所以在我国GB/T11024.1-2001中明确规定,电容器的额定工作电压是电容器容许在电网中连续工作的最高电压。如果在高于其额定电压的电压下连续运行,电容器的实际使用寿命就将大大缩短,可靠性也将因电老化而下降。电力电容器的实际使用寿命与实际工作电压的关系通常可以用式(1)表示:=
式中:为电容器的额定寿命(设=20年);为电容器的实际使用寿命;
为电容器在电网中的实际连续工作电压;为电容器的额定电压。α为系数,对于全膜电容器α=9。
通过式(1),我们可以分别求出在不同的实际工作电压下电容器的实际使用寿,见表1和图1。
从表1和图1中可以看出,如果电容器在高于其额定电压的电压下长期连续地运行,由于电老化的作用其实际使用寿命的就会大大缩短。虽然,电容器是可以在高于其额定电压的电压,例如:1.03,1.05,1.1下作非连续的几个小时的运行,但决不能在高于其额定电压的电压下作连续长期的运行,不然将大大缩短电容器的实际使用寿命和可靠性,是得不偿失的。对此,希望能引起广大电容器用户的注意,千万不要使电容器在高于其额定电压的电压下连续运行。
4结语
以上对电容无功补偿装置在设计和运行中至关重要,但常常被忽略的三个重要技术问题进行的简要分析,此三者之间又存在着较大的相关性,比如电抗器的选择直接关系到电容器的实际运行电压,而实际运行电压又影响到电容的使用寿命,所以,无论是在实际的设计中还是在最终用户的运行使用中,都应该引起重视,权衡考虑。
参考文献
[1]蒲如兰.无功补偿装置的选择与控制[J].福州大学学报:自然科学版.
关键词:开孔补强设计;压力容器设计;应用探析
中图分类号:TH49文献标识码:A文章编号:1006-8937(2014)23-0071-01
在压力容器理论设计阶段,对压力容器进行开孔设计是必不可少的。通常情况下,压力容器会在容器壁上开孔,大部分情况下是为了满足能够安装在容器上的接管需要,另外,为了便于压力容器的其他检测、测试功能的需要也会进行开孔操作或者为了能够便于压力容器的日常维护、维修等调试操作同样需要进行开孔操作。当然,进行压力容器的开孔操作势必会对压力容器的压力造成影响,进而会影响到压力容器的结构强度,不仅降低了压力容器的压力标准,也影响了压力容器的安全性。由于压力容器的开孔操作会使得开孔局部部位存在受力不均的现象,而造成不同部位的压力差升高,造成的后果是压力容器的承受能力会降低。另外,压力容器由于工作环境的因素,开孔部位会长时间暴露在高压或者高温的状态下,这样增加了开孔部位不安全的因素。同时,不安全因素还有开孔部位的连接材料并不能得到保障,进而造成了开孔部位发生破损的风险,对压力容器造成更大的不安全因素。根据国家压力容器设计相关规定,在压力容器设计阶段必须针对开孔做补强设计,降低出现开孔操作以后的安全风险。一旦开孔操作,往往会降低压力容器开孔部位的壁厚,强度会随着壁厚的降低而减弱,压力容器的安全稳定性就会出现危险的风险,降低风险的有效途径是在开孔部位做相应的补强设计,进而实现压力容器高效运作和安全生产的目标。
1开孔补强的方法选择
压力容器的设计过程中,对开孔补强的设计有多种形式。首先,对开孔部位的局部补强就是其中主要手段之一,最为常见的是在开孔部位加强厚度,也就是增加开孔部位的容器壁厚被广泛利用。这种设计是在压力容器开孔的部位进行厚度增加,焊接相应的强化板,增加压力容器开孔部位的实际厚度,达到开孔之前的金属密度甚至超过开孔之前的金属密度,因为焊接局部受到条件因素影响会产生缝隙,在高压高温情况下氧化程度就极度扩大,腐蚀接触点,进而增加危险系数。在实际操作中,压力容器的加工维护角度来看,在压力容器外壁进行相应的焊接操作更具有可实现性,所以,一般情况下,压力容器都会在其外壁进行焊接强化板的操作,而且从实际的效果来看也证实容器壁外壁的焊接更容易提升强化作用。在采用此类方法进行压力容器开孔补强的同时,应该注意到,首先,一般情况下,开孔补强的实际厚度不能超过容器壁其他地方厚度的2倍,通过实验证明,如果开孔补强的位置焊接厚度超过2倍,焊接过程会暴露更多焊接角度,造成实际受力减弱,压力会对焊接缝隙进行冲击。同时,还要考虑焊接板材料的选取,尽可能选用抗高压材料、耐腐蚀材料以及抗高温耐火材料,减少环境因素对材料的影响作用。其次,特殊环境因素影响过大的压力容器不适合此类开孔补强方式,例如工作环境腐蚀极其严重以及温度压力长时间过高,并且温差起伏过大。
之所以要对压力容器进行开孔补强设计,是因为需要对金属外壳的进一步强化来拟补因开孔而造成的金属壁厚度的减弱,并且尽可能减少因为补强带来的新反应。理论上来说,在相同条件下,整体锻件补强是强化金属壁外壳使得结构受力程度降低的最大并且鲜有新的受力不均出现,所以,相对于局部补强来说,整体锻件的设计在压力容器受力补强方面实际效果达到的最为理想,万事都有正反面,整体锻件补强方法也不例外,它要比局部补强要求更高,正常理解为需要按照补强保护壳与整体锻件在一个过渡区间,减少在过渡期间外壁受力不均。在实际的操作过程中,此类方法因为要求的过于苛刻,技术过于高深,导致工作量的加大与工作成本过高,很难实现无缝的加工。这样对于只有要求精度过于严谨,环境过于恶劣的压力容器才会采用此类补强办法。
另外,除了以上方法以外,还可以根据物理受力知识,对压力容器后壁进行分压补强,所谓的分压补强是在保证压力容器正常运作的同时,开孔局域的对立外置同样进行开孔操作,尽量减少其他位置的开孔操作,这样可以平均压力容器金属壁两侧的外部受力,进而达到开孔补强的效果。一般在进行此类补强设计过程中,采用强度等级相当高的材料进行补强壳体的设计,补强的厚度和密度都要高于原来压力容器的平均密度。同样,由于此类方法要求过高,在实际焊接过程中容易产生不利影响,并造成结构体的性能降低,所以尽可能选用密度强度以及材料等级与压力容器本身材料相同的接管,并结合前两种方式的共同作用,根据实际环境因素适当采用局部补强与锻件补强,合理解决实际问题,把风险降到最低。
2开孔补强实际操作应该注意的问题
提高安全,减少风险,开孔补强在压力容器的早起设计中很重要,能够有效预防实际工作中危险的发生。因此,在实际压力容器设计过程中,针对开孔补强的方案要规定注意事项并且要充分了解且严格遵守,认真对待问题的重要性,加强开孔补强的意识,避免压力容器因为使用不当而造成安全问题,才能够保障操作单位与人员的生命财产安全。在实际工作中应该注意以下几点:
①严格按照理论标准对接管厚度进行把关,厚度一定要达到标准,对于接管来说,厚度过大对焊接不利,厚度过小对反复压力冲击不能起到保护。另外,接管的接触面积尽可能与压力容器开孔面积一致,并且厚度相同,厚度相差越大,受力能力越小。因此开孔补强设计中,为了满足相应要求,会加大厚度,如果出现此类现象应该将接管伸入压力容器壁内,减轻接管厚度同时增加开孔压力容器局部厚度。
②在实际开孔补强设计中容易忽视一个问题,关于导热类压力容器开孔需要补强计算时,要考虑容器的长度,在满足范围内的补强操作的同时,要注意超出范围的部分,不能随意增加容器厚度,这样不利于散热,反而增加容器的压力。
3结语
总之,开孔补强设计在压力容器设计中不可缺少,是压力容器安全以及性能的重要保障。同时,需要在设计操作过程中,根据实际环境的不同进行合理的补强方式,通过结合不同方式的优点来对设计补强,有利于压力容器的正常运作,降低风险。
参考文献:
[1]刘亚明.开孔补强设计在压力容器设计中的应用探析[J].河南科技,2013,(5).
[2]薛冰.压力容器开孔补强在设计中的应用[J].河南化工,2013,(10).
关键词:两部制电价基本电费最大需量
中图分类号:F407文献标识码:A文章编号:
关于基本电费计算的探讨目前电力营销业务中,对受电容量在及以上的大产业用电户、电气化铁路牵引用电执行两部制电价,即基本电价和电度电价,与此相对应的电费是基本电费和电度电费。基本电费计算的现状如下:基本电费以月计算,但新装、增容、变更与终止用电月份的基本电费,按实际天数计算。事故停电、检验停电、计划限电不扣减基本电费。基本电费可按变压器容量计算,也可按最大需量计算。
一、两种基本电费收取方式及比较
现行的国家电价政策中,对基本电费有两种收取方式。一种是按容量收取基本电费,即每月对用户按受电变压器容量收取基本电费;另外一种是按最大需量收取基本电费,即以用户在15min内平均最大需量表所记录的功率数据为依据进行计算。
比较两种基本电费收费方式可以发现:如某一大工业用户,其受电变压器容量为A,则按容量每月应缴纳的基本电费JBDF1=20A;若该户的最大需量为B,则按最大需量每月应缴纳的基本电费JBDF2=30B。如令JBDF11=JBDF2,则B=2/3A。即当最大需量等于容量的2/3时,两种交费方式下所缴纳的基本电费相同,亦即2/3为两种方式盈亏的分界点,当最大需量小于2/3的变压器容量时,按最大需量缴纳基本电费便宜;当最大需量大于2/3的变压器容量时,按变压器容量缴纳基本电费便宜。由于大工业用户有自行选择基本电费的计费方式,考虑到以上因素,大部分用户均采用了按容量收取基本电费作为其计费方式。
二、基本电费执行中所暴露出的相关问题
(一)对按容量收取基本电费用户,存在通过修改变压器铭牌额定容量逃避基本电费的现象。由于对新装和增容用户实行“三不指定”的相关要求,造成用户有自己购置变压器的权利,在相关资料齐全而高压试验无法测试出变压器真实容量时,用户就有机可乘。同时也有大工业用户利用抄表员每月抄表只抄录电能表而不到现场核实变压器容量的机会,私自更换变压器后修改变压器铭牌,借以逃避基本电费。
(二)存在着用户为少缴基本电费而采取尽量提高变压器负荷率,超载运行状况。这些用户为减少基本电费的支出,将变压器超载运行,特别是大量使用低谷用电的用户表现的更为突出。这些用户为限制变压器运行温度的升高,采用强制制冷方式,用电风扇吹,甚至将变压器基座寝泡在水中。这些用户的产生,从技术上分析,较高的负荷率,影响了变压器的运行效益,使其效率降低,对变压器的绝缘也产生很大影响,影响了变压器的使用寿命。同时这种计费方式也起不到促使用户自觉降低最高负荷,维护电网稳定的积极性,也严重危害用电安全,威胁电网安全运行。同时破坏了供用电双方公平交易的原则,损害了电力企业的合法利益。
(三)对变压器超载运行无科学有效的认定方法。湖北省经济贸易委员会在鄂经贸电力[2002]488号文明确规定了关于用户变压器超载运行电量的认定计算方式,但该种计算方式存在以下两方面的问题:一是对用户功率因数认定为1.0,但在实际运行中用户功率因数不可能达到这个值。因此在计算用户的理论月用电量严重偏大。如以用户功率因数为0.85计算,则计算的用户理论月用电量误差值将该达15%。二是对生产班次与电量之间的比例关系不合理。文件规定二班制企业月理论用电量最大值按月理论用电量最大值的80%、一班制企业月理论用电量最大值按月理论用电量最大值的60%来计算,其80%、60%的计算比例不符合实际情况,容易造成客户在生产时间内长期超载运行而月电量又少于理论值的情况出现。
三、两部制电价是根据电力工业成本的特点设计出来的一种价格模式,它恰当地表示出电力企业所承担的全部成本,合理的分担了容量成本和电能成本,同时具有扼制高峰负荷,提高负荷率的功能。但在两部制电价的执行过程中,部分用户通过有选择基本电费执行的方式,利用国家政策的不尽完善之处,偷逃基本电费,挤占了电力企业的合法权益,造成供电企业经营成果的流失。本文通过对执行两部制电价所暴露出的相关问题进行研究,提出一些粗浅的看法,借以抛砖引玉。
(一)在供用电合同中对基本电费执行方式的约定,即客户基本电费的执行方式取决于客户是否超容量用电。未超容时基本电费按容量执行;若客户需量表反映当月超容,基本电费将按需量执行。因此可以在用电方违约责任中加入一条:如用电方受电变压器超载运行,用电方须在供电方通知的整改期限内整改纠正,整改完成并经供电方验收合格后,其基本电费可从次月起恢复到本合同第某条约定的计价方式计收,整改合格前的基本电费计价方式按最大需量计价方式计收。用电方受电变压器超载运行的认定,以用电计量装置记录的最大需量为依据。
(二)加大对企业几班制的认定,在实际工作中,用户一般均声称自己为三班制企业,对此类用户在供用电合同中约定根据抄见的峰平谷电量对班制进行认定,如只有谷电量则可认定其为一班制企业,只有平、谷电量则认定其为二班制企业,峰、平、谷电量比例大致相当在6:10:8的才能认定其为三班制企业。
(三)加大对大工业用户的检查力度。一是对低谷用电量较多的用户仔细核对是否存在变压器超载运行的现象;二是利用负控系统对其用电情况进行核查,在必要时可以以负控系统记录数据做为变压器超载运行的依据;三是对均价低于大工业平均均价的用户到现场核实其变压器容量;四是要加大对大工业用户变压器和用电情况的现场核实。
在电力供给紧张的今天,扩大两部制电价的实施范围,且基本电价按最大需量计算,可促使用电客户对电能既“取之有道”,又“用之有道”。!
参考文献:
关键词压力容器设计;应用力学;分析设计;设计规范
中图分类号TH490文献标识码A文章编号1674-6708(2013)83-0095-01
0引言
为了推动我国压力容器的快速发展,提高我国自行设计压力容器的技术水平,我国工业领域在上个世纪70年代意识到应用力学理论对于压力容器设计的重要价值,并开始着手做相关方面的工作。经历将近40年的努力之后,我国在压力容器设计方面取得了显著的成绩和巨大的进步。
1基于真实案例的压力容器设计方法进步分析
1.1圆柱壳大开孔接管应力分析设计方法的进步性
在多种荷载共同作用于圆柱壳开孔接管时,又因支管与主壳相互连接的部位几何结构不连续,相贯区域产生应力集中。一旦设备发生破坏,则这些部位就成为灾害性事故的原发部位。所以迫切需要借助相关科学理论来分析圆柱壳开孔接管的应力情况。以此为基础来实现对压力容器的合理设计,才能确保压力容器安全有效地运行。不论是欧洲采用的“压力面积法”还是我国采用的“等面积补强法”,均只适用于较小开孔率且容器受内压空旷的情形下。目前在数学和应用力学理论方面需要解决的问题便是寻找大开孔率下的薄壳理论解。
经过专家多年的不懈努力,我国在薄壳理论解方面获得了相对于前人的重大突破。其表现为:首先圆柱薄壳方程采用经过修正之后的Morley方程,放弃了以往采用的简化扁壳方程。经过修正的Morley方程不仅能够有效对开孔问题进行求解,还能够保证较高的精度[1],该解的精度提高到了薄壳理论的精度O(T/R)量级。其次以往因为精确连续条件以及复杂精确方程而导致的诸多数学难题得到了有效的克服,获得了外载和内压作用下的圆柱壳开孔接管的薄壳理论解。无论是三维有限元解,还是近年来在国际上发表的相关试验结果,均对该理论解的高度可靠性进行了有力证明。最后得到内压以及全部外载分量统一的理论解,并且该理论解的适用范围提高到[2]。
1.2管壳式换热器管板设计方法的进步性
管壳式换热器结构比较复杂,其构成元件包括壳体、管箱、换热管、管板、垫片、螺栓以及法兰等。管板设计的科学与合理,是至关重要的。管板承受复杂荷载,主要因为:1)管板中间开着许多管孔,并与换热管焊接;管板与壳体相焊接;管板与管箱通过紧固件或者焊接的方式连接起来[3]。2)壳程和管箱内装载的流体介质进行着热交换,这两种流体介质不论是在温度方面还是在压力方面均有很大差异。3)法兰预紧力、温差荷载以及压差荷载也同时作用于管板上面。
我国专家经过大量计算工作,最终获得了管壳式换热器管板计算公式,该公式不仅比较符合实际结构的受力情况,而且在理论方面也相对严格。经过多年的工程实践证明,相对于国际上整理的美国列管式换热器制造商协会确定的(TEMA)公式,我国的计算公式在安全性、科学性与合理性上,均具有显著的优势,能够在很大程度上减薄大直径、中低压管板的设计厚度。
该公式的基本特点如下:首先把换热器看作多种元件构成的弹性体系,采用应用力学理论对其进行分析,对相应元件在实际操作工况情况下和对管板实际作用情况下的荷载情形进行了综合考虑。其次,在计算当量板的削弱系数时,每个管板单元不仅包含边界为六角形(或正方形)的孔板,还包括管孔中的圆柱壳以及连接二者的圆环。这个模型大大改善了孔板单元模型,可以详细计算管子对管板的加强作用与管孔对管板的削弱作用,从而得到合理的当量板弹性常数[4]。
2推动我国压力容器设计保持快速发展的若干想法和建议
2.1以科学的态度对待国外标准规范
对于国外标准规范中的设计方法,我们的态度是学习、研究,但不迷信。先搞清楚其基本的意义,力学模型。然后按照基本的力学原理与概念进行分析,对合理的加以吸收,不合理的加以摒弃。
2.2自主创新研究必须依靠理论研究、实验工作与工程实际的结合
要在压力容器设计、规范方面做些具有我国自主知识产权的工作-理论、实验、工程三者缺一不可。没有轧实的理论研究,不可能有开创性成果。没有实验,就无从判断其正确性。科研成果必须来源于实践、又服务于工程实际否则就成为无源之水、无本之木。
3结论
压力容器应用在国民经济的各行各业,在其领域占有十分重要的地位。作为一名压力容器研究和设计人员,应积极研究和探索更科学、更合理的设计理论和方法。从而提高我国压力容的设计水平,推动国民的经济发展。
参考文献
[1]刘健.美国AASHTOLRFD公路桥梁设计规范历史和现状[J].公路交通科技(应用技术版),2010(11):58-59.
[2]陈士诚,周昌玉,潘林锋.基于Kriging方法的压力容器开孔接管区结构强度可靠性分析[J].石油化工设备,2010(6):49-51.
关键词:压力容器;机械强度;可靠性设计
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.040
在压力容器的机械强度可靠性的设计当中,压力容器的大小是其设计需要重点参考的数据,科研人员需要充分考虑不同压力容器的实际情况的不同,然后再对其可靠性进行符合其自身的设计,因此,压力容器的机械强度可靠性主要划分为设计、生产、使用、保养四大主要步骤。压力容器的机械强度可靠性设计是一个极其复杂的过程,本文将主要针对其机械强度、可靠性的概述进行简单的分析,并通过利用假设方法建立模型讨论压力容器机械强度的可靠性。
1理论方法
1.1可靠性设计的理论基础
按照国家目前的标准,压力容器的大小设计应该充分考虑其筒体的计算厚度和实际厚度的附加值两大重要数据。实际厚度的附加值主要是指材料的实际厚度误差以及筒体的腐蚀裕量,其中,材料实际厚度的误差主要是以材料标准中规定的误差范围来进行统一计算的,而筒体的腐蚀裕量主要是指压力容器所盛放的物体对于其材料腐蚀速率的影响以及预期使用寿命的平均值计算等。通过多次的实践研究发现,在我国绝大部分压力容器的机械强度可靠性设计过程中,筒体材料使用寿命的计算中,弹性失效的中径公式的使用都假设为在极限情况下,接着便计算该极限情况下压力容器筒体的预期使用寿命,在其计算中并未考虑到压力容器筒体的腐蚀裕量,因此,在我国很多相关性的学术研究中压力容器筒体使用寿命的计算往往只根据压力容器以及其机械强度的可靠性。
1.2可靠性设计的步骤
在一般情况下,压力容器的机械强度的可靠性设计主要划分成为六大主要步骤,第一步,计算压力容器的强度系数以及其可靠度;第二步,按照计算公式得出压力容器的故障概率F=I=R;第三步,利用前一个步骤得出的故障概率计算压力容器的可靠度;第四,计算生产材料的所能承受负载的强度;第五,利用之前计算的可靠度并通过公式得出压力容器的应力均值;最后,利用各项计算结果和测量数据确定压力容器的预算厚度。
2可靠性的简述
2.1可靠性的定义
压力容器的可靠性主要是指在特定情况下,其使用功能不仅能够满足消费顾客的使用要求,并且在压力容器的使用过程中不出现任何故障的性质。与压力容器的机械强度可靠性密切相关的因素主要有温度、使用环境、应力以及消费者的使用要求等。压力容器的机械强度可靠性与压力容器的使用时间息息相关,随着使用时间的增长,压力容器的可靠性也在不停地随之降低,因此,可靠性的存在使人们对于压力容器有了使用寿命的概念。
2.2可靠性研究的实际意义
无论是日常用品还是电子产品,可靠性的研究对于其使用来说都十分重要,尤其是一些比较重要的产品,例如航空零件、武器装备、电子产品等,其可靠性与一个国家的实力水平密切相关。随着生活质量和经济水平的发展,顾客对于压力容器的可靠性开始提出了更加严格的要求,并且,随着科学技术的发展,压力容器的可靠性也有了很大的提升,由于产品的可靠性在个人生活和国家实力的体现上都着及其重要的作用,因此,产品可靠性的研究便有着其无可替代的特殊意义。
3压力容器的机械强度可靠性设计的基本方法
3.1重视极限情况的存在
压力容器在使用的过程中,其筒体的厚度会产生比较大的变化,与此同时,筒体在应力的作用下,也在随之发生变化,因此,在压力容器的机械强度可靠性设计过程中,需要充分考虑筒体所盛放的介质对于筒体腐蚀速率的作用,相关科研人员需要利用公式计算压力容器在使用过程中筒体的实际厚度,与此同时,压力容器的筒体在受到应力的情况下,可靠性受到破坏的情况有两种,一种是压力容器的筒体发生了屈服失效的情况,第二种情况是压力容器的筒体产生了断裂。因此,科研人员需要分析压力容器在极限情况下发生的失效,在最大程度提升压力容器的抗压值,提高其可靠性。
3.2精确压力容器筒体的厚度计算
在上个世纪50年代,科研人员在研究路合金的强度时,证明了实际条件下材料的腐蚀深度的分布,后来,随着研究范围的不断扩展,关于实际情况下材料腐蚀深度研究的成果也越来越显著。因此,对于压力容器筒体腐蚀裕量的完全可以计算,并可以计算出压力容器筒体的最初厚度。根据蒙特卡罗的模拟方法可知,若压力容器筒体的厚度为23毫米,则十年之后,压力容器的可靠性为0.9的五次方。因此,通过大量的实践分析证明,压力容器筒体的厚度会随着时间的增长而发生变化,但是需要保证的是,在压力容器的使用年限中,其可靠性必须大于0.9的五次方。
3.3受压材料的合理使用
受压材料的使用对于压力容器的机械强度可靠性具有极其重要的影响,受压材料的使用要根据设计压力、外界环节、以及介质的腐蚀性强弱等,同时,介质易燃、易爆等特性都直接影响到受压材料的采用,压力容器的材料需要能满足其工作是的工作要求以及国家的规定标准,同时,合理的结构对于压力容器的可靠性也有着极其重要的影响。
4结论
目前,我国压力容器的机械强度可靠性设计都较为随意,没有对于压力容器可靠性的明确要求,而以上的可靠性方法主要通过公式、假设等进行分析概括。压力容器的机械强度可靠性设计的主要目的是为了时压力容器的机械强度能够达到安全水平,经济水平、外界环境以及应力等都是对压力容器的机械强度可靠性设计的最终考量,因此,压力容器的机械强度可靠性设计具有极其重要的作用。
参考文献:
[1]孙维国.对压力容器的机械强度可靠性设计的简单探讨[J].科技资讯,2012(18).
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