一种结构尺寸可变的等强度自增强压力容器的制造方法
【专利摘要】一种结构尺寸可变的等强度自增强压力容器。用于提高压力容器的安全性、降低制造成本，解决现有技术计算烦琐、不精确，容器非等强度、结构固定且不合理、设计不灵活等技术问题，具有在载荷不变的情况下结构尺寸灵活多变、等强度结构(塑性区总应力恒定，弹性区总应力恒小于屈服强度)等特点。其技术方案要点是：径比k大于由公式确定的kcλ值时，其超应变度ελ按k2ln[ελ(k-1)+1]2-(λ-1)k2-[ελ(k-1)+1]2+λ＝0确定，其内压p为或即同尺寸非自增强容器初始屈服载荷pe的λ倍；k小于或等于由公式确定的kcλ值时，其超应变度可为100％，其最大承载能力可为全屈服压力或这种结构的自增强压力容器，其各项应力均在安全范围内。所述径比k为容器外半径与内半径之比。
【专利说明】—种结构尺寸可变的等强度自增强压力容器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种结构尺寸可变的等强度自增强压力容器，属机械科学技术、过程工业等【技术领域】。
【背景技术】
[0002]压力容器属特种设备，应用广泛，如机械、化工、制药、能源、材料、食品、冶金、石油、建筑、航空、航天、兵器等行业。压力容器首先要保证安全性，即要有足够的承载能力，但又不能片面增加壁厚，这不仅增加成本，也影响其安全性。自增强技术是提高压力容器承载能力及其安全性的巧妙而有效的措施。压力容器的自增强技术是在操作使用前对其进行加压处理，使筒体内层屈服，产生塑性变形，形成塑性区，而外层仍为弹性状态。保持该压力一段时间后卸压。卸压后筒体内层塑性部分因有残余变形而不能恢复到原来状态，外层弹性区力图恢复到原来状态，而受到内层塑性区的阻挡也不能恢复到原来状态，因此承受拉伸，主要形成预拉应力，而内层因受到外层力图复原的压缩作用而主要产生预压应力。这样就形成了一种内层受压外层受拉的预应力状态。容器投入使用承受内压后，预应力与操作内压P引起的应力相叠加，使应力较大的内壁应力降低，应力较小的外壁应力有所增加，从而使容器壁中应力趋于均匀。由此可提高压力容器的承载能力。这就是自增强。
[0003]自增强技术的关键因素是塑性区深度，即容器弹、塑性区界面半径的确定，或超应
变度
【权利要求】
1.一种结构尺寸可变的等强度自增强压力容器，其特征是:这种自增强压力容器的结
Ir2 ]nl.2构尺寸及承载能力按特定要求确定，具体是:(I)径比k大于由公式= A确定的kcA值的自增强压力容器，其超应变度由以下公式确定:
2.根据权利要求1所述的结构尺寸可变的等强度自增强压力容器，其特征是:器壁中任一点处的各项应力与容器的结构尺寸(k、kjA)、载荷大小(λ)按以下关系约束: (I)按第四强度理论，其残余应力关系式为:塑性区:轴向残余应力
3.根据权利要求1或2所述的结构尺寸可变的等强度自增强压力容器，其特征是:以许用应力[0 ]代替所述屈服强度σ y,其余特征不变；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为抗拉强度、nb为相应于σ b的安全系数(材料设计系数)、^㈧为0.2%非比例延伸强度、\为相应于Oy与Oa2的安全系数(材料设计系数)、σ/为设计温度下的屈服强度、Oci2tS设计温度下的0.2%非比例延伸强度、n/为相应于与。Mt的安全系数(材料设计系数)、。Dt为设计温度下的持久强度、nD为相应于σ J的安全系数(材料设计系数)、σ J为设计温度下的蠕变极限、nn为相应于σ；的安全系数(材料设计系数)。
4.根据权利要求1或2所述的结构尺寸可变的等强度自增强压力容器，其特征是:以[σ]Φ代替Oy，其余特征不变；其中[σ]同权利要求3、Φ为焊接接头系数。
5.根据权利要求1至4之一所述的结构尺寸可变的等强度自增强压力容器，其特征是:该类压力容 器的毛坯厚度=所述计算厚度+厚度负偏差+腐蚀裕量+加工减薄量+厚度圆整值。
【文档编号】F16J12/00GK103470757SQ201310470575
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】朱瑞林, 李 权, 邓卫军, 赵保录, 雷群意, 朱玲 申请人:湖南师范大学