壓力容器爆破實(shí)驗(yàn)課件

壓力容器爆破實(shí)驗(yàn)壓力容器爆破實(shí)驗(yàn)1壓力容器整體實(shí)驗(yàn)液壓實(shí)驗(yàn)氣密性實(shí)驗(yàn)爆破實(shí)驗(yàn)失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)容器整體質(zhì)量壓力容器液壓實(shí)驗(yàn)氣密性實(shí)驗(yàn)爆破實(shí)驗(yàn)失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)容器整體質(zhì)量2考核材料的力學(xué)性能檢驗(yàn)容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和可靠性考核容器安全儲備的大小壓力容器爆破實(shí)驗(yàn)的目的考核材料的力學(xué)性能檢驗(yàn)容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和可靠性考核容器安3一、壓力容器爆破實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)模擬試件的爆破實(shí)際產(chǎn)品的爆破特點(diǎn)1、破壞性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)耗費(fèi)高。2、具有一定的危險(xiǎn)性。一、壓力容器爆破實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)模擬試件的爆破實(shí)際產(chǎn)品的爆破特點(diǎn)14二、爆破實(shí)驗(yàn)的基本原理脆性爆破曲線塑性爆破曲線二、爆破實(shí)驗(yàn)的基本原理脆性爆破曲線塑性爆破曲線5彈性階段彈塑性階段應(yīng)變硬化階段爆破階段彈性階段彈塑性階段應(yīng)變硬化階段爆破階段6Pb——反映容器承壓能力的大小△V——反映容器斷裂前變形能力的大小“鼓肚”現(xiàn)象塑性斷裂和脆性斷裂Pb——反映容器承壓能力的大小塑性斷裂和脆性斷裂7韌性斷裂和脆性斷裂韌性斷裂和脆性斷裂8壓力容器爆破實(shí)驗(yàn)ppt課件9爆破失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

以容器爆破作為失效狀態(tài)，以爆破壓力作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，適當(dāng)考慮安全系數(shù)進(jìn)行壓力容器的設(shè)計(jì)。爆破失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以容器爆破作為失效狀態(tài)，以爆10Faupel爆破壓力公式爆破壓力的上限值：爆破壓力的下限值：Faupel經(jīng)驗(yàn)爆破壓力計(jì)算式：

（n=3~3.2）Faupel爆破壓力公式爆破壓力的上限值：爆破壓力的下限值：111234567圖3-1壓力容器模擬試件爆破裝置圖1—排氣閥；2—模擬試件；3—透明罩；4—壓力表；5—計(jì)量管；6—高壓泵；7—卸壓閥三、爆破實(shí)驗(yàn)裝置1234567圖3-1壓力容器模擬試件爆破裝置圖1—排氣閥12壓力容器爆破實(shí)驗(yàn)ppt課件13南京工業(yè)大學(xué)爆破實(shí)驗(yàn)臺南京工業(yè)大學(xué)爆破實(shí)驗(yàn)臺14四、爆破實(shí)驗(yàn)程序——實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備1、用理論公式計(jì)算爆破壓力Pb，并選擇合適的試壓泵（電動往復(fù)式柱塞泵）和壓力表。試壓泵：每小時送水量為容器容積的1~2倍。壓力表：量程為實(shí)驗(yàn)壓力的1.5~3倍，精度不低于1.5級。2、對容器外表面進(jìn)行外觀檢查，觀察是否存在明顯的缺陷，測量容器的壁厚（特別是最小壁厚）、外徑、長度，算出容器的實(shí)際容積（或用稱量法）。四、爆破實(shí)驗(yàn)程序——實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備1、用理論公式計(jì)算爆破壓力P15四、爆破實(shí)驗(yàn)程序——實(shí)驗(yàn)過程1、按要求連接實(shí)驗(yàn)裝置。2、容器和管路內(nèi)氣體的排除。3、從零壓開始，逐級緩慢升壓至容器爆破，每級穩(wěn)壓1~2分鐘，同時準(zhǔn)確記錄每次加入的水量和對應(yīng)的壓力，特別是加壓至預(yù)計(jì)整體屈服壓力和爆破壓力時，注意加水量和對應(yīng)壓力的數(shù)據(jù)讀取要同步。4、系統(tǒng)卸載，關(guān)閉電機(jī)和測量儀器。5、保護(hù)斷口，并及時進(jìn)行爆破斷口分析。四、爆破實(shí)驗(yàn)程序——實(shí)驗(yàn)過程1、按要求連接實(shí)驗(yàn)裝置。16五、爆破斷口分析裂口方位韌性斷裂脆性斷裂五、爆破斷口分析裂口方位韌性斷裂脆性斷裂17斷口形貌五、爆破斷口分析——斷口特征三要素?cái)嗫谛蚊参?、爆破斷口分析——斷口特征三要?8五、爆破斷口分析五、爆破斷口分析19六、爆破實(shí)驗(yàn)結(jié)果評定六、爆破實(shí)驗(yàn)結(jié)果評定20爆破壓力評定1、爆破壓力和屈服壓力的比值，應(yīng)與強(qiáng)度極限和屈服極限的比值相接近。即：2、爆破壓力應(yīng)不低于以下公式求得的計(jì)算值。即：Pb----實(shí)測爆破壓力PS----實(shí)測屈服壓力爆破壓力評定1、爆破壓力和屈服壓力的比值，應(yīng)與強(qiáng)度極限和屈服21體積膨脹率要求：η＞10%△V-----爆破壓力下容器的容積增量V-----容器的原容積體積膨脹率要求：η＞10%△V-----爆破壓力下容器的容積22安全裕度要求容器的實(shí)驗(yàn)爆破壓力不低于容器設(shè)計(jì)壓力的三倍安全裕度要求容器的實(shí)驗(yàn)爆破壓力不低23爆破斷口1、斷口應(yīng)發(fā)生在筒體正常部位，并具有韌性斷裂特征，即斷口上應(yīng)有明顯的剪切唇。2、若容器破裂時產(chǎn)生碎片，或爆破口發(fā)生在封頭上、縱焊縫、環(huán)焊縫及其熔合線上，則實(shí)驗(yàn)為不合格。爆破斷口1、斷口應(yīng)發(fā)生在筒體正常部位，并具有韌性2、若容器破24實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、列表。2．根據(jù)爆破實(shí)驗(yàn)過程記錄的數(shù)據(jù)，正確繪制壓力一加水量曲線圖，確定整體屈服壓力和爆破壓力。3．將測定的容器整體屈服壓力和爆破壓力與理論計(jì)算值進(jìn)行比較。4．計(jì)算體積膨脹率。5．觀察爆破斷口形貌，并初步作出宏觀分析。6．對容器爆破實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析評定。7．分析實(shí)測時產(chǎn)生誤差的原因。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、列表。2．根據(jù)爆破實(shí)驗(yàn)過程記錄25實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告262227壓力容器爆破實(shí)驗(yàn)ppt課件28實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)二

壓力容器爆破實(shí)驗(yàn)一、目的要求1．掌握壓力容器整體爆破實(shí)驗(yàn)的要點(diǎn)、方法及程序。2．測定容器整體屈服壓力與爆破壓力并與理論計(jì)算值進(jìn)行比較。3．觀察爆破斷口形貌，并初步作出宏觀分析，了解韌性斷裂與脆性斷裂的特征。4．對容器爆破實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析評定。

二、實(shí)驗(yàn)裝置1．實(shí)驗(yàn)裝置：如圖3-1所示。2．由于容器爆破時具有一定的危險(xiǎn)性，所以壓力容器整體爆破實(shí)驗(yàn)裝置必須安全可靠，要有防護(hù)措施。要求裝置對加水量能進(jìn)行控制并能準(zhǔn)確計(jì)量。壓力表精度要求不低于1.5級。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)二壓力容器爆破實(shí)驗(yàn)291234567圖3-1壓力容器模擬試件爆破裝置圖1—排氣閥；2—模擬試件；3—透明罩；4—壓力表；5—計(jì)量管；6—高壓泵；7—卸壓閥1234567圖3-1壓力容器模擬試件爆破裝置圖1—排氣閥30三、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．實(shí)驗(yàn)原理壓力容器爆破實(shí)驗(yàn)是壓力容器研究、設(shè)計(jì)、制造中的一種直觀性很強(qiáng)的綜合實(shí)驗(yàn)方法。通過爆破實(shí)驗(yàn)可以考核結(jié)構(gòu)材料的各項(xiàng)機(jī)械性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、可靠性及安全儲備和其它方面性能。塑性材料制造的壓力容器在逐漸增大的載荷作用下，會經(jīng)歷從彈性變形到塑性變形直至爆破的過程。在已知材料機(jī)械性能（屈服極限和強(qiáng)度極限）的條件下，壓力容器在爆破過程中的屈服壓力和爆破壓力，可以應(yīng)用不同失效準(zhǔn)則的理論公式進(jìn)行估算，其中最有代表性的是福貝爾（Faupel）公式，如式（3-1）所示。

（3-1）

式中

——容器材料的屈服極限，；——容器材料的強(qiáng)度極限，；K——容器外徑與內(nèi)徑之比。

三、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容312．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容采用鋼制模擬試件或采用小型的工業(yè)產(chǎn)品（壓力容器），如氣瓶等作為試件進(jìn)行爆破實(shí)驗(yàn)，通過觀察容器在由小至大的壓力作用下，壓力的數(shù)值變化和容器的變形、爆破情況，測定屈服壓力、爆破壓力、體積膨脹率，并繪制壓力—加水量關(guān)系曲線，觀察爆破斷口并進(jìn)行宏觀分析。

四、實(shí)驗(yàn)操作步驟1．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)對容器的內(nèi)外表面進(jìn)行宏觀檢杏，并測定壁厚和外徑，找出壁厚的最小位置處（即可能發(fā)生爆破的爆破點(diǎn)）。同時，還要計(jì)算出容器的實(shí)際容積。2．開動高壓泵緩慢升壓，使容器受力均勻。先升至公稱工作壓力，打開容器及管路系統(tǒng)上的排氣閥，使其排氣卸壓，這樣反復(fù)進(jìn)行數(shù)次，利用壓力把容器內(nèi)和管路系統(tǒng)內(nèi)殘余的氣體排盡，排盡氣體后，再從零壓開始，逐級升壓，并同時準(zhǔn)確記錄每次加入的水量和對應(yīng)的壓力。

2．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容323．當(dāng)加載至預(yù)計(jì)整體屈服壓力時，此時必須注意要同步。這時要讀取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)可以用加水量來控制，即當(dāng)加入一定容積的水以后，立即讀出壓力表所顯示的壓力值。由于容器出現(xiàn)屈服，此階段內(nèi)壓力上升的變化不大。4．繼續(xù)定量加水，當(dāng)容器過了整體屈服階段后，壓力又開始明顯上升，此時表明容器已進(jìn)入材料強(qiáng)化階段。隨著壓力緩慢上升，容器的塑性變形繼續(xù)增大，器壁隨之減薄，直至喪失承載能力而發(fā)生破裂。在此過程中注意準(zhǔn)確讀取加水量和對應(yīng)壓力的數(shù)據(jù)。5．測量結(jié)束后，系統(tǒng)卸載，并關(guān)閉電動機(jī)及其它測量儀器。

五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1．必須提供試件材料的機(jī)械性能，并估算試件的整體屈服壓力與爆破壓力。2．必須在容器上設(shè)置排氣孔，設(shè)法排盡試件內(nèi)和管路系統(tǒng)內(nèi)的氣體。

3．當(dāng)加載至預(yù)計(jì)整體屈服壓力時，此時必須注意要同步。這時要讀333．必須分級加載，緩慢升壓，每級穩(wěn)壓1～2分鐘，并準(zhǔn)確記錄壓力和對應(yīng)的加水（油）量。4．注意觀察壓力表的變化，正確地讀取整體屈服壓力和爆破壓力。5．容器爆破后應(yīng)保護(hù)好斷口，以利分析。要求對斷裂面采取防銹保護(hù)，任何時候不能用銼刀銼，更不能用酸洗。6．正確繪制壓力—加水量曲線，計(jì)算體積膨脹率，注意破裂位置形狀與斷口形貌。7．爆破實(shí)驗(yàn)有一定的危險(xiǎn)性，所以爆破現(xiàn)場必須有安全防護(hù)措施，以保證人身、設(shè)備的安全。六、預(yù)習(xí)要求1．實(shí)驗(yàn)前用理論公式估算爆破壓力的大小，并選擇合適的試壓泵和壓力表。2．熟悉實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)和布置。3．按實(shí)驗(yàn)要求制定實(shí)驗(yàn)方案。4．估計(jì)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的故障及檢查和排除的方法。

3．必須分級加載，緩慢升壓，每級穩(wěn)壓1～2分鐘，并準(zhǔn)確記錄壓34七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、列表。2．根據(jù)爆破實(shí)驗(yàn)過程記錄的數(shù)據(jù)（壓力和加水量的對應(yīng)數(shù)值），正確繪制壓力一加水量曲線圖，確定整體屈服壓力和爆破壓力；3．將測定的容器整體屈服壓力和爆破壓力與理論計(jì)算值進(jìn)行比較；4．計(jì)算體積膨脹率，體積膨脹率是容器塑性指標(biāo)好壞的體現(xiàn)，一般規(guī)定應(yīng)大于10％為合格。5．觀察爆破斷口形貌，并初步作出宏觀分析；6．對容器爆破實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析評定；7．分析實(shí)測時產(chǎn)生誤差的原因。

七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求35測驗(yàn)題1、簡述電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)和電阻應(yīng)變法測量應(yīng)變的基本原理。2、應(yīng)變花主