包裝鋼帶繞帶容器防脆斷性能簡介
鋼帶錯繞式壓力容器的筒體全長無深厚焊縫,筒體與兩端部靠斜面焊縫聯接。這一新穎的結構型式,使得這種容器具有優良的防脆斷性能。這已為長期的工程應用實踐所證實。
鋼帶錯繞式壓力容器,即使內筒存在裂紋,由于具有如下主要的有利因素,也可確保該容器不發生整體脆性破壞。
內筒應力水平降低均勻而適當的應力水平是壓力容器安全使用的重要條件。由如上所述的斷裂分析表明,降低應力水平對抑制裂紋擴展有重大影響。
由第2章的理論分析和以往所作的試驗研究表明,鋼帶纏繞的預應力會使得內筒在軸向和環向同時受到壓縮作用,而且可利用纏繞鋼帶預應力測試裝置來保證所受到的壓縮具有一定的均勻性,并不致引起應力集中。壓縮預應力和工作壓力引起的拉伸應力疊加后,內筒仍可處于低應力的水平,裂紋起裂的可能性很小。
扁平鋼帶主要承受帶長方向的拉應力和徑向壓應力,且其厚度薄,有利于材料作塑性流動;裂紋受到徹底鈍化,擴展極其困難。
內筒與鋼帶材質得到改善容器材質具有優良的斷裂韌性,這是防止容器發生脆性斷裂破壞的一個先決條件。由上述斷裂分析表明,提高材質的斷裂韌性對抑制裂紋的擴展亦有重大影響。
多層包扎式容器所用材料為4-12mm的薄鋼板,其脆性轉變溫度較低。鋼帶錯繞式壓力容器的內筒常用塑性較好的鋼板
(其厚度一般不超過40mm),制造容易,質量好,具有較好的抗斷裂性能。例如,國內曾對不同厚度的15MnVR鋼板的臨界裂紋張開位移~進行測試,發現板厚對斷裂韌性是有一定影響的,在材料化學成分與軋制狀態相同的條件下,薄板、鋼帶的斷裂初性必然比厚板的斷裂韌性高。 |