今天給各位分享壓力容器應力測試實驗思考題的知識,其中也會對壓力容器應力分析報告進行解釋,如果能碰巧解決你現在面臨的問題,別忘了關注本站,現在開始吧!,本文目錄一覽:,1、,壓力容器水壓試驗壓力應該怎樣計算?,3、,壓力容器 耐壓試驗相關問題,4、,壓力容器 有限元分析,5、,高分求壓力容器檢驗方面的問題,6、,急?。?!
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本文目錄一覽:
- 1、壓力容器水壓試驗壓力應該怎樣計算?
- 2、大學物理實驗的3道思考題。急?。?!
- 3、壓力容器 耐壓試驗相關問題
- 4、壓力容器 有限元分析
- 5、高分求壓力容器檢驗方面的問題
- 6、急?。?!壓力容器常用的檢測方法及應用
壓力容器水壓試驗壓力應該怎樣計算?
壓力容器水壓試驗應力校核壓力容器應力測試實驗思考題,
應當根據國標GB 150.1-2011第4.6.3要求壓力容器應力測試實驗思考題,
應力計算根據GB 150.3-2011第三章要求。
大學物理實驗的3道思考題。急?。?!
用拉伸法測量楊氏彈性模量
任何物體在外力作用下都會發生形變,當形變不超過某一限度時,撤走外力之后,形變能隨之消失,這種形變稱為彈性形變。如果外力較大,當它的作用停止時,所引起的形變并不完全消失,而有剩余形變,稱為塑性形變。發生彈性形變時,物體內部產生恢復原狀的內應力。彈性模量是反映材料形變與內應力關系的物理量,是工程技術中常用的參數之一。
一. 實驗目的
1. 學會用光杠桿放大法測量長度的微小變化量。
2. 學會測定金屬絲楊氏彈性模量的一種方法。
3. 學習用逐差法處理數據。
二. 實驗儀器
楊氏彈性模量測量儀支架、光杠桿、砝碼、千分尺、鋼卷尺、標尺、燈源等。
三. 實驗原理
在形變中,最簡單的形變是柱狀物體受外力作用時的伸長或縮短形變。設柱狀物體的長度為L,截面積為S,沿長度方向受外力F作用后伸長(或縮短)量為ΔL,單位橫截面積上垂直作用力F/S稱為正應力,物體的相對伸長ΔL/L稱為線應變。實驗結果證明,在彈性范圍內,正應力與線應變成正比,即
(3-1-1)
這個規律稱為虎克定律。式中比例系數Y稱為楊氏彈性模量。在國際單位制中,它的單位為N/m2,在厘米克秒制中為達因/厘米2。它是表征材料抗應變能力的一個固定參量,完全由材料的性質決定,與材料的幾何形狀無關。
本實驗是測鋼絲的楊氏彈性模量,實驗方法是將鋼絲懸掛于支架上,上端固定,下端加砝碼對鋼絲施力F,測出鋼絲相應的伸長量ΔL,即可求出Y。鋼絲長度L用鋼卷尺測量,鋼絲的橫截面積 ,直徑 用千分尺測出,力F由砝碼的質量求出。在實際測量中,由于鋼絲伸長量ΔL的值很小,約 數量級。因此ΔL的測量采用光杠桿放大法進行測量。
(a) (b)
1—反射鏡和透鏡;2—活動托臺;3—固定托臺;4—標尺;5—光源
圖3-1-1 光杠桿裝置及測量原理圖
光杠桿是根據幾何光學原理,設計而成的一種靈敏度較高的,測量微小長度或角度變化的儀器。它的裝置如圖3-1-1(a)所示,是將一個可轉動的平面鏡M固定在一個⊥形架上構成的。
圖3-1-1(b)是光杠桿放大原理圖,假設開始時,鏡面M的法線正好是水平的,則從光源發出的光線與鏡面法線重合,并通過反射鏡M反射到標尺n0處。當金屬絲伸長ΔL,光杠桿鏡架后夾腳隨金屬絲下落ΔL,帶動M轉一θ角,鏡面至M′,法線也轉過同一角度,根據光的反射定律,光線On0和光線On的夾角為2θ。
如果反射鏡面到標尺的距離為D,后尖腳到前兩腳間連線的距離為b,則有
;
由于θ很小,所以 ;
消去θ,得 ( ) (3-1-2)
由于伸長量ΔL是難測的微小長度,但當取D遠大于b后,經光杠桿轉換后的量 卻是較大的量,2D/b決定了光杠桿的放大倍數。這就是光放大原理,它已被應用在很多精密測量儀器中。如:靈敏電流、沖擊電流計、光譜儀、靜電電壓表等。
將(3-1-2)式代入(3-1-1)式得:
(3-1-3)
本實驗使鋼絲伸長的力F,是砝碼作用在綱絲上的重力mg,因此楊氏彈性模量的測量公式為:
(3-1-4)
式中,Δn與m有對應關系,如果m是1個砝碼的質量,Δn應是荷重增(或減)1個砝碼所引起的光標偏移量;如果Δn是荷重增(或減)4個砝碼所引起的光標偏移量,m就應是4個砝碼的質量。
圖3-1-2 測量裝置圖
四. 實驗內容
1. 儀器調節
(1)按圖3-1-2安裝儀器,調節支架底座螺絲,使底座水平(觀察底座上的水準儀)。
(2)調節反射鏡,使其鏡面與托臺大致垂直,再調光源的高低,使它與反射鏡面等高。
(3)調節標尺鉛直,調節光源透鏡及標尺到鏡面間的距離D,使鏡頭刻線在標尺上的像清晰。再適當調節反射鏡的方向、標尺的高低,使開始測量時光線基本水平,刻線成像大致在標尺中部。記下刻線像落在標尺上的讀數為n。
注意:此時儀器已調好,在測量時不能再調了!
2. 測量
(1)逐次增加砝碼,每加一個砝碼記下相應的標尺讀數 ,共加8次,然后再將砝碼逐個取下,記錄相應的讀數 ′,直到測出 為止。
加減砝碼時,動作要輕,防止因增減砝碼時使平面反射鏡后尖腳處產生微小振動而造成讀數起伏較大。
(2)取同一負荷下標尺讀數的平均值 ,用逐差法求出鋼絲荷重增減4個砝碼時光標的平均偏移量Δn。
(3)用鋼卷尺測量上、下夾頭間的鋼絲長度L,及反射鏡到標尺的距離D。
(4)將光杠桿反射鏡架的三個足放在紙上,輕輕壓一下,便得出三點的準確位置,然后在紙上將前面兩足尖連起來,后足尖到這條連線的垂直距離便是b。
(5)用千分尺測量鋼絲直徑d,由于鋼絲直徑可能不均勻,按工程要求應在上、中、下各部進行測量。每位置在相互垂直的方向各測一次。
五. 數據處理
1.測量鋼絲的微小伸長量,記錄表如下
序號
i
砝碼質量
M(Kg)
光標示值ni(cm)
光標偏移量
δn=ni+4-ni(cm)
偏差
∣δ(δn)∣
增荷時
減荷時
平均值
1
2
3
4
5
6
7
鋼絲微小伸長量的放大量的測量結果為Δn=( ± )cm
2. 測量鋼絲直徑記錄表 d0= mm
測量部位
上 部
中 部
下 部
平均值
測量方向
縱 向
橫向
縱 向
橫 向
縱 向
橫 向
d(mm)
不確定度 mm
測量結果d=( ± )mm
3. 單次測L、D、b值:
L=( ± )m;
D=( ± )m;
b=( ± )m
4. 將所得各量帶入(3-1-4)式,計算出金屬絲的楊氏彈性模量,按傳遞公式計算出不確定度,并將測量結果表示成標準式 ( ± )N/m2。
六.問題討論
1. 兩根材料相同,但粗細、長度不同的金屬絲,它們的楊氏彈性模量是否相同?
2. 光杠桿有什么優點?怎樣提高光杠桿的靈敏度?
3. 在實驗中如果要求測量的相對不確定度不超過5%,試問,鋼絲的長度和直徑應如何選???標尺應距光杠桿的反射鏡多遠?
4. 是否可以用作圖法求楊氏彈性模量?如果以所加砝碼的個數為橫軸,以相應變化量為縱軸,圖線應是什么形狀?
附表:常用金屬與合金的楊氏彈性模量
物質名稱
楊氏彈性模量
(1011達因/厘米2)
物 質 名 稱
楊氏彈性模量
(1011達因/厘米2)
鋁
7.0
鑄銅(99.9%)
7.44
鑄鐵(99.99%)
13.8
精煉或韌煉銅(99.99%)
8.00
韌煉鐵(99.99%)
17.2
黃銅
11.0
鋼
17.2~22.6
磷青銅
12.0
鉑(韌煉 99.99%)
14.7
錳銅
10.3
鎢
34
康銅
15.2
鉛(模砂鑄造99.73%)
1.38
鎳鉻
21.0
壓力容器 耐壓試驗相關問題
個人理解:
1.
設計壓力是容器頂部壓力容器應力測試實驗思考題的最高壓力,與相應的設計溫度一起作為設計載荷條件,其值不得低于工作壓力。而設備實際實際水壓試驗等工況可能會高于設計壓力(液柱靜壓力等)
2.
試驗壓力檢測設備的整體強度等因素,試驗壓力先升至高于設計壓力然后降至設計壓力,一方面使得設備整體強度得到檢測,另一方面使得設備外層具有一定的收縮應力,使得內壓設備在操作時更安全,并使得一些尖銳的擴張性缺陷不易產生泄露。
沒有專家說的專業,大致看到一些這方面的東西,希望能給你一些幫助壓力容器應力測試實驗思考題!
壓力容器 有限元分析
對壓力容器進行有限元分析,是解決壓力容器理論計算強度的一種有效途徑。
壓力容器,英文:pressure vessel,是指盛裝氣體或者液體,承載一定壓力的密閉設備。
1、壓力容器制造工序一般可以分為:原材料驗收工序、劃線工序、切割工序、除銹工序、機加工(含刨邊等)工序、滾制工序、組對工序、焊接工序(產品焊接試板)、無損檢測工序、開孔劃線工序、總檢工序、熱處理工序、壓力試驗工序、防腐工序。
2、不同的焊接方法有不同的焊接工藝。焊接工藝主要根據被焊工件的材質、牌號、化學成分,焊件結構類型,焊接性能要求來確定。首先要確定焊接方法,如手弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護焊等等,焊接方法的種類非常多,只能根據具體情況選擇。確定焊接方法后,再制定焊接工藝參數,焊接工藝參數的種類各不相同,如手弧焊主要包括:焊條型號(或牌號)、直徑、電流、電壓、焊接電源種類、極性接法、焊接層數、道數、檢驗方法等等。
有限元分析(FEA,Finite Element Analysis)利用數學近似的方法對真實物理系統(幾何和載荷工況)進行模擬。還利用簡單而又相互作用的元素,即單元,就可以用有限數量的未知量去逼近無限未知量的真實系統。
有限元分析是用較簡單的問題代替復雜問題后再求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成,對每一單元假定一個合適的(較簡單的)近似解,然后推導求解這個域總的滿足條件(如結構的平衡條件),從而得到問題的解。這個解不是準確解,而是近似解,因為實際問題被較簡單的問題所代替。由于大多數實際問題難以得到準確解,而有限元不僅計算精度高,而且能適應各種復雜形狀,因而成為行之有效的工程分析手段。
有限元是那些集合在一起能夠表示實際連續域的離散單元。有限元的概念早在幾個世紀前就已產生并得到了應用,例如用多邊形(有限個直線單元)逼近圓來求得圓的周長,但作為一種方法而被提出,則是最近的事。有限元法最初被稱為矩陣近似方法,應用于航空器的結構強度計算,并由于其方便性、實用性和有效性而引起從事力學研究的科學家的濃厚興趣。經過短短數十年的努力,隨著計算機技術的快速發展和普及,有限元方法迅速從結構工程強度分析計算擴展到幾乎所有的科學技術領域,成為一種豐富多彩、應用廣泛并且實用高效的數值分析方法。
高分求壓力容器檢驗方面的問題
通常情況下,壓力容器制造完成出廠前是必須要經過當地特種設備監督檢驗機構的出廠監督檢驗的。檢驗合格后會頒發質量證明書并有CS的監督檢驗標志。
提供一個方案:
1、在用壓力容器檢測方案的內容應包括以下諸條:
①依據的條例、規范、規程、標準,圖紙上的技術要求。
②壓力容器技術參數。
③檢驗的分類:竣工檢驗、投產復驗、定期檢驗、非定期檢驗。
④檢測部位、檢測方法和技術標準要求。
⑤檢測程序
停車——切斷一切與設備有關的電源——關閉一切與設備有關的閥門——置換清洗——解體(取出內件)——內、外表面處理(拆除保溫層、噴砂、除銹等)——內、外部宏觀檢查、測厚、無損探傷、金相檢驗等——消除缺陷——中間檢測——水壓試驗——最終檢測。
⑥安全檢測要求。
2、影響在用壓力容器檢測方案的因素
在具體制定在用壓力容器檢測方案時,由于所檢測壓力容器的工作條件、容器結構、安裝位置及常用檢測方法特點的影響,方案將是具體而不同的。在方案制定時,必須充分考慮和正視這些矛盾的特殊性,否則,就可能導致失敗。下面就這幾個方面談談看法。
①常見檢測方法的特點及適應范圍的影響
在本網“常用五大無損檢測方法特點比較表”中,列出了常用五大無損檢測方法的使用范圍、檢測靈敏度及主要優、缺點等。在具體制定檢測方案時,就要根據所檢容器的特點及各種檢測方法的特點,進行配套選用。
例如,檢測內部缺陷選用射線探傷、超聲波探傷;
檢測表面缺陷選用磁粉探傷、滲透探傷和渦流探傷;
檢測氣孔、夾渣一類體積狀缺陷,可先選用射線探傷;
檢測內部裂紋一類線狀缺陷,主要先選用超聲波探傷。由于超聲波探傷中,上、下表面盲區的影響,對于壁厚10毫米以下的容器檢測判傷難度較大,所以對于薄壁容器和中、低壓管線的檢測,以X射線探傷為主;只有在容器內件無法抽出,又無法從內壁貼片時,才選用超聲波探傷,進行參考性的檢驗。
若要檢測鐵磁性材料的表面及近表面缺陷,以選用磁粉探傷為佳,因為磁粉探傷較滲透探傷靈敏度高,而且檢測速度快;對于非鐵磁性材料表面缺陷的檢測,選用滲透探傷是對的;
對于大型容器的小局部的表面探傷,且靈敏度要求一般,亦可選用滲透探傷。
除了根據以上特點進行選用外,還應采用多種探傷方法進行綜合探傷,以補充相互間的不足,達到較全面的檢測目的。
②容器工作參數、壓力、溫度、結構對檢測方案的影響
容器的工作參數:溫度、壓力、介質和材質,這些因素都將影響到缺陷的產生和擴展,在制定檢測方案時都要作具體的分析研究,分別予以對待。
不同壓力容器,低壓、中壓、高壓、超高壓,危險性和可能產生缺陷的機率不同,應分別對待;
不同溫度的容器,常溫容器、低溫容器、高溫容器,可能產生的缺陷不同,低溫容器要注重發現有無冷脆裂紋,高溫容器則要注意是否產生蠕變、脫碳及球化等缺陷;不同介質的容器、易燃易爆介質、有毒介質和腐蝕介質,除注意致密性檢查外,要特別注意腐蝕性缺陷,尤其是應力腐蝕裂紋的產生;
不同材料的容器,碳素鋼、不銹鋼、普通低合金鋼、高強度鋼、低溫鋼、耐熱鋼、容器用鋼和非容器用鋼等,它們的性能不同,使用的溫度、壓力、介質也不同,結合工作條件分析可能產生的缺陷,有針對性地檢查。
③容器和結構形狀,容器的安裝位置的影響
不同結構形式的容器,所需采用的檢測方法不同,要有針對性地分析,采取有效的方法。
焊接容器主要是檢查焊接接頭區的缺陷;
鍛造容器主要檢查鍛造殼體的鍛造內部裂紋、表面裂紋和折疊等;
單層容器和多層容器、復合層容器、襯里形容器;
有內件的容器和沒有內件的容器;
球形容器和筒形容器;
法蘭連接容器和固定管板式連接不可能拆卸的容器;
有人孔可以進入內部檢測的,和只能從外部進行檢測的容器等等。
所有這些在制定檢測方案時都要予以考慮的,做到切實可行,準確有效。
本網中“在用石油化工設備定期監測方案”試就有關因素的條件下,檢驗方法及檢測部位作些探討,供制定檢測方案時的參考。
制定檢測方案時,還應當考慮容器安裝地點所處的空間位置,如離建筑物、構筑物的距離、設備之間的距離,是否影響檢測手段的實施。又例如,高大的容器,要對內、外焊縫及容器壁進行檢測,則需要事先搭好架子或做好滑梯、吊框等。
急?。?!壓力容器常用的檢測方法及應用
壓力容器的檢測分有損檢測和無損檢測和密封性檢驗
一、有損檢測的方法
現代有損檢測的定義是:對材料進行破壞性試驗,以物理或化學方法為手段,借助先進的技術和設備器材,對試件的內部及表面的結構,性質,狀態進行檢查和測試的方法。
(一)機械性能試驗
它包括拉伸、彎曲、沖擊、硬度等內容。
由于以上檢驗需要將材料(或試件)在精密的實驗儀器上做相應的檢驗,因此,它可以直觀 、準確的檢測出材料和容器制造中的焊接接頭的內部及表面的結構,性能,因此,廣泛應用于壓力容器的材料、制造等領域。
(二 )其他性能試驗
它包括金相、腐蝕、化學成分等內容。
借助金相儀、化學腐蝕、化學分析儀等,對材料和試件進行鋼材組織檢測,是壓力容器不可或缺的一項檢驗手段。
二、無損檢測方法
現代無損檢測的定義是:在不損壞試件的前提下,以物理或化學方法為手段,借助先進的技術和設備器材,對試件的內部及表面的結構,性質,狀態進行檢查和測試的方法。
(一)射線檢測
射線檢測技術一般用于檢測焊縫和鑄件中存在的氣孔、密集氣孔、夾渣和未融合、未焊透等缺陷。另外,對于人體不能進入的壓力容器以及不能采用超聲檢測的多層包扎壓力容器和球形壓力容器多采用Ir或Se等同位素進行γ射線照相。但射線檢測不適用于鍛件、管材、棒材的檢測。
射線檢測方法可獲得缺陷的直觀圖像,對長度、寬度尺寸的定量也比較準確,檢測結果有直觀紀錄,可以長期保存。但該方法對體積型缺陷(氣孔、夾渣)檢出率高,對體積型缺陷(如裂紋未熔合類),如果照相角度不適當,容易漏檢。另外該方法不適宜較厚的工件,且檢測成本高、速度慢,同時對人體有害,需做特殊防護。
(二)超聲波檢測
超聲檢測(Ultrasonic Testing,UT)是利用超聲波在介質中傳播時產生衰減,遇到界面產生反射的性質來檢測缺陷的無損檢測方法。
超聲檢測既可用于檢測焊縫內部埋藏缺陷和焊縫內表面裂紋,還用于壓力容器鍛件和高壓螺栓可能出現裂紋的檢測。
該方法具有靈敏度高、指向性好、穿透力強、檢測速度快成本低等優點,且超聲波探傷儀體積小、重量輕,便于攜帶和操作,對人體沒有危害。但該方法無法檢測表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷,此外,該方法對缺陷的定性、定量表征不準確。
(三)磁粉檢測
磁粉檢測(Magnetic Testing,MT)是基于缺陷處漏磁場與磁粉相互作用而顯示鐵磁性材料表面和近表面缺陷的無損檢測方法。
在以鐵磁性材料為主的壓力容器原材料驗收、制造安裝過程質量控制與產品質量驗收以及使用中的定期檢驗與缺陷維修監測等及格階段,磁粉檢測技術用于檢測鐵磁性材料表面及近表面裂紋、折疊、夾層、夾渣等方面均得到廣泛的應用。
磁粉檢測的優點在于檢測成本低、速度快,檢測靈敏度高。缺點在于只適用于鐵磁性材料,工件的形狀和尺寸有時對探傷有影響。
(四)滲透檢測
滲透檢測(PenetrantTest,PT)是基于毛細管現象揭示非多孔性固體材料表面開口缺陷,其方法是將液體滲透液滲入工件表面開口缺陷中,用去除劑清除多余滲透液后,用顯像劑表示出缺陷。
滲透檢測可有效用于除疏松多孔性材料外的任何種類的材料,如鋼鐵材料、有色金屬材料、陶瓷材料和塑料等材料的表面開口缺陷。隨著滲透檢測方法在壓力容器檢測中的廣泛應用,必須合理選擇滲透劑及檢測工藝、標準試塊及受檢壓力容器實際缺陷試塊,使用可行的滲透檢測方法標準等來提高滲透檢測的可靠性。
該方法操作簡單成本低,缺陷顯示直觀,檢測靈敏度高,可檢測的材料和缺陷范圍廣,對形狀復雜的部件一次操作就可大致做到全面檢測。但只能檢測出材料的表面開口缺陷且不適用于多孔性材料的檢驗,對工件和環境有污染。滲透檢測方法在檢測表面微細裂紋時往往比射線檢測靈敏度高,還可用于磁粉檢測無法應用到的部位。
(五)聲發射檢測
聲發射(Acoustic Emission,AE)是指材料或結構受外力或內力作用產生變形或斷裂,以彈性波形式釋放出應變能的現象。而彈性波可以反映出材料的一些性質。聲發射檢測就是通過探測受力時材料內部發出的應力波判斷容器內部結構損傷程度的一種新的無損檢測方法。
壓力容器在高溫高壓下由于材料疲勞、腐蝕等產生裂紋。在裂紋形成、擴展直至開裂過程中會發射出能量大小不同的聲發射信號,根據聲發射信號的大小可判斷是否有裂紋產生、及裂紋的擴展程度。
聲發射與X射線、超聲波等常規檢測方法的主要區別在于它是一種動態無損檢測方法。聲發射信號是在外部條件作用下產生的,對缺陷的變化極為敏感,可以檢測到微米數量級的顯微裂紋產生、擴展的有關信息,檢測靈敏度很高。此外,因為絕大多數材料都具有聲發射特征,所以聲發射檢測不受材料限制,可以長期連續地監視缺陷的安全性和超限報警。
(六)磁記憶檢測
磁記憶(Metal magnetic memory, MMM)檢測方法就是通過測量構件磁化狀態來推斷其應力集中區的一種無損檢測方法,其本質為漏磁檢測方法。
壓力容器在運行過程中受介質、壓力和溫度等因素的影響,易在應力集中較嚴重的部位產生應力腐蝕開裂、疲勞開裂和誘發裂紋,在高溫設備上還容易產生蠕變損傷。磁記憶檢測方法用于發現壓力容器存在的高應力集中部位,它采用磁記憶檢測儀對壓力容器焊縫進行快速掃查,從而發現焊縫上存在的應力峰值部位,然后對這些部位進行表面磁粉檢測、內部超聲檢測、硬度測試或金相組織分析,以發現可能存在的表面裂紋、內部裂紋或材料微觀損傷。
磁記憶檢測方法不要求對被檢測對象表面做專門的準備,不要求專門的磁化裝置,具有較高的靈敏度。金屬磁記憶方法能夠區分出彈性變形區和塑性變形區,能夠確定金屬層滑動面位置和產生疲勞裂紋的區域,能顯示出裂紋在金屬組織中的走向,確定裂紋是否繼續發展。是繼聲發射后第二次利用結構自身發射信息進行檢測的方法,除早期發現已發展的缺陷外,還能提供被檢測對象實際應力---變形狀況的信息,并找出應力集中區形成的原因。但此方法目前不能單獨作為缺陷定性的無損檢測方法,在實際應用中,必須輔助以其他的無損檢測方法。
三. 密封性檢驗
水壓試驗和氣壓實驗
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