ASMEⅧ-1、Ⅷ-2介绍.ppt

ASME -1、-2介绍 （和设计有关的内容）,湖南百利 吴朝,ASME规范体系,是美国机械工程师学会(ASME)的行业标准，只有在地方政府的安全监察部门以法律形式认可情况下才能成为法定控制产品质量的技术法规，未提及容器分类 是包括各种材料、制造方法、容器类型的标准，材料、设计、制造、无损检测、焊接工艺等都可由各卷ASME规范解决(封闭式规范) 三年一版，一年一个增补，每年二次条款解释，规范案例,GB 150的体系 含GB 151，JB 4732等,以压力容器安全技术监察规程为框架的具体执行标(现改为简单压力容器安全技术监察规程、固定式容器安全技术监察规程) ，按容器的潛在危险程度分为三类 还涉及一系列其它标准:GB 151，JB 4732，GB 16749，JB/T 4710，JB/T 4731，JB/T 4735和铝制、钛制、铜制、镍和镍合金制容器等，并和钢制压力容器焊接工艺评定、钢制压力容器焊接规程、承压设备无损检测等标准配套使用 不定期出版和修改(GB 150已在修改),ASME规范的适用范围,ASME -1适用于所设计容器的内压或外压超过100kPa，内压力不超过20MPa的固定式压力容器，但符合规范相应要求的任何压力容器，可以打U钢印 ASME -2也适用于固定式压力容器，其規则没有規定的压力范围，但并不包括所有的结构型式。对极高的压力，可能需要作出某些补充，容器仍能满足规范一切要求后，可以打规范钢印 ASME -3适用于通常超过70MPa的金属固定式压力容器。但既不旨在規定-1或-2的压力上限，也不旨在規定-3的压力下限 各册都适用于疲劳分析容器，都未涉及达到蠕变温度的容器,GB 150等的适用范围,GB 150适用于设计压力为0.1MPa35MPa、真空度不低于0.02MPa的非直接火钢制固定式压力容器，不适用于要求作疲劳分析的容器 JB 4732适用于设计压力为0.1MPa100MPa、真空度不低于0.02MPa的非直接火钢制固定式压力容器，且明确为按分析设计标准 GB 151适用于公称压力不大于35MPa、公称直径不大于2600mm，且公称压力和公称直径的乘积不大于10000MPamm的钢制管壳式換热器 都未涉及温度达到蠕变范围的容器,设计参数和有关的问题 安全系数,-1 nT=3.5 ny=1.5 -2 nT=2.4 ny=1.5 GB 150 nb=3.0 ns=1.6 (将改为nb=2.7 ns=1.5 ) JB 4732 nb=2.6 ns=1.5 (将改为 nb=2.4 ns=1.5),开孔及其补强设计 (1),开孔接管所引起的问题 受载截面积的削弱，是指承受最大主应力方向的截面 开孔应力集中，其高应力区和孔径d成正比 接管所致附加边缘应力，在元件上和 成正比，在接管上的高应力区和 成正比 开孔补强的设计准则，主要原理及其相互关系 等面积法 压力面积法 压力面积应力法 弹-塑性失效法,开孔及其补强设计 (2), 对开孔形状和尺寸的限制 UG-36，一般d/D限于1/2-1/3，椭圆或长圆形孔其长短径比为2 不需补强（包括补强计算和措施）的开孔尺寸，原理分析 应力校正系数 原理分析，开孔直径 UG-37(a)，附录L-7.7,ASME不需要补强,对于压力不急剧波动的容器上的开孔，下列情况不需要补强 1.用焊接、钎焊和翻边的连接件，满足相应的规则，其开孔不大于： 1）89mm直径，在最小需要厚度为10mm或更小的容器的壳体或封头。 2） 60mm直径，在最小需要厚度为10mm以上的容器的壳体或封头。 2.螺纹、螺栓或胀接的连接件，其在壳体或封头上切出的开孔不大于60mm直径。,老师的解释,开孔小应力集中系数不很大，壳体厚度越大说明壳体的厚度与接管的厚度差越大。 接管有厚度等级。,开孔及其补强设计 (3),孔边的应力集中,各种孔在球壳和圆筒上的布置,开孔及其补强设计 (4),应力校正系数F,周向斜开孔分析(09A略有修改),开孔及其补强设计 (5),开孔及其补强设计 (6) 大开孔补强的压力面积法,开孔及其补强设计 (7) 大开孔补强的压力面积法,附录1-7的公式 和压力面积法的公式等同,开孔及其补强设计 (8), 接管颈部的厚度（UG-45）除考虑强度外，还考虑接管和壳体厚度的协调 补强件的强度及焊缝校核途径（UG-41）对于非整体补强者（指接管和壳体用非全焊透连接，或带有补强板时），要对各途径的强度进行校核，即该途径上连接焊缝的强度应不小于能起补强材料的强度 接管与壳体间连接焊缝的要求 UW-15，UW-16，规范已列出了具体的结构和各部尺寸，对补强圈和非全焊透结构，要求校核填角焊缝的强度 09A增加了UG-37(h)关于采用分块式补强圈的规定,开孔及其补强设计 (9) GB 150的主要区别,(1)未引入应力校正系数F，对某些斜接管或多个开孔补强无法计算 (2)列入不另行补强的规定，对某些设计会引起问题 (3)未提及开孔是否可以通过焊缝、哪类焊缝、如通过应采取何种补偿措施 (4)未提及大开孔补强 (5)除引入附录J外，未提及角接接头的强度校核要求 (6)未提及邻近连接元件处接管颈的厚度要求 (7)规定:在成型封头过渡部分开孔时，孔的中心线宜垂直于封头表面,冲击试验,ASME引入了调整系数 GB150允许小试样,分析设计方法的由来 及其总体思想,压力容器规范的发展（由最早的计算爆破压力，陆续引入其它失效，直到引起分析设计) 压力容器元件设计的应力计算方法(主要是板壳理论，少量是材料力学和弹性力学，有限元) 失效模式和失效准则 ASME -2，建造规则和建造另一规则，按规则设计和按分析设计 各国标准都接受应力分类及其评定的思想，JB 4732，CODAP，BS 5500，AD，JIS，EN 13445，新版ASME -2 -3(09A),应力分类及其限制条件 (1),是主要地建立在(薄)板壳理论计算所得应力基础上的分类(原-2的公式在2007版全部删除) 应力分类的出发点： (a) 产生应力的载荷原因机械(均布，集中)，温差 (b) 导出应力的方法(外载和内力的平衡，变形协调) (c) 应力存在的范围(容器总体，局部) (d) 应力性质(沿厚度均匀分布，线性分布，非线性分布分量),应力分类及其限制条件 (2),应力分类： 一次应力，特征：不具自限性 (1) 总体一次薄膜应力Pm，不会由于屈服而引起载荷(应力)的再分布 (2) 局部一次薄膜应力PL(是特殊类别，不以有无自限性界定，仅以“局部”和“薄 膜”界定) (3) 一次弯曲应力Pb,应力分类及其限制条件 (3), 二次应力Q，特征：具有自限性，可以是薄膜、弯曲，局部屈服和小量变形可以使引起这种应力的条件消失，一次性施加这种载荷是不会导致失效的 峰值应力F，特征：不会引起任何显著的变形，之所以对强度有害仅因为是一种可能导致疲劳裂纹或脆性断裂的原因。(未提及沿厚度的分布，但在分类表中，则提及可以是薄膜、弯曲、非线性)(也未提及有无自限性),由板壳理论求解不连续问题,按无力矩理论引起的脱节,为连续而加上力矩和剪力,最终结果,边缘力矩和边缘剪力,由边缘剪力和力矩引起的边缘应力,具有自限性和衰减性,边缘应力的自限性分析,一次(薄膜弯曲)应力 的极限分析,由矩形截面梁受拉伸和弯曲导出,二次应力(有自限性) 的安定性分析,设为理想弹-塑性材料,应力分类及其限制条件,应力分类及其限制条件 PmSm PL1.5Sm P