壓力容器爆破實驗課件

壓力容器爆破實驗壓力容器爆破實驗1壓力容器整體實驗液壓實驗氣密性實驗爆破實驗失穩(wěn)實驗檢驗容器整體質量壓力容器液壓實驗氣密性實驗爆破實驗失穩(wěn)實驗檢驗容器整體質量2考核材料的力學性能檢驗容器結構設計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驗的目的考核材料的力學性能檢驗容器結構設計的合理性和可靠性考核容器安3一、壓力容器爆破實驗的特點模擬試件的爆破實際產品的爆破特點1、破壞性實驗，實驗耗費高。2、具有一定的危險性。一、壓力容器爆破實驗的特點模擬試件的爆破實際產品的爆破特點14二、爆破實驗的基本原理脆性爆破曲線塑性爆破曲線二、爆破實驗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變硬化階段爆破階段彈性階段彈塑性階段應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壓力容器爆破實驗ppt課件9爆破失效設計準則

以容器爆破作為失效狀態(tài)，以爆破壓力作為設計基準，適當考慮安全系數(shù)進行壓力容器的設計。爆破失效設計準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經驗爆破壓力計算式：

（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—計量管；6—高壓泵；7—卸壓閥三、爆破實驗裝置1234567圖3-1壓力容器模擬試件爆破裝置圖1—排氣閥12壓力容器爆破實驗ppt課件13南京工業(yè)大學爆破實驗臺南京工業(yè)大學爆破實驗臺14四、爆破實驗程序——實驗前的準備1、用理論公式計算爆破壓力Pb，并選擇合適的試壓泵（電動往復式柱塞泵）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：量程為實驗壓力的1.5~3倍，精度不低于1.5級。2、對容器外表面進行外觀檢查，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，算出容器的實際容積（或用稱量法）。四、爆破實驗程序——實驗前的準備1、用理論公式計算爆破壓力P15四、爆破實驗程序——實驗過程1、按要求連接實驗裝置。2、容器和管路內氣體的排除。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，同時準確記錄每次加入的水量和對應的壓力，特別是加壓至預計整體屈服壓力和爆破壓力時，注意加水量和對應壓力的數(shù)據(jù)讀取要同步。4、系統(tǒng)卸載，關閉電機和測量儀器。5、保護斷口，并及時進行爆破斷口分析。四、爆破實驗程序——實驗過程1、按要求連接實驗裝置。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——斷口特征三要素斷口形貌五、爆破斷口分析——斷口特征三要素18五、爆破斷口分析五、爆破斷口分析19六、爆破實驗結果評定六、爆破實驗結果評定20爆破壓力評定1、爆破壓力和屈服壓力的比值，應與強度極限和屈服極限的比值相接近。即：2、爆破壓力應不低于以下公式求得的計算值。即：Pb----實測爆破壓力PS----實測屈服壓力爆破壓力評定1、爆破壓力和屈服壓力的比值，應與強度極限和屈服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驗爆破壓力不低于容器設計壓力的三倍安全裕度要求容器的實驗爆破壓力不低23爆破斷口1、斷口應發(fā)生在筒體正常部位，并具有韌性斷裂特征，即斷口上應有明顯的剪切唇。2、若容器破裂時產生碎片，或爆破口發(fā)生在封頭上、縱焊縫、環(huán)焊縫及其熔合線上，則實驗為不合格。爆破斷口1、斷口應發(fā)生在筒體正常部位，并具有韌性2、若容器破24實驗報告要求1．實驗數(shù)據(jù)記錄、列表。2．根據(jù)爆破實驗過程記錄的數(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算值進行比較。4．計算體積膨脹率。5．觀察爆破斷口形貌，并初步作出宏觀分析。6．對容器爆破實驗結果進行分析評定。7．分析實測時產生誤差的原因。實驗報告要求1．實驗數(shù)據(jù)記錄、列表。2．根據(jù)爆破實驗過程記錄25實驗報告實驗報告262227壓力容器爆破實驗ppt課件28實驗指導書實驗二

壓力容器爆破實驗一、目的要求1．掌握壓力容器整體爆破實驗的要點、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算值進行比較。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．對容器爆破實驗結果進行分析評定。

二、實驗裝置1．實驗裝置：如圖3-1所示。2．由于容器爆破時具有一定的危險性，所以壓力容器整體爆破實驗裝置必須安全可靠，要有防護措施。要求裝置對加水量能進行控制并能準確計量。壓力表精度要求不低于1.5級。實驗指導書實驗二壓力容器爆破實驗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、實驗原理和實驗內容1．實驗原理壓力容器爆破實驗是壓力容器研究、設計、制造中的一種直觀性很強的綜合實驗方法。通過爆破實驗可以考核結構材料的各項機械性能、結構設計的合理性、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，會經歷從彈性變形到塑性變形直至爆破的過程。在已知材料機械性能（屈服極限和強度極限）的條件下，壓力容器在爆破過程中的屈服壓力和爆破壓力，可以應用不同失效準則的理論公式進行估算，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，；——容器材料的強度極限，；K——容器外徑與內徑之比。

三、實驗原理和實驗內容312．實驗內容采用鋼制模擬試件或采用小型的工業(yè)產品（壓力容器），如氣瓶等作為試件進行爆破實驗，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—加水量關系曲線，觀察爆破斷口并進行宏觀分析。

四、實驗操作步驟1．實驗前應對容器的內外表面進行宏觀檢杏，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）。同時，還要計算出容器的實際容積。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，這樣反復進行數(shù)次，利用壓力把容器內和管路系統(tǒng)內殘余的氣體排盡，排盡氣體后，再從零壓開始，逐級升壓，并同時準確記錄每次加入的水量和對應的壓力。

2．實驗內容323．當加載至預計整體屈服壓力時，此時必須注意要同步。這時要讀取準確的數(shù)據(jù)可以用加水量來控制，即當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，此階段內壓力上升的變化不大。4．繼續(xù)定量加水，當容器過了整體屈服階段后，壓力又開始明顯上升，此時表明容器已進入材料強化階段。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。在此過程中注意準確讀取加水量和對應壓力的數(shù)據(jù)。5．測量結束后，系統(tǒng)卸載，并關閉電動機及其它測量儀器。

五、實驗注意事項1．必須提供試件材料的機械性能，并估算試件的整體屈服壓力與爆破壓力。2．必須在容器上設置排氣孔，設法排盡試件內和管路系統(tǒng)內的氣體。

3．當加載至預計整體屈服壓力時，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，并準確記錄壓力和對應的加水（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．容器爆破后應保護好斷口，以利分析。要求對斷裂面采取防銹保護，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，計算體積膨脹率，注意破裂位置形狀與斷口形貌。7．爆破實驗有一定的危險性，所以爆破現(xiàn)場必須有安全防護措施，以保證人身、設備的安全。六、預習要求1．實驗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．熟悉實驗原理、實驗裝置的結構和布置。3．按實驗要求制定實驗方案。4．估計實驗中可能出現(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，并準確記錄壓34七、實驗報告要求1．實驗數(shù)據(jù)記錄、列表。2．根據(jù)爆破實驗過程記錄的數(shù)據(jù)（壓力和加水量的對應數(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算值進行比較；4．計算體積膨脹率，體積膨脹率是容器塑性指標好壞的體現(xiàn)，一般規(guī)定應大于10％為合格。5．觀察爆破斷口形貌，并初步作出宏觀分析；6．對容器爆破實驗結果進行分析評定；7．分析實測時產生誤差的原因。

七、實驗報告要求35測驗題1、簡述電阻應變片的結構和電阻應變法測量應變的基本原理。2、應變花主