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第卷第生期压力一容器
一一一一一

当代压力容器疲劳设计规范评述

华东化工学院化工机械研究所李培宁

年代以来,世界各国对压力容器的疚劳破坏十分重视,纷纷编制疲劳设计规范,

。
获得许多新的进展本文对国际上的这些动态进行评述,简要介绍了英国最近顽布的容

。
器疲劳分析的另一种方法

疲劳破坏是压力容器常见的失效形式之及,取二者中的较低值作为其设计疲劳曲

、、。
一。压力容器的开停工压力或外载的波动线曲线的循环次数为至工。”次,计有奥氏

、
介质温度的升降都会造成压力容器的疲劳损体不锈钢的设计疲劳曲线一条碳素钢低合

,。
伤疲夯损伤的积累可能导致容器的破坏疲金钢及高强钢用的两条,分别适用于抗拉强度
劳破坏前容器并没有鼓胀等可见变形的预警信簇及二的情况,在

。
号,如果不能满足先漏后爆的条件,疲劳失效叮二!∀之间的用内插法此外还给

。
的突然发生往往带来灾难性的后果随着压力出用于。一主的设计疲劳曲线叁条和用
容器日益大型化,更多地采用高强度低合金于“。的高强度材料制螺栓用的设计

,,。
钢制造过程中更易产生裂纹等缺陷设计应疲劳曲线两条设计时结构的应力强度计算用
力水平日益提高,都会增加疲劳破坏的可能弹性分析,对焊缝等局部不连续性采用疲劳强
性,因而压力容器的疲劳问题引起了世界各国度减弱系数,利用设计疲劳曲线和线性积累损

,。
的普遍重视编制疲劳设计规范以防止疲劳失伤原理,进行疲劳分析这一方法在国际上有重

。
效事故的发生八十年代以来疲劳分析技术有大影响,沿用至今,现在国际贸易大多以

,,。、、
了很大发展出现了一些新的设计规范是国规范为标准加拿大瑞士比利时等国明确

。
际压力容器设计技术研究的热点之一规定压力容器疲劳设计可直接采用规

各国现行压力容器疲劳设计规范的简介范,有的国家虽然有自己的压力容器疲劳设计
和比较规范,如日本有引盛〕,澳大利亚有

、
世界上很多国家都已制订了压力容器疲劳瑞典有坛。盯,但实际内

。。
设计规则最早出现的是在!年美国机械工容和的基本一样〔“」我国压力容器标
程师学会锅炉及压力容器规范第准化委员会正在编制的压力容器分析设计规范

一仁‘。
皿卷核动力装置部件简称盟〕的疲劳分析章也基本上是规范的内容
中及年版的第顶卷压力容器第二册另一规多年来的使用经验说明,的疲劳设计

一一夕。
程简称现仁“〕中其设计方法是规则是安全可靠的美国一些单位用实物容器

。
以的研究成果为基础的用多个母材疲劳试验所获得的结果证明仁““〕,只要计算
制光滑小试件,在恒应变控制单轴向对称循环的峰值应力的位置和大小正确,规范具有足够

。
条件下进行疲劳试验,测得该材料疲劳失效的大的安全裕度有人将规范和其它各种
平均寿命曲线。然后考虑缺口可能出现的平均焊接钢结构规范进行比较得出的结论是,

。〕。
应力的最大值,按己二关系考虑平均应规范是最保守的‘规范委员会

。‘。〕
力对材料疲劳失效寿命曲线的影响进行修正疲劳设计组也承认〔,规范的疲劳
再按虚拟应力幅和循环次数分别取安全系数为设计规则在很多方面都是过份保守了,并正为
压力容器蛇年月

。,
改善其规则进行研究从我国实际技术水平和注意图的纵座标为应力范围△,等于乘应力

。
管理水平出发,保证容器的质量,基本上套用幅焊接接头的设计时应考虑疲劳强度减弱系

。,
规范是正确的数规定带垫板的全焊透对接焊接头

英国压力容器规范〔’‘〕附录疲疲劳强度减弱系数不小于填角焊缝疲劳强度

,
劳分析虽然从方法上与方法相似,但有减弱系数不小于而规定对接焊和填

。。
一些显著的区别的设计疲劳曲线是角焊都采用的疲劳强度减弱系数,显然这些

,
用对接焊接头经机械加工磨光制成光滑小试疲劳强度减弱系数的规定是极为粗糙的但对

。
件,在应变控制对称循环疲劳试验下取得的,疲劳设计的结果却会造成很大的影响图给出

。
而不是用母材制试件由于焊缝金属中不可避了不同规范在不同焊缝情况下考虑了疲劳强度

。
免地存在微观缺陷,故而试验所获得减弱系数后的比较它是将图中原设计曲线

。
的材料疲劳失效寿命曲线要比的为低上的应力范围除以相应的疲劳强度减弱系数后

从绝大多数压力容器都是焊接容器,失效一般得到的允许膜应力范围△表示的△、曲

。
也总是从焊缝处开始的事实考虑,似乎是