在压力元件中,圆柱形筒体、球罐(或球形头)、椭圆形头、碟形头、球冠头、锥形头和膨胀节对应的壳体分别是圆柱形壳体、球壳、椭圆形壳体、球冠+环形壳体、球冠、锥壳和环形板+环形壳体。平盖(或平头)、环形板、法兰、管板等受压元件分别对应于圆形板、环形板(外半径与内半径之差大于10倍的板厚)、环(外半径与内半径之差小于10倍的板厚)和弹性基础圆形板。
以上7种壳体和4种板材可组合成各种压力容器结构形式,加上密封元件、支架、安全附件等,形成一个完整的压力容器。
压力容器的失效是损伤积累到一定程度,容器的强度、刚度或功能不能满足使用要求的状态。那么损伤是怎么产生的呢?其实损伤是一个过程,容器在外部机械力、介质环境、热作用等单独或共同作用下,材料性能下降、结构不连续或承载能力下降,这便是损伤。发生损伤后不一定失效,而发生失效则一定存在损伤。
失效模式是压力容器的设计基础,设计方法(准则)要针对失效模式,压力容器设计的一步就应该是确定容器有可能发生的失效模式;对于第III类压力容器,设计时还要求出具包括主要失效模式、风险控制等内容的风险评估报告。另外对压力容器检验结果的评价,也是建立在失效模式的基础上。
压力容器的无损检测法
在现有的加工制造技术中,云顶国际将利用声、光、磁和电等特性,在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下,检测其是否存在缺陷,并给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息,由此,进行判定被检对象的技术状态,即是否合格、剩余寿命等的技术工作称为压力容器的无损检测法。
常用的压力容器的无损检测法包括:漏磁场检测、射线检测、超声检测等。
漏磁场检测原理:铁磁性材料在磁化后内部产生很强的磁感应强度,磁力线密度增加几百倍到几千倍,如果材料中存在不连续(主要包括缺陷造成的不连续性和结构、形状、材质等原因造成的不连续性),磁力线会发生畸变,部分磁力线就有可能溢出材料表面,从空间穿过,形成漏磁场,漏磁场的局部磁能够吸引铁磁物质。
射线检测:众所周知,X射线和γ射线具有很强的穿透能力,照在物体上时,仅仅会有一部分能量被物体吸收掉,大部分可以透过物体,该测试正是利用这一特性,即到达胶片上射线的量的差异,形成黑白不同的影像。密度高的地方,射线被吸收的多,照片上呈白影。反之,密度低的地方,射线被吸收的少,照片上呈黑影。通常X射线检测厚度较小的压力容器,用γ射线检测人体不能进入的多层包扎的压力容器和球形的压力容器。
超声检测:在不连续缺陷的尖部产生波形的转换,当它转换后产生衍射波,这个衍射波覆盖了较大的角度范围,那么衍射波就会检测出所存在的缺陷,记录信号的飞越时间就可以测量出缺陷的高度,那么就可以对缺陷就行定量,缺陷尺寸通常是被定义为衍射信号的飞越时间差,信号波幅与缺陷定量没关系。