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1、1.压力容器失效定义压力容器在规定的使用环境和时间内，因尺寸、形 状或者材料性能变化而危及安全或者丧失正常功能的现 象，称为压力容器失效。尽管压力容器失效的原因多种多样，失效的最终表 现形式均为过度变形、断裂和泄漏。2.压力容器失效的分类压力容器失效大致可分为强度失效、刚度失效、失 稳失效和泄漏失效四大类。压力容器失效a强度失效 因材料屈服或断裂引起的压力容器失效，称为强度 失效，包括韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、蠕变断裂 、腐蚀断裂等。在常温、静载作用下，屈服和断裂是压力容器强度 失效的两种主要形式。b刚度失效 由于压力容器的变形大到足以影响其正常工作而引 起的失效，称为刚度失效。例如，露天
2、立置的塔在风载 荷等的作用下，若发生过大的弯曲变形，由于塔盘的倾 斜会影响塔的正常工作。压力容器失效c失稳失效 在压应力作用下，压力容器突然失去其原有的规 则几何形状引起的失效称为失稳失效。容器弹性失稳 的一个重要特征是弹性挠度与载荷不成比例，且临界 压力与材料的强度无关，主要取决于容器的尺寸和材 料的弹性性质。但当容器中的应力水平超过材料的屈 服点而发生非弹性失稳时，临界压力还与材料的强度 有关。d泄漏失效 由于泄漏而引起的失效，称为泄漏失效。泄漏不 仅有可能引起中毒、燃烧和爆炸等事故，而且会造成 环境污染。设计压力容器时，应重视各可拆式接头和 不同压力腔之间连接接头（如换热管和管板的连接）
3、 的密封性能。 需要指出，在多种因素作用下，压力容 器有可能同时发生多种形式的失效，即交互 失效，如腐蚀介质和交变应力同时作用时引 发的腐蚀疲劳、高温和交变应力同时作用时 引发的蠕变疲劳等。压力容器失效失效判据与设计准则a失效判据 应力、应变或与它们相关的量可以用来衡量压力 容器受力和变形的程度。压力容器之所以按某种方式 失效，是因为应力、应变或与它们相关的量中的某个 量过大或过小。按照这种假说，无论是简单或复杂的 应力状态，只要这个量达到某一数值，压力容器就失 效。这个数值可用简单的实验测量，如拉伸试验中测 得的屈服点和抗拉强度等。将力学分析结果与简单实 验测量结果相比较，就可判别压力容器是
4、否会失效。 这种判据，称为失效判据。失效判据是否正确，适用于什么场合，必须由实践来 检验。经常是适用于某种场合的失效判据，并不适用于另 一场合。而且，现有的失效判据还不能预测一些特殊的失 效。这方面，仍有待于进一步发展。b设计准则失效判据一般不能直接用于压力容器的设计计算。这 是因为压力容器存在许多不确定因素，如材料性能的不稳 定、计算模型所引起的不确定性、制造水平的高低、检验 的手段等。为有效地利用现有材料的强度或刚度，工程上 在考虑上述不确定因素时，较为常用的方法是引入安全系 数，得到与失效判据相对应的设计准则。压力容器设计准则大致可分为强度失效设计准则、 刚度失效设计准则、失稳失效设计准
5、则和泄漏失效设计 准则。对于不同的设计准则，安全系数的含义并不相同 。压力容器设计时，应先确定容器最有可能发生的失 效形式，选择合适的失效判据和设计准则，确定适用的 设计规范标准，再按规范标准要求进行设计和校核。压力容器设计准则大致可分为：1. 强度失效设计准则2. 刚度失效设计准则在载荷作用下，构件的弹性位移和（或）转角不得超过规定 的数值。 3. 失稳失效设计准则压力容器设计中，防止发生失稳。例如：仅受均布外压的圆 筒，外压力应当小于周向临界压力。 4. 泄漏失效设计准则容器发生的泄漏率（单位时间内通过泄漏通道的体积或质量 ）小于允许值。设计准则强度失效设计准则在常温、静载作用下，屈服和断
6、裂是压力容器强度失 效的两种主要形式。弹性失效设计准则：将容器总体部位的初始屈服视为失效 。塑性失效设计准则：以危险点的应力强度达到许用应力为 依据的。爆破失效设计准则：压力容器的韧性材料一般具有应变硬 化现象，爆破压力大于全屈服压力。弹塑性失效设计准则强度失效设计准则在常温、静载作用下，屈服和断裂是压力容器强度失 效的两种主要形式。弹塑性失效设计准则：安定性准则，疲劳失效设计准则：压力容器疲劳一般属于低周疲劳，低周疲劳 时，每次循环中材料都将产生一定的塑性应变。低周疲劳设计曲线可 以确定许用循环次数。设计准则要求循环次数不小于容器所需的循环 次数。蠕变失效设计准则：将应力限制在由蠕变极限和持久强度确定的 许用应力以内，防止容器在使用寿命内发生蠕变失效。脆性断裂失效设计准则：强度失效设计准则在常温、静载作用下，屈服和断裂是压力 容器强度失效的两种主要形式。弹性失效设计准则塑性失效设计准则爆破失效设计准则弹塑性失效设计准则疲劳失效设计准则蠕变失效设计准则脆性断裂失效设计准则
