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角变形对圆筒形压力容器纵焊缝的影响

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【作者】 A.Sys李泽震

【机构】 一机部通用所

【摘要】 在第一届国际压力容器技术会议上所提出的关于焊接缺陷的报告中,曾经证明,压力容器主焊缝的几何偏差较某些内部缺陷危害更大。为了评定角变形对圆筒形压力容器纵焊缝的影响,在Ghent大学由CRIF(金属制造工业科学技术研究中心)承担了试验及理论研究工作。共完成6个压力容器模型试验,试验容器的直径约为595mm,壁厚10mm,长1500mm,系采用D52Nb钢板按比利时NBN 629标准制成。各台容器从纵焊缝中心测量平直段长度为30~50mm,所有模拟容器从圆筒到平直段的过渡曲率半径为60mm,焊缝附近两个平直段表面之间的角度有的大于、有的小于180°,为的是造成有的试验角变形是正值,有的是负值。在纵焊缝附近的内外表面布有电阻应变片。于静压试验到6 N/mm~2压力前的各个不同压力下测量出应变值,以求得相应的应力值,其中两个试验容器完成了往复内压下疲劳试验,为的是评定纵焊缝附近峰值应力的影响。理论研究工作采用了卡氏定理(Castigliano’s therorem),以求得应力集中系数及用角不连续度表示的几何参数之间的关系。经过一定证明简化,理论表达式变换成用数值表示的实用表。实验结果及理论值对比表明两者甚为符合。把附加应力看作为一次弯曲应力,再用ASME验收标准可给出求圆筒形压力容器纵向接头角变形允许值的方法。

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