Para recipientes químicos que trabalham acima da temperatura de deslizamento, a evidência de falha é diferente do recipiente de pressão geral, geralmente considerando duas formas de falha:

O primeiro é a deformação excessiva devido ao deslizamento, o que resulta na falha do componente, para isso, a quantidade permitida de deformação deve ser definida no âmbito da vida útil do projeto;

O segundo tipo é devido ao efeito da tensão constante, o material atingiu a vida de ruptura de deslizamento e a fissura, o valor de resistência duradoura correspondente deve ser encontrado de acordo com a vida de projeto do recipiente e limitar a tensão de trabalho menor que a resistência duradoura.

(1) Projeto convencional de recipientes de pressão de alta temperatura

A ideia do design convencional é limitar a máxima tensão principal em partes importantes. Na nossa especificação nacional, para as duas formas de falha acima, o método de configuração da tensão permitida a altas temperaturas é especificado.

(1) Diretrizes de deformação De acordo com o limite de deformação após 100.000 h não superior a 1% (0,01), a taxa de deformação encontrada a partir dos dados de deslizamento é:

A tensão, chamada de resistência ao rastreamento do material, é denominada s10-7. A temperatura deve ser a mesma que a temperatura de funcionamento do recipiente.

Neste momento, a tensão permitida é:O fator de segurança nn = 1,0.

(2) Diretrizes de ruptura De acordo com a resistência duradoura de 100.000 h como referência, garantir que o material não se rompa após 5 h de trabalho. O número de substituição de resistência duradoura de lO5h é s105, então a tensão permitida é:

O fator de segurança nD é de 1,5 a 1,6. A permissão do projeto real deve procurar o menor valor de ambos.

Pode-se discutir que, para o recipiente de pressão e tubulação, a produção de uma pequena deformação não é muito obstáculo; Além disso, a deformação de l% parece ser um pouco restrita demais.

Portanto, as normas britânicas nos últimos anos eliminaram o design de acordo com as diretrizes de deformação. Em alguns países, a norma ainda não foi abolida, apenas por conservar as práticas tradicionais.

Os países do mundo reconheceram que, para recipientes de pressão de alta temperatura, o verdadeiro perigo é a ruptura de deslizamento.

Por outro lado, a vida útil projetada de 105 h não parece suficiente para alguns dispositivos importantes. Os equipamentos modernos de indústria química, petróleo, energia e outros tendem a ser em grande escala, tamanho cada vez maior, o custo do equipamento é alto e exige uma longa vida útil.

A indústria de caldeiras em muitos países definiu a vida útil projetada para 20 anos ou 2X105h, e as centrais nucleares tendem a ser mais altas. O problema com essa tendência é a falta de dados de rastreamento, porque fazer testes de rastreamento e duração é costoso e demorado, e a confiabilidade dos métodos de extração de dados sempre precisa de uma quantidade de dados em tempo real para ser verificada.

O acúmulo de dados de rastreamento requer uma ampla cooperação internacional, que está em andamento há vários anos.

(2) Ideias de design de análise de recipientes de pressão de alta temperatura

Especificação dos Estados Unidos ASME-1 é um projeto convencional, seu escopo inclui o projeto de recipiente de pressão de alta temperatura, o tratamento específico é a tensão permitida de um dado material quando a temperatura de trabalho excede a temperatura de deslizamento, com base no limite de deslizamento ou resistência duradoura.

O ASME Ⅷ-2 é um design analítico que especifica claramente no âmbito de aplicação que não envolve recipientes de pressão com rastejamento e que, quando uma tensão permitida é dada, é limitada a temperaturas abaixo da rastejamento.

O ASME III é o mesmo que o ASME Ⅷ-2, mas há um problema com a aplicação prática de que alguns reatores nucleares funcionam acima da temperatura de deslizamento. Para isso, a ASME preparou um caso de especificação N-47 no final da década de 1970 como base para a análise de projetos de recipientes de pressão de alta temperatura e esperava que o corpo do ASME III fosse reproduzido após vários anos de uso.

O N-47 também é aplicável a recipientes de pressão não nucleares. Os grandes reatores de hidrogenação modernos nas indústrias petroquímica e carvão-química também devem ser estritamente equipamentos importantes projetados de acordo com a análise.

O design analítico de recipientes de pressão de alta temperatura envolve muitas questões teóricas e práticas, bem como questões de teste de propriedades de materiais mais atentos. Aqui estão apenas algumas considerações importantes:

(1) Método de cálculo de deslizamento Deve ser levado em conta que o componente do recipiente está sempre sob tensão multidirecional, e os dados básicos de deslizamento são obtidos sob estiramento unidirecional [ec = f (T, s, t)].

Como escolher a tensão de fluxo equivalente adequada para permitir a utilização dos dados fundamentais é o primeiro problema a ser resolvido na análise de tensão.

Em segundo lugar, a tensão multidirecional no componente real é muitas vezes variada ao longo da espessura ou distribuída de forma desigual, ao longo do tempo, a tensão de deslizamento em todos os pontos é diferente, causando a "redistribuição da tensão de deslizamento".

Em suma, não apenas estudar a distribuição inicial do estresse, mas também analisar o histórico do estresse.

(2) Estimação da Vida de Fratura de Crawl Como usar dados de tensão-vida de alongamento unidirecional sob tensão multidirecional é um problema ainda não resolvido na pesquisa científica, e os projetistas devem escolher uma suposição razoável. Além disso, a partir do parágrafo anterior, deve-se considerar o impacto do histórico de estresse na vida útil, ou seja, a adoção de uma lei de vida acumulativa adequada.

(3) A interação entre o rastreamento e a fadiga Quando os recipientes de pressão de alta temperatura exigem um projeto de fadiga, a interação entre o rastreamento e a fadiga deve ser considerada. Este efeito é diferente para diferentes materiais e está relacionado com fatores como o nível de tensão, amplitude de tensão, taxa de tensão. Neste momento, é necessário ter dados experimentais suficientes e considerar como o ensaio de pressão unidirecional está ligado ao estado de tensão multidirecional da estrutura real.

(4) problema de relaxamento para a conexão de parafusos de recipientes de alta temperatura, para a análise de relaxamento. Na instalação inicial, a tensão e a tensão são determinadas, e essa tensão é a tensão elástica. Durante o trabalho, a variável de tensão total permanece inalterada, devido à relação de deslizamento, a tensão de deslizamento substitui a tensão elástica passo a passo, de modo que a tensão no parafuso cai. Devem ser tomadas medidas para manter a vedação à prova de vazamentos ou estimar intervalos de tempo regulares para aplicar os parafusos apertados.

Aqui estão brevemente mencionados alguns projetos que devem ser considerados, que realmente requerem um estudo e pesquisa temáticos bastante aprofundados para realizar um design analítico.