扁平绕带压力容器 浙大课件

1、扁平钢带倾角错绕式压力容器扁平钢带倾角错绕式压力容器基本情况基本情况 又称扁平绕带压力容器；又称扁平绕带压力容器；浙江大学化工机械研究所朱国辉教授发明；浙江大学化工机械研究所朱国辉教授发明；在在2020世纪世纪7070年代小化肥生产中发挥重要作用，年代小化肥生产中发挥重要作用，全国生产全国生产70007000多台。多台。获国家发明三等奖获国家发明三等奖19961996年和年和19971997年被列入年被列入ASME -1ASME -1和和ASME -2ASME -2标准的规范案例标准的规范案例CODE CASECODE CASE，编号分别为，编号分别为22292229和和2269 2269 基

2、本结构基本结构基本结构（基本结构（2）基本结构（基本结构（2）基本特点基本特点基本特点（基本特点（2）钢带窄，预应力交错缠绕钢带窄，预应力交错缠绕基本特点（基本特点（3）层数多，无深厚环焊缝，具有自我抑爆抗爆特性层数多，无深厚环焊缝，具有自我抑爆抗爆特性基本特点（基本特点（4）两端为斜面分散焊缝，可防止法兰或端盖断裂飞出引两端为斜面分散焊缝，可防止法兰或端盖断裂飞出引起严重事故起严重事故基本特点（基本特点（5）最简化的制造技术最简化的制造技术基本特点（基本特点（6）可实施功能全面可靠的在线安全监控保障技术可实施功能全面可靠的在线安全监控保障技术纳入纳入ASME规范情况规范情况纳入纳入ASME规

3、范情况（规范情况（2）使用情况使用情况制造技术制造技术制造技术制造技术绕带机床的工作原理图绕带机床的工作原理图1-钢带；钢带； 2-小车；小车； 3-支承托轮；支承托轮； 4-容器；容器； 5-卡盘卡盘制造技术制造技术绕带机床结构示意图绕带机床结构示意图1-减速机构；减速机构；2-打磨焊缝装置；打磨焊缝装置； 3-压紧辊轮；压紧辊轮； 4-焊接装置；焊接装置； 5-绕带容器；绕带容器；6-支承托轮；支承托轮； 7-扁平钢带；扁平钢带； 8-机床导轨；机床导轨； 9-小车；小车； 10- 小车传动装置；小车传动装置；11-单独移动小车副电机；单独移动小车副电机； 12-电磁控制离合器电磁控制离合

4、器制造技术制造技术绕带式高压容器绕制现场（已绕完）绕带式高压容器绕制现场（已绕完） 制造技术制造技术堆放于加工车间的绕带容器实物照片堆放于加工车间的绕带容器实物照片 失效方式失效方式扁平钢带倾角错绕式筒体可能发生的失效方式有：扁平钢带倾角错绕式筒体可能发生的失效方式有：薄内筒发生环向或轴向破坏；薄内筒发生环向或轴向破坏；钢带断裂；钢带断裂；端端部斜面焊接接头破坏；部斜面焊接接头破坏；薄内筒和钢带层同时破薄内筒和钢带层同时破坏坏爆破失效。爆破失效。工作压力下内筒的失效方式工作压力下内筒的失效方式“只漏不爆只漏不爆”，不，不会发生整体脆性破坏；会发生整体脆性破坏；工作压力下钢带层的失效方式：工作压

5、力下钢带层的失效方式： 最外层钢带断最外层钢带断裂；裂； 钢带层内某根钢带断裂；钢带层内某根钢带断裂； 钢带层中钢带钢带层中钢带全部断裂。全部断裂。端部斜面焊接接头的安全性端部斜面焊接接头的安全性端面失效分析端面失效分析爆破性能爆破性能容器缠绕时即使控制不当，钢带缠绕较松，在接近容器缠绕时即使控制不当，钢带缠绕较松，在接近爆破压力时，内筒可能先行破裂，但其外部绕层仍爆破压力时，内筒可能先行破裂，但其外部绕层仍可保持完整，容器内部高压介质通过绕层间的缝隙可保持完整，容器内部高压介质通过绕层间的缝隙泄漏即可卸压泄漏即可卸压只漏不爆。只漏不爆。疲劳性能研究疲劳性能研究疲劳性能研究（疲劳性能研究（2）

6、 疲劳试验压力疲劳试验压力32M32MPaPa，在疲劳试验机上进行。同时还在内筒，在疲劳试验机上进行。同时还在内筒体内壁和外层钢带上布置了若干应变片，以监测容器各部位体内壁和外层钢带上布置了若干应变片，以监测容器各部位的应力变化。的应力变化。 疲劳循环压力为疲劳循环压力为0150 MPa0150 MPa，共经历了，共经历了2020天约天约270270小时小时的疲劳试验，循环总次数达的疲劳试验，循环总次数达4067040670次；次；随后随后对容器再次进行对容器再次进行20MPa20MPa的超压试验。超压试验时监测到的外层钢带应力数据与的超压试验。超压试验时监测到的外层钢带应力数据与疲劳试验前相

7、比，没有增大。同时对容器外部的检查发现，疲劳试验前相比，没有增大。同时对容器外部的检查发现，试验过程中钢带钻孔部位无任何异样变化，连涂在外层钢带试验过程中钢带钻孔部位无任何异样变化，连涂在外层钢带上的防锈漆也未发现有任何细微裂痕，两端斜面焊缝更无任上的防锈漆也未发现有任何细微裂痕，两端斜面焊缝更无任何变化。试验结束后，打开容器顶盖入内检查，在纵缝夹渣何变化。试验结束后，打开容器顶盖入内检查，在纵缝夹渣与补焊处，内筒钻孔与打磨减薄区等部位，也均未发现有任与补焊处，内筒钻孔与打磨减薄区等部位，也均未发现有任何肉眼可见的变化。何肉眼可见的变化。 表明容器虽已使用八年之久，且存在超标缺陷，表明容器虽已使用八年之久，且存在超标缺陷，仍可经受仍可经受住住4000040000次以上的疲劳试验次以上的疲劳试验 设计设计 绕带筒体计算厚度按下式计算绕带筒体计算厚度按下式计算式中式中, t t设计温度下钢带错绕筒体材料的许用应力；设计温度下钢带错绕筒体材料的许用应力；j j为容为容器内筒名义厚度与钢带错绕筒体名义厚