爆炸隱患排查刻不容緩,壓力容器試壓爆破試驗
壓力容器試壓泵爆破實驗一、目的要求1、掌握壓力容器整體 試壓泵爆破實驗的要點、方法及程序。2、測定容器整體屈服壓力與爆破
壓力容器試壓泵爆破實驗
一、目的要求
1、掌握壓力容器整體 試壓泵爆破實驗的要點、方法及程序。
2、測定容器整體屈服壓力與爆破壓力并與理論計算值進行比較。
3、觀察爆破斷口形貌,并初步作出宏觀分析,了解韌性斷裂與脆性斷裂的特征。
4、對容器試壓泵爆破實驗結果進行分析評定。
二、實驗裝置
1、實驗裝置:如圖3-1所示。
2、由于容器爆破時具有一定的危險性,所以壓力容器整體爆破實驗裝置必須安全可靠,要有防護措施。要求裝置對加水量能進行控制并能準確計量。
壓力表精度要求不低于1.5級。
1—排氣閥;2—模擬試件;3—透明罩;
4—壓力表;5—計量管;6—高壓試壓泵
三、實驗原理和實驗內容
1、實驗原理
壓力容器試壓泵爆破實驗是壓力容器研究、設計、制造中的一種直觀性很強的綜合實驗方法。通過爆破實驗可以考核結構材料的各項機械性能、結構設計的合理性、可靠性及安全儲備和其它方面性能。
塑性材料制造的壓力容器在逐漸增大的載荷作用下,會經歷從彈性變形到塑性變形直至爆破的過程。在已知材料機械性能(屈服極限和強度極限)的條件下,壓力容器在試壓泵爆破過程中的屈服壓力和爆破壓力,可以應用不同失效準則的理論公式進行估算,其中最有代表性的是福貝爾(Faupel)公式,如式(3-1)所示。
(3-1)
式中 ——容器材料的屈服極限;
——容器材料的強度極限;
K——容器外徑與內徑之比。
2、實驗內容
采用鋼制模擬試件或采用小型的工業產品(壓力容器),如氣瓶等作為試件進行試壓泵爆破實驗,通過觀察容器在由小至大的壓力作用下,壓力的數值變化和容器的變形、爆破情況,測定屈服壓力、爆破壓力、體積膨脹率,并繪制壓力—加水量關系曲線,觀察爆破斷口并進行宏觀分析。
四、實驗操作步驟
1、實驗前應對容器的內外表面進行宏觀檢杏,并測定壁厚和外徑,找出壁厚的最小位置處(即可能發生爆破的爆破點)。同時,還要計算出容器的實際容積。
2、開動試壓泵泵緩慢升壓,使容器受力均勻。先升至公稱工作壓力,打開容器及管路系統上的排氣閥,使其排氣卸壓,這樣反復進行數次,利用壓力把容器內和管路系統內殘余的氣體排盡,排盡氣體后,再從零壓開始,逐級升壓,并同時準確記錄每次加入的水量和對應的壓力。
3、當加載至預計整體屈服壓力時,此時必須注意要同步。這時要讀取準確的數據可以用加水量來控制,即當加入一定容積的水以后,立即讀出壓力表所顯示的壓力值。由于容器出現屈服,此階段內壓力上升的變化不大。
4、繼續定量加水,當容器過了整體屈服階段后,壓力又開始明顯上升,此時表明容器已進入材料強化階段。隨著壓力緩慢上升,容器的塑性變形繼續增大,器壁隨之減薄,直至喪失承載能力而發生破裂。在此過程中注意準確讀取加水量和對應壓力的數據。
5、測量結束后,系統卸載,并關閉電動機及試壓泵其它測量儀器。
五、實驗注意事項
1、必須提供試件材料的機械性能,并估算試件的整體屈服壓力與爆破壓力。
2、必須在容器上設置排氣孔,設法排盡試件內和管路系統內的氣體。
3、必須分級加載,緩慢升壓,每級穩壓1~2分鐘,并準確記錄壓力和對應的加水(油)量。
4、注意觀察壓力表的變化,正確地讀取整體屈服壓力和爆破壓力。
5、容器爆破后應保護好斷口,以利分析。要求對斷裂面采取防銹保護,任何時候不能用銼刀銼,更不能用酸洗。
6、正確繪制壓力—加水量曲線,計算體積膨脹率,注意破裂位置形狀與斷口形貌。
7、試壓泵爆破實驗有一定的危險性,所以爆破現場必須有安全防護措施,以保證人身、設備的安全。
六、預習要求
1、實驗前用理論公式估算爆破壓力的大小,并選擇合適的試壓泵和壓力表。
2、熟悉實驗原理、實驗裝置的結構和布置。
3、按實驗要求制定實驗方案。
4、估計實驗中可能出現的故障及檢查和排除的方法。
七、實驗報告要求
1、實驗數據記錄、列表。
2、根據 試壓泵爆破實驗過程記錄的數據(壓力和加水量的對應數值),正確繪制壓力一加水量曲線圖,確定整體屈服壓力和爆破壓力;
3、將測定的容器整體屈服壓力和爆破壓力與理論計算值進行比較;
4、計算體積膨脹率,體積膨脹率是容器塑性指標好壞的體現,一般規定應大于10%為合格。
5、觀察爆破斷口形貌,并初步作出宏觀分析;
6、對容器 試壓泵爆破實驗結果進行分析評定;
7、分析實測時產生誤差的原因。
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