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1、压力容器爆破实验,检验容器整体质量,考核材料的力学性能,检验容器结构设计的合理性和可靠性,考核容器安全储备的大小,压力容器爆破实验的目的,一、压力容器爆破实验的特点,二、爆破实验的基本原理,Pb反映容器承压能力的大小V反映容器断裂前变形能力的大小,“鼓肚”现象,塑性断裂和脆性断裂,韧性断裂和脆性断裂,爆破失效设计准则,以容器爆破作为失效状态，以爆破压力作为设计基准，适当考虑安全系数进行压力容器的设计。,Faupel爆破压力公式,三、爆破实验装置,南京工业大学爆破实验台,四、爆破实验程序,实验前的准备,四、爆破实验程序,实验过程,1、按要求连接实验装置。2、容器和管路内气体的排除。3、从零压开始
2、，逐级缓慢升压至容器爆破，每级稳压12分钟，同时准确记录每次加入的水量和对应的压力，特别是加压至预计整体屈服压力和爆破压力时，注意加水量和对应压力的数据读取要同步。4、系统卸载，关闭电机和测量仪器。5、保护断口，并及时进行爆破断口分析。,五、爆破断口分析,裂口方位,断口形貌,五、爆破断口分析,断口特征三要素,五、爆破断口分析,六、爆破实验结果评定,爆破压力评定,体积膨胀率,要求：10%,V-爆破压力下容器的容积增量 V-容器的原容积,安全裕度,要求容器的实验爆破压力不低于容器设计压力的三倍,爆破断口,1、断口应发生在筒体正常部位，并具有韧性断裂特征，即断口上应有明显的剪切唇。,2、若容器破裂时
3、产生碎片，或爆破口发生在封头上、纵焊缝、环焊缝及其熔合线上，则实验为不合格。,实验报告要求,实验报告,实验指导书,实验二 压力容器爆破实验一、目的要求1掌握压力容器整体爆破实验的要点、方法及程序。2测定容器整体屈服压力与爆破压力并与理论计算值进行比较。3观察爆破断口形貌，并初步作出宏观分析，了解韧性断裂与脆性断裂的特征。4对容器爆破实验结果进行分析评定。 二、实验装置1实验装置：如图3-1所示。2 由于容器爆破时具有一定的危险性，所以压力容器整体爆破实验装置必须安全可靠，要有防护措施。要求装置对加水量能进行控制并能准确计量。压力表精度要求不低于1.5级。,三、实验原理和实验内容1实验原理压力容
4、器爆破实验是压力容器研究、设计、制造中的一种直观性很强的综合实验方法。通过爆破实验可以考核结构材料的各项机械性能、结构设计的合理性、可靠性及安全储备和其它方面性能。塑性材料制造的压力容器在逐渐增大的载荷作用下，会经历从弹性变形到塑性变形直至爆破的过程。在已知材料机械性能（屈服极限和强度极限）的条件下，压力容器在爆破过程中的屈服压力和爆破压力，可以应用不同失效准则的理论公式进行估算，其中最有代表性的是福贝尔（Faupel）公式，如式（3-1）所示。 （3-1） 式中 容器材料的屈服极限， ； 容器材料的强度极限， ； K容器外径与内径之比。,2实验内容采用钢制模拟试件或采用小型的工业产品（压力容
5、器），如气瓶等作为试件进行爆破实验，通过观察容器在由小至大的压力作用下，压力的数值变化和容器的变形、爆破情况，测定屈服压力、爆破压力、体积膨胀率，并绘制压力加水量关系曲线，观察爆破断口并进行宏观分析。四、实验操作步骤1实验前应对容器的内外表面进行宏观检杏，并测定壁厚和外径，找出壁厚的最小位置处（即可能发生爆破的爆破点）。同时，还要计算出容器的实际容积。2开动高压泵缓慢升压，使容器受力均匀。先升至公称工作压力，打开容器及管路系统上的排气阀，使其排气卸压，这样反复进行数次，利用压力把容器内和管路系统内残余的气体排尽，排尽气体后，再从零压开始，逐级升压，并同时准确记录每次加入的水量和对应的压力。,3
6、当加载至预计整体屈服压力时，此时必须注意要同步。这时要读取准确的数据可以用加水量来控制，即当加入一定容积的水以后，立即读出压力表所显示的压力值。由于容器出现屈服，此阶段内压力上升的变化不大。4继续定量加水，当容器过了整体屈服阶段后，压力又开始明显上升，此时表明容器已进入材料强化阶段。随着压力缓慢上升，容器的塑性变形继续增大，器壁随之减薄，直至丧失承载能力而发生破裂。在此过程中注意准确读取加水量和对应压力的数据。5测量结束后，系统卸载，并关闭电动机及其它测量仪器。五、实验注意事项1必须提供试件材料的机械性能，并估算试件的整体屈服压力与爆破压力。2必须在容器上设置排气孔，设法排尽试件内和管路系统内
7、的气体。,3必须分级加载，缓慢升压，每级稳压12分钟，并准确记录压力和对应的加水（油）量。4注意观察压力表的变化，正确地读取整体屈服压力和爆破压力。5容器爆破后应保护好断口，以利分析。要求对断裂面采取防锈保护，任何时候不能用锉刀锉，更不能用酸洗。6正确绘制压力加水量曲线，计算体积膨胀率，注意破裂位置形状与断口形貌。7爆破实验有一定的危险性，所以爆破现场必须有安全防护措施，以保证人身、设备的安全。六、预习要求1实验前用理论公式估算爆破压力的大小，并选择合适的试压泵和压力表。2熟悉实验原理、实验装置的结构和布置。3按实验要求制定实验方案。4估计实验中可能出现的故障及检查和排除的方法。,七、实验报告
8、要求1实验数据记录、列表。2根据爆破实验过程记录的数据（压力和加水量的对应数值），正确绘制压力一加水量曲线图，确定整体屈服压力和爆破压力；3将测定的容器整体屈服压力和爆破压力与理论计算值进行比较；4计算体积膨胀率，体积膨胀率是容器塑性指标好坏的体现，一般规定应大于10为合格。5观察爆破断口形貌，并初步作出宏观分析；6对容器爆破实验结果进行分析评定；7分析实测时产生误差的原因。,测验题,1、简述电阻应变片的结构和电阻应变法测量应变的基本原理。2、应变花主要用在什么场合？两向主应力方向已知时应采用单轴应变片还是应变花？3、说明消除温度影响的方法和基本原理（画测量电路）。4、动态电阻应变仪和静态电阻应变仪有何不同？5、说明电阻应变法测量薄壁容器应变的步骤和注意事项。6、塑性爆破和脆性爆破有何不同？画出各自的爆破曲线形状。7、为什么要求塑性材料压力容器有较大的体积膨胀率？8、简述压力容器爆破实验的步骤和注意事项。,
