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1、国际焊接学会授权的培训机构国际焊接学会授权的培训机构 哈尔滨焊接技术培训中心哈尔滨焊接技术培训中心 Harbin Welding Training Institute 国际焊接质检人员焊接模块国际焊接质检人员焊接模块IIW Authorised Training Body高欣IIW Authorised Training Body返回返回平衡是物体机械运动的一种特殊形式，在工程上物体相对于地球处于静止或作匀速直线运动的状态称为平衡。静力学研究物体在力的作用下处于平衡的规律，建立各种力系的平衡条件，静力学还研究力的简化和物体受力的基本方法，这些知识对于研究物体运动状态的变化也是有用的。工程上有许
2、多机械构件，它们在工作时处于平衡状态，或可近似地看作处于平衡状态，为了合理地设计这些构件的形状，尺寸，选用恰当的材料，往往需要对它们进行强度、刚度或稳定性的分析计算，为此，首先运用静力学知识，对零件和元件进行受力分析，并根据平衡条件求出这些力，以便正确地设计这些部件等。1静力学基础IIW Authorised Training Body11力和力矩12平面构件的平衡条件13支座和连接件14静不定系统自由度的确定15截面参量（内力）16支座反力和截面参量的计算实例返回返回IIW Authorised Training Body（1）力的大小（2）力的方向（3）力的作用点1.1力和力矩力和力矩力的
3、概念：力是物体间的相互作用，这种作用使物体的运动状态发生改变（包括变形），按力的作用效果来说，力可以使物体产生移动和转动。力对物体的移动效应用力衡量。力的三要素：IIW Authorised Training Body力力=质量质量加速度加速度F=maFN=mkgam/s2力的单位：力的单位：力的合成：力的合成：作用于构件上的力系可以用一个力代替而不改变对构件作用于构件上的力系可以用一个力代替而不改变对构件的作用效果，该力称为这个力系的合力，求取力的过程的作用效果，该力称为这个力系的合力，求取力的过程称为力的合成。称为力的合成。力的平行四边形法则力的平行四边形法则（力的三角形法则）：（力的三角
4、形法则）：作用于物体上同一点的两个力可以合成为一个作用于物体上同一点的两个力可以合成为一个合力，合力也作用于该点，合力的大小和方向合力，合力也作用于该点，合力的大小和方向由以两分力为邻力所构成的平行四边形的对角由以两分力为邻力所构成的平行四边形的对角线来表示。线来表示。IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body利用力的平行四边形法则（或力三角形法则），也可以把作用在物体上的一个力分解为相交的两个分力，在工程实际中，通常是将一个力分解为方向已知互相垂直的两个分力。（力的正交分解）两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相
5、反，作用线相同，分别作用于这两个物体上。力的分解：力的分解：作用和反作用定律：作用和反作用定律：IIW Authorised Training Body力矩的概念力矩的概念：力除了使构件产生移动外，还可使构件产生转动，力使构件绕某一点转动的效应，可用力矩来表示，其绝对值等于力的大小和该点至力作用线的垂直距离的乘积。IIW Authorised Training Body力力偶：偶：是力矩的特殊表达形式，是由一对大小相等，方向相反而作用线相互平行的力所产生的力矩。返回返回IIW Authorised Training Body平面构件若处于平衡状态，则作用于该构件上的所有力在二个不同轴上的分力之
6、和为零，所有力对构件上任意一点的力矩之和也为零，因此可以得出下述三个平衡条件方程：1 12 2 平面构件的平衡条件平面构件的平衡条件返回返回作用于构件上所有水平方向的作用力之和H=0作用于构件上所有垂直方向的作用力之和V(Q)=0作用于构件上的所有力对构件上任意一点的力距之和M=0IIW Authorised Training Body在建筑物中，支座具有通过它的反作用力来承受外力，以使建筑物保持平衡的功能，支座类型支座类型可分为以下三种：只能对垂直方向上的力V产生反作用力，对水平方向上的力和力矩不起作用，有二个运动自由度，一个未知的支座反力一个未知的支座反力。13支座和连接件支座和连接件（1
7、）活动支座）活动支座IIW Authorised Training Body能对垂直方向上的力V，水平方向上的力H和力矩M产生反作用力或力矩，无运动自由度，有三个未知的支座反作有三个未知的支座反作用力。用力。（2）固定支座）固定支座能对垂直方向上的力V和水平方向上的力H产生反作用力，对力矩不起作用，有一个运动自由度，二个二个未知的支座反作用力未知的支座反作用力。（3）紧固支座）紧固支座IIW Authorised Training Body返回返回IIW Authorised Training Body14静不定系统自由度的确定静不定系统自由度的确定n=a+z-3sa支座反作用力的数量支座反作
8、用力的数量z构件之间反作用力的数量构件之间反作用力的数量s部件的数量部件的数量为了确定静定系统的载荷，首先要确定出静不定系统的自由度，根据该自由度可以确定系统是处于静定系统，静不定系统或可移动状态。进而可以确定出支座上或构件所承受的载荷。n0n倍静不定系统倍静不定系统n=0静定系统静定系统n100）IIW Authorised Training Body疲劳断裂是金属结构在动载作用下失效疲劳断裂是金属结构在动载作用下失效的一种主要型式的一种主要型式，大量统计资料表明，由于疲劳而失效的金属结构，约占失效结构的90%，这种结构的断裂形式与脆性断裂不一样。IIW Authorised Trainin
9、g Body疲劳与脆性断裂相比较，虽然二者断裂时形变都很小，并都在动载作用下，但疲劳需要多次加载，而脆断一般不需多次加载，结构脆断是瞬时完成的，而疲劳裂缝的扩展则是缓慢的，有时需要长达数年时间，此外对脆断来说，温度的影响是极其重要的，随着温度的降低，脆断的危险性迅速增加。但疲劳强度却不是这样。疲劳断裂和脆性断裂相比较还有不同的断口特征等。IIW Authorised Training Body众多焊接结构的疲劳断裂事故中，可以清楚地看到焊接接头的重要影响，疲劳破坏一般都是从应力集中处开始，而焊接结构的疲劳裂缝又往往从焊接接头的应力集中处产生。IIW Authorised Training Bo
10、dy研究表明，实际结构的破坏，不取决于平均应力，而取决于缺陷邻近的局部应力和应力集中程度，使结构在低应力下，由宏观裂纹源的扩展而引起破坏。IIW Authorised Training Body焊接接头和结构的疲劳强度疲劳断裂是焊接金属结构失效的一种主要型式，它发生在承受交变或波动应变的构件中，一般说来，其最大应力低于材料抗拉强度，甚至低于材料的屈服点，因此断裂往往是无明显塑性变形的低应力断裂。IIW Authorised Training Body疲劳断裂过程的研究表明，疲劳寿命不是决定于裂纹产生，而是决定裂纹增大和扩展。从疲劳的断口，可以看出在疲劳核从疲劳的断口，可以看出在疲劳核心周围存在
11、非常光滑，非常细洁，贝纹线心周围存在非常光滑，非常细洁，贝纹线不明显的狭小区域，从本质上看就是疲劳不明显的狭小区域，从本质上看就是疲劳裂纹扩展区，裂纹扩展区，下面以疲劳断裂过程予以说明。IIW Authorised Training Body一、疲劳断裂的过程在交变载荷的作用下，在构件上会产生微观上和宏观上都可见的塑性形变，这种塑性形变阻碍破断的迅速发展，在交变应力的作用下会在某些局部处产生微观和宏观裂纹，这些裂纹进一步扩展到最后断裂区域。就会引起破断，由此可见疲劳断裂过程一般由三个阶段所组成：IIW Authorised Training Body（1）在应力集中处产生初始疲劳裂纹源，通常把
12、裂纹长到1000埃之前定义为裂纹产生阶段，在焊接接头中疲劳裂纹产生阶段只占整个疲劳过程中的一个短的时间。IIW Authorised Training Body（2）疲劳裂纹稳定扩展过程 在这过程中，在均匀循环应力作用下，只要应力值足够大，一般每一次应力循环将在断裂表面产生一道辉纹，即每经过一次加载循环，在裂纹尖端即经历一次锐化钝化再锐化的过程，裂纹就扩展一距离。IIW Authorised Training Body（3）疲劳断裂裂纹在循环载荷作用下，不断向前扩展，当扩展至一定程度，结构即进入最后断裂阶段。在焊接接头中，产生疲劳裂纹一般要比其他联接型式的循环次数少。这是因为焊接接头中不仅有应
13、力集中（如角焊缝的焊趾处），而且这部位易产生焊接接头缺陷，残余焊接应力也比较高IIW Authorised Training Body1、疲劳强度和疲劳极限（1）疲劳曲线是指某一材料试样用不同载荷进行多次反复加载试验，测得不同载荷下使试样破坏所需加载循环次数所绘制成-N疲劳曲线如图2所示（2）疲劳强度为在某一N循环次数下破坏应力，称为在该N循环下的疲劳强度。（3）疲劳极限是指在N次以后其强度不再下降达到饱和极限，如图6所示水平线代表疲劳极限的数值。IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training BodyIIW Authorised Tra
14、ining Body2、应力循环特性疲劳强度的数值与应力循环特性有关，应力循环特性主要用下列参量表示：（1）平均应力其中应力循环内的最大应力（2）应力振幅应力循环内的最小应力（3）应力循环特性系数的变化范围为-1+1IIW Authorised Training Body由上式可见，可以把任意载荷看作是某个不变的平均应力（静载的恒定应力部分）和应力振幅（交变应力部分）的组合。IIW Authorised Training Body3、特殊循环特性变动载荷如图7所示。（1）对称交变载荷，其疲劳强度用表示。（2）脉动载荷，其疲劳强度用表示。（3）拉伸变载荷拉伸变载荷均为拉应力，但均为拉应力，但大小
15、不等，大小不等，其疲劳强度用，其疲劳强度用，脚，脚标标用相应的特性系数表示。用相应的特性系数表示。IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body疲劳强度的常用表示法为了表达疲劳强度和循环特性之间关系，可绘出下列几种形式的疲劳图，从其图中可得出各种循环特性下的疲劳强度，表示某种材料疲劳性能。1、表示的疲劳图（如图8所示），它能直接的将的关系表示出来。IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body用表示的疲劳图如图10所示。横坐标为，纵坐标为，曲线上各点疲劳强度。纵坐
16、标A交点为对称循环时疲劳强度，横坐标B交点为静载强度，从0作45射线与曲线交点C表示脉动循环，其疲劳强度。若自0点作角射线与曲线相交，并使，则交点的，即为时疲劳强度。IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body影响焊接接头疲劳强度的因素影响基本金属疲劳强度的因素（如应力集中、截面尺寸、表面状态、加载情况、介质等因素），同样对焊接结构的疲劳强度有影响。除此之外焊接结构本身的一些特点，例如焊接结构的应力集中，接头部位近缝区性能的改变，焊接残余应力等也可能对焊接结构疲劳强度发生影响，下面探讨这些因素的影响。IIW Authorise
17、d Training Body（一）应力集中的影响焊接结构中，不同的焊接接头型式和形状，由于在接头部位具有不同的应力集中，对接头的疲劳强度发生程度不同的不利影响。1、对接接头由于形状变化不大，因此其应力集中比其他形式接头要小，只是焊缝加强高和过渡角处会使接头疲劳强度下降。IIW Authorised Training Body2、丁字和十字接头，丁字和十字接头，由于在焊缝向基本金属过渡处有明显的截面变化，其应力集中系数比对接接头的高，因此其疲劳强度远低于对接接头，未开坡口的角焊缝的十字接头，当焊缝传递工作应力时，其疲劳断裂发生母材与焊缝趾端交界处和焊缝上的薄弱环节上。IIW Authorise
18、d Training Body3、搭接接头的疲劳强度是很低的，如图16所示。仅有侧面焊缝的搭接接头（仅有侧面焊缝的搭接接头（a）,其疲劳强度其疲劳强度最低，最低，只达到基本金属的34%。正面焊缝的搭接接头的焊脚从1:1、1:2、1:3.8其疲劳强度从40%（b）、49%（c）、51%（d表面机加工）和100%（e表面机加工）。采用所谓“加强”盖板的对接接头是极不合理的。由图16（f）试验结果表明，原来疲劳强度较高的对接接头被大大削弱了，只有其一半。IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body（二）近缝区金属性能变化的影响试验研
19、究表明，在常用的线能量下低碳钢焊接、热影响区和基本金属的疲劳强度相当接近，其近缝区金属机械性能变化对对接接头的疲劳强度影响较小。低合金钢的情况较复杂的，在热循环作用下，热影响区的机械性能变化比低碳钢大，但在有应力集中或无应力集中时都对疲劳强度的影响不大，试验还表明，材料的性能对疲劳裂纹扩展速率有一定的影响，但不太大。在实际焊接结构中，如果热影响区的尺寸不大，就不会降低焊接接头的疲劳强度。IIW Authorised Training Body（三）残余应力的影响内应力对疲劳强度的影响，从理论上（疲劳强度与的关系图上）可以看出当有内应力时，当应力循环中最大应力到达时，内应力将因应力全面达到屈服而
20、消除，所以当达到一定数值时（即），内应力对疲劳强度将没有影响，当小于此值时，则越小，内应力的影响愈显著。从焊接接头的疲劳强度试验结果表明焊接应力对疲劳强度的影响与应力循环特征系数有关，越小（负数），使疲劳强度降低，影响疲劳强度越严重，此外应力集中越严重处其内应力的影响也更为突出。IIW Authorised Training Body（四）缺陷的影响焊接缺陷对疲劳强度的影响大小与缺陷的种类、尺寸、方向和位置有关。1、缺陷形状：片状缺陷（如裂缝、未熔合、未焊透）比带圆角的缺陷（如气孔等）影响大。2、缺陷位置：表面缺陷比内部缺陷影响大。3、缺陷受力方向与作用力方向垂直的片状缺陷的影响比其它方向的大
21、。IIW Authorised Training Body4、位于残余拉应力区内的缺陷的影响比在残余压应力区内的大。5、位于应力集中区的缺陷（如焊趾部裂纹）的影响比在均匀应力场中同样缺陷影响大。6、材料影响，缺陷对缺口敏感性强的疲劳强度的影响比一般缺口敏感性材料疲劳强度影响要大，所以高强钢强度高而实际其疲劳强度并没有提高很多。IIW Authorised Training Body提高焊接结构疲劳强度措施（一）降低构件中的应力强度系数结构中的应力集中是降低焊接结构疲劳强度的最主要因素，在结构设计中减少应力集中甚至比确定疲劳设计应力还重要。只有当焊接接头和结构设计合理，焊接工艺完善，焊缝金属质量
22、良好时，才能保证焊接接头和结构具有较高的疲劳强度，一般可以采取下列措施：IIW Authorised Training Body1采用合理的构件结构形式，减少应力集中，以提高疲劳强度；2合理地选择接头形式，尽量采用应力集中系数小的对接接头，焊缝形状过渡平缓，采用连续焊缝比断续焊缝有利，尽量少采用角焊缝；3当采用角焊缝时（有时不可避免）须采取综合措施：机械加工焊缝端部，合理选择角接板形状，保证焊缝根部焊透等；4用表面机械加工的方法消除焊缝及其附近的各种刻槽，来降低接头应力集中程度。IIW Authorised Training Body提高焊接结构疲劳强度的工艺措施:1、在工艺上应正确选择焊接规
23、范，保证焊缝良好成形和内、外部没有缺陷；2、TIG电弧整形，可以大幅度提高焊接接头的疲劳强度；IIW Authorised Training Body3、调整残余应力场，消除接头的应力集中处的残余焊接应力或使该处产生残余压应力均可以提高接头的疲劳强度，其方法可以分为两类：结构和元件的整体处理，包括整体退火或超载予拉伸法；对接头部位局部处理，即在接头某部位采用加热、辗压、局部爆炸等方法，使接头应力集中处产生残余压应力。IIW Authorised Training Body4、动载焊接结构的设计、动载焊接结构的设计一、焊接结构疲劳强度设计的一般原则根据焊接结构的特点和大量实际焊接结构设计的实践经
24、验，得出在焊接结构疲劳强度设计时应予以考虑的准则：承受拉伸、弯曲和扭转的构件应采用长而圆滑的过渡结构以减小刚度的突然变化；优先选用对接焊缝，尽可能少用角焊缝；采用角焊缝时最好用双面焊缝，避免使用单面焊缝；采用带有搭接盖板的搭接接头和弯搭接接头，尽可能不用偏心搭接；IIW Authorised Training Body使焊缝（特别是焊趾、焊缝根部和焊缝端部）位于低应力区（例如弯曲时中性带、承受小弯矩的部分区域、孔边缘上使缺口应力为零的地方、过渡段和转角以外的部位），使各因素引起的缺口效应分散而避免使其叠加；在焊趾缺口、焊缝根部缺口和焊缝端部缺口之前或之后在焊趾缺口、焊缝根部缺口和焊缝端部缺口之
25、前或之后（处于力流之中）设置一些缓冲缺口以消除或降低上述缺（处于力流之中）设置一些缓冲缺口以消除或降低上述缺口部位的应力；口部位的应力；承受横向弯曲的构件应缩短支承间距以减小弯矩；横向力应作用于剪切中心之上，以减小扭矩；承受拉伸与弯曲的构件如需加强，则加强件长度应小。以减小加强件对于构件变形的拘束；在薄板范围内合理布置焊缝，以减轻弯曲变形；避免能扰乱力流的开口，但与力流垂直的加强筋板角部应切除（加强筋板切角）；在特别危险的部位以螺栓接头或铆接接头、锻造连接件代替焊接接头（又可便于装配）等。IIW Authorised Training Body例:缺口效应的大小A B C国际焊接学会授权的培训
26、机构国际焊接学会授权的培训机构 哈尔滨焊接技术培训中心哈尔滨焊接技术培训中心 Harbin Welding Training Institute 国际焊接质检人员焊接模块国际焊接质检人员焊接模块IIW Authorised Training Body热动载焊接结构的设计与制造热动载焊接结构的设计与制造1IIW Authorised Training Body1、德国有关法规、条例和技术规程的制约关系见图、德国有关法规、条例和技术规程的制约关系见图1、图、图2。联邦德国宪法第二章第二节：每个人都有权力使自己不受生命和身体的危害机器保护法水分平衡法设备安全法规2第2a节“需监督设备”（原：行业规程
27、24）蒸汽锅炉条例压力容器条例VbFTRDTRBTRGTRRTRbF 图1有关锅炉、压力容器和管道的法规、条例和技术规程的关系 法规 条例 技术规程宪法 IIW Authorised Training Body设备安全法规2第2a节“需监督设备”1、蒸汽锅炉设备3、压缩气体设备 4、管道（可燃、有毒腐蚀性）5、起重设备6、在特别危险空间内的电气设备7、饮料柜设备8、乙炔设备电石仓库9、存放、填充和输送可燃性液体的设备10、医用设备图2压力容器条例及其规程的制定部门 负责的专业委员会：FAD压力容器专业委员会1)制造厂家2)用户3)监督管理部门4)技术监督部门技术规程：技术规程：TRB（压力容器
28、）（压力容器）TRG（压缩气体）（压缩气体）TRR（管道）（管道）压力容器条例2、压力容器设备IIW Authorised Training Body2、压力容器条例2.1适用范围工作压力P大于0.1bar的容器压力P0.01bar的深冷液态气体容器压缩气体容器（50时或临界温度3bar）压缩气体的填充设备输送可燃性，腐蚀性或有毒性气体，蒸汽或液体，压力P0.1bar的管道不适用的范围包括当其它机构负责时：如联邦铁路，联邦部队矿山当其它条例适用时：蒸汽锅炉条例，交通法规特殊形式的容器，如：轮胎，高压锅，机器部件IIW Authorised Training Body2.2检验范围1)初检图纸的
29、预检（计算检查，材料和焊接方法的正确使用，正确的设计，热处理和材料证明）车间内的制造检验（正确的施工，焊接，热处理；材料，热处理，焊工考试，工艺评定，产品试件，无损检验等有效证明的具备，重要构件的安全功能）打压试验（容器的密封性）现场的验收检验（所有安全和设备部件的具备；对于预定工作。安全设施适宜性，正确的安装）2)定期检验例如对和组压力容器：每二年进行外部检验每五年进行内部检验每十年进行打压试验IIW Authorised Training Body3)特殊情况下的检验例如在重大改变，事故出现后，具体检验条件和要求见表1，表2，表3。表1压力容器：检验组别和检验概述（压力容器条例8、9、10
30、），容器最小尺寸：I0.11且PI20IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body检验主管机构进行压力容器条例中规定的检验的检验主管机构为：设备安全法规14（原行业条例24）中规定的检验主管机构，它们是技术监督组织如RWTV（技术监督协会），黑森地区技术监督协会，里林州技术监督局（TA），汉堡州劳动保护局的检验主管机构由主管部门认可的企业的检验主管机构（自行监督，如拜耳BASF公司）检验专家能能够进行压力容器条例规定的检验的检验专家为1）在其所受培训，理论知识和实际工作中积累的经验的基础上，能够保证规定要求完成检验。2）具备对
31、检验人员要求的可靠性3）在检验工作没有出现失误的记录4）如有要求，应具备适合的检验设备5）通过参加国家级或国家认可的培训班，获得相应证书，以满足第1点中所列条件，此证书应随时接受主管部门的审查。检验专家应由主管部门根据要求进行认证除液态气体外的气体，蒸汽或液体管道的检验。IIW Authorised Training Body3、压力容器技术规程压力容器条例规定压力容器应按相应的规定的技术规程进行设计计算，制造，安装和检验。对于压力容器重要的技术规程是TRB。在引入压力容器条例（80年2月27日）和TRB（1980年）之前，压力容器的设计计算，制造和检验均是按AD-规程进行的。TRB规程在设计
32、计算，材料，制造和检验方面与AD规程是一致的。压力容器技术规程压力容器技术规程TRB概述000序列压力容器用材料 100序列压力容器的制造 200序列压力容器的设计计算300序列压力容器设备400序列压力容器工艺和检验规程500序列压力容器的安装600序列压力容器的运行700序列特殊形式的压力容器和压力容器填充设备800序列IIW Authorised Training BodyAD-规程G基本准则A设备B计算W材料N非金属材料 S特殊情况HP制造和检验HP0设计参数，制造及相关检验的基本准则HP1设计参数和设计HP2/1连接方法的工艺评定，焊接接头的工艺评定HP2/2连接方法的工艺评定，堆焊
33、的工艺评定HP2/3连接方法的工艺评定，钎焊的工艺评定HP2/4连接方法的工艺评定，粘接及其它连接方法的工艺评定HP3焊接监督人员，焊工HP4无损检验监督人员和检验人员HP5/1接头的制造和检验；工作技术准则HP5/2接头的制造和检验；焊缝的产品试件检验，母材热处理后和焊接后的检验HP5/3接头的制造和检验；焊接接头的无损检验。HP5/3（附件1）对无损检验方法的工艺技术的最低要求IIW Authorised Training BodyHP7/1热处理；一般准则HP7/2热处理；铁素体钢HP7/3热处理；奥氏体钢HP7/4热处理；铝及铝合金HP8/1钢，铝和铝合金锻件的检验HP8/2筒体的检验
34、HP30打压试验的实施 管道技术规程管道技术规程TRRTRR100制造规程；金属材料管道（材料要求，计算）TRR512通过检验主管机构的检验；初检（预检，打压试验）TRR513通过检验主管机构的检验；验收检验（布置检验，设备检验）TRR514通过检验主管机构的检验；复检（外部检验，运行检验，无损检验，打压试验）TRR515根据压力容器条例30a（3）和30b（3）的管道通过检验主管机构的书面确认和检验TRR521正确的制造/设备和打压试验的证明TRR531通过检验专家的检验；验收检验TRR532通过检验专家的检验；复检IIW Authorised Training Body补充资料：IIW A
35、uthorised Training Body（二）（二）条例条例IIW Authorised Training Body（三）（三）IIW Authorised Training Body（四）压力容器安全技术监察规程IIW Authorised Training Body（五）蒸汽锅炉安全技术监察规程国际焊接学会授权的培训机构国际焊接学会授权的培训机构 哈尔滨焊接技术培训中心哈尔滨焊接技术培训中心 Harbin Welding Training Institute 国际焊接质检人员焊接模块国际焊接质检人员焊接模块IIW Authorised Training Body热动载焊接结构的设计与
36、制造热动载焊接结构的设计与制造IIW Authorised Training Body1、前言、前言根据压力容器条例进行的强度计算序列如下：根据压力容器条例进行的强度计算序列如下：压力容器压力容器 管道管道TRB300TRR100（压力容器技术规程）（压力容器技术规程）（管道技术规程）（管道技术规程）AD规程规程 第第6 6节节“计算计算”序列序列B B和和S SIIW Authorised Training Body2、压力容器的计算、压力容器的计算（AD规程规程B0）适用范围适用范围序列序列B应用的前提条件：应用的前提条件：按照序列按照序列W选择材料选择材料按照序列按照序列HP和一般的技术
37、规则进行材料加工和一般的技术规则进行材料加工主要静载荷（其它按主要静载荷（其它按S1/S2）与序列的计算规则有偏差时，可按下列进行与序列的计算规则有偏差时，可按下列进行其它公认技术规则其它公认技术规则其它计算方法其它计算方法应变测量，试验应变测量，试验现有的企业的经验现有的企业的经验计算压力计算压力内部压力（一般采用许用工作压力）加静态液体压力内部压力（一般采用许用工作压力）加静态液体压力检验压力，例如用检验压力，例如用1.3倍的工作压力进行水压试验倍的工作压力进行水压试验考虑附加压力，例如风，雪，管连接载荷等，（见考虑附加压力，例如风，雪，管连接载荷等，（见ADB04.5一般考一般考虑提高虑
38、提高5%）计算温度计算温度最高的筒壁温度（非加热容器考虑介质的最高温度，一般在最高的筒壁温度（非加热容器考虑介质的最高温度，一般在+20和和-10之间）之间）在伸管加热时的附加温度在伸管加热时的附加温度IIW Authorised Training Body强度特性值强度特性值K根据根据AD规范序列规范序列W选择相应的计算温度选择相应的计算温度考虑在最高温度范围与时间相关的值，例如持久强度考虑在最高温度范围与时间相关的值，例如持久强度或者残余变形分别为或者残余变形分别为0.2%或或1%时的最低屈服强度时的最低屈服强度异种钢焊接接头，以其中较低的强度值一侧作为计算基础异种钢焊接接头，以其中较低的
39、强度值一侧作为计算基础受持久载荷的焊缝其强度值降低受持久载荷的焊缝其强度值降低20%（母材强度值）（母材强度值）安全系数安全系数S在在计计算算温温度度下下的的安安全全系系数数S见见ADB08.1表表2，例例如如：轧轧制制和和锻锻造造材材料为料为1.5，铸钢为，铸钢为2焊缝系数焊缝系数V符合符合AD-HP01.2所要求的材料所要求的材料V=1.0，对硬钎焊的接头，对硬钎焊的接头V为为0.8壁厚补偿壁厚补偿制造决定的壁厚的减弱制造决定的壁厚的减弱C1使用补偿使用补偿C2（腐蚀补偿）（腐蚀补偿）许用应力许用应力其中：强度特性值其中：强度特性值K：对于轧制和锻造钢材：对于轧制和锻造钢材IIW Auth
40、orised Training Body关于强度特性值关于强度特性值K的补充说明：的补充说明：计算时应考虑以下三个强度特性值：计算时应考虑以下三个强度特性值：抗拉强度抗拉强度b屈服强度屈服强度s持久强度持久强度Dt根据根据GB150-983.6许用应力一节许用应力一节,碳钢、低合金钢的安全系数碳钢、低合金钢的安全系数分别为：分别为：b=3.0s=1.6Dt=1.5高合金钢：高合金钢：s=1.5焊缝系数焊缝系数V相当于国内修正系数相当于国内修正系数，它取决于构件类型、和，它取决于构件类型、和工件条件，一般在之间选取。工件条件，一般在之间选取。许用应力许用应力=JJ基本许用应力基本许用应力Jb/3
41、.0Js/1.6一般取此三个数值中的最小值一般取此三个数值中的最小值JDt/1.5壁厚补偿壁厚补偿C=C1+C2（GB150-98）IIW Authorised Training Body安全系数安全系数S：对于轧制和锻造钢材：对于轧制和锻造钢材对轧制和锻造钢材的一般要求对轧制和锻造钢材的一般要求为断裂延伸率为断裂延伸率16%冲击功冲击功 27J因此没有针对抗拉强度因此没有针对抗拉强度Rm的计算校核。的计算校核。壁厚补偿壁厚补偿C1=是考虑壁厚在制造过程中的减弱而进行的补偿。是考虑壁厚在制造过程中的减弱而进行的补偿。铁素体：根据制造过程，例如：铸钢或深拉构件铁素体：根据制造过程，例如：铸钢或深
42、拉构件C1=0奥氏体：无补偿奥氏体：无补偿C2=使用补偿使用补偿铁素体：铁素体：C2=1，当，当S50纵缝：纵缝：100%100%无损检验，环缝无损检验，环缝25%25%无损检验无损检验 IIW Authorised Training Body3、蒸汽锅炉，容器和管道制造的强度计算和结构实例、蒸汽锅炉，容器和管道制造的强度计算和结构实例3.1内部受压的管状或园柱形筒体内部受压的管状或园柱形筒体uN/mm2周向压力周向压力lN/mm2纵向压力纵向压力rN/mm2径向压力径向压力图图1内部受压筒体的三个应力分布内部受压筒体的三个应力分布IIW Authorised Training BodyIIW
43、 Authorised Training BodyIIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body图7圆柱体和锥体开孔垂直插入接管减弱系数（SA/Di=0.002）IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body图8计算温度100和壁厚25许用载荷
44、循环次数的测算 IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body5）弯头尺寸的确定（按）弯头尺寸的确定（按DIN2413或或TRD301节节2）图10相关曲率半径说明：无补偿所要求壁厚说明：无补偿所要求壁厚弯头内壁厚：弯头内壁厚：弯头外壁厚：弯头外壁厚：=直管所要求壁厚直管所要求壁厚 IIW Authorised Training Body注:图11摘自TRR-100，是验算公式即允许的工作压力与直径比值的关系至少应符合图11的曲线关系。图11带支管的值的计算IIW Authorised Training Body4、压力容器的一
45、般设计准则、压力容器的一般设计准则纵缝和环缝一般用对接接头，在整个截面上焊透纵缝和环缝一般用对接接头，在整个截面上焊透原因：力线分布均匀，可检验性原因：力线分布均匀，可检验性纵纵缝缝应应采采用用双双面面焊焊接接，如如不不可可能能双双面面焊焊，则则应应通通过过附附加加的的无无损损检检验验来来保保证证与与双双面面焊的质量相同。焊的质量相同。例外情况：全自动焊接应避免焊缝重叠及交叉焊缝例外情况：全自动焊接应避免焊缝重叠及交叉焊缝原因：内应力，热影响原因：内应力，热影响因此：因此：两两条条平平行行的的对对接接焊焊缝缝之之间间的的间间距距应应保保证证6倍倍的的壁壁厚厚或或者者在在壁壁厚厚小小于于10时时
46、应应保证保证50其它焊缝的间距应保证其它焊缝的间距应保证2.5倍的壁厚倍的壁厚保证足够大的自由切口保证足够大的自由切口如果焊缝的交叉无法避免，应对焊缝进行消除应力处理和如果焊缝的交叉无法避免，应对焊缝进行消除应力处理和/或无损检验或无损检验如如果果对对构构件件进进行行热热处处理理或或构构件件在在较较高高的的温温度度下下基基层层工工作作，应应在在结结构构决决定定的的封封闭闭的的空空间上（如加强板，法兰）开通气孔间上（如加强板，法兰）开通气孔原因：减小加热时封闭空间内的压力原因：减小加热时封闭空间内的压力由于腐蚀的危险应避免开放的间隙由于腐蚀的危险应避免开放的间隙用火焰切割的坡口面，如果在焊接时不能完全熔化，则出于淬硬危险将其加工掉。用火焰切割的坡口面，如果在焊接时不能完全熔化，则出于淬硬危险将其加工掉。摘自摘自DIN8558第第2部分部分IIW Authorised Training Body园筒式筒身上焊缝的布置园筒式筒身上焊缝的布置纵缝应尽量不中断，因此纵缝应尽量不中断，因此避免交叉接头避免交叉接头容器上开孔应布置在距焊缝容器上开孔应布置在距焊缝3倍壁厚以外倍壁厚以外焊接件不应距焊缝过近或焊在焊缝上焊接件不应距焊缝过近或焊在焊缝上IIW Authorised Training Body不等壁厚时允许的错边（双面焊）不等壁厚时允许的错边（双面焊）