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第一章 绪论 1

第一节 超高压容器发展概况 1

第二节 超高压容器设计中的几个问题 3

一、现行各国设计规范概况 3

二、几个设计参数的定义 4

三、安全系数 4

四、耐压试验 6

一、整体锻造筒体 8

第一节 单层厚壁简体 8

第二章 超高压容器的简体结构型式 8

二、整体锻造自增强简体 9

第二节 多层厚壁筒体 9

一、双层缩套筒体 10

二、双层套箍式筒体 10

三、双层缩套并经自增强处理 10

四、多层缩套 12

五、硬质合金内补的双层筒体 12

第三节 绕丝式筒体 13

一、剖分块式筒体 14

第四节 剖分块式和层间充压式筒体 14

二、层间充压式筒体 15

第五节 各种筒体结构的比较 16

第三章 超高压容器应力分析及强度计算 17

第一节 超高压容器应力分析及失效理论 17

一、全弹性圆筒应力分析 17

二、部分塑性圆筒应力分析 18

四、厚壁圆筒失效的几种观点 19

三、全塑性圆筒应力分析 19

第二节 单层圆筒的强度计算 20

一、应用拉伸数据的弹性失效理论计算 20

二、应用扭转剪切数据的弹性失效理论计算 22

三、部分塑性单层圆筒的计算 25

四、全屈服压力的计算 25

五、爆破压力的计算 26

六、单层厚壁圆筒的设计计算 33

一、双层圆筒的强度计算 34

第三节 多层圆筒的强度计算 34

二、多层圆筒的强度计算 41

第四节 绕丝式容器的强度计算 50

第五节 剖分式圆筒的强度计算 61

第六节 温度应力计算 62

一、温度应力的计算 63

二、由压力引起的应力与由温度引起的应力的叠加 67

第四章 自增强技术及其在超高压容器设计中的应用 68

第一节 自增强技术的应用 68

一、部分塑性圆筒 70

第二节 自增强容器的应力分析及计算 70

二、完全塑性圆筒 74

三、适宜的自增强条件 75

四、自增强圆筒的再屈服压力 76

第三节 自增强处理的反向屈服及计算 77

第四节 自增强圆筒的设计 80

一、常温下自增强圆筒的设计 80

二、高温操作自增强圆筒的设计 82

三、Bauschinger效应的影响及非理想塑性材料内壁残余应力的计算 84

二、应变硬化的影响 84

第五节 自增强处理的影响因素及对材料的要求 84

一、反向屈服的影响 84

四、应变时效的影响 86

五、超应变度的影响 87

六、对材料的要求 88

第六节 自增强处理的方法 89

一、直接静液压法 89

二、机械式挤压法 90

三、爆炸胀压法 91

第五章 超高压容器的疲劳及其设计计算 92

第一节 概述 92

一、引起疲劳破坏的主要因素 92

二、疲劳破坏的特点与实质 92

三、疲劳的分类 93

四、疲劳的基本特性及疲苏曲线 93

五、疲劳的影响因素 95

一、超高压容器疲劳问题的研究概况 99

第二节 疲劳分析及疲劳设计 99

二、国外有关规范中的疲劳分析及疲劳设计方法 101

三、缺乏疲劳数据时的疲劳设计方法 110

第三节 断裂力学在超高压容器疲劳设计中的应用 113

一、应力强度因子K与材料断裂韧性KIC 113

二、断裂力学应用于疲劳设计的基本方法 115

三、临界裂纹及临界压力的确定 116

四、疲劳寿命的估算 116

五、美国ASME VIII-3规范关于断裂力学评定的设计方法 118

第六章 超高压容器的零部件 121

第一节 超高压容器的密封结构 121

一、B形环密封 121

二、Bridgman密封 124

三、楔形环密封 126

四、其他型式的密封 130

第二节 超高压容器端盖及其连接件 134

一、筒体与顶底盖的连接型式 134

二、筒体端部 135

三、顶底盖 136

四、凸肩头盖 137

五、卡箍 137

第三节 超高压容器器壁开孔 139

一、筒体开孔实例 139

二、开孔计算 139

三、开孔结构设计 140

四、开孔试验研究 140

一、化工工艺对超高压管式反应器的要求 142

第四节 超高压管式反应器设计 142

二、超高压管式反应器的结构特点 143

三、超高压管式反应器的局部结构设计 146

第五节 超高压容器附件 149

一、超高压管道的连接 149

二、超高压管道用无缝钢管 151

三、密封垫 157

四、管路附件 158

第一节 材料的选择原则 160

一、对材料的基本要求 160

第七章 超高压容器用钢 160

二、现行规程对材料的要求 165

第二节 材料的质量检验 168

第三节 国内外超高强度钢发展概况 169

第四节 常用超高压容器用钢 171

一、AISI4340钢 171

二、34CrNi3Mo钢 174

四、37SiMnCrNiMoV钢 176

三、42CrNi2MoV钢 176

五、00Ni18Co8Mo5TiA1钢 178

六、硬质合金碳化钨 179

七、超高压管式反应器用无缝合金钢管的材料 179

第八章 超高压容器的检测 184

第一节 检验 184

一、无损检测 184

二、液压试验 187

三、运行中的定期检查 188

一、压力测量 195

第二节 压力和温度测量 195

二、温度测量 196

三、引线密封 197

第三节 超高压容器内壁应力的测量 201

第四节 超高压容器残余应力的测量 207

一、机械镗削法测量残余应力 207

二、X射线应力仪测量残余应力 208

三、压痕总应力仪测量残余应力 210

四、残余应力测量方法的评述 212

一、爆破膜的设计计算 213

第九章 超高压容器的安全技术 213

第一节 压力泄放装置 213

二、爆破帽的设计计算 218

第二节 安全技术 223

一、声发射技术在超高压装置中的应用 225

二、安全与寿命预测 226

三、安全事故分析及对策 227

附录 部分超高压容器设计参数汇总表 230

符号说明 234

参考文献 235