[发明专利]一种中温预应力内压内加热压力容器

摘要

一种中温预应力内压内加热压力容器，其技术特征是利用压力容器内、外壁存在的壁温差，使压力容器器壁内产生温差应力，温差高于使压力容器外壁面产生屈服的温差，因而温差应力使压力容器形成近内、外壁面部分为塑性区，中间部分为弹性区的结构。保持该温差一定时间使温差应力稳定后消除该温差，压力容器因此获得有利于抵消部分操作应力的残余应力，从而降低和均化压力容器器壁中的应力、提高其承载能力与安全性。

主权项

一种中温预应力内压内加热压力容器，其特征是：对压力容器筒壁进行如下处理，使其存在温差残余应力，形成部分材料为塑性、部分材料为弹性的结构，具体措施是：对压力容器内壁面进行加热，或对压力容器外壁面进行冷却，或同时对压力容器内壁面进行加热，而对外壁面进行冷却，使其内、外壁面存在温差而产生温差应力；温差超过二次屈服温差，即超过压力容器外壁面刚刚进入屈服的温差，而低于整体屈服温差，即低于压力容器整个壁厚刚刚全部屈服的温差；所述二次屈服温差为dtc2，，其中E为容器材料的弹性模量、a为容器材料的热膨胀系数、u为容器材料的泊松比、sy为容器材料的屈服强度、k为容器的径比，k=ro/ri，ro、ri分别为容器外壁面、内壁面的半径；由于二次屈服温差高于一次屈服温差，因而压力容器外壁面进入屈服时，内壁面必然已经屈服，因此，温差超过二次屈服温差后，温差应力使压力容器处于内、外层为塑性、中间层为弹性的弹塑性状态；保持温差一定时间使温差应力达到稳定后消除温差，压力容器内、外层材料由于已屈服而不能恢复原状，而中间层材料为弹性状态力图恢复原状，因而在压力容器中形成了温差预应力，或温差残余应力；所述压力容器工作时的总应力为温差预应力与机械应力相叠加，所述机械应力指压力容器工作压力p所产生的应力，所述压力容器工作压力p为内压。