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第1章 绪论1

第1节 概述1

一、高压厚壁容器的应用1

二、高压厚壁容器的基本特点1

三、压力容器破坏的主要原因3

四、压力容器设计技术进展4

五、压力容器的安全技术6

第2节 高压厚壁容器筒体结构型式7

一、单层筒体结构7

二、多层筒体结构9

三、缠绕筒体结构10

第3节 钢带错绕式压力容器11

一、基本结构11

二、制造特性12

三、安全特性13

四、研究进展15

五、技术经济性18

六、发展前景21

参考文献22

第2章 绕带筒体的应力和强度29

第1节 单层厚壁圆筒的强度计算29

一、弹性应力分析29

二、弹塑性应力分析36

三、爆破压力42

第2节 绕带筒体的承力原理及特点46

一、错绕钢带轴向承力原理46

二、绕带筒体的受力特点50

第3节 绕带筒体内压弹性应力60

一、不计钢带层间摩擦力60

二、计及钢带层间摩擦力74

三、分析与讨论80

第4节 钢带缠绕预应力分析84

一、理论分析85

二、预应力损失91

三、预应力的基本特点94

四、内筒的稳定性97

第5节 钢带层间间隙及其超压处理99

一、概述99

二、试验研究结果101

三、消除钢带层间间隙的压力计算106

四、钢带层间间隙的影响107

五、超压处理及残余应力估算法109

第6节 绕带筒体的热应力112

一、试验研究112

二、热传导和热应力分析115

三、分析和讨论120

第7节 绕带筒体的爆破特性123

一、爆破试验124

二、爆破压力137

三、分析比较142

参考文献150

第3章 绕带筒体设计155

第1节 常规设计155

一、常规设计155

二、壁厚比和钢带缠绕倾角157

三、焊缝系数157

四、安全系数158

五、设计举例166

第2节 爆破失效准则设计168

一、爆破安全系数168

二、简体设计170

三、设计举例171

第3节 钢带缠绕预应力设计174

一、等强度设计174

二、低应力内筒设计185

第4节 优化设计198

一、高压容器优化设计199

二、内筒受力状态分析201

三、钢带等剪切应力缠绕204

四、数学模型及方法210

五、设计实例214

参考文献215

第4章 高压厚壁容器制造工艺和绕带装置217

第1节 厚壁容器制造工艺218

一、单层厚壁式高压容器218

二、多层厚壁式高压容器232

三、缠绕厚壁式高压容器241

第2节 钢带错绕式压力容器制造工艺246

一、主要工艺流程246

二、内径φ600~2000mm压力容器制造249

第3节 绕带装置257

一、工作原理257

二、动力提供方式及功率计算259

三、移动小车260

四、现场绕制262

第4节 高压厚壁容器制造技术比较263

参考文献268

第5章 断裂疲劳和可靠性分析269

第1节 断裂力学在压力容器中的应用269

一、压力容器脆性破坏原因269

二、断裂力学基本理论271

三、缺陷评定技术进展277

四、绕带容器防脆断性能280

第2节 绕带筒体的疲劳强度283

一、疲劳强度分析283

二、试验研究289

三、试验结果分析293

四、结论297

第3节 斜面焊缝疲劳断裂性能298

一、材料性能及试样结构298

二、疲劳试验结果分析301

三、结论303

第4节 绕带筒体可靠性分析303

一、基本概念303

二、压力容器可靠性分析306

三、绕带筒体失效方式308

四、绕带筒体的可靠性311

参考文献316

第6章 绕带简体的开孔和补强318

第1节 压力容器开孔补强设计318

一、受内压圆柱壳体开小孔的应力集中318

二、开孔并带接管时的应力集中320

三、设计方法322

四、结构设计325

第2节 绕带筒体的开孔和补强330

一、试验研究330

二、开孔接管工艺340

三、等面积补强342

参考文献345

第7章 压力容器的防爆抑爆和在线安全状态监控技术347

第1节 压力容器安全运行的技术关键347

一、爆炸破裂及其危害347

二、压力容器的缺陷及修复350

三、压力容器防爆保护技术351

四、压力容器安全运行的技术关键354

第2节 压力容器的裂纹止裂技术355

一、裂纹止裂的基本原理355

二、疲劳裂纹扩展的阻滞357

三、粘接补强止裂360

四、内压筒体的绕丝止裂362

五、内压筒体的绕带止裂367

第3节 压力容器的在线安全状态监测技术369

一、压力容器诊断技术370

二、声发射监测技术371

三、压力容器安全监控保护装置376

参考文献381

第8章 高压容器封头和密封结构383

第1节 单层封头383

一、平封头383

二、锻制紧缩口封头387

三、半球形封头387

第2节 多层封头388

一、多层封头的类型和特点389

二、多层半球形封头的强度393

第3节 高压简体联接结构设计398

一、筒体端部法兰398

二、多层圆筒和封头的联接结构403

三、等厚度圆筒间的联接409

第4节 高压密封结构412

一、强制式密封413

二、自紧式密封415

三、自紧密封中的非螺栓联接422

第5节 全自紧高压密封装置427

一、高压密封装置的基本要求427

二、全自紧高压密封装置的结构特点428

三、主要试验研究结果433

四、强度校核440

五、设计举例448

参考文献453

第9章 特殊用途绕带式压力容器455

第1节 自保护超高压容器455

一、超高压容器典型事故案例455

二、安全运行的技术关键457

三、自保护超高压容器459

第2节 绕带式深冷高压容器461

一、低温高压容器概述461

二、液氢高压容器465

三、设计实例467

四、基本结论469

第3节 多层薄内筒绕带式压力容器470

一、层板——绕带组合式尿素合成塔470

二、层板——绕带组合式加氢反应器486

第4节 绕带式锅炉汽包494

一、绕带锅炉汽包496

二、绕带汽包汽水循环方案的可行性497

三、汽包端部开大孔的可行性498

四、绕带锅炉汽包的经济性分析502

第5节 筒形分段绕带压力储罐503

一、压力球罐概述503

二、筒形绕带压力储罐509

三、设计实例511

参考文献515

第10章 扁平钢带倾角错绕式压力容器CAD及其展望518

第1节 概述518

一、计算机辅助设计518

二、压力容器CAD522

第2节 CAD软件及系统构成530

一、软件功能530

二、系统构成533

第3节 展望534

一、压力容器技术发展的要求534

二、单层容器和带深环焊缝多层容器述评535

三、压力容器缠绕技术的特点和述评536

四、薄内筒外壁倾角错绕扁平钢带技术537

参考文献540

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