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CAD 522
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