压力容器的抗断裂分析

    目前，压力容器厂家在压力容器的抗断裂分析中，在用含缺陷压力容器安全评定6来进行计算和评定的。标准均是以裂纹平直地向前扩展为基础的。到目前为止的研究表明，实际裂纹不是平直的，而是不规则地弯折地向前扩展，认为裂纹具有分形特征，是一条分形曲线，运用裂纹分形可以定量描述应力强度因子波动范围和疲劳裂纹扩展速率的变化在工程实际中，压力容器的尺寸、缺陷的大小以及材料性能参数都不是确定值，而是模糊值，是以一定的分布规律进行分布的。加之压力容器断裂判据中还存在许多偏差，导致文献应用的可靠性受到一定程度的限制。为此，笔者把分形理论、模糊理论和可靠性设计的有关理论与文献中平面缺陷的常规评定相结合，在压力容器的断裂设计中进行计算和分析评定，这将极大地提高断裂评定的可靠性和水平。石油化工设备1分形裂纹扩展对断裂的影响分维确定对材料裂纹进行分形分析时，分维D是一个重要参数。分形裂纹的应力强度因子当考虑到分形裂纹的长度效应和弯折效应后，在平面缺陷断裂常规评定中，分形有效应力强度因子为：在疲劳评定中，分形有效应力强度因子为不考虑分形效应时的I型应力强度因子， 压力容器断裂的模糊可靠性计算由文献 ，平面缺陷的常规评定采用通用失效评定图的方法进行，即在安全区内，由于各种客观因素的影响，而是随机变量和模糊变量，必须运用模糊概率原理来讨论断裂比概率分布压力容器的断裂，模糊可靠度将概率分布与隶属函数结合起来，积分可得模糊可靠度通式：石油化工设备4结语压力容器的裂纹扩展可以视为分形曲线，建立分形裂纹的应力强度因子计算模型，把断裂比的随机性、材料断裂比的模糊性以及平面缺陷的常规评定相结合，计算并且分析了压力容器断裂分形的模糊可靠度，实现了压力容器断裂分形模糊可靠性安全评定。

   油气分离器的作用

   在喷油螺杆压缩机中，油气分离器能分离压缩空气中的润滑油。因为在压缩气体时，一些油同时被喷入压缩机的齿间容积中，因而形成了油气混合物。为了确保压缩气体的质量，必须利用油气分离器来分离压缩空气中多余的油，同时将分离出来的润滑油循环利用。

   油气分离效果

   在喷油螺杆压缩机中形成了压缩气体和润滑油的混合物，其中润滑油是以气相和液相两种状态存在的。气相润滑油是油气混合物在一定的温度和压力下由液相润滑油气化形成，但气相油在油气混合物中的比例很少，而液相油占的比例较多。液相油的油滴直径大部分在1 m以上，少量的油滴直径在0．O1～1 m之间。由于油气混合物的流速不是很快，油滴受重力作用，大的油滴都落人油气分离器的底部，然后通过回油管道再循环利用；小直径的油滴长时间悬浮在压缩空气中，不能靠自身的重力作用而落人油气分离器的底部。油气分离器的作用是将这些小油滴从压缩气体中分离出来，从而使排出的压缩空气中油的含量在0．003％0之内。因而，油气分离器的性能好坏直接影响喷油螺杆压缩机排出的压缩气体的质量。喷油螺杆压缩机中压缩空气的含油量不仅与油气分离器的滤芯质量有关，而且与油气分离器的进气管及内置附件的结构设计有关。油气分离器采用的油气分离有两级：一级分离是机械碰撞分离，是指油气混合物通过碰撞油气分离器的内置附件，在自身重力作用下，或通过油气分离器的进气管及内置附件产生的离心力作用，将油气混合物中1 脚以 上的大直径油滴分离出来，落入油气分离器的底部；二级分离是油滴聚结再分离，它是指油气混合物以较慢的速度进入油气分离器的滤芯，将直径在1 m以下的较大直径油滴先在滤芯表面过滤出来，较小直径的油滴在进入滤芯内部后亲和聚结为直径较大的油滴，并在自身重力作用下落入油气分离器的底部。油气分离器是上述两级分离方法的综合分离，机械分离作为一次分离，滤芯分离作为二次分离。   3

   油气分离器的结构分析

   油气分离器的进气管及内置附件的结构设计，直接关系到一次分离效果的好坏。内置附件的型式有：隔筒组件、导流板等。近年来常见的进气管及内置附件的结构大致有以下四种设计。

   第一种是进气管垂直简体焊接。在进气管附近设置隔筒组件，油气混合物撞击隔筒进行一次粗分离。

   第二种结构是进气管切向焊在简体上。在进气管附近焊有一块导流板，其形状为半圆形，油气混合物沿筒体切向进入旋转通道，利用旋转产生的离心力进行一次分离。这种切向分离较直接机械碰撞分离效果有了提高，但由于导流板的位置一般在筒身中部，油气混合物很容易直接扫过油面，影响了分离效果。

   第三种也是进气管切向焊入简体。在筒体内设置了隔筒，油气混合物沿着筒体与隔筒间的通道，旋转形成了离心力，从而达到分离的目的。隔筒可以直接焊在油气分离器的设备法兰底面上，或者隔筒与隔圈焊接成组件，再将隔圈组件装在设备法兰及法兰盖之间，然后用螺栓固定。隔筒内装有用于二次分离的油气分离滤芯。总之，隔筒一般设置在油气分离器的上部，由于油气混合物离油面较远，般应大于300 ITIITI，因而可以提高分离效果。实践证明，该结构的分离效果较前两种好，在国内的油气分离器的设计中经常被使用。

   经过上述结构比较，可见第三种设计结构较合理，能够达到良好的分离效果，可有效降低压缩空气的含油量，同时可降低油耗，因而在业内较多采用该结构。