離心機的制造缺陷對其安全性的影響有哪些?
作者： 2014年05月19日 來源： 瀏覽量：
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離心機在制造過程中所產生的缺陷，主要因為存在缺口、幾何形狀不連續或較大的內應力等，因而有可能直接或間接地影響到離心機的安全使用。
離心機在制造過程中所產生的缺陷，主要因為存在缺口、幾何形狀不連續或較大的內應力等，因而有可能直接或間接地影響到離心機的安全使用。
1、缺口的影響
容器中的焊接缺陷，如焊縫咬邊、未焊透、氣孔或夾渣、焊接裂紋等，不僅僅是減少焊縫截面積而削弱焊縫的強度，更主要的是因為它在焊縫或其附近形成缺口。由于缺口的存在，首先改變了缺口處的受力條件，造成很硬的應力狀態，不利于材料的塑性變形，使材料趨向甚至處于脆性狀態；同時在缺口根部還引起應力集中，易于生成裂紋和使裂紋擴展，導致脆性斷裂或疲勞斷裂。
構件由于存在缺口而引起應力分布不均勻的程度常用應力集中系數來表示，它等于截面上最大應力與平均應力之比。實驗表明，應力集中系數的大小取決于構件缺口的尖銳程度，缺口越尖銳，即根部的曲率半徑越小，根部下面的應力線密度就越大，也即應力分布就越不均勻，應力集中系數越大。所以構件上存在的缺口越尖銳，就越易于斷裂，對安全的威脅也就越大。
離心機在制造過程中所產生的帶有缺口的各種缺陷由于尖銳程度不同，對影響安全的嚴重程度也大不一樣，一般說來，像焊縫缺肉（削弱）這樣的缺陷，雖然也可以看做是缺口，但它通常都是圓滑過渡的，即根部曲率半徑較大，并不會引起大的應集中。氣孔、夾渣等所謂（體積缺陷）所形成的缺口也不是尖銳的。所以除非是缺陷比較嚴重，否則對安全的影響也不會是太大的。
焊接缺陷中缺口比較尖銳的是焊縫咬邊和表面根部未焊透。這種缺口常常是脆性破裂的起始點，也會導致疲勞破裂。焊接裂紋實際上是尖銳程度最嚴重的一種缺口，它的缺口根部曲率半徑接近于零。壓力容器的脆性破裂大多數是焊接裂紋引起的。裂紋還會加速疲勞破壞和腐蝕破壞的進行。所以裂紋是焊縫缺陷中最嚴重的缺陷，也是壓力容器最危險的缺陷。
2、離心機幾何形狀不連續的影響
離心機在制造過程中產生的另一種缺陷是造成殼體幾何形狀的不連續，如凹凸不平、接縫角變形等。各種回轉殼體在內壓作用下的應力與它的曲率半徑有關。曲率半徑不同的兩種殼體連接在一起時，由于應力不同，所產生的變形也不一樣。但它們又相互約束，并由此在交接處引起剪力和彎矩，使殼體產生附加彎曲應力，造成過高的局部應力。
幾何形狀不連續所引起的附加應力的大小取決于不連續處的過渡情況，形狀和尺寸的突然變化可以引起很高的附加就力，而如果變化十分緩和，則附加應力可以降到很小。
離心機在加工成型和組裝中所產生各種幾何形狀不連續的缺陷，其變化過渡情況并不相同，所產生的影響也不大一樣。截面不圓的缺陷，雖然也使殼體在同一截面內的曲率半徑發生了變化，但其變化是緩慢的，對內壓殼體的受力情況并無多大影響，但受外壓的殼體（如夾套容器的內筒），會因截面不圓而降低臨界壓務，甚至由此使殼體失去穩定性而被壓癟。表面的局部凹陷（或凸出）所產生的影響決定于凹陷的直徑和深度（或高度）。一般說來，直徑大而深度小的凹陷，幾何形狀的變化比較緩和，所產生的影響也小。在離心機制造過程中產生的封頭凹凸不平，一般都是變化比較緩和的。
3、離心機內應力的影響
離心機的封頭、圓筒等殼體經過沖壓、滾卷等冷作加工以及在焊接以后，常常在殼體上殘留有一部分內應力，即制成后的容器在不承受壓力的情況下，有一部分殼壁材料就處于有應力的狀態下。這種內應力有時可能很大，特別是焊接內應力，在個別情況下甚至可以達到或接近材料的屈服極限。
焊接內應力的產生是因為金屬熔焊時，焊縫的熔注金屬是在熔融狀態下填充在焊件的接縫中的，當焊縫金屬及其周圍的母材冷卻時，這些金屬就要收縮，但它又受到剛性焊件的約束，因而在焊縫附近即產生拉伸應力，這就是焊接內應力。焊接內應力的大小取決于焊件對焊接收縮變形的約束程度焊件越厚，剛性越大，焊后殘余內應力也越大。
冷作加工產生的內應力則與加工變形的程度有關。一般來說，冷變形量越大，所產生的內應力也越大。
離心機殼體上殘存的內應力即使不至于產生裂紋，也會加劇壓力容器的疲勞破裂和應力腐蝕破裂。
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