奧氏體不銹鋼應(yīng)變強(qiáng)化技術(shù)充分利用了低溫壓力容器材料的應(yīng)變強(qiáng)化特性,根據(jù)ASME BPVCⅧ 一2¨ 的規(guī)定,當(dāng)需要考慮應(yīng)變強(qiáng)化特性時(shí),設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)采用應(yīng)力一應(yīng)變曲線圖。通過應(yīng)力一應(yīng)變曲線,可以獲得不同強(qiáng)化應(yīng)力or 對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值。
1.1 ASME應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
2007年,美國ASME頒布的新版鍋爐低溫壓力容器規(guī)范第Ⅷ卷第2分篇,首次在承壓設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)中引入彈塑性應(yīng)力分析法,率先在國際上提出了考慮材料塑性應(yīng)變強(qiáng)化的本構(gòu)模型,從而降低了低溫壓力容器的設(shè)計(jì)壁厚,體現(xiàn)了安全性和經(jīng)濟(jì)性的完美結(jié)合。
從ASME材料強(qiáng)化模型可知,由材料的工程屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度就可以得到相應(yīng)的真實(shí)應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系,但公式復(fù)雜且計(jì)算量大。
1.2 雙線性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
雙線性模型則由彈性直線段和塑性直線段構(gòu)成,雙線性模型由除坐標(biāo)原點(diǎn)外的點(diǎn)共4個(gè)參量確定, 從雙線性本構(gòu)關(guān)系可知,由材料的真實(shí)屈服強(qiáng)度和真實(shí)抗拉強(qiáng)度以及各自對(duì)應(yīng)的真應(yīng)變,就可以求出真實(shí)應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系,公式比ASME本構(gòu)關(guān)系式簡潔,計(jì)算量小。
由此可以看出:
(1)根據(jù)國產(chǎn)S30408奧氏體不銹鋼的預(yù)應(yīng)變拉伸試驗(yàn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,國產(chǎn)S30408奧氏體不銹鋼制造應(yīng)變強(qiáng)化低溫壓力容器時(shí)的應(yīng)變應(yīng)大于5% ,小于10% ;
(2)計(jì)算比較得到,對(duì)強(qiáng)化應(yīng)力和應(yīng)變的計(jì)算,用雙線性應(yīng)力一應(yīng)變曲線比ASME應(yīng)力一應(yīng)變曲線更簡單,且雙線性曲線位于ASME曲線的下方,具有安全可靠的特點(diǎn),可用于國產(chǎn)S30408奧氏體不銹鋼制造應(yīng)變強(qiáng)化低溫壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算強(qiáng)化應(yīng)力和應(yīng)變;
(3)采用國產(chǎn)S30408奧氏體不銹鋼制造應(yīng)變強(qiáng)化低溫壓力容器,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮抗拉強(qiáng)度的影響,強(qiáng)化許用應(yīng)力取為:[σ]=min{σk/nk,Rm/nm}。