水压试验封头和平盖厚度计算
压力容器强度计算
压力容器强度计算压力强度计算在压力的设计过程中，首先需要确定设计参数。
我国现行的压力标准为GB150-98“钢制压力”国家标准。
该标准采用弹性失效准则和稳定失效准则，应用解析法进行应力计算，比较简便。
与之相似的是，JB4732-1995《钢制压力—分析设计标准》允许采用高的设计强度，从而在相同设计条件下，减少厚度和重量，但计算比较复杂，采用塑性失效准则、失稳失效准则和疲劳失效准则，与美国的ASME标准思路相似。
在确定设计参数时，需要考虑直径。
对于用钢板卷制的筒体，以内径作为其公称直径。
而如果筒体是使用无缝钢管直接截取的，则规定使用钢管的外径作为筒体的公称直径。
表格1和表格2分别列出了压力的公称直径。
设计压力是指设定的顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。
在设计压力的确定中，需要考虑相关的基本概念。
工作压力Pw在正常的工作情况下，顶部可能达到的最高压力。
对于塔类直立，直立进行水压试验的压力和卧置时不同。
工作压力是根据工艺条件决定的，顶部的压力和底部可能不同，许多塔器顶部的压力并不是其实际最高工作压力。
标准中的最大工作压力、最高工作压力和工作压力概念相同。
计算压力Pc是GB150-1998新增加的内容，是指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。
当静压力值小于5％的设计压力时，可略去静压力。
在设计压力的确定中，需要注意与GB150-1989对设计压力规定的区别。
第二节内压筒体与封头厚度的设计1.内压圆筒的厚度设计根据GB150-1998的定义，内压圆筒壁内的基本应力是薄膜应力，由第三强度理论可知薄膜应力的强度条件为：σr3σ]t，σr3t PD/2δ。
其中，[σ]是制造筒体钢板在设计温度下的许用应力。
考虑到焊接接头的影响，公式（1）中的许用应力应使用强度可能较低的焊接接头金属的许用应力，即把钢板的许用应力乘以焊缝系数。
因此，内压圆筒的理论计算厚度δ应满足δ≥PcDi/2[σ]tϕ，其中D为中径。
试验盲板厚度计算
石油 工 程 建 设
２００３年 ２月
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丢 志宏
长庆建设工程总公 司
摘 要 文章以现行压力容器、金属管道设计规范及管件标准为依据，讨论了常用管道 试压封头如：椭圆形封头、平盖封头、盲板法兰、法兰盖等封头壁厚的设计选用，并探讨了 加强肋平盖封头壁厚的计算方法、在长庆气田施工中多次应用验证，用这些计算方法确定的
压 力 ；
（６）的要求。
红司 七－ 设 计 温 度下材料许用应力／ＭＰａ； Ｓ一 封 头 壁 厚 ／ｔｎｍ；
ＰｎＤ
Ｈ ） ８［ ｒ］ｈ＇ｘ０．７ｈ，＋ １０
（６）
９Ｐ 焊 缝系 数 ， 整体冲压 Ｐ＝１； Ｃ一 封 头 壁 厚 附加量，Ｃ二１一３ｎｍｍ；
式中 「ｒｌｈ＇－贴角焊缝许用应力／ＭＰａ； ｈ。一 焊 缝 高 度 ／ｎｕｎ．
管道试压封头，安全、可靠、经济
关键 词 管道 试压 封头 计算 选用 丁乙ｅ 乙
随 着 中 高压大 口径管道增多，以往凭经验 、查
手册确定试压封头的方法难以满足现场需要 ，尤其 是采用压缩空气 试压时 ，甚至因封 头选用 不当发生 试压事故。本文以现行压力容器、金属管道设计规 范及管件标准为依据，讨论现场常用试压封头计算 公式的选用，并对带加强肋平盖封头设计进行探 讨，在长庆气田施工中多次应用验证，这些方法安
插焊管件Ｓｃｈ８０，Ｓ ｃｈ１６０两级平焊管帽。
。一＊ １（Ｄ； ＋２Ｃ） 硫 ·Ｃ （３）
。一。．４４Ｄｃ人 Ｐ万 （７）
２．５ 共它注意亨项 一 般 可选 试压介质为清水或压缩空气，设计温
课程设计---液溴储罐的设计
课程设计题目：液溴储罐的设计专业：化学工程与工艺班级：学号：姓名：指导老师：设计题目液溴储罐的设计工艺数据：储罐内径：2200mm储罐长度（不包括封头）：4400mm地点：德州设夏季最高温度时物料的饱和蒸汽压为1.6 MPa 密度：3.119克每立方厘米熔点：-7.2℃沸点：58.78℃目录设计题目 (2)第一章总论 (1)1.1 概述 (1)1.2 设计依据和原则 (1)第二章工艺参数的确定 (2)2.1 设计温度的确定 (2)2.2 设计压力的确定 (2)2.3 筒体和封头的选材及机构 (2)2.3.1 液溴的性质 (2)2.3.2 筒体、封头的选材 (3)2.3.3 筒体、封头的结构 (3)第三章设计计算 (4)3.1 筒体的计算 (4)3.2 封头的计算 (4)3.3 水压试验及强度校核 (4)第四章附件的选择及计算 (6)4.1 法兰的选择 (6)4.1.1 法兰类型的选择 (6)4.1.2 法兰密封面的选择 (6)4.1.3 垫片、螺栓的选择 (6)4.1.4 法兰最终选择 (7)4.2 人孔的选择计算 (7)4.2.1 人孔的选择 (7)4.2.2 人孔补强的确定 (8)4.3 卧式容器支座的选择及计算 (8)4.3.1 支座的选择 (8)4.2.2 鞍座的选用原则 (8)4.2.3 鞍座负荷计算 (8)4.4 液面计的选择 (10)4.5接口管的选择 (10)4.5.1 液溴进出料管 (10)4.5.2 排污管 (10)4.5.3 安全阀接口管 (10)第五章设备的校核计算 (11)5.1筒体和封头切向应力校核 (11)5.1.1筒体切向应力计算 (11)5.1.2封头切向应力计算 (11)5.2筒体轴向应力校核 (11)5.2.1 由设计压力引起的轴向应力 (11)5.2.2 轴向应力组合与校核 (11)参考文献 (13)总结 (14)第一章总论1.1 概述本设计是为德州地区的工厂设计一液溴储罐。
压力容器封头最小成形厚度的检验确定
压力容器封头最小成形厚度的检验确定作者：张丽亚来源：《中国科技博览》2013年第07期[摘要]封头是压力容器的一个主要承压部件，也是原子能、石油化工、食品制药等行业压力容器设备中不可或缺的重要部件，封头质量的高低直接影响着压力容器的运行安全效果，本文主要探讨压力容器中封头最小成形厚度的检验和计算。
[关键词]压力容器封头最小成形厚度中图分类号：TH49 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）07-0265-01一、引言封头是压力容器的组成部件之一，是压力容器上的端盖，是压力容器的一个主要承压部件，封头是原子能、石油化工、食品制药等行业压力容器设备中不可或缺的重要部件，其用途非常广泛，可以用于各种容器设备，如储罐、换热器、塔、反应釜、锅炉、分离设备等。
封头的分类方法较多，依据封头的几何形状，可以将封头分为球形封头、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头、锥壳封头以及平盖封头六种，其中球形封头、椭圆形封头、碟形封头和球冠型封头统称为凸形封头；依据封头的焊接方式来分，可以将其分为对焊封头和承插焊封头两种。
封头的材质有碳钢、不锈钢、合金钢、铝、钛、铜、镍及镍合金等。
其工作原理是在设备的压力容器起密封作用，既可以用于罐形压力容器的上下底，也可以用于管道的两端，一般情况下，在封头焊接好之后是不可再拆卸，与封头配套的管件主要有管道、压力容器、法兰盘、弯头、三通、四通等。
封头质量的高低直接影响着压力容器的运行安全效果。
按照《压力容器封头》的相关规定，对于封头要控制好最小的成形厚度，因此，在封头的制作中，要确定好封头的最小成形厚度以及其后去的检验问题。
二、关于压力容器封头最小成形厚度的规定作为压力容器用封头其最小厚度应符合《压力容器封头》的标准以及图样的要求，即封头的最小成形厚度应该大于封头名义上的厚度减去钢板厚度负偏差C1的要求，一般情况下，封头成形厚度减薄率在12%到16%之间，因此，如果用设计图样标注厚度的钢板压制压力容器用钢封头将不能满足标准规定的要求。
管道压力试验封头型式及厚度的确定
长输管道压力试验封头型式及厚度的确定符号说明δ——计算厚度，mm；——计算压力，MPa；等于设计压力与压力试验管段液位高差静压力之和；PcD——封头内直径，mm；i[σ]t——设计温度下材料的许用应力，MPa；φ——焊接接头系数，采用整板料取1；α——圆锥半顶角，（°）；压力试验是管道施工涉及人身和财产安全的关键工序，在管道设计规范、施工规范中均未对管道压力试验的封头型式、材质与厚度作出相应的规定，施工单位一般根据经验和材料的实际情况确定，存在着较大的安全风险。
但压力管道（最大直径φ1219mm，最高设计压力10MPa）与压力容器（最大直径超过φ5000mm，最高设计压力大于100MPa）同属承压类特种设备，把管道等同于筒体很长的压力容器，管道压力试验与压力容器的压力试验就是完全相同的，因此，用压力容器的方法确定长输管道试压封头是满足管道要求的。
管道压力试验的封头型式、材质与厚度可以根据压力容器的基本要求和计算方法确定。
1 封头型式的确定压力容器用封头根据几何形状的不同，一般分为球形封头、椭圆封头、碟形封头、锥形封头、平盖等。
以峰值应力和截面突变情况为依据，优先选用球形封头，其它封头依次次之，平盖的受力状况最差，截面突变最大。
1.1球形封头球形封头截面形状为半球形，球形封头没有相应的专业制造标准，到目前为止，一般按照GB150进行设计计算，参照JB/T4746制造，根据需要，封头直边可有可无，供需双方协商确定。
由于截面突变最小，其受力状况最好，在同等条件下所需的金属厚度最小，其厚度计算公式为：δ=PcDi4[σ]tφ-Pc但由于封头深度较大，加工难度相对较大，且考虑到与管道（筒体）等厚度焊接的因素，从经济适用出发，球形封头一般用于压力较高的场合才能体现其受力状况佳、用料厚度较小的优势。
建议设计压力≥8.0MPa的管道采用球形封头作为试压封头。
1.2椭圆封头（本文指标准椭圆封头）椭圆封头截面形状为半椭圆形，按GB150进行设计计算，按JB/T4746制造加工。
压力容器设计中焊接接头系数值的选取
压力容器设计中焊接接头系数Υ值的选取李业勤3 尤爱珍 (宜兴市洪流集团公司)(常州化工设备有限公司) 摘 要 对压力容器设计中几处焊接接头系数Υ值的选取,论述了自己的观点。
关键词 压力容器 焊接接头系数 在学习贯彻GB150-1998、GB151-1999以及国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》(下简称《容规》)的过程中,有几处焊接接头系数Υ值的选取易引起争议,为此,笔者谈一下自己的看法,供参考。
1 开孔处计算厚度∆计算式中Υ值的选取 GB150-1998中的81511款给出了对内压容器开孔所需补强面积的计算式:A=d∆+2∆∆et(1-f r)(1)式中∆为开孔处计算厚度。
显然,要求取∆值,就必需解决开孔处焊接接头系数Υ值如何选取的问题。
当壳体的焊接接头系数Υ=1时,任意开孔处Υ=1。
若有人提出,当开孔正好在B类焊接接头上,而B类Υ值又不为1,怎么办?笔者认为,由于B类Υ值不会小于015,不会对开孔处Υ值造成影响。
当壳体Υ值小于1时,开孔处Υ如何选取?这个问题比较复杂,现分析如下: (1)开孔处有效补强范围内,计算截面为母材,此时Υ=1。
(2)开孔处有效补强范围内,计算截面穿过B类焊接接头,由于B类Υ值不小于015,故对计算截面(对圆筒体为轴向截面)而言,其Υ值可取1。
(3)开孔处有效补强范围内,计算截面正好穿过A类焊接接头,而A类Υ值又小于1,例如0185等,笔者认为可仍取1。
理由是:根据GB150-1998第10181212c)款以及10181411 b)和10181412b)款,以开孔中心为圆心、115倍开孔直径为半径的圆中所包容的焊接接头应全部检测,射线检测、超声检测合格的级别分别为不低于 级和不低于 级,即与壳体相一致,《容规》亦有同样规定,因此有人认为Υ值应等同于壳体的Υ值。
从合理的角度考虑,Υ值取小于1的值,有一定道理,但是,由于设计人员在进行设计计算时是无法预先知道这一情况的,更何况计算截面正好位于A类焊接接头上的情形十分少,如果连这一比较特殊的情形也要分清Υ=1还是Υ<1,对设计人员而言未免太苛刻了。
平盖
计算单位
计算所依据的标准
GB 150.3-2011
计算条件
筒体简图
计算压力Pc
2.45
MPa
设计温度t
150.00
C
内径Di
600.00
mm
材料
Q345R(板材)
试验温度许用应力
189.00
MPa
设计温度许用应力t
189.00
MPa
试验温度下屈服点s
345.00
MPa
钢板负偏差C1
垫
外径D外
665.0
mm
内径D内
625.0
mm
m
3.00
y
69.0
MPa
片
压紧面形状
1a,1b
材料类型
软垫片
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
PT=3.06
MPa
压力试验允许通过的应力t
T=274.50
MPa
试验压力下封头的应力
T= =0.00
MPa
校核条件
TT
校核结果
合格
厚度设计
系数K(取大值)
T0.90s=310.50
MPa
试验压力下
圆筒的应力
T= =94.18
MPa
校核条件
TT
校核结果
合格
压力及应力计算
最大允许工作压力
[Pw]= =6.14551
MPa
设计温度下计算应力
t= =64.05
MPa
t
160.65
MPa
校核条件
t≥t
结论
合格
前端管箱封头计算结果
压力容器常见结构的设计计算方法
第三章 压力容器常见结构的设计计算方法常见结构的设计计算方法4.1 圆筒4.2 球壳 4.3 封头4.4 开孔与开孔补强 4.5 法兰4.6 检验中的强度校核4.1.1 内压圆筒 1）GB150中关于内压壳体的强度计算考虑的失效模式是结 构在一次加载下的塑性破坏，即弹性失效设计准则。
2）壁厚设计釆用材料力学解（中径公式）计算应力，利用第一强度理论作为控制。
轴向应力：环向应力：（取单位轴向长度的半个圆环）校核：σ1＝σθ，σ2＝σz ，σ1＝0 σθ≤[σ]t ·φ对应的极限压力：2）弹性力学解（拉美公式）讨论：1）主应力方向？应力分布规律？径向、环向应力非线形分布（内壁应力绝对值最大），轴向应力均布； 2）K 对应力分布的影响？越大分布越不均匀，说明材料的利用不充分； 例如，k ＝1.1时，R ＝1.1内外壁应力相差10%； K ＝1.3时，R ＝1.35内外壁应力相差35%； 4 常见结构的设计计算方法 962）弹性力学解（拉美公式）主应力：σ1＝σθ，σ2＝σz ，σ3＝σr 屈服条件：σⅠ＝σ1＝σθ＝σⅡ＝σ1－μ（σ2＋σ3）＝σⅢ＝σ1－σ3＝σⅣ＝3）GB150规定圆筒计算公式（中径公式）的使用范围为：p/[σ]·φ≤0.4（即≤1.5）4.1.2 外压圆筒1）GB150中关于外压壳体的计算所考虑的失效模式：弹性失效准则和失稳失效准则（结构在横向外压作用下的横向端面失去原来的圆形，或轴向载荷下的轴向截面规则变化）2）失稳临界压力的计算长圆筒的失稳临界压力（按Bresse公式）：长圆筒的失稳临界压力（按简化的Misse公式）：失稳临界压力可按以下通用公式表示：圆筒失稳时的环向应力和应变：定义——外压应变系数于是取稳定系数m＝3，有·应变系数A的物理意义－系数A是受外压筒体刚失稳时的环向应变，该系数仅与筒体的几何参数L、D。
、δe 有关，与材料性能无关·应力系数B的物理意义：与系数A之间反映了材料的应力和应变关系（应力），可将材料的δ－ε曲线沿σ轴乘以2/3而得到B－A曲线。
过程设备设计课程设计
前言本次设计主要在于巩固过程设备设计这门课程所学的相关知识，是该课程的一个总结性教学环节。
在整个教学计划中，它培养学生初步掌握化工设备工程设计的过程，熟悉设计之中所设计的标准，规范的内容和使用方法，是毕业设计的一次预演。
过程设备在生产技术领域中的应用十分广泛，是化工，炼油，轻工，交通，食品，制药，冶金，纺织，城建，海洋工程等传统部门所必需的关键设备。
一些新技术领域，如航空航天技术，能源技术等，也离不开过程设备。
而压力容器是广泛用于各种行业的特种设备。
由于涉及人的生命和工业生产安全，历来受到国家及有关各级行政部门的高度重视，制订了一系列法规、规定和条例。
而过程设备设计这门课正是压力容器设计的核心课程。
我们这次主要是关于液化石油气储罐的设计。
主要指导思想是：1.选材合理，备料方便；2.结构设计保证工艺过程顺利和进行并使得运输，安装盒维修方便。
3.全部设计工作均符合现行标准和规范。
4.保证设备安全。
第一章 设计参数的选择设计题目：液化石油气储罐设计 已知条件：工作压力为0.79MPa ，在武汉地区储罐的工作温度为-19℃~50℃，容积为853m 。
分析：此设备为低压容器，液化石油气为易燃气体，因此其应为第二类压力容器。
设计压力：取最高工作压力的1.1倍，即 1.10.790.869P MPa =⨯=。
设计温度：最高工作温度为50℃，一般当W T >15℃时，介质设计温度应在工作温度的基础上加15~30℃，故可取设计温度为70℃。
主要受压元件材料的选择：0.869P MPa =，设计温度为70℃，综合考虑安全性和经济性，查询有关资料，选择16MnR （Q345R ），假设壳体厚度在6~16mm 范围内，查表GB150中表4-1可得[]170MPa σ=，[]170tMPa σ=，R 345eL MPa =。
第二章 容器强度的计算及校核2.1 封头与筒体的厚度计算：2.1.1 考虑采用双面对接焊，局部无损擦伤，焊接接头系数取0.85ϕ=。
《化工设备基础》王绍良 第三版 课件 内压薄壁容器设计参数确定 水压试验
（五）厚度附加量 在设计容器时预先给壁厚一个增量，这就是
厚度附加量
3. 设计参数的确定—Pw P Pc PT
3. 设计参数的确定—Pw P Pc PT
3.1 设计压力
工作压力Pw：是指在正常情况下，容器顶部可能达到的最高压力 ；由工艺过程决定的； 设计压力P：标注在设备铭牌上的压力，其值不低于工作压力； 根据具体条件而规定的； 计算压力Pc：在相应设计条件下，用以确定元件厚度的压力，包 括液体静压力。
化工设备基础(王绍良)（第三版）
容器参数确定 水压试验
思路：
1、壁厚计算公式 2、壁厚水压试验校核 3、封头壁厚计算及对比
δ pcDi 2[σ]tφ - pc
PT
1.25
P
[ ] [ ]t
T
(PT
PL)Di
2δe
δe
0.9
S 0.2
δ
Pc Di
2[ ]t 0.5Pc
球形、 标准椭圆形、 碟形
在运输过程中为了保持必要的刚度，都必须使用大量的辅助钢材，将圆筒撑 圆，而这些钢材所需费用都要计入设备的制造成本中去，所以规定容器的最 小壁厚在经济上是合理的。
GB150-1998规定： • 碳素钢和低合金钢制容器，取 δmin 3mm • 高合金钢制容器，取 δmin 2mm
内压薄壁筒体的强度
其值的大小有焊接接头的形式及无损检测的长度比例确定
3. 设计参数的确定—ф
3.4 焊接接头系数
焊接接头系数是指对接焊接接头强度与母材强 度之比值。用以反映由于焊接材料、焊接缺陷 和焊接残余应力等因素使焊接接头强度被削弱 的程度，是焊接接头力学性能的综合反映。 （实际上焊接接头系数并不真正反映焊缝处材 料强度被削弱的程度，而是一个经验数据，表 示焊缝质量的可靠程度。）
压力容器封头最小成形厚度的检验确定
般 情 况下 ， 可 以根据压 力容 器计 算软 件程序 来进 行计算 ， 待 数据得 出后 再
与封 头的腐 蚀裕度 相结合 ， 所得 的数据就 是外压情 况下封 头最小成形 厚度 的数 据， 这 种计 算方式 满足 了封 头的使 用时 间以及 干板材 质的 需求 。 在计 算外压 情 况下 封头最 小成形厚 度时 ， 也要 考虑到封 头开 孔补强的 情况 ， 在 这种情 况下 ， 封 头上 需要腾 出相应 的厚度来 进行补 强 ， 在这 种． 情况 下封头最 小成形厚 度就是计 算机程 序计算 出的厚 度 以及 腐蚀裕度 和封 头补 强厚度 之和 。 封头的补 强厚度 可 以按 照 内压情 况 下封头 补强 厚度 的计 算方 式来得 出 。
（ 三） 内外 压 均 受 力情 况 时 封 头 最小 成 形 厚度 的计 算 ・
的要求， 即封头的ｔ４ ＂ 成形厚度应该大于封头名义上的厚度减去钢板厚度负偏
差Ｃ １ 的要求 ， —般 情况 下 ， 封 头成形厚 度 减薄率在 ｌ ２ ％ 到１ 之间 ， 因此 ， 如果 用 设 计 图样 标注厚 度 的钢板压 制压力容 器用 钢封头 将不 能满足标 准规定 的要求 。 只能用 图样标 注厚度 以上 的钢板压 制压力 容器用钢 封头 ， 即毛坯厚度 应大于 图 样 标注厚 度 。 如 上例 选用 ８ ｍｍ的毛 坯钢 板成 形后 的封 头可 满 足 当设计 图样标
（ 二） 外 压 情 况 时封 头 最 小 成 形 厚 度 的计 算
封头 是压力 容器 的组 成部 件之一 ， 是 压力容 器上 的端盖 ， 是压力 容器 的一 个主 要承压 部件 ， 封 头是原 子能 、 石油化 工 、 食 品制药 等行业 压力容 器设备 中不 可或 缺的重 要部件 ， 其 用途 非常广 泛 ， 可以用于 各种容 器设备 ， 如储 罐 、 换热 器 、 塔、 反 应釜 、 锅炉 、 分 离 设备等 。 封头 的分 类方法 较多 ， 依 据封 头的 几何形 状 ， 可 以将 封头 分为 球形 封头 、 椭 圆形 封头 、 碟 形封 头， 球 冠形 封头 、 锥 壳封 头以及 平 盖封 头六 种 ， 其 中球 形封 头 、 椭 圆形封 头 、 碟形 封头 和球 冠型 封头 统称 为凸 形
压力容器设计基础知识培训-201706
1、总论-设计参数
1.2 设计参数
1.3.3 设计时应载荷 1.压力
1)内压、外压或最大压差; 2)液柱静压力; 3)试验压力。
2.重力载荷
1)容器空重:容器壳体及内外部固定件(如接管、人孔、法兰、支承圈、支座及内部
元件等)的质量;
2)可拆内件的重力载荷:容器内部可拆卸构件(如填料、填料格栅、支承梁、除沫器
δc 计算厚度，由计算公式得到，保证容器强度，刚度和稳定的厚度 δd 设计厚度，δd =δc +C2（腐蚀裕量）保证规定使用寿命所需厚度 δn 名义厚度，δn =δd +C1（钢材负偏差）+△（圆整量） δe 有效厚度，δe=δn-C1-C2=δc+△ （决定元件的承载能力） δmin 设计要求的成形后最小厚度，δmin≥δn-C1 （GB150 4.3.7壳体加工成形后最小厚度是为了满足安装、运输中刚 度而定；而δmin是保证正常工况下强度、刚度、寿命要求而定。） δ坯 坯料厚度δ坯=δd +C1+△+C3 （其中： C3 制造减薄量，主要考虑材料（黑色，有色）、工艺（模 压，旋压；冷压，热压），所以C3值一般由制造厂定。）
压力容器设计基 础知识培训
技术中心 郝世荣
主要内容
1、总论 2、受压元件 3、外压元件（圆筒和球壳） 4、开孔补强
主要内容
1、总论 2、受压元件 3、外压元件（圆筒和球壳） 4、开孔补强
1、总论-GB150适用范围
1.1 GB/T 150适用范围
适用的温度范围： 1）设计温度范围：-269℃∽900℃。 2）钢材不得超过按GB/T150.2所列材料的允许使用温度范围。
对“成型后的最小厚 度” 。
压力容器封头最小成形厚度检验确定
压力容器封头最小成形厚度的检验确定[摘要]封头是压力容器的一个主要承压部件，也是原子能、石油化工、食品制药等行业压力容器设备中不可或缺的重要部件，封头质量的高低直接影响着压力容器的运行安全效果，本文主要探讨压力容器中封头最小成形厚度的检验和计算。
[关键词]压力容器封头最小成形厚度中图分类号：th49 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）07-0265-01一、引言封头是压力容器的组成部件之一，是压力容器上的端盖，是压力容器的一个主要承压部件，封头是原子能、石油化工、食品制药等行业压力容器设备中不可或缺的重要部件，其用途非常广泛，可以用于各种容器设备，如储罐、换热器、塔、反应釜、锅炉、分离设备等。
封头的分类方法较多，依据封头的几何形状，可以将封头分为球形封头、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头、锥壳封头以及平盖封头六种，其中球形封头、椭圆形封头、碟形封头和球冠型封头统称为凸形封头；依据封头的焊接方式来分，可以将其分为对焊封头和承插焊封头两种。
封头的材质有碳钢、不锈钢、合金钢、铝、钛、铜、镍及镍合金等。
其工作原理是在设备的压力容器起密封作用，既可以用于罐形压力容器的上下底，也可以用于管道的两端，一般情况下，在封头焊接好之后是不可再拆卸，与封头配套的管件主要有管道、压力容器、法兰盘、弯头、三通、四通等。
封头质量的高低直接影响着压力容器的运行安全效果。
按照《压力容器封头》的相关规定，对于封头要控制好最小的成形厚度，因此，在封头的制作中，要确定好封头的最小成形厚度以及其后去的检验问题。
二、关于压力容器封头最小成形厚度的规定作为压力容器用封头其最小厚度应符合《压力容器封头》的标准以及图样的要求，即封头的最小成形厚度应该大于封头名义上的厚度减去钢板厚度负偏差c1的要求，一般情况下，封头成形厚度减薄率在12%到16%之间，因此，如果用设计图样标注厚度的钢板压制压力容器用钢封头将不能满足标准规定的要求。
化工设备机械基础《课程设计》
第1章前言1.1设计任务课程设计是学校整个教学环节的重要部分，是对学生进行全面考核、综合训练的必不可少的教学内容。
通过课程设计，可以使学生所学的基本理论、基本知识和基本技能在总结提高的基础上加以综合应用。
同时，也是培养学生分析问题、全面解决问题的有效方法，所以要求每一位参加课程设计的同学，都要本着严肃认真的精神，以科学的态度独立完成设计的计算，并能发挥自己有创见的设计思想，搞好本次设计。
通过课程设计，培养我们所学《化工机械设备基础》及其相关课程的理论知识，在课程设计中综合地加以运用；培养我们对化工工程设计的技能以及独立分析问题、解决问题的能力；培养我们熟悉、查阅并综合运用各种有关的设计手册、规范、标准、图册等设计技术资料；进一步培养我们识图、制图、运算、编写设计说明书等基本技能。
本次课程设计的设计任务是设计粗产品贮罐。
工艺尺寸为：储罐内径Di=2600 mm,罐体（不包括封头）长度L=4900 mm，工作压力为0.5Mpa，工作温度为常温，物料为含水原油。
1.2设计思想设计前要预先做好准备，认真研究设计任务书，分析计算题目的原始数据和工艺条件，明确设计要求和设备内容。
综合运用所学的机械基础课程知识，自始至终本着对工程设计负责的态度，从难从严要求，综合考虑经济性、实用性、安全可靠性和先进性，对储罐进行设计。
在课程设计中遇到问题时，通过查阅资料和复习有关教科书，主动解决问题，注重能力培养。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，使设计有法可依、有章可循，当设计与标准规范相矛盾时，进行严格计算和论证，知道符合要求，正确使用设计方法，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。
1.3 储罐介绍及设计说明储罐是石油化工工业中广泛使用的储罐设备，用以储存各种气体、液体和固体材料。
在化工、石油、能源、轻工、环保、制药及食品等行业广泛应用。
储罐设计是集工艺要求，介质性质，容量大小，设置位置，钢材耗量，施工条件及场地条件（其中包括环境温度、风载荷、地震载荷、雪载荷等）于一体的综合性问题。
毕业论文储罐的设计
目录摘要 (1)关键词 (1)1 绪论 (1)1.1贮罐的应用及意义 (1)2 设计概述 (1)2.1设计任务书 (1)2.2设计思想 (2)2.3设计特点 (2)3 材料及结构的选择与论证 (2)3.1材料选择 (2)3.2结构选择与论证 (3)3.2.1封头的选择 (3)3.2.2 入孔的选择 (3)3.2.3 容器支座的选择 (4)3.2.4 法兰型式 (4)3.2.5 液面计的选择 (4)4 机械计算 (5)4.1筒体厚度设计 (5)4.2封头壁厚设计 (5)4.3水压试验及强度校核 (6)4.4人孔并核算开孔补强 (6)4.5核算承载能力并选择鞍座 (7)5 附件的选择 (8)5.1液面计选择 (8)5.2压力表选择 (8)5.3接口管选择 (9)6 设计结果一览表 (10)7 设计小结 (10)主要参考资料 (11)致谢 (12)Φ5000大型贮罐机械设计化学化工专业学生黄克旺指导教师赵慧敏摘要：压力容器广泛应用于化工生产中的传热、传质、化学反应、物料贮存等各个方面，约占工厂装备的百分之八十。
本文首先介绍容器的基本知识，包括压力容器的分类与结构；封头的种类与选择；容器的零部件（法兰、支座、接口管、手孔、人孔等）。
然后以液化石油气贮罐的设计为例，讲述了内压薄壁圆筒和标准椭圆形封头的强度设计，以及容器主要零部件的选用。
关键词：容器；零部件；封头；强度设计Φ5000mm mechanical design of liquid ammonia storage tank Student majoring in Chemical Engineering and Technology Hang Ke-wangTutor Zhao Hui-minAbstract:Pressure vessels are widely used in heat and mass transfer, chemical reaction, material storage, and other aspects of chemical production.And they account for about 80 percent of the factory equipment. This paper first introduces the basics of container, including the classification and structure of pressure vessels; the types of sealing head and how to select it; the parts of container (flange, bearing, interface tube, hand hole, manhole, etc.). Then take the design of liquid liquefied pentroeum gas(LPG) storage tank for example, tells the strength design of cylinder of internal pressure and standard-elliptical head, and the selection of the main components of container.Key words: Containers; Parts; Sealing head; Strength design1 绪论1.1 贮罐的应用及意义贮罐是储存或盛装气体、液体、液化气体等介质的设备，在化工、石油、能源、轻工、环保、制药及食品等行业得到广泛应用。
管路常用计算公式
di—管子内径,mm pt—管侧设计压力,MPa ps—壳侧设计压力,MPa
33 安全阀的排放能力 （气体）
WS 0.076CKpd A
M ZT
WQ
pd 1.1ps 0.1
ps 1.05 1.1 pw
安全阀的排放能力 34
（液体）
WS 5.1KA p p pd p0 pd 1.2 ps 0.1
--液体的密度,kg/m3
p0--安全阀出口侧绝对压力,MPa
WS--安全阀的排放能力，kg/h
F--安全阀的排放反力, N
G--安全阀最大排汽量,kg/s HS--安全阀入口蒸汽焓,J/kg M--接管座上的反作用力矩，n-m di--安全阀出口直径，m D--扩容器汽化量,kg/h G—疏水量,kg/h h/--疏水焓,kJ/kg hs/--扩容器饱和水热焓,kJ/kg r--饱和水汽化潜热,kJ/kg v--汽化容积，m3 υ--饱和蒸汽比容,m3 Q--汽化强度 G2--喷水量,kg/h
Di--排汽口直径,m
A--弓形面积，m2 L—弧长,m c—弦长,m r—园半径,m h—弦高,m p--轴功率，kw p --阻力,Pa
--密度,kg/m3
操作状态 44
垫片最小压紧力
FG 6.28DGbmpc
45 总轴向力 46 螺栓设计载荷
47 法兰平盖系数
F 0.785DG2 pc W FG F
D.d--管道外径.内径,cm Sm--直管的最小壁厚，mm
p—设计压力，MPa Di—管子内径，mm t --设计温度下许用应力，MPa
--应力修正系数，焊管 0.85 Y --温度修正系数，0.4 --泄放压力下气体密度，kg/m3
袋式除尘器 安全要求
袋式除尘器安全要求ICS 13. 030. 50J 88JB10191 2000袋式除尘器安全要求脉冲喷吹类袋式除尘器用分气箱Bag filterSafety rulesManifold for pulse–jet bag filter2000-04-24 发布2000-10-01 实施国家机械工业局发布JB 101912000前言脉冲喷吹袋式除尘器的分气箱是反复充装压缩气体的容器为适应环保行业的需要提高分气箱的质量使之符合安全要求特制定本标准本标准参照了GB 1501998钢制压力容器中有关内压圆筒非圆形截面容器封头等的计算和设计简化了有关计算公式结合环保行业的特点提供了常用分气箱的基本参数压力容积常用材料截面及封头板图样并在附录A中对各种截面进行了应力校核给出了合理安全可靠的名义厚度值本标准还规定了有关箱体制造检验的要求以保证制造质量确保安全使用本标准的附录A是标准的附录本标准由环保机械标准化技术委员会提出并归口本标准由环保机械标准化技术委员会负责解释本标准负责起草单位北京市科林环保工程技术研究所本标准主要起草人高云胡洁敏本标准是首次制订I中华人民共和国机械行业标准袋式除尘器安全要求脉冲喷吹类袋式除尘器用分气箱Bag filterSafety rulesManifold for pulse–jet bag filterJB 1019120001 范围本标准规定了脉冲喷吹类袋式除尘器用钢制带圆角的正方形和圆形截面分气箱以下简称分气箱的设计制造和检验要求本标准适用于使用温度–20~+120设计压力0.7 MPa充装压缩气体供脉冲阀间断喷吹的分气箱下列分气箱不属于本标准的范围a带圆角的正方形截面分气箱面外侧长度H300 mmb外加强带圆角的正方形截面分气箱2 引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性GB 1501998 钢制压力容器GB/T 7131997 锅炉用碳素钢和低合金钢钢板GB/T 32741988 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带GB/T 66541996 压力容器用钢板3 定义本标准采用下列定义3. 1 设计压力用以确定分气箱箱体计算厚度的压力其值不低于工作压力压力指表压3. 2 厚度3. 2. 1 计算厚度按各章公式计算得到的厚度3. 2. 2 设计厚度计算厚度与腐蚀裕量之和3. 2. 3 名义厚度设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度即标注在图样上的厚度3. 3 薄膜应力国家机械工业局2000-04-24 批准2000-10-01 实施1JB 10191 2000薄壁壳体直径远大于壁厚的切向拉应力4 基本参数4. 1 焊接接头系数分气箱采用单面焊对接接头沿焊缝根部分有贴紧基本金属的垫板不进行无损检测取ϕ=0.74. 2 厚度附加量厚度附加量按式1确定C = C1+C2 1式中C厚度附加量mmC1钢材厚度负偏差按4.2.1mmC2腐蚀裕量按4.2.2mm4. 2. 1 钢材厚度负偏差钢板厚度负偏差按钢材标准的规定当钢材的厚度负偏差不大于0.25 mm时负偏差可忽略不计4. 2. 2 腐蚀裕量介质为压缩气体的碳素钢分气箱腐蚀裕量不小于1 mm4. 2. 3 截面尺寸截面尺寸按表1的规定表1 分气箱的截面尺寸mm分气箱形式带圆角的正方形圆形180159189240229截面尺寸外侧长度H300外径4024. 3 设计压力和水压试验压力根据采用的脉冲阀种类按表2的规定表2 分气箱的设计压力和水压试验压力MPa采用脉冲阀种类低压脉冲阀高压脉冲阀设计压力0.40.7水压试验压力0.520.915 材料5. 1 分气箱用钢应选用Q23520g或20R5. 2 分气箱用钢应附有钢材生产单位的钢材质量证明书5. 3 钢材的许用应力应符合表3的规定2JB 10191 2000表3 钢材的许用应力常温强度指标MPa钢号钢板标准使用状态厚度mmbs使用温度120的许用应力MPaQ235–AGB/T 3274热轧4.5~16375235113GB/T 6654热轧正火6~1640024513220gGB/T 713热轧正火6~164002451326 带圆角的正方形分气箱6. 1 结构6. 1. 1 带圆角的正方形分气箱截面如图1所示箱体侧板和圆角度相同圆角半径r应大于或等于侧板厚度的3倍6. 1. 2 分气箱两端端板为平板如图2所示图1 带圆角的方形分气箱截面图2 端板截面6. 2 分气箱的计算应首先设定结构尺寸然后按要求进行应力校核直至满足要求为止6. 3 符号C板截面中性轴至该截面内表面或外表面的距离mmH箱体截面外侧长度mmI板截面的计算惯性矩mm4K3参数mm2L箱体侧板直边部分的半长mmMA弯矩Nmm3JB 10191 2000p设计压力MPar截面圆角内半径mm1箱体侧板的计算厚度mm2箱体端板的计算厚度mms常温下材料屈服点MPam薄膜应力MPab弯曲应力MPaT总应力m +bMPa[]t设计温度下材料的许用应力MPaϕ焊接接头系数取ϕ=0.7参数= r / L6. 4 侧板应力校核a侧板侧板A点和B点的薄膜应力按式2计算AmσBmσ= pL + r/1 2侧板A点和B点的弯曲应力分别按式3和式4计算Abσ= MAC / I 3Bbσ= C2MA+pL2Ls/2 I 4式中MA= pK3LsNmm K3= –L22.58ψ2+4.72ψ+2/9.42ψ+12mm2Ls=1 mm应力校核Amσ[]tϕBmσ[]t=σ+ATσAmAbσ1.5[]tϕ=σ+σBTσAmB b1.5[]tϕb圆角区薄膜应力按式5计算BCmσ= p()12/2δrL+5弯曲应力按式6计算BCbσ= C [2 MA + pLLs0.828 r + L]/2 I 6式中Ls=1 mm应力校核BCmσ[]t=σ+σBCTσBCmBCb1.5[]t6. 5 分气箱端板的计算厚度按式7计算2=H–21ϕσt]/[44.0p 7 4JB 10191 20007 圆形分气箱7. 1 结构7. 1. 1 圆形分气箱截面如图3所示一般采用钢管7. 1. 2 两端采用标准椭圆形封头应符合GB 1501998第7章的规定如图4所示封头的直边高度h25 mm图3 圆形分气箱截面图图4 标准椭圆形封头7. 1. 3 两端采用圆形平盖如图5所示图5 圆形平盖7. 1. 4 筒体法兰焊在筒体上的法兰用于与淹没式脉冲阀相连接其结构尺寸如图6所示法兰外径D及内径d 5JB 10191 2000应与脉冲阀底盘的外内径一致厚度S3为筒体名义厚度的1~2倍并且不小于10 mm图6 筒体法兰的结构尺寸7. 2 符号Di筒体和封头的内直径mmp 设计压力MPa1筒体的计算厚度mm2封头或平盖的计算厚度mm[]t设计温度下筒体和封头材料的许用应力MPaϕ焊接接头系数7. 3 圆筒计算圆筒计算按式81=ppD−ϕσti][2 87. 4 封头计算封头计算按式92=ppD5.0][2ti−σ97. 5 平盖计算平盖计算按式102= Diϕσt]/[44.0p 108 制造8. 1 圆形成形应符合本标准及图样的规定8. 2 圆形箱体与封头的环焊缝及圆形[不含本标准附录A标准的附录A2 中的焊接钢管]方形箱体的纵焊缝应采用带永久性垫板的对接单面焊垫板材质应与箱体材质一致并与箱体贴紧焊接坡6JB 10191 2000口的形状和尺寸应符合图7的规定坡口表面不得有裂纹分层和夹渣等缺陷图7 焊接坡口的形状和尺寸8. 3 施焊前应清除坡口及其母材两侧表面20 mm范围内以离坡口边缘的距离计的氧化物油污熔渣及其它有害杂质8. 4 方形箱体沿长度方向允许有接口但上下两片接口应错开距离不得小于100 mm其上片接口同时要避开脉冲阀开孔边缘至少40 mm见图A18. 5 箱体组焊后沿长度方向的直线度公差为其长度的0.25%8. 6 施焊时不得在非焊接处引弧纵焊缝应有引弧板和熄弧板板长不得小于100 mm去除引熄弧板时应采用切除的方法严禁使用敲击的方法切除处应磨平8. 7 所有焊缝的咬边深度不得大于0.5 mm咬边连续长度不得大于100 mm焊缝和热影响区表面不得有裂纹弧坑凹陷和不规则的突变焊缝两侧的飞溅物必须清除干净8. 8 所有焊缝的余高为0~3 mm同一焊缝最宽最窄处之差不大于3 mm8. 9 端板接管与箱体间角焊缝焊脚高应不小于相焊件中较薄者的厚度8. 10 箱体外表面应光滑不得有裂纹重皮夹杂和深度超过0.5 mm的凹坑划伤腐蚀等缺陷否则应进行修磨修磨处应圆滑经修磨后其壁厚不得小于计算厚度与腐蚀裕量之和8. 11 焊缝返修在水压试验中发现焊缝上有泄漏应进行返修返修后应按10.3的规定重新进行水压试验返修次数不得超过两次9 涂装9. 1 涂装前分气箱表面应干燥并清除油污铁锈和焊接飞溅物9. 2 分气箱外表面涂底漆两道面漆一道10 检验10. 1 制造厂应对分气箱材料的牌号规格进行认真的核对检查并应将该材料的质量保证单或复印件作为技术文件与除尘器合格证同时提供给用户单位10. 2 外观检查用目测检查分气箱表面及焊缝外观10. 3 水压试验7JB 10191 200010. 3. 1 试验压力按4.4的规定10. 3. 2 试验用水的温度不得低于510. 3. 3 试验时箱体应设有排气口充水时将内部空气排尽试验过程中应保持箱体观察表面的干燥10. 3. 4 试验时压力应缓慢上升至试验压力后保压10 min对所有焊接接头进行检查如有渗漏修补后重新试验10. 3. 5 水压试验完毕后应将水立即排尽并使其内部干燥8JB 10191 2000附录A标准的附录采用基本参数的分气箱名义厚度A1 采用基本参数的方形截面分气箱名义厚度尺寸如图A1可直接按表A1选取图A1 方形分气箱表A1 方形截面分气箱名义厚度钢板选用表mm箱体截面外侧长度H180240300钢板厚度S1S2S1S2S1S2材质Q235888111012设计压力p=0.4 MPa20 g或20 R88811912材质Q2351010131216设计压力p=0.7 MPa20 g或20 R899121215A2 采用基本参数的圆形截面分气箱名义厚度尺寸如图A2可直接按表A2选取图A2 圆形分气箱9JB 10191 2000表A2 圆形截面分气箱名义厚度钢板选用表mm箱体截面外径K159189219299402钢板厚度S1S2S1S2S1S2S1S2S1S2材质Q23522222.52.52.533设计压力p=0.4 MPa20 g或20 R22222.52.52.52.533材质Q23522222.52.52.52.533设计压力p=0.7 MPa20 g或20 R22222.52.52.52.533注1 圆形分气箱如选用直缝焊接钢管时可选用下列规格159×4 189×4 219×4.5 229×5.6 402×6封头名义厚度则应与钢管厚度相一致2 分气箱的压缩气体进口管的位置也可设置在箱体侧壁上管口边缘与焊缝的距离应不小于30 mmJB 101912000中华人民共和国机械行业标准袋式除尘器安全要求脉冲喷吹类袋式除尘器用分气箱JB 101912000*机械科学研究院出版发行机械科学研究院印刷北京首体南路2号邮编100044*开本8801230 1/16 印张1 字数22,000 2000年8月第一版2000年8月第一次印刷印数1500 定价16.00元编号2000077机械工业标准服务网。