容器接管载荷计算(魏刚)
槽钢矩形管方管规及载荷计算
槽钢规格表大全2012（最新）槽钢规格表大全2012（最新）国际标准槽钢规格，槽钢规格表2012年最新更新版！C160*60*20 是槽钢腹板高160 翼缘板宽60 钢板厚20槽钢规格表大全2012（最新）500X300X8.0--12.0mm 450X250X6.0--12.0mm 400X300X6.0--12.0mm 400X200X6.0--12.0mm 350X250X6.0--12.0mm 350X150X6.0--12.0mm 300X200X6.0--12.0mm 300X150X6.0--12.0mm 300X100X4.0--10.0mm 280X180X4.0--10.0mm 250X150X4.0--10.0mm 250X100X4.0--10.0mm 200X150X4.0--10.0mm200X100X4.0--10.0mm 200X95X4.0--10.0mm 160X80X4.0--10.0mm 150X100X3.0--10.0mm 150X90X3.0--10.0mm 150X75X3.0--8.0mm 140X80X3.0--10.0mm 120X100X3.0--10.0mm 120X80X2.0--8.0mm 120X60X2.0--5.0mm 120X50X2.0--5.0mm 120X40X2.0--4.0mm 100X80X2.0--8.0mm 100X60X2.0--5.0mm 100X50X1.0--5.0mm 100X40X2.0--3.0mm 90X60X2.0--4.0mm80X60X1.4--4.0mm80X50X1.2--3.0mm80X40X0.9--4.0mm70X50X1.2--4.0mm70X30X1.5--3.0mm60X40X0.8--4.0mm60X30X0.8--3.0mm50X40X0.8--3.0mm50X30X0.7--4.0mm50X25X0.7--3.0mm50X20X0.7--1.7mm40X30X0.7--3.0mm40X25X0.7--2.5mm40X20X0.6--3.0mm30X20X0.6--2.0mm20X14X0.5--1.2mm20X10X0.5--1.2mm方管承载力计算公式比如50*30*1.5的方管二个端点架起，中间悬空1米的跨度，在这1米的跨度上50*30*1.5的方管能放多重的物品。
钢管内置刚性节点承载力与实用计算方法研究
大 因 素 ,并 表 明 在 内 插 板 与 钢 管 连 接 处 应 力 集 中 严 重 ,节 点 设 计 时 应 考 虑 剪 力 滞 后 效 应 影 响 。 可
为相关工程设计提供参考。
关键词: 钢管;刚性节点;内置螺栓连接;有限元分析;试验
中图分类号: TU392.304
文献标识码: A
0引 言
钢管由于具 有 截 面 封 闭、受 力 性 能 优 异、轻 巧 美 观 、经 济 效 益 好 等 优 点 ,广 泛 用 于 海 洋 平 台 、工 业 厂房、房屋建筑等建设 中 。 [1-2] 目 前 钢 管 之 间 的 拼 接方式 主 要 分 成 现 场 直 接 焊 接 和 [3-5] 螺 栓 连 接。 现 场 焊 接 连 接 对 工 人 技 术 要 求 高 ,而 且 部 分 钢 管 由 于管径较大,需要 仰 焊,焊 缝 质 量 难 以 得 到 有 效 的 保证。螺 栓 连 接 中,法 兰 连 接 和 [4-7] 螺 栓 拼 接 连 接 更 [4-5,8] 易满足 预 制 装 配 施 工 工 艺 的 需 要,且 能 获 得 更 好 的 受 力 性 能 ,但 在 外 观 上 形 成 明 显 的 法 兰 盘和连接件,破坏 了 钢 管 的 流 线 美,实 际 工 程 应 用 上受到了限 制。因 此,尚 需 进 一 步 研 究 更 为 便 捷、 高效、美观的钢管拼接构造技术。董石麟等 和 [9] 邢 丽 分 [10] 析了“水 立 方”结 构 矩 形 钢 管、方 钢 管 的 焊 接空心球节点的 力 学 性 能,并 提 出 实 用 计 算 公 式, 丰 富 了 空 间 结 构 刚 性 节 点 的 设 计 理 论 。BlachowskiB 等 针 [11] 对某电信塔的法 兰 连 接 节 点 进 行 了 非 线性有限 元 分 析,该 节 点 由 两 个 法 兰 焊 接 到 钢 管 上,再 用 预 紧 螺 栓 连 接 固 定。SimõesR 等 提 [12] 出 了 一 种 隐 蔽 螺 栓 拼 接 节 点 形 式 ,钢 管 在 接 头 部 位 焊
压力容器上常见几何体计算公式，在网站上自己总结的，请珍藏！
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焊接接静载荷强度计算
焊接接头的基本力学性能
传统上把在常压和自然环境温度范围内进行的与超载 变形、断裂和脆断有关的力学性能称为材料和焊接接 头的力学性能。
焊接接头基本力学的测试以及用其作为强度设计的依 据安全评估比较复杂，主要原因是焊接接头的形状不 连续，焊接缺陷、焊接残余应力、焊接变形以及焊接 接头各区的组织结构和性能的不均匀性。对异质材料 的焊接接接头，除上述化学性能不均匀外，接头的各 部分的其他物理性能有时也可能存在较大差别。这些 都经常导致焊接接头力学性能测试结果有较大的分散 性，甚至对相同接头，由于测试细节的不同，不同的 测试者之间都可能出现显著差别的试验结果。
对接接头 在同一平面上，两板件端面相对焊接而形
成的接头称为对接接头。
搭接接头
两板材部分重叠在一起进行焊接而形成的 接头称为搭接接头。
T形接头
板件与另一板件相交构成直角或近似直角 的接头称为T形接头。
角接接头
两板件端面构成直角或近似直角的连接接 头称为角接接头
卷边接头
焊件端部预先卷边，在卷边处进行焊接的 接头称为卷边接头。
对接接头的工作应力分布和性能 对接接头是最常用的接头形式之一，也是工
作应力分布比较均匀的一种接头形式。 对接接头中，焊缝高于母材表面的部分称为
余高。焊缝余高使焊缝与母材的过渡处产生应力 集中，如P127页图4－16图中所示为一光弹性材料 制成的对接模型。这样尺寸的对接接头在焊缝与 母材过渡处的应力集中系数约为1.6，在焊缝背面 过渡处的应力集中系数约为1.5。
焊接静载强度计算的假设
由分析得知，在焊接接头中不仅存在有复杂的残 余应力，而且工作应力分布也比较复杂，特别是T 形接头及搭接接头的工作应力更为复杂，给接头 强பைடு நூலகம்计算带来很大的困难，所以在工程计算中常 采用一些简化的假定。
压力容器承受荷载计算公式
压力容器承受荷载计算公式压力容器是一种用于储存和输送气体、液体或蒸汽的设备，它承受着内部介质的压力，因此在设计和制造过程中需要考虑到承受荷载的计算。
在工程领域中，压力容器的设计和制造是一个非常重要的环节，因为一旦设计不当或制造不合格，可能会导致严重的事故发生。
因此，压力容器承受荷载的计算公式是非常关键的一部分。
在压力容器的设计中，承受荷载的计算公式是通过一系列的工程原理和公式推导出来的，它包括了内部压力、外部荷载、材料强度等因素。
在压力容器的设计中，需要考虑到以下几个方面：1. 内部压力，压力容器在使用过程中承受着来自介质的内部压力，这是设计中需要优先考虑的因素。
内部压力会导致容器壁面产生应力，因此需要通过公式计算出承受内部压力的能力。
2. 外部荷载，除了内部压力外，压力容器还需要考虑外部荷载的影响，比如风载、地震荷载等。
这些外部荷载会对容器产生额外的应力，因此需要通过公式计算出承受外部荷载的能力。
3. 材料强度，压力容器的材料强度是设计中需要考虑的另一个重要因素。
不同的材料有不同的强度特性，因此需要根据材料的强度特性来计算出容器的承受能力。
在实际的工程设计中，压力容器承受荷载的计算公式可以通过以下几个步骤来完成：1. 计算内部压力：根据介质的性质和工作条件，计算出压力容器内部的压力大小。
一般来说，内部压力可以通过以下公式计算得出：P = (F × A) / V。
其中，P表示内部压力，F表示介质的力，A表示容器的横截面积，V表示容器的体积。
2. 计算外部荷载，根据工程设计要求和实际工作条件，计算出压力容器所承受的外部荷载。
外部荷载的计算需要考虑到风载、地震荷载等因素，一般可以通过相关的工程设计规范和公式来计算得出。
3. 计算材料强度，根据压力容器所选用的材料，计算出材料的强度特性。
不同的材料有不同的强度特性，因此需要根据材料的强度特性来计算出容器的承受能力。
4. 综合计算：将内部压力、外部荷载和材料强度等因素综合考虑，通过相关的公式和原理计算出压力容器的承受能力。
压力容器设计中接管载荷施加方向的确定方法
压力容器设计中接管载荷施加方向的确定方法发布时间：2021-03-17T15:24:10.747Z 来源：《科学与技术》2020年32期作者：衡明军[导读] 压力容器的接管符合一方面会对接管区域的局部应力产生一定程度的影响衡明军江苏金诺化工装备有限公司摘要：压力容器的接管符合一方面会对接管区域的局部应力产生一定程度的影响，另一方面还会对土建结构设计造成一定程度的影响。
若接管数量相对较多所有载荷施加方向将会对支撑还有土建载荷造成极大程度的影响。
本文主要是根据确定危险工况的原则，同时在此条件下进行对单个接管还有多个接管在危险工况下的合理的有效推导，采用该种措施能够便于尾箱工况情况下各接管载荷的施加方向的确定，从而为支撑还有土建设计提供有效的载荷输入。
关键词：压力容器；设计；接管载荷；施加方向前言化工、石油等行业内，存在较多的管道系统与管道设备设计，极限接管载荷经常被确定用于解耦管系还有设备设计。
在现实活动过程中，关于接管载荷对于支撑设计还有土建载荷的影响往往会得不到有效的重视。
然而设备各个接管载荷所产生的合力均会通过支撑传递至土建结构。
在作用力传递的过程中，设备还有支撑的连接位置，还有支撑与土建的连接区域以及土建结构的设计，均应当考虑接管载荷合力的具体影响。
然而一般情况下由于每一个接管的极限接管载荷方向无法有效的确定，从而造成了接管载荷合力情况无法具体了解，以至于使得后续分析的难度相应增加。
一、关于压力容器的定义压力容器与常规性的常压容器存在一定程度的区别，主要是需要达到三个条件，分别为工作压力超过0.1MPa的容器以及容器的内直径需要在大于等于15mm的容器，同时其运行介质主要为气体物质、液体物质或者温度高于标准沸点的相关液体。
压力容器的具体使用范围相对较为广泛，其现阶段通常情况下主要是在石化领域，还有科研领域以及军工等领域得到了相对较为广泛的应用。
压力容器通常情况下其构成本分能够分为六大部分，分别为筒体、封头、法兰、密封元件以及开孔还有接管与支座。
管架载荷计算
管架载荷计算规定1 总则本规定适用于设计管架时计算管道重量载荷、弹性载荷及摩擦力。
其余载荷如：风载、地震载荷等可根据需要按相应规定计算。
2 考虑承载的一般原则2.1 当采用可变弹簧支吊架时，与其相邻的刚性支架的载荷应适当加大。
一般取弹簧支吊架承受的最大载荷的15%作为转移载荷，作川在相邻刚性支架上。
2.2 对靠近泵，压缩机，汽轮机等敏感设备的支吊架，应能承受相应管段的全部重量。
2.3 计算安全阀排气管道上的支吊架载荷时（排气管口为T型的除外），尚应根据布置情况，考虑排气反作用力。
排气反力按下式计算：（2—1）式中：F—排气管上气流的反作用力，kg；Q—气体或蒸汽排放量，kg/h；K—气体或蒸汽的绝热指数；T—安全阀入口绝对温度，K；M—气体或蒸汽的分子量。
3 重量载荷的确定3.1 重量载荷包括管道、管道附件、保温层材料、介质的重量（当介质比重小于1,且管道需进行水压试验时按充水重量考虑）。
另外，根据需要考虑雪载荷等的作用。
3.2 由于管段形式和支承点所处位置不同，支吊架所承受的重量载荷亦不尽相同。
为此，本规定将一般管段大致分为几种主要形式，分别采用以下简化方法计算支吊架重量载荷。
3.2.1 水平直管段3.2.1.1 无集中载荷的水平直管段作用于管架上的重量载荷，按下式计算：式中：RA 、RB、RC—分别为直管段作用于A、B、C管架上的重量载荷，kg；q—每米管道的重量，kg/m；L1、L2—管段长度，m。
3.2.1.2 带有集中载荷（阀门等）的水平直管段作用于两端管架上重量载荷按下式计算：式中：P—集中载荷，kg；a、b—分别为集中载荷点至管架A、B的距离，m。
3.2.2 垂直L形管段作用于两端管架上的重量载荷，按下式确定。
3.2.3 Z形管段3.2.3.1 水平Z形管段平面Z形管段作用于两端管架上的重量载荷，其计算公式比较复杂，为简化计算可利用作图法进行。
作图步骤如下：先按比例画出AB管段各段长度，并在A、B两点间连直线，然后分别从L1、L2、L3各段的中点向AB引垂线，可分别得到a、b、c的长度，再将其代入式（3—8）和式（3—9），即可求出两支承点的载荷。
管架载荷计算
管架载荷计算规定1 总则本规定适用于设计管架时计算管道重量载荷、弹性载荷及摩擦力。
其余载荷如：风载、地震载荷等可根据需要按相应规定计算。
2 考虑承载的一般原则2.1 当采用可变弹簧支吊架时，与其相邻的刚性支架的载荷应适当加大。
一般取弹簧支吊架承受的最大载荷的15%作为转移载荷，作川在相邻刚性支架上。
2.2 对靠近泵，压缩机，汽轮机等敏感设备的支吊架，应能承受相应管段的全部重量。
2.3 计算安全阀排气管道上的支吊架载荷时（排气管口为T型的除外），尚应根据布置情况，考虑排气反作用力。
排气反力按下式计算：（2—1）式中：F—排气管上气流的反作用力，kg；Q—气体或蒸汽排放量，kg/h；K—气体或蒸汽的绝热指数；T—安全阀入口绝对温度，K；M—气体或蒸汽的分子量。
3 重量载荷的确定3.1 重量载荷包括管道、管道附件、保温层材料、介质的重量（当介质比重小于1,且管道需进行水压试验时按充水重量考虑）。
另外，根据需要考虑雪载荷等的作用。
3.2 由于管段形式和支承点所处位置不同，支吊架所承受的重量载荷亦不尽相同。
为此，本规定将一般管段大致分为几种主要形式，分别采用以下简化方法计算支吊架重量载荷。
3.2.1 水平直管段3.2.1.1 无集中载荷的水平直管段作用于管架上的重量载荷，按下式计算：式中：R A 、R B 、R C —分别为直管段作用于A 、B 、C 管架上的重量载荷，kg ； q —每米管道的重量，kg/m ； L 1、L 2—管段长度，m 。
3.2.1.2 带有集中载荷（阀门等）的水平直管段作用于两端管架上重量载荷按下式计算：式中：P —集中载荷，kg ；a 、b —分别为集中载荷点至管架A 、B 的距离，m 。
3.2.2 垂直L 形管段作用于两端管架上的重量载荷，按下式确定。
3.2.3 Z形管段3.2.3.1 水平Z形管段平面Z形管段作用于两端管架上的重量载荷，其计算公式比较复杂，为简化计算可利用作图法进行。
压力容器弯头引出接管管道外荷载转化
第47卷第23期2019年12月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.47No.23Dec.2019压力容器弯头引出接管管道外荷载转化林洪亚(中国天辰工程有限公司,天津 300400)摘 要:压力容器除了承受介质内压外,在接管上还承受着由管道传递过来的外部载荷㊂由于接管和壳体连接结构的不连续,这些外部载荷通常在接管根部产生较高的局部应力,叠加在由内压产生的薄膜应力之上,影响着压力容器的安全㊂因此,设计时需要对这些外载荷进行核算㊂对于径向接管,可以根据力学模型直接确定载荷数据,但是对带有弯头的非径向接管,应通过力的平移定理将载荷转化,以保证力学模型中设计输入的准确性㊂关键词:弯出接管;管道外载荷;力的平移定理 中图分类号:TH49 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2019)23-0138-03作者简介:林洪亚(1979-),男,高级工程师,主要从事化工设备设计工作㊂Conversion of Pipe Loadings Acting on Nozzle with ElbowLIN Hong -ya(China Tianchen Engineering Corporation,Tianjin 300400,China)Abstract :In addition to bearing the loading of internal pressure,the pressure vessels are always subjected to the external loadings transmitted from the piping.Due to the discontinuity of the connection structure between the pipe and the shell,these external loadings usually generate higher local stress at the root of the pipe,which overlay on the membrane stress generated by internal pressure and affect the safety of pressure vessels.Therefore,it is necessary to check these loadings during designing.For radial nozzles,the loadings can be directly determined according to the mechanical model,but for non -radial nozzles with elbows,the loadings shall be converted to the root of the nozzles by the theorem of translation of force to ensure the accuracy of design input.Key words :nozzles with elbow;piping loadings;theorem of translation of force为了完成一定工艺性能,压力容器本体上必将开设一定数量的管口,如各种物料口㊁仪表口㊁检查口等㊂对于外接管道的管口,由于管道自身承受介质压力㊁安装与操作时的温差变化及自重等原因,不可避免地将力和力矩传递到设备管口上㊂过大的外载荷使结构处于不安定状态,容易产生裂纹,导致失效[1]㊂因此,为了容器的整体安全,必须对接管与壳体的局部应力进行核算,并将其限制在一定范围内㊂对于从设备壳体上直接伸出的径向接管,外载荷对照力学模型容易确定;但对部分从设备底部或者顶部通过弯头引出来的,如塔底进出物料口,立式容器的排净㊁放空口等,核算的首要问题,是要按照力学模型,正确输入外载荷条件㊂1 外载荷核算模型由于外载荷的多样性及局部应力计算的复杂性,国内外压力容器常规设计规范正文中,都未包括外载荷引起的局部应力的计算㊂目前,广为国际工程界应用的有美国焊接研究协会WRC 第107号公报[2]㊁WRC 第297号公报[3]及英国标准PD5500附录G [4]㊂这些方法考虑了以下4种传递到壳体上的外部载荷,见图1㊂(1)径向载荷P ;(2)周向切向载荷V 1和经向切向载荷V 2;(3)周向外力矩M 1和经向外力矩M 2;(4)扭转力矩M T㊂图1 圆柱壳附件Fig.1 Accessory on cylindrical shell一般情况下,由接管外载荷P ㊁V 1㊁V 2㊁M 1㊁M 2㊁M T 引起第47卷第23期林洪亚:压力容器弯头引出接管管道外荷载转化139 的最大正应力和最大剪应力发生在接管与壳体连接处外壁面的A U ㊁B U ㊁C U ㊁D U 和内壁面A L ㊁B L ㊁C L ㊁D L 这8个点上[5]㊂局部应力的强度评定通常参照分析设计的方法,即根据各种应力的起因和性质,先进行应力分类:(1)仅由盛装介质压力P 所引起的薄膜应力为一次总体薄膜应力P m ;(2)由外加载荷所引起的薄膜应力的叠加为一次局部膜应力P L ;(3)由外载荷所引起的弯曲应力为二次应力Q ㊂然后各类应力中的各向应力分别进行叠加,分别求出壳体和接管在各点处的经向和周向正应力,以及剪切应力,计算复合应力的当量强度㊂当各外载荷都不带交变性质,或可以免除疲劳分析时,各点复合应力当量强度的校核条件为[6]:(1)仅内压引起的薄膜应力σ≤[σ]t ;(2)内压和各外载荷引起薄膜应力的总值σ≤1.5[σ]t ;(3)内压和各外载荷引起薄膜应力加弯曲应力的总值σ≤3[σ]t ㊂2 弯出接管管道载荷工程上,对于较大的管道外载荷,管道机械专业会把传递到设备管口法兰面上的载荷以条件形式提给设备专业核算,或者设备专业在设计文件中限定每个管口许用外载荷大小㊂目前,核算常采用软件分析,如SW6零部件的局部应力模块,PVelite 的WRC297模块等㊂在软件的力学模型中,要求输入作用在法兰面上的力和力矩(见图2)㊂但实际工作中,也常遇到带有弯头的接管(见图3),如塔底引出管㊂图2 径向接管Fig.2 Radialnozzle图3 带有弯头的接管Fig.3 Nozzle with elbow笔者工作中经常发现,部分设计人员在核算图3这种弯管型式外载荷时,常将作用在法兰面上的力和力矩,直接平移到接管根部作为设计输入㊂实际上,这种载荷直接平移,未考虑力的平移影响,得到的应力评定结果是不准确的㊂本文分析了P ,V 1,V 2平移后,对等效作用在接管根部的力矩和扭矩的影响㊂2.1 力的平移定理设刚体的A 点作用着一个力F (图4(a )),在此刚体上任取一点O ㊂现在讨论把力F 平移到O 点,而不改变其原来的作用效应㊂首先,可在O 点加上两个大小相等㊁方向相反,与F 平行的力F′和F″,且F′=F″=F (图4(b ))㊂根据加减平衡力系公理,F ㊁F′和F″与图4(a )的F 对刚体的作用效应是相同的㊂显然F″和F 组成一个力偶,其力偶矩为m =F ㊃d =M O (F )这三个力可转换为作用在O 点的一个力和一个力偶(图4(c ))㊂由此可得力的平移定理:作用在刚体上的力F ,可以平移到同一刚体上的任一点O ,但必须附加一个力偶,其力偶矩等于力F 对新作用点O 之矩[7]㊂图4 力的平移Fig.4 Translation of force2.2 弯管外载荷平移将作用在法兰面上的F R 由A 点平移到O 点,得力V 2,同时还必须附加一个绕V 1轴正方向旋转的力偶F R ㊃H ;同理,将F L 平移到O 点,得径向力P ,同时也附加一个绕V 1轴正方向旋转的力偶F L ㊃L ;将F C 平移到O 点,得力V 1,同时附加一个绕V 2轴负方向旋转的力偶F C ㊃H ,另外,对P 轴负方向也产生了扭矩F C ㊃L ㊂将力系向O 点简化,得到以下将载荷转化到接管根部的方程式:P =F L V 1=F C V 2=F RM 1=M T -F C ㊃H M 2=M L +F R ㊃H +F L ㊃LM T =M C -F C ㊃L注:实际应用中,需根据力的方向,判定符号㊂2.3 局部应力计算实例及分析某项目加氢反应器,设计参数见表1,底封头出料口弯出裙座之外,如图3所示,作用在法兰密封面的管道机械载荷条件见表2㊂表1 设备设计参数Table 1 Design data of vessel参数数据设计压力6.5MPa 设计温度410℃封头材质SA-387Gr.22CL.2+堆焊不锈钢封头材质许用应力134.7MPa接管材质SA-182F22CL.3+堆焊不锈钢封头材质许用应力134.7MPa 几何尺寸H(见图3)700mm 几何尺寸L(见图3)2150mm140 广 州 化 工2019年12月表2 管道载荷条件Table 2 Design data of external piping loadingsF R /N F L /N F C /N M L /(N㊃mm)M C /(N㊃mm)M T /(N㊃mm)2560021600-162001.68×1071.3×1071.94×107核算条件中,力系作用点在法兰面,计算模型中,需要将力系平移至接管根部,根据2.2节得到的方程,代入数据,转化后的管道载荷见表3㊂M 1=1.94×107-(-16200)×700=3.07×107N㊃mm M 2=1.68×107+21600×2150+25600×700=8.12×107N㊃mmM T =1.3×107-(-16200)×2150=4.78×107N㊃mm 表3 转化后的载荷Table 3 Conversed design data of piping loadingsV 1/N P /N V 2/N M 1/(N㊃mm)M 2/(N㊃mm)M T /(N㊃mm)-1620021600256003.07×1078.12×1074.78×107对比表2和表3,作用在接管根部的载荷,并不是表2中力和力矩的简单平移㊂力的平移,对力矩和扭矩的数值有较大的影响㊂3 结 语随着生产的日益扩大,压力容器的设计日益大型化㊁高参数化㊂对压力容器设计而言,不仅要注重介质压力对壳体厚度的影响,同时也要关注内压与外部载荷联合作用下对壳体强度的影响,保证设计的本质安全㊂当接管承受较大外载荷时,可以从如下几点考虑:(1)减少两连接件的刚度差;(2)接管根部角焊缝圆滑过渡,避免结构突变;(3)适用补强圈的场合,尽量设置补强圈㊂对于小接管,外伸较长时,建议设置加强筋;(4)设计文件中对角焊缝提出必要的无损检测要求;(5)如管道外载荷过大,将条件返回给配管专业,调整管道走向,或增加支吊架和挠性元件,降低管道所传递的载荷㊂参考文献[1] 李世玉.压力容器设计工程师培训教程[M].北京:新华出版社,2005:144-145.[2] K R Wichman,A G Hopper,J L Mershon.Local stresses in sphericaland cylindrical shells due to external loadings [J].WRC Bulletin,1965,107:1-14.[3] Mershon J L,Mokhtarian K,Ranjan G V,et al.Local stresses incylindrical shells due to external loadings on nozzles -supplement to WRC Bulletin No.107[J].Wrc Bulletin,1984,297:1-5.[4] PD 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化工容器地震荷载计算公式
化工容器地震荷载计算公式地震是一种自然灾害，对人类的生命和财产造成了巨大的威胁。
在化工行业中，各种化工容器承载着大量的化学物质，一旦发生地震，容器的破裂或倾覆将会造成严重的后果。
因此，对化工容器在地震作用下的荷载进行准确计算和分析，对于保障工厂的安全生产具有重要意义。
地震荷载是指地震作用下结构体系所受到的荷载。
在地震作用下，化工容器受到的地震荷载包括静力荷载和动力荷载两部分。
静力荷载是由于地震引起的地面位移和倾覆而产生的重力作用，动力荷载则是由于地震引起的结构振动而产生的惯性力作用。
对于化工容器地震荷载的计算，可以采用以下公式进行计算：地震作用下的静力荷载计算公式为：P = C×M。
其中，P为地震作用下的静力荷载；C为地震系数；M为化工容器的重量。
地震系数C的计算可以采用以下公式：C = A×S。
其中，A为地震加速度；S为结构体系的重要性系数。
地震加速度A是根据地震烈度和场地类别来确定的，在设计规范中有详细的规定。
结构体系的重要性系数S是根据化工容器的重要程度和使用要求来确定的。
地震作用下的动力荷载计算公式为：F = M×a。
其中，F为地震作用下的动力荷载；M为化工容器的质量；a为地震加速度。
在实际工程中，地震荷载的计算还需要考虑容器的结构形式、支座形式、地基条件等因素，以及地震波的传播特性和容器的动力响应等复杂问题。
因此，地震荷载的计算需要综合考虑多种因素，并且需要进行详细的分析和计算。
除了对地震荷载进行准确计算外，还需要对化工容器进行地震抗震设计。
地震抗震设计是指在地震作用下，通过合理的结构设计和加固措施来提高容器的抗震性能，减小地震灾害造成的损失。
在地震抗震设计中，需要考虑容器的结构稳定性、抗震能力、位移控制等方面的问题，以确保容器在地震作用下能够安全稳定地运行。
总之，化工容器地震荷载的计算是化工工程中重要的一部分，对于保障工厂的安全生产具有重要意义。
地震荷载的计算需要综合考虑多种因素，并且需要进行详细的分析和计算。
管道的荷载计算方法
管道荷载计算方法(1 )此设计规定应按照以下说明：管道设计工作应按照规定执行。
(2 )此规定指出工程设计专业必须为管道设计的需要来执行。
在规定基础上管道设计者可以作适当的修改。
2.荷载和外力的设计2.1通则当设计下列结构时，应考虑荷载。
各种荷载的联合作用在计算中的应用见 2.14条。
2.2结构本体应计算结构本体和防火材料的重量。
2.3动设备对于泵、压缩机、马达等设备重量，要尽可能快地从制造商处获取相关数据，其中应包括控制、辅助设备、配管等重量。
在对设备直接设在支架上的情况进行计算时，应尽可能快地提交相关动力影响因素。
2.4起重机荷载起重机的荷重应根据制造商的数据来确定。
2.5容器、塔等除容器和塔外，还包括过滤器、沉降槽、换热器、冷凝器及其配管。
根据该类设备各种荷载的综合情况，在计算中应包括以下重量/荷载。
(1)空重这是容器、塔等的静止重量，包括衬里材料、保温、防火、阀门等，应根据制造商提供的数据推导出来。
(2)操作重操作重是容器、塔等的空重，几在该单元操作过程中最大容量的重量之和。
(3)水压实验荷载在现场需要对设备进行水压实验时，设计支架结构时应考虑该设备完全充满水的重量。
当一个支撑支一台以上的容器时，该支撑应根据以下基础进行设计：在同一时刻，-台容器进行水压实验，而其他容器为空设备或仍处于操作状态中。
2.6活动荷载(1)活动荷载应根据以下平台或通道的用途分为几个等级(a) A 级主要用作人行通道，除了人可搬动的物品外，没有其他东西。
例如台阶、楼梯平台、管架上人行道、仪表监测平台及阀门操作平台。
(b) B 级用于较轻的阀门、换热器、法兰、类似部件的检修工作，放置拆卸这些部件的工具，若在梁或桁架上放置重物须加小心。
(c) C 级承受特殊荷载。
要根据特殊需要进行设计。
(2)活动荷载见表1表1生活荷载2.7风荷载风荷载应根据UBC 确定，假设以下几点： 风驻点压力q=140kg/m 2 (在 10 米高度)方向“ c ” 重要系数1=1风力可从各个方向作用于构筑物，应考虑其最不利的情况(最大逆风向)。
魏锡克极限承载力公式
魏锡克极限承载力公式P=π^2×E×I/L^2其中，P表示杆件的极限承载力，E表示材料的弹性模量，I表示杆件的截面转动惯量，L表示杆件的长度。
这个公式由德国工程师约瑟夫·魏锡克（Joseph Weyrkich）于1856年提出，是在同一年另一位德国工程师弗朗茨·格拉弗（Franz Grashof）提出的格拉弗公式的基础上发展而来的。
魏锡克公式是基于弹性理论推导而来的，用于预测杆件在受力情况下的破坏载荷。
它所描述的是杆件在受压或受拉力作用下，达到破坏的最大载荷。
魏锡克公式的推导基于以下几个假设：1.杆件的截面形状保持不变，即截面未发生任何变形；2.杆件的材料具有线性弹性特性，即应力和应变成正比关系；3.杆件的载荷作用在杆件的直线轴线上；4.杆件的材料在足够大的荷载下不会塑性变形，即杆件的破坏是由于拉伸或压缩超过临界值而发生的。
魏锡克公式的应用范围相对较广，适用于各类直线杆件的极限承载力计算，例如梁、柱等。
同时，它也具有一定的局限性，只适用于受纯弯曲作用的杆件，不适用于计算受剪力和扭转作用的杆件。
对于圆形截面的杆件，其转动惯量可以通过以下公式计算：I=π×D^4/64其中，D表示杆件的直径。
魏锡克公式的应用可以帮助工程师在设计和计算结构物时提前估计杆件的极限承载力，从而避免结构的过载或失效。
在实际设计中，一般会根据实际情况对公式中的各个参数进行修正和调整，以更准确地预测杆件的极限承载力。
总之，魏锡克公式是计算杆件极限承载力的一种经验公式，在工程实践中具有重要的应用价值。
通过合理的应用，可以帮助工程师设计出更安全可靠的结构物。
容器壳体切向接管区应力数值计算和强度分析
为了满足操作工艺的要求, 容器壳体上不可避 免要开孔并且连接接管。开孔- 接管结构的存在, 必 然会破坏原有的应力分布, 产生不连续应力, 引起应 力集中, 削弱容器壳体的强度, 使容器壳体接管部位 成为容器强度的薄弱环节。关于容器壳体接管区的 应力计算和强度分析, 国内外学者已作了大量的工 作, 也取得了不少成果, 而且许多研究成果已成功应 用于容器的设计规范中, 例如, 应力指数法已列入我 国压力容器设计标准 JB 4732 1995 钢制压 力容 器 分析设计标准 [ 1, 2] 。但是, 由于结构的复杂 性, 容器壳体接管区应力的研究大多集中在径向或 中心接管结构上, 而对于容器壳体上切向接管结构 应力的研究较少。另外, 由于这些特殊方位的接管 结构破坏了整体结构的对称性, 故使壳体接管区应 力的求解变得困难, 解析解很难寻求, 即使在现有的 研究工作中, 壳体接管区应力的获得也多采用实验 法或数值计算法[ 3~ 10] 。因此, 寻求壳体上特殊方位 接管区应力的计算方法、研究其应力的分布特点并 分析其强度不仅十分必要而且非常重要。基于上述 原因, 文中以某工程设计中特定的壳体上切向接管 结构为例, 采用有限元方法寻求壳体上切向接管结 构应力的数值解, 并按分析设计原理对接管部位的 应力进行分类和强度评定, 探讨同类结构应力计算 和强度分析的方法, 获取该结构工程设计所需计算 数据。
( 高 压 容 器 化 工 设 备 设 计 全 书
[ M ] . 北京: 化 学工业出版社, 2003. [ 13] 田 华. 压 力 容器 大 开孔 补 强 设计 的 压 力面 积 法 与
压力容器无量纲计算
综合题一、2000m 3丙烯球形储罐该球罐2003年投入使用，今年首次全面检验时，在赤道带两支柱之间的一块球壳板上发现了一个380X30mm折皱，经过打磨消除后，形成一个长420mm，宽80mm最深处6mm凹坑。
在其周围未发现其它表面缺陷及隐藏缺陷，若不考虑介质的腐蚀和材质劣化，问该凹坑是否需要补焊？回答：1、是否可以根据无量纲参数G0值来判断，该凹坑是否需要补焊？首先判断该凹坑条件是否符合，进行无量纲参数G0计算的凹坑条件。
答：（1）如果在壁厚余量范围内，则该凹坑允许存在。
否则，将凹坑按其外接矩形规则化为2A、2B、C，计算无量纲参数，如果小于0.10，则凹坑在允许范围内。
总的比较结果结论：该凹坑条件适合进行无量钢参数G0计算（2）计算无量纲常数：G0=C/T×A/ RT=6/42×210/ 7842×42=0.037<0.10经无量钢计算不需要补焊二、综合应用某中压空气缓冲罐2004年制造，内径=1300mm壁厚14mm，出厂质量证明文件显示A、B类焊缝实际进行了24%射线检测，Ⅲ级合格，不要求进行焊后热处理，今年在进行首次全面检验发现如下问题：（1）、位于筒体上的空气进出口管内径为750mm,强度计算表明接管按照HG20582-1998《钢制化工容器强度计算规定》中的压力面积进行了强度计算，经对进出口接管与筒体连接的焊接接头进行磁粉检测未见缺陷显示，焊接接头超声波检测和开口附近壁厚未见异常。
（2）、本次检验中对制造过程未进行射线检测的射线焊接接头进行了部分X射线检测，发现缺陷的底片评定如下表中片号“H”代表环焊缝“Z”代表纵焊缝探伤人员已按JB/T4730.2-2005进行评定对发现的条状夹渣采用《TOFD衍射时差法超声检测》方法反复测试等到缺陷厚度方向的高度Z3-1位置长6mm，夹渣的自身高度小于1mm。
Z3-2位置长20mm夹渣自身高度为3mm，两处条状夹渣均无开裂扩展迹象。
容器接管载荷的计算方法
容器接管载荷的计算方法
姚佩贤
【期刊名称】《化肥设计》
【年(卷),期】2003(041)005
【摘要】@@ 在压力容器设计中须考虑配管对容器接管所产生的载荷,但其载荷值的大小未作具体规定时,作用在接管上的各种载荷可按以下方法进行计算:
【总页数】1页(P34-34)
【作者】姚佩贤
【作者单位】中国五环化学工程公司,武汉,430079
【正文语种】中文
【中图分类】TQ051.3
【相关文献】
1.压力容器设计中接管载荷施加方向的确定方法 [J], 张耀春;刘天斌;左树春
2.接管纵向弯矩下带补强圈容器极限载荷的参数化分析 [J], 吴本华;桑芝富;王志亮
3.承压容器接管允许载荷计算 [J], 杨照国;张页
4.外载荷作用下压力容器接管结构有限元分析 [J], 刘哲;陈首至;张巨伟;崔双;包瑞新
5.核容器接管许用载荷计算方法探讨 [J], 黄庆;陈孟;赵飞云;张丽艳
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试论压力容器承受载荷的计算方法
试论压力容器承受载荷的计算方法
发表时间：2017-12-31T13:30:44.237Z 来源：《基层建设》2017年第28期作者：洪佳新[导读] 摘要：压力容器广泛的应用于石油、冶金、核电和化工等领域，其需求量极大，为保证压力容器的生产及使用质量，就需要提高压力容器的设计及制造技术。
肇庆市惠喜机械制造有限公司广东肇庆 526000
摘要：压力容器广泛的应用于石油、冶金、核电和化工等领域，其需求量极大，为保证压力容器的生产及使用质量，就需要提高压力容器的设计及制造技术。
本文针对压力容器的相关承受载荷进行了研究分析，分别介绍了各载荷计算的相应公式，旨在提高容器设计的制造质量及效率，以供相关人员参考借鉴。
关键词：压力容器；设计；承受载荷；参数化；公式
从压力容器的设计制造工艺上来讲，承受载荷是极为重要的关键点之一。
在一定的条件范围之内，压力容器的承压能力会发生相关的变化，为保证压力容器的使用质量及功效，就需要进行模型结构分析设计，重点研究压力容器的真实受力状态，运用准确的承受载荷计算公式以及安全的载荷加载方法，以提高压力容器的使用效果，确保压力容器的工作效率。
1 常见的承受载荷计算公式
压力容器分析设计所需要的常见载荷有：接管等效力、螺栓等效力、垫片等效力、风载荷和地震载荷，风载荷与地震载荷在塔设备与球形储罐的应力分析中应用。
1.1 接管内压等效力计算
接管等效力公式为：PN=-PIDi2/（Do2-Di2），相应的命令流如图1所示。
焊接结构学课程设计不锈钢压力容器
液氩储罐设计说明书学院：山西大同大学工学院专业：材料成型及控制工程班级：11材料一班姓名：王佳楠指导教师：魏雷目录绪论 (4)第一章设计参数的选择 (5)1.1设计题目 (5)1.2设计数据 (5)1.3设计压力 (5)1.4设计温度 (5)1.5主要元件材料的选择 (5)第二章设备的结构设计 (6)2.1圆筒厚度的设计 (6)2.2封头厚度的设计 (6)2.3筒体和封头的结构设计 (6)2.4鞍座选型和结构设计 (7)2.5接管、法兰的选择 (8)2.6容器保冷层设计 (11)第三章开孔补强设计 (11)3.1补强设计方法判别 (12)3.2有效补强范围 (12)3.3有效补强面积 (12)3.4补强面积 (13)第四章强度计算 (13)4.1水压试验应力校核 (13)4.2圆筒轴向弯矩计算 (13)4.3圆筒轴向应力计算并校核 (15)4.4切向剪应力的计算及校核 (16)4.5圆筒周向应力的计算和校核 (18)4.6鞍座应力计算并校核 (19)第五章液氩储罐的焊接 (22)5.1坡口加工 (22)5.2焊接顺序 (22)5.3筒体纵焊缝 (22)5.4筒体环焊缝 (23)5.5接管与筒体焊接 (23)5.6人口及补偿圈焊接 (23)5.7接管与法兰处焊接（排空口、液位计、温度计、压力表） (24)5.8接管与法兰焊接处（进料口、出料口、排污口、安全阀） (24)5.9鞍座底板与肋板和腹板的焊接 (24)5.10焊缝坡口尺寸 (25)第六章备料加工工艺 (28)6.1原材料的储备 (28)6.2板材的预处理 (28)6.3下料、边缘加工及夹具的选择 (28)6.4装配的焊接次序 (29)6.5 焊后热处理 (30)第七章焊缝的无损检验与耐压气密性检验 (30)参考文献 (31)绪论随着我国化学工业的蓬勃发展，各地建立了大量的液化气储配站。
对于储存量小于m或单罐容积小于1503m时。
一般选用卧式圆筒形储罐。
方管载荷计算公式
方管承载力计算公式比如50*30*1.5的方管二个端点架起，中间悬空1米的跨度，在这1米的跨度上50*30*1.5的方管能放多重的物品。
M=Pac/L(M：弯矩，P集中力，a集中力距支座距离，c集中力距另一支座距离，L跨度，L= a+c)W=b*h*h*h/12(仅用于矩形截面)f=M/W≤材料的许用应力（弹性抗拉强度/安全系数）。
钢材力学性能是保证钢材最终使用性能（机械性能）的重要指标，它取决于钢的化学成分和热处理制度。
在钢管标准中，根据不同的使用要求，规定了拉伸性能（抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率）以及硬度、韧性指标，还有用户要求的高、低温性能等。
①抗拉强度（σb）试样在拉伸过程中，在拉断时所承受的最大力（Fb），出以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度（σb），单位为N/mm2（MPa）。
它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。
计算公式为：式中：Fb--试样拉断时所承受的最大力，N（牛顿）；So--试样原始横截面积，mm2。
②屈服点（σs）具有屈服现象的金属材料，试样在拉伸过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力，称屈服点。
若力发生下降时，则应区分上、下屈服点。
屈服点的单位为N/mm2（MPa）。
上屈服点（σsu）：试样发生屈服而力首次下降前的最大应力；下屈服点（σsl）：当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的最小应力。
屈服点的计算公式为：式中：Fs--试样拉伸过程中屈服力（恒定），N（牛顿）；So--试样原始横截面积，mm2。
③断后伸长率（σ）在拉伸试验中，试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比，称为伸长率。
以σ表示，单位为%。
计算公式为：式中：L1--试样拉断后的标距长度，mm；L0--试样原始标距长度，mm。
④断面收缩率（ψ）在拉伸试验中，试样拉断后其缩径处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率。
以ψ表示，单位为%。
计算公式如下：式中：S0--试样原始横截面积，mm2；S1--试样拉断后缩径处的最少横截面积，mm2。