压力容器设计方法
压力容器的设计方案步骤
压力容器的设计方案步骤1.确定设计目标和使用条件:首先需要明确设计压力容器的使用目标和条件,包括容器的工作压力、工作温度、容量和所处环境等。
2.材料选择:根据容器的使用条件和要求,选择合适的材料进行容器的制造。
常用的压力容器材料有碳钢、不锈钢和铝合金等。
3.容器结构设计:确定容器的结构形式和尺寸。
结构设计包括容器的壁厚、底部形式、连接方式和支撑结构等。
根据容器的工作压力,需要进行强度计算和结构优化,确保容器能够承受内部和外部的力和压力。
4.强度计算和最大允许应力分析:根据容器的结构形式和制造材料,进行强度计算和最大允许应力分析。
主要包括容器的轴向应力、周向应力和切向应力的计算,以及承载能力和安全系数的评估。
5.容器的密封设计:确保容器的密封性能,避免泄漏和破裂。
根据容器的使用条件和介质特性,选择合适的密封材料和密封方式,如垫片密封、法兰密封或螺纹连接等。
6.容器的安全阀和压力传感器设计:为了确保容器的安全运行,需要设计并安装安全阀和压力传感器。
安全阀用于在容器内部压力超过设计值时,释放压力以防止容器破裂。
压力传感器用于实时监测容器的内部压力,以便及时采取措施。
7.容器的制造和检验:根据设计方案,选择合适的制造工艺进行容器的制造。
制造过程需要注意材料的质量控制、焊缝的质量检查和容器的外观检验等。
制造完成后,需要进行压力测试、水压试验和射线检测等,以确保容器的安全性和可靠性。
8.容器的安装和维护:根据容器使用的具体情况,进行容器的安装和维护。
安装过程需要注意容器的固定和支撑,以确保容器的稳定性。
维护过程包括容器的定期检查和保养,以延长容器的使用寿命。
综上所述,压力容器的设计方案步骤涵盖了设计目标和使用条件的确定、材料选择、容器结构设计、强度计算和应力分析、密封设计、安全阀和压力传感器设计、容器的制造和检验、容器的安装和维护等。
通过合理的设计方案,能够确保压力容器的安全运行和可靠性。
压力容器设计思路及相关知识
压力容器设计思路及相关知识压力容器是一种能够承受内部压力的设备,常常用于承载气体、液体或气体与液体的混合物。
它们广泛应用于化工、能源、石油和其他工业领域中,用于储存或运输危险物质、提供对压缩气体的储存和释放、或作为部分工艺装置的一部分。
1.压力容器设计标准:压力容器的设计必须符合一些国际和行业标准,如美国的ASME标准和欧洲的PED指令。
这些标准规定了压力容器的设计要求、材料选择、焊接、检验和试验等方面的内容。
2.材料选择:压力容器的材料选择对其性能和安全性非常重要。
常见的材料包括碳钢、不锈钢和合金钢等。
根据所需的耐腐蚀性、耐高温性和机械强度等特性,需要选择适当的材料。
3.设计压力:设计压力是指压力容器能够安全承受的最大内部压力。
在设计过程中,需要考虑正常操作压力、工艺变动时的压力波动以及临时过载压力等因素。
4.壁厚计算:为了确保容器的稳定性和强度,需要对其壁厚进行计算。
设计壁厚应满足内压力、外压力、温度、容器直径和材料强度等因素的要求。
5.焊接:焊接是连接压力容器部件的常用方法,但焊接质量对容器的安全性有重要影响。
焊接应符合标准规范,并进行非破坏性测试以确保焊缝的质量。
6.热传导:压力容器中的热量传递是一个重要的问题,特别是在换热器中。
合理的换热器设计可以提高热能利用效率,减少能源损耗。
7.板式换热器设计:板式换热器通过一系列的平行板组成,热介质通过板的两侧流动,实现热量传递。
板式换热器的设计涉及到板的材料选择、板间距、板型和板的密封等方面。
8.管式换热器设计:管式换热器使用管道来传递热量,冷、热介质通过管道内外流动,实现热量传递。
管式换热器的设计涉及到管子的材料选择、管道布局、管道尺寸和管道的密封等方面。
9.安全阀:为了保证压力容器在超出设计压力时能够安全释放压力,需要安装安全阀。
安全阀的设计应符合标准,并确保在超压时能够可靠启动和关闭。
10.检验和试验:在压力容器设计完成后,需要进行一系列的检验和试验,以确保容器满足设计要求和标准规范。
压力容器常见结构的设计计算方法
压力容器常见结构的设计计算方法一、静态强度计算方法:静态强度计算方法主要针对压力容器在正常工作状态下的静载荷进行计算,其主要目标是确保容器在最大工作压力下不发生破坏。
静态强度计算方法一般包括以下几个步骤:1.基本假设和假设条件:在进行静态强度计算时,需要基于一定的假设和假设条件来简化实际工作状态,如假设容器时刚体、内外压力均匀分布、材料具有均匀强度等。
2.最大应力计算:通过应力分析计算出压力容器各部位的最大应力。
一般情况下,最大应力发生在容器支座、法兰连接处、沟槽和焊接缺陷等处。
3.材料强度计算:根据容器所使用的材料及其强度参数,计算出材料的强度。
根据所处环境不同,一般会对容器进行分析、判断和选择不同材料。
4.安全裕度计算:根据最大应力和材料强度的计算结果,计算出安全裕度。
安全裕度可以通过破坏条件下材料的强度与容器内外压力之比来衡量。
二、疲劳强度计算方法:疲劳强度计算方法主要用于疲劳载荷下的压力容器设计。
工作过程中,容器可能会受到频繁的循环应力作用,从而导致疲劳破坏。
疲劳强度计算方法的主要步骤如下:1.循环载荷分析:通过实测数据或估算,分析容器在工作循环过程中所受到的应力载荷情况。
考虑到载荷的方向、大小、频率和载荷历史等因素。
2.应力集中分析:针对容器中的主要应力集中部位进行应力集中分析,计算出特定位置的应力集中系数。
3.疲劳寿命计算:基于极限疲劳荷载下的循环应力进行计算。
通过应力循环次数和材料疲劳寿命曲线,计算出容器的疲劳寿命。
4.安全裕度计算:根据疲劳寿命与容器使用寿命的比值,得出安全裕度的计算结果。
三、稳定性计算方法:稳定性计算方法用于分析压力容器在压力作用下的稳定性问题,即容器是否会发生屈曲或侧翻。
稳定性计算方法的主要步骤如下:1.稳定性分析模型:根据压力容器的几何形状和支撑方式,构建相应的稳定性模型。
常见的模型有圆筒形、球形、圆锥形等。
2.屈曲载荷计算:通过对应力分析,计算出容器发生屈曲时的承载力。
压力容器设计
六、封头
按构造形状分为: 半球形封头
凸形封头 椭圆形封头 碟形封头
锥形封头 平盖封头:
1、凸形封头
(1)半球形封头
是半个球壳。 从受力来看,
球形封头是最理想旳构造。 但整体冲压困难,加工工作 量大。
其厚度计算公式:
p c
Di
4[ ]t
p
c
(2)碟形封头
由球面、过渡段及圆柱 直边段三段构成。成型加 工以便,但在三部分连接 处,因为经线曲率发生突 变,受力情况不佳。
2、锥形封头
有两种,一种是无折边锥 形封头,另一种是与筒体连接 处有一过圆弧和一圆柱直边段 旳折边锥形封头。在厚度较薄 时,制造比较以便。
3、平板封头
是最简朴,制造 最轻易旳一种封头。 但相同直径和压力旳 容器,平板封头厚度 过大,材料花费过多 而且十分笨重。
第四节 压力容器附件
设备旳壳体能够采用铸造、铸造或焊接成一种整体, 但大多数化工设备是做成可拆旳几种部件,然后把它们 连接起来。这一方面是设备旳工艺操作需要开多种孔, 并使之与工艺管道或其他附件相连接;另一方面也是为 了便于设备制造、安装和检修。化工设备中旳可拆连接 应该满足下列基本要求:
在设计或选用压力容器零部件时需要将操作温 度下旳最高操作压力(或设计压力)调整为所要 求旳公称压力等级,然后再根据DN与PN选定零 部件旳尺寸。
练一练: P27,1-2,1-3 拟定计算压力、许用应力 P61,6,7 P62,2-3 拟定计算压力、许用应力
四、压力容器旳校核: 1、圆筒容器旳校核
筒体旳强度计算公式:
pD t
2
公式旳应用: 拟定承压容器旳厚度 对压力容器进行校核计算 拟定设计温度下圆筒旳最大允许工作压力 在指定压力下旳计算应力
压力容器的设计步骤
储气罐——压力容器的设计步骤1.确定压力容器设备的各项参数:压力,介质,温度最高工作压力为 1.5MPa,工作温度为常温20℃,工作介质为压缩空气,容积为2m3确定压力容器的类型容器类别的划分在国家质量技术监督局所颁发的《压力容器安全技术监察规程》(以下简称容规)第一章中有详细的规定,主要是根据工作压力的大小、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分.储气罐为低压(<1。
6MPa)且介质无毒不易燃,应为第Ⅰ类容器。
2.确定设计参数(1)确定设计压力容器的最高工作压力为1.5MPa,设计压力取值为最高工作压力的1.05~1.10倍. 取1。
05还是取1.10,取决于介质的危害性和容器所附带的安全装置.介质无害或装有安全阀等就可以取下限1。
05,否则上限1。
10.介质为压缩空气,管路中有泄压装置,符合取下限的条件,则得到设计压力为Pc=1.05x1.4(2)确定设计温度一般是在用户提供的工作温度的基础上,再考虑容器环境温度而得.如在室外在工作,无保温,容器工作温度为30℃,冬季环境温度最低可到-20℃,则设计温度就应该按容器可能达到的最恶劣的温度确定为-20℃。
《容规》提供了一些设计所需的气象资料供参考.假定在容器在室内工作,取常温为设计温度。
(3)确定几何容积按结构设计完成后的实际容积填写.(4)确定腐蚀裕量根据受压元件的材质、介质对受压元件的腐蚀率、容器使用环境和容器的使用寿命来确定。
先选定受压元件的材质,再确定腐蚀裕量。
《容规》对一些常见介质的腐蚀裕量进行了一些规定。
工作介质对受压元件的腐蚀率主要按实测数据和经验来确定,受使用环境影响很大,变数很多,目前无现成的数据。
介质无腐蚀的容器,其腐蚀裕量取1~2mm即可满足使用寿命的要求。
取腐蚀裕量为2mm.(5)确定焊缝系数焊缝系数的标准叫法叫焊接接头系数,GB150对其取值与焊缝检测百分比进行了规定。
具体取值,可以按《容规》所规定的种情况选择:其焊缝系数取1,即焊接接头应进行100%的无损检测,其他情况一般选焊缝系数为0。
压力容器常见结构的设计计算方法
压力容器常见结构的设计计算方法压力容器是一种常用的装置,用于存储和运输高压流体或气体。
压力容器的设计计算是确保容器在设计压力范围内安全运行的关键步骤。
常见压力容器的设计计算方法主要包括材料选择、壁厚计算、接缝焊缝设计和支撑设计等。
首先,在压力容器的设计计算中,材料选择是非常重要的一步。
根据工作环境和储存介质的性质,应当选择适合的材料,如碳钢、不锈钢、镍合金等。
材料的选择应考虑到其机械性能(强度、韧性)、抗腐蚀性能和焊接性能等。
其次,壁厚计算是压力容器设计计算中的关键步骤。
根据设计压力、储存介质的性质、容器尺寸和形状等因素,可以采用ASMEVIII-1或其他相关设计规范进行壁厚计算。
壁厚计算要确保容器在设计压力下不会发生永久性塑性变形或失稳。
接着,接缝焊缝设计是压力容器设计计算中的另一个关键步骤。
焊缝是容器的弱点,其设计要考虑焊接工艺、焊缝质量要求和应力分布等。
根据相关规范,例如ASMEIX,应对焊缝进行强度计算和疲劳分析,以确保焊缝的可靠性和耐久性。
最后,支撑设计是压力容器设计计算中的重要环节。
支撑结构的设计要考虑到容器的重量、形状和运行条件等因素。
一般常见的支撑结构包括支座、支撑脚和支撑环等。
在设计计算中,应根据容器的重量和载荷进行支撑结构的强度计算和稳定性分析。
需要注意的是,良好的压力容器设计计算不仅要遵循相关规范和标准,还应考虑实际运行条件和安全要求。
因此,在进行设计计算之前,应对工作环境、储存介质的特性、容器的运行周期和压力变化等进行充分的分析和评估。
总之,压力容器的设计计算涉及多个方面,包括材料选择、壁厚计算、接缝焊缝设计和支撑设计等。
在进行设计计算时,需要遵循相关规范和标准,并结合实际情况和安全要求进行综合考虑,以确保设计的压力容器安全可靠地运行。
压力容器设计方法分析对比
压力容器设计方法分析对比压力容器在化工、石化、工程机械等领域得到广泛的应用,而正确的设计是压力容器安全运行的基础。
本文将介绍三种常用的压力容器设计方法,并分析其各自的优缺点,以便应用者根据实际需求选用合适的设计方法。
1. ASME VIII-1 标准ASME VIII-1 标准是美国机械工程师学会发布的压力容器设计规范,适用于低压容器 (设计压力不大于 10MPa)。
该标准要求设计考虑容器的载荷、材料性能、焊接、校核、检验等各方面问题,并对各个部位的厚度、连接件的要求以及强度校核进行详细规定。
ASME VIII-1 标准以其全面、详细的设计要求而得到了广泛应用。
优点:•ASME VIII-1 标准设计要求全面、严谨,设计过程具有一定保障。
•认可度高,符合国际标准,可以接受国际认可。
缺点:•该标准要求详细、繁琐,需要对标准内容熟悉,且容器设计需要由认可的专业人员进行。
•需要经过审查与认证,过程较为繁琐。
2. CODAP 标准CODAP (Construction Operation Design of Pressure Vessels) 标准是欧洲标准委员会发布的压力容器设计规范,适用于设计压力不超过3000MPa 的容器。
通过规定基本要求、公差、厚度、防腐、焊接、检验、强度校核等方面的规范,保证了压力容器的安全性和可靠性。
优点:•CODAP 标准对压力容器的设计和制造过程提供了全面的规范,以保证容器在长时间的使用中保持良好的使用性能。
•该标准可以适用不同条件下的容器,使得设计者可以根据实际条件来选择不同的设计方案。
•CODAP 标准的认同度很高,在国际上具有广泛的通用性和识别度。
缺点:•该标准的设计过程繁琐,需要一定的设计经验和专业技能。
•CODAP 标准可能不适合一些非欧洲的国家,需要根据不同的国家标准进行认证。
3. CNS 三合标准CNS 三合标准是由中华民国国家标准局颁布的压力容器设计标准,适用于设计压力不超过 50MPa 的容器。
压力容器制作方案
压力容器制作方案
压力容器是一种用于贮存或运输压缩气体或液体的设备。
为了防止发生安全事故,压力容器的制作和使用必须遵循严格的标准和规定。
1. 设计方案
在设计压力容器时,必须考虑到容器的承载能力和稳定性,以及容器所承受的压力和温度等因素。
采用CAD技术绘制出容器的三维立体图,进行模拟计算和强度分析,以确保容器的稳定性和安全性。
2. 材料选择
合适的材料是制作高质量压力容器的基础。
常用的压力容器材料包括碳钢、不锈钢、铝合金等。
在选择材料时需考虑到材料的机械性能、耐腐蚀性、可焊性等因素。
应尽量选择符合国家标准和行业规范的材料。
3. 制造工艺
制造压力容器的工艺是至关重要的。
必须选用适合的制造方法
和工艺流程,如焊接、冲压、铸造等。
所有的制造过程必须精细、严格控制,以确保容器的质量和安全性。
4. 检测与验收
制造完毕的压力容器必须经过严格的检测和验收程序。
检测包
括外观检查、尺寸检验、强度试验、泄漏检测等。
只有通过所有
检验和验收才能投入使用。
5. 养护与维护
压力容器的养护和维护是延长其使用寿命和确保其安全性的重
要措施。
应定期进行外观检查和液位测量,避免容器内部产生腐
蚀或结构松动等问题。
一旦发现问题,应及时维修或更换。
总之,压力容器的制作和使用必须遵循严格的标准和规定,以
确保容器的稳定性和安全性。
除了在制作过程中选用合适的材料
和工艺,定期维护和检验也非常重要。
只有充分理解和掌握这些制作方案,我们才能制作出高质量的压力容器。
压力容器分析设计方法和标准简介与比较
A a s - to ae n s es ae ois n l i Me db sdo t s c t r ) y s h r g e
法。 目前 通 用 的 有 限元 分 析 软 件 有 ANS 、 YS
NAS R T AN、ADI 、AB US和 MAR NA AQ C
件。 另一 种更 科 学 更严 密 的 设计 规 范分 析 设
析设 计 允许 结 构 内 出现 可 控 制 的局 部 塑 性
变形 , 允许对峰值应力部位进行有 限寿命设
计。 分析 设计 不 但 有 效 防止 了相关 的失效模
式产 生 , 而且 还 充 分地 发 挥 了材 料 的 承载潜 计方法, 要求对压力容器进行应力分析和疲 力 。 劳分 析 , 由于 这 种定 量 分 析 结果 使 结构 趋于 应 力 分 析 的方 法 手 段 一般 有 三 种 : 解 更合 理 , 因此 , 该 规范 设 计 的容 器 , 以达 析 方 法 , 值 方 法 和 实 验 应 力 分析 。 析方 用 可 数 解 到较高的应力而并不削弱安全裕度。 法 采 用 弹性 力 学 方 法 , 过 平 衡 方 程 、 通 几何 近年来, 随着石油化工 、 化工、 医药等领 方程 、 物理方程、 形协 调方程及 边界条件 变 域装 置 大型 化 的趋 势 , 设备 安 全性 和 轻量 求 得 问题 的解 答 。 对 但上 述 方 程 都是偏 微 分 方 化等 要求 日益提 高 , 得 分析 设 计 方 法在 压 使 力 容器 设计 中的应用 越 来越普 遍 。
又可把整体分解为筒体、 头、 兰、 封 法 开孔 、
2 压 力容 器分 析设 计方 法
压力容器的设计步骤
储气罐——压力容器的设计步骤1.确定压力容器设备的各项参数:压力,介质,温度最高工作压力为1.5MPa,工作温度为常温20C,工作介质为压缩空气,容积为2m3确定压力容器的类型容器类别的划分在国家质量技术监督局所颁发的《压力容器安全技术监察规程》(以下简称容规)第一章中有详细的规定,主要是根据工作压力的大小、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分。
储气罐为低压(<1.6MPa)且介质无毒不易燃,应为第I类容器。
2.确定设计参数(1)确定设计压力容器的最高工作压力为1.5MPa,设计压力取值为最高工作压力的1.05〜1.10倍。
取1.05还是取1.10,取决于介质的危害性和容器所附带的安全装置。
介质无害或装有安全阀等就可以取下限1.05,否则上限1.10。
介质为压缩空气,管路中有泄压装置,符合取下限的条件,则得到设计压力为Pc=1.05x1.4(2)确定设计温度一般是在用户提供的工作温度的基础上,再考虑容器环境温度而得。
如在室外在工作,无保温,容器工作温度为30 C,冬季环境温度最低可到-20 C, 则设计温度就应该按容器可能达到的最恶劣的温度确定为- 20C。
《容规》提供了一些设计所需的气象资料供参考。
假定在容器在室内工作,取常温为设计温度。
(3)确定几何容积按结构设计完成后的实际容积填写。
(4)确定腐蚀裕量根据受压元件的材质、介质对受压元件的腐蚀率、容器使用环境和容器的使用寿命来确定。
先选定受压元件的材质,再确定腐蚀裕量。
《容规》对一些常见介质的腐蚀裕量进行了一些规定。
工作介质对受压元件的腐蚀率主要按实测数据和经验来确定,受使用环境影响很大,变数很多,目前无现成的数据。
介质无腐蚀的容器,其腐蚀裕量取1〜2mm即可满足使用寿命的要求。
取腐蚀裕量为2mm。
(5)确定焊缝系数焊缝系数的标准叫法叫焊接接头系数,GB150 对其取值与焊缝检测百分比进行了规定。
具体取值,可以按《容规》所规定的种情况选择:其焊缝系数取1,即焊接接头应进行100%的无损检测,其他情况一般选焊缝系数为0.85。
第四讲:压力容器设计
顶点处:
边缘处:
顶点应力最大,经向应力与环向应力是相等的拉应力。 顶点的经向应力比边缘处的经向应力大一倍; 顶点处的环向应力和边缘处相等但符号相反。 应力值连续变化。
(4-3)——平衡方程
(4-4)——区域平衡方程
无力矩理论基本方程式:
三、基本方程式的应用
1.圆筒形壳体 第一曲率半径R1=∞, 第二曲率半径R2=D/2 代入方程(4-3)和(4-4)得:
与式(4-1)、(4-2)同。
2.球形壳体
2.球形壳体
球壳 R1=R2=D/2,得:
六、最小壁厚
设计压力较低的容器计算厚度很薄。 大型容器刚度不足,不满足运输、安装。 限定最小厚度以满足刚度和稳定性要求。
壳体加工成形后不包括腐蚀裕量最小厚度dmin: a. 碳素钢和低合金钢制容器不小于3mm b.对高合金钢制容器,不小于2mm
七、压力试验
为什麽要进行压力试验呢? 制造加工过程不完善,导致不安全,发生过大变形或渗漏。 最常用的压力试验方法是液压试验。 常温水。也可用不会发生危险的其它液体 试验时液体的温度应低于其闪点或沸点。
压力试验时,由于容器承受的压力pT 高于设计压力p,故必要时需进行强度效核。
气压试验
(4-18
(4-20)
pT -试验压力, MPa; p -设计压力, MPa; [s] 一试验温度下的材料许用应力, MPa; [s]T 一设计温度下的材料许用应力, MPa
液压试验时水温不能过低(碳素钢、16MnR不低于5℃,其它低合金钢不低于15℃),外壳应保持干燥。 设备充满水后,待壁温大致相等时,缓慢升压到规定试验压力,稳压30min,然后将压力降低到设计压力,保持30min以检查有无损坏,有无宏观变形,有无泄漏及微量渗透。 水压试验后及时排水,用压缩空气及其它惰性气体,将容器内表面吹干
压力容器的设计制造介绍
压力容器设计制造工艺介绍(一)常、低压储罐的设计常、低压储罐的设计需要考虑储罐大小、高径比,固定顶还是浮顶,什么类型的浮顶,要不要氮封/阻火器,设计温度,设计压力,腐蚀裕量,高低液位确定,消防及泡沫系统的要求,仪表配置等等问题。
1、储罐大小储罐量的大小由储存天数决定,无论是原料还是产品。
但是有时候是船运或火车运的话,需要考虑一次性装载,比如一船原料够40天用的,原计划只存储30天的用量,那不可能让船在码头等十天,所以储存量就需要按照40天来设计。
确定了存储量后就要确定相应的储罐数量和大小,这个和很多因素有关,但主要是和场地情况,布置要求,规范要求有关。
其他的比如是否是现场制作,如果加工厂制作后运输到现场,那运输条件决定了不能太大。
一般来说罐越大,对制作成本和减少挥发都是有利的。
从功能上说考虑是否要配不合格品罐,是否考虑储罐的清洗,检修。
储罐的高径比没有固定要求,更多的看布置需求,一般控制在1~1.5,高度可以选择板材的整数倍。
2、储罐类型储罐按顶部结构可分为固定顶和浮顶,固定顶又有平顶,锥顶,拱顶之分;浮顶又分内浮顶和外浮顶。
外浮顶是储罐顶部就是浮板,浮板会直接承受雪压,还需要设置排水管,一般用在大型油罐上;内浮顶可以认为是固定顶内加浮板,所以造价高。
固定顶多用来装低饱和蒸气压的液体,石化规要求200立方以上的甲类和乙A类液体罐要用浮顶罐,大于5000方的浮顶罐不能采用易熔材质(铝材)做浮盘,小于5000方时可以用铝材,但是在浮顶和固定顶间要设置氮封,大于50000方的浮顶罐应采用双盘式浮顶。
(二)常、低压容器的制造压力容器的制造工艺包括原材料的准备、划线、下料、弯曲、成形、边缘加工、装配、焊接、检验等。
1、原材料的准备钢材在划线前,首先要对钢材进行预处理。
钢材的预处理是指对钢板、管子和型钢等材料的净化处理、矫形和涂保护底漆。
1)净化处理主要是对钢板、管子和型钢在划线、切割、焊接加工之前和钢材经过切割、坡口加工、成形、焊接之后清除其表面的锈迹、氧化皮、油污和焊渣等。
压力容器设计
设计厚度 计算厚度 腐蚀裕度
td
pDi
2[ ]t P
C2
2.51200 1.0 11.47mm 2170 0.85 2.5
8.3 内压薄壁容器的设计
名义厚度 设计厚度 钢板厚度负偏差 圆整值
tn td C1 11.47 0.8 12.27 14mm
该厚度同时满足最小壁厚要求。 储罐的水压实验压力:
F
F=Fcr
压
杆
临界载荷
失
稳
T
的
概
念
6.1 压杆失稳的概念
稳定性:构件保持原有形状的能力。
失稳:构件失去原有形状的平衡。失稳现象 的发生决定于构件及其作用载荷。
压杆的临界载荷Fcr:压杆保持直线稳定平衡时所 能承受的最大轴向压力。当轴向压力达到Fcr时, 压杆随时有失稳的可能,一旦失稳变弯,将不可能 恢复。
d 环向应力为:
pD 2t
• 球形壳体的应力分析
• 环向应力和经向应力相等:
PR PD 2t 4t
椭球形壳体的应力分析
x
M
b
a
P 2tb
a4 x2 (a2 b2 )
P 2tb
a4
x 2 (a2
b2
)
2
a4
a4 x 2 (a 2
b2
)
•
顶点:
Pa a 2t b
薄壁壳体: R0 / Ri 1.2或 tn / Di 0.1
p
B
二向应力状态:经向应力、周向应力
Di
1. 经向应力 (轴向应力)
截面法求 取右半部分受力分析:
p
Di
列平衡方程:
Fx 0
4
D2
压力容器设计
2、计算厚度
3、设计厚度
4、名义厚度
5、校核
例3: 对一储罐的筒体进行设计计算。已知:设计压 力p=2.5MPa, 操作温度-5~44 ℃,用16MnR制造,储罐 内径 Di=1200mm,腐蚀裕量C2=1mm,焊接接头系数 =0.85,试确定筒体厚度.
练习:P61 1-9 作业:P62 2-2,2-3
第二节 压力容器设计基础
压力容器的设计是一项非常关键的工作,设计单 位必须取得国家颁发的相应资格,并遵守国家有关压 力容器的设计、制造和使用等方面的各项规定。
(一)设计内容:容器应根据工艺过程要求和条件,进行 结构设计和强度设计。
结构设计:
主要选择适用、合理、经济的结构形式,同时满 足制造、检测、装配、运输和维修的要求。
HG20593-1997 法兰 PL 100-1.0
法兰材 料20钢
RF S=4mm 20
板式平焊法兰,见表1-22
管壁厚4mm 公称压力1.0MPa
公称直径100mm
二、人孔与手孔:
目的:为了便于内件的安装、清理、检修、取出内件及工作 人员的进出。
1、人孔:
常压平盖人孔 (b)回转拱盖快开人孔 (c)手摇快开人孔
表2-3 焊缝系数
焊缝类型与检测要求:
按照GB150-1998中“制造、检验与验收”的规定, 容器主要受压部分的焊接接头分为ABCD四类,分别 有不同的检验要求。
5、壁厚附加量: C=C1+C2
C1:钢板厚度负偏差,见表1-8,1-9,1-10 C2:腐蚀裕量 C2 =ka B
Ka: 腐蚀速率,见相关手册 B:设计寿命,不低于15年。
强度计算:
内容包括选择容器的材料,确定主要尺寸,满 足强度、刚度和稳定性的要求,以确保容器安全可 靠地运行。
探讨压力容器设计要求及设计方法
探讨压力容器设计要求及设计方法摘要:在工业生产的过程中,压力容器的使用非常广泛。
由于压力容器承载一定压力以及所盛装的物料的危害性的局限,使用具备很好的密闭性的压力容器是一项硬性要求,对每一项操作环节的质量进行确保是我们必须要做的事情,只有这样才能充分发挥压力容器的功能,保证人员的安全。
研究压力容器的设计要求以及设计方法是一件任重道远的事情,它能够使设计标准规范得到统一,使压力容器的产品质量得到提升,并且降低制造成本。
关键词:压力容器。
设计要求设计方法石油化工等行业的快速发展对压力容器的设计要求也逐渐提高,压力容器在设计的时候,应遵循国家相关规范标准,同时还应该确保设计的压力容器符合企业的实际需求,并能实现成本节约,安全可靠等目的。
一、压力容器的设计要求对于压力容器来说,使用过程中对于温度、压力等各方面的要求非常的高,一旦设备出现任何问题,都将造成影响,轻者停产,重则出现灾难性事故,所以,国家对于压力容器的设计制定了一些制作条件,从制作工艺上面进行精确化,保证其良好的使用效果。
1.安全性。
不断对压力容器的设计进行提高是为保证人们的生命财产安全和压力容器安全平稳的运行的主要手段。
对于一台新诞生的压力容器来说,首先就需要对其进行安全性及稳定性的设计。
相关人员在对压力容器设计的过程中,在确保压力容器使用安全的情况下,选材的经济性是有必要考虑的。
压力容器所具有的不同特点在于其工作介质、内直径、压力、温度等。
压力容器的结构主要由筒体、封头、接管、法兰、支座以及密封元件等部件构成。
如果压力容器在实际应用的过程中受到承压或者是其他外在因素的影响,若没有及时对其进行处理或者处理不当,则会导致十分严重的后果——爆炸,极大的威胁到工作人员生命及财产安全。
此外,因为压力容器的自身因素影响,目前很多国家都对压力容器进行十分严格谨慎的检查,这也是很多国家当前最重视的事情之一。
只有完全符合压力容器的相关标准,才能通过允许进入使用阶段。
压力容器设计方案
压力容器设计方案
压力容器设计方案
压力容器是一种用于存储压缩气体或液体的设备,广泛应用于工业、化工、石油、冶金等领域。
在设计压力容器时,需要注重容器的安全、可靠性、耐用性和经济性。
以下是一个针对压力容器设计的方案,包括材料选择、结构设计和安全措施。
材料选择:
压力容器的材料选择至关重要,必须具有高强度、良好的耐压性、耐蚀性和耐磨性。
常见的材料有碳钢、不锈钢、合金钢等。
根据容器的用途和工作环境的要求,选择适当的材料进行制造。
结构设计:
压力容器的结构设计应考虑容器的强度和刚度,以承受内部的压力和外部的负荷。
一般可采用球形、圆筒形或椭圆形结构。
设计时必须合理计算容器壁的厚度,以保证容器的安全运行。
安全措施:
为确保压力容器的安全运行,需要采取一系列安全措施。
首先是安装压力传感器和温度传感器,实时监测容器内的压力和温度,并及时采取措施调整运行状态。
其次是设置安全阀和爆破片,当容器内压力超过安全值时,安全阀会自动打开,释放过压气体,保护容器不会因过高压力而爆炸。
同时,还应定期进行容器的检测和维护,确保其正常运行。
此外,对于高压容器,可以考虑使用双壳结构,即在容器外再
加一层外壳,以增加容器的安全性和耐久性。
另外,可在容器内部加装隔热层,避免外界温度影响容器内液体或气体的温度。
总之,压力容器的设计方案需要综合考虑材料选择、结构设计和安全措施等多个因素。
只有在科学合理设计的基础上,才能保证压力容器的安全可靠运行。
压力容器安全技术—压力容器的设计、制造和安装
3.压力容器的安装 压力容器的专业安装单位必须经劳动部门审核批 准才可 以从事承压设备的安装工作。 安装作业必须执行国家有关安装的规范。 安装过程中应对安装质量实行分段验收和总体验收。验 收由使用单位和安装单位共同进行。总体验收时,应有上 级主管部门参加。 压力容器安装竣工后,施工单位应将竣工图、安装及复 验记录等技术资料及安装质量证明书等移交给使用单位。
压力容器的设计、制造、安装
1.压力容器的设计 (1)强度确定 (2)材料选用 (3)合理的结构
2
压力容器的设计、制造、安装
2.压力容器的制造 为了确保压力容器制造质量,国家规定凡制造和现场组焊 压力容器的单位必须持有劳动部颁发的制造许可证。制造 单位必须按批准的范围制造或组焊。无制造许可证的单位 不得制造或组焊压力容器。 压力容器质量优劣取决于材料质量、焊接质量和检验质量。 压力容器的制造质量除钢材本身质量外,主要取决于焊接 质量。为保证焊接质量,必须做好焊工的培训考试工作, 保证良好的焊接环境,认真进行焊接工艺评定,严格焊前 预热和焊后热处理。 压力容器制成后必须进行压力试验。包括耐压试验和气密 性试验。耐压试验包括液压试验和气压试验。压力试验要 严格按照试验的安全规定进行,防止试验中发生事故。
压力容器设计方法分析对比
压力容器设计方法的分析与比较目前,我国压力容器设计采用两种标准和规范:一类是常规设计标准,以GB150-2011《压力容器》标准为代表;另一类是分析设计,以JB4732-1995《钢制压力容器--分析设计标准》为代表。
两类标准是相互独立的、自成体系的、平行的压力容器规范, 绝对不能混用, 只能依据实际的工程情况而选其一。
设计标准的比较常规设计主要依据是第一强度理论,认为结构中主要破坏应力为拉应力,限定最大薄膜应力强度不超过规定许用应力值,当结构中某最大应力点一旦进入塑性, 结构就丧失了纯弹性状态即为失效。
常规设计是基于弹性失效准则,容器及其部件的设计和计算公式是根据壳体薄膜理论或材料力学方法推导的。
一般情况它仅考虑壁厚中均布的薄膜应力,对于边缘应力及峰值应力等局部应力一般不作定量计算,如对弯曲应力。
分析设计的主要依据是第三强度理论,认为结构中主要破坏应力为剪切力。
采用以极限载荷、安定载荷和疲劳寿命为界限的“塑性失效”与“弹塑性失效”的设计准则,准确计算和分类容器的各种应力。
对不同性质的应力, 如:总体薄膜应力、边缘应力、峰值应力等;同时还考虑了循环载荷下的疲劳分析, 在设计上更合理。
标准适用范围比较常规设计标准GB150-2011适用于设计压力大于或等于0.1MPa且小于35MPa,及真空度高于0.02MPa。
对于设计温度,GB150-2011规定为-269℃-900℃,设计温度范围根据钢材的允许使用温度确定, 可高于材料的蠕变温度范围。
分析设计标准JB4732-1995适用于设计压力大于或等于0.1MPa且小于100MPa,及真空度高于0.02MPa。
对于设计温度,JB4732-1995将最大允许设计温度限制在钢材蠕变极限限制的温度范围内。
压力评估比较常规设计标准GB150-2011,采用统一的许用应力,如容器筒体,是采用“中径公式”进行应力校核,最大应力能满足许用应力。
分析设计标准JB4732-1995的核心是将压力容器中的各种应力加以分类,根据所考虑的失效模式,详细计算了容器和压力部件的各种应力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
压力容器设计方法
压力容器是一种常用的工业设备,用于存储和输送各种气体或液体。
在设计压力容器时,需要考虑到安全、可靠和经济等方面的因素。
下面我们将介绍一些常见的压力容器设计方法。
首先,设计压力容器需要满足相关标准和规范的要求。
各个国家和地区都有相应的压力容器设计规范,比如ASME(美国)、PED(欧洲)等。
设计压力容器时,需要遵循这些规范,确保容器的设计符合相关的技术要求和安全标准。
其次,压力容器的设计需要考虑到所承受的压力和温度等工作条件。
根据工作条件的不同,可以选择合适的材料、厚度、结构和焊接方式等。
通常情况下,材料的选择需要考虑到其强度、耐腐蚀性能以及成本等因素。
同时,根据压力容器所承受的压力大小,需要设计合适的结构形式,比如球形容器、圆柱形容器等。
此外,压力容器的设计还需要考虑到容器的连接方式、支撑结构和防爆装置等。
连接方式包括焊接、螺纹连接、法兰连接等,需要选择合适的连接方式,确保连接处的密封性和强度。
支撑结构包括支撑脚、支撑架等,需要根据容器的大小和重量来设计合适的支撑结构,以确保容器的稳定性。
而防爆装置则是为了防止容器在意外情况下发生爆炸,需要设计合适的安全阀、爆片装置等。
另外,对于较大型的压力容器,设计时还需要考虑到容器的制造工艺和安装运输方式。
制造工艺包括材料的加工、成形、焊接、热处理等,需要选择合适的制造
工艺,确保容器的质量和性能。
而安装运输方式则需要考虑到容器的尺寸、重量和形状等因素,设计合适的安装和运输方案,确保容器的安全和完整。
最后,压力容器的设计也需要考虑到对环境的影响和对人员的保护。
在设计时需要考虑到容器所处的环境条件,比如温度、湿度、腐蚀介质等,选择合适的材料和防护措施,确保容器的使用寿命和安全性。
同时,还需要考虑到人员的保护,设计合适的安全装置和警示标志,确保人员在使用和维护容器时的安全。
总之,压力容器的设计是一个复杂的工程,需要考虑到多个因素,包括工作条件、材料选择、结构设计、连接方式、制造工艺、安装运输、环境保护和人员安全等。
只有综合考虑这些因素,才能设计出安全、可靠和经济的压力容器。
因此,在设计压力容器时,需要依据相关规范规范要求,结合实际情况,进行综合分析和设计。