第八章内压容器

度的压力，其中包括液柱静压力。当元件所承受的液 柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。 即计算压力=设计压力+液柱静压力 5%P时计入) 可见，计算压力 设计压力 最大工作压力 例：一立式容器，工作压力0.5MPa， 液体深10m， 重度为10,000N/m3。
pw=0.5MPa, p=0.5MPa pc=0.5+(10×10,000)/1,000,000=0.6MPa
①选择材料； ②确定许用应力。
※确定设计温度的方法：
（1）类似设备实测；（2）传热计算；（3）参照书 P90表4-5。
例如：不被加热或冷却的器壁，且壁外有保温，取 介质温度；用水蒸气、热水或其它液体加热或冷却 的器壁，取热介质的温度；等等。
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四 .计算压力pc---在相应设计温度下，用以确定元件厚
C2=KaB
Ka---腐蚀速率（mm/a），由材料手册或实验确定。
B----容器的设计寿命，通常为10～15年。
一般情况, Ka=0.05～0.13mm/a的轻微腐蚀时， 对单面腐蚀取C2=1～2mm; 对双面腐蚀取C2=2～4mm。 对于不锈钢，一般取0。
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8.2 内压容器筒体与封头厚度的计算
式中 nt ,Dt----设计温度下材料的蠕变强度和 持久强度。
nn,nD----蠕变强度和持久强度的安全系数。
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（2）安全系数及其确定：
影响安全系数的因素： ①计算方法的准确性、可靠性和受力分析的精确程度； ②材料质量和制造的技术水平； ③容器的工作条件及其在生产中的重要性和危险性。
安全系数 材料
※釜内0.3MPa，夹套内0.2MPa----内压0.1MPa;
※釜内0.3MPa，夹套内空料—--内压0.3MPa; 釜壁承受的最大压差:内压0.3MPa或外压0.3MPa. 9
三、设计温度
——指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温 度（沿元件金属截面的温度平均值）。
※设计温度在容器设计中的作用：
第八章 内压容器
学习内容
1 设计压力容器 2 校核在用容器
3 fengtousheji
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8.1.设计参数的确定
一、容器直径 筒体、封头公称直径：内径 无缝钢管的公称直径：外径 表8-1；表8-2
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8.1.设计参数的确定
二、最大工作压力与设计压力p
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1.最大工作压力pw
正常工作情况下，容器顶 部可能达到的最高压力。 • 由工艺计算确定： • 化学反应所要求的； • 传递过程所必需的； • 由液化气体的饱和蒸汽压所决 定的。
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19
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①缺陷，夹渣，未焊透，晶粒粗大等， 在外观看不出来；
②熔池内金属从熔化到凝固的过程受到 熔池外金属的刚性约束，内应力很大。 ——焊缝区强度比较薄弱。
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焊接缺陷
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为综合考虑筒体强度， 设计公式中将钢板母材的许 用应力乘以 （≤1）。
×
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焊接接头系数（ ）：
焊接接头结构 100%无损检验 局部无损检验 示意图
双面对接焊
1.0
0.85
带垫板单面对
0.90
0.80
接焊
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1.可否采用搭接焊结构制作压力容器壳 体？为什麽？ 2.焊缝处为什麽要进行无损探伤检查？
3.焊缝系数（ ）为什麽小于等于1？
4.取焊缝系数的依据是什麽？ 5.壁厚计算公式中的[σ]t是钢板的许用 应力，还是焊缝材料的许用应力？ 6.带垫板的焊缝结构中，垫板的作用是 什麽？是否起加强作用？
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（7）带夹套容器——取正常操作时可 能出现的最大内外压差。例如 带夹套 的反应釜：夹套内蒸汽压力为0.2MPa, 釜内开始抽真空，然后釜内升压至 0.3MPa。该釜壁承受压力如何？
釜壁可能承受压力情况：
※釜内空料，夹套内充蒸汽-----外压0.2MPa; ※釜内真空，夹套内充蒸汽-----外压0.3MPa;
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六.壁厚附加量 容器壁厚附加量—— （1）钢板或钢管厚度负偏差 C1:
例如，
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在设计容器壁厚时要 ----预先考虑负偏差。 钢板负偏差参见p173表8-11选取；
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（2）腐蚀裕量C2
容器元件由于腐蚀或机械磨损——厚度减薄。
——在设计壁厚时要考虑容器使用寿命期内的安全性！
具体规定如下：
对有腐蚀或磨损的元件:
8.2.1 内压圆筒的五种厚度及其确定方法
nb
nsபைடு நூலகம்
nD
nn
碳素钢、低合金钢 ≥3.0 ≥1.6 ≥1.5 ≥1.0
高合金钢
≥3.0 ≥1.5 ≥1.5 ≥1.0
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六、焊接接头系数（）
容器上存在有： 纵焊缝----A类焊缝 环焊缝----B类焊缝 需要进行无损检验。 检验方法主要是：
X射线检查和超声波检查。
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常见的焊接形式：
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17
4
2.设计压力p：
设定的容器顶部的最高压力---设计载荷。
取值方法：
（1）容器上装有安全阀
取不低于安全阀开启压力 ： p ≤（1.05～1.1）pw
系数取决于弹簧起跳压力 。 5
（2）容器内有爆炸性介质，安装有防爆膜时：
防 爆 膜 装 置 示 意 图
取 设计压力为爆破片设计爆破压力加制造范围上限。
例如：液氨储罐。金属壁温最高工作为50℃，氨的饱 和蒸汽压为2.07MPa。
1.容器的设计压力？
2.若容器安放有安全阀，设计压力？
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（5）外压容器——取 p≥正常操作下可能产生 的最大压差。
注意：“正常操作”——含空料，真空检 漏，稳定生产，中间停车等情况。 （6）真空容器— ※没有安全阀时，取0.1MPa ； ※有安全阀时， 取Min（1.25×△p ,0.1MPa) 。
(1.15-1.75） pw
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（3）无安全泄放装置——取 p=（1.0~1.1）pw 。
（4）盛装液化气容器—— 设计压力应根据工作条件下 可能达到的最高金属温度确定。（地面安装的容器按 最高饱和蒸汽压不低于40℃，如50℃，60℃时的气体 压力考虑）。
注意：要考虑实际工作环境，如放置地区，保温， 遮阳，喷水等。
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五、许用应力 （t 表8-6；表8-7；表8-8；表8-9）
定义式：
=
极限应力（0）
安全系数n（ ）
（1）许用应力〔〕的确定：
工作温度为常温（＜200 ）
取
Mins
(0.2)
ns
,
b
nb
工作温度为中温，取
Minst
(0t.2)
ns
,bt
nb
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工作温度为高温，取
Minst(ns0t.2),nnnt ,nD D t