容器失效准则强度理论计算法则资料

压力容器强度计算概述——术语厚度
3、厚度
（1）计算厚度δ：由计算压力计算（设计压力加静压力）得到，容器受压元件为满足 强度及稳定性要求，按相应公式计算得到的不包括厚度附加量的厚度。 （2）设计厚度δd：计算厚度与腐蚀裕量之和。 （3）名义厚度δn（即图样标注厚度）：设计厚度加上钢材厚度负偏差后，向上圆整至 钢材（钢板或钢管）标准规格的厚度。 （4）有效厚度δe：名义厚度减去厚度附加量（腐蚀裕量与钢材厚度负偏差之和）。 （5）最小实测厚度：实际测量的容器壳体厚度的最小值。厚度校核时如果局部减薄 用《检规》的G0校核，如果均匀减薄，则需要考虑腐蚀余量后校核。 （6）厚度附加量：设计容器受压元件时所必须考虑的附加厚度，包括钢板（或钢管） 厚度负偏差C1及腐蚀裕量C2。<制造减薄量C3> 注意：容器壳体加工成型后不包括腐蚀裕量的最小厚度δmin： 对碳素钢、低合金钢，不小于3mm 对高合金钢，不小于2mm
压力容器强度计算概述——术语温度
2、温度
（1）温度 金属温度：容器元件沿截面厚度的温度平均值。 工作温度：容器在正常工作情况下介质温度。 （2）最高、最低工作温度：容器在正常工作情况下可能出现介质最高、最低温度。 （3）设计温度：容器在正常工作情况，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面 的温度平均值）。 设计温度与设计压力一起作为压力容器的设计载荷条件。 （4）试验温度：系指压力试验时容器壳体的金属温度。
无安全泄放装置 内 压 容 器 装有安全阀 装有爆破片 容器位于泵进口侧，且无安全泄 放装置时 无夹套 夹套内为 内压 外 压 容 器 有安全泄放装置 无安全泄放装置 容器（真空） 夹套（内压）
真 空 容 器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
设计外压力取不小于在正常工作情况下可能产生的最大内外压力差
注：1.容器的计算外压力应为设计外压力加上夹套内的设计内压力,且必须校核在 夹套试验压力.外压下的 稳定性。
压力容器强度计算概述——术语压力
三、重要名词术语 1、压力（除注明者外，压力均为表压力）
（1）工作压力Pw：在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。 （2）设计压力P：指设定的容器顶部的最高压力，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。 （3）计算压力PC：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。当元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。 （4）试验压力PT：在压力试验时，容器顶部的压力。
压力容器强度计算概述——设计载荷
二、 设计时应考虑的载荷 GB150－1998《钢制压力容器》：
（1）内压、外压或最大压差； （2）液体静压力(≥5%P)； 需要时，还应考虑以下载荷 （3）容器的自重（内件和填料），以及正常工作条件下或压力试验状态下内装物料 的重力载荷； （4）附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷； （5）风载荷、地震力、雪载荷； （6）支座、座底圈、支耳及其他形式支撑件的反作用力； （7）连接管道和其他部件的作用力； （8）温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力； （9）包括压力急剧波动的冲击载荷； （10）冲击反力,如流体冲击引起的反力等； （11）运输或吊装时的作用力。
强度、结构与应力分析
中国特种设备检测研究院
谢铁军
提纲
压力容器强度计算概述
压力容器强度校核 压力容器的结构概述
压力容器应力分类和局部应力
压力容器分析设计概述
压力容器强度计算概述——设计压力范围
一、 常用设计规范及适用的压力范围
GB150－1998《钢制压力容器》，弹性失效准则，第一强度理论。 设计压力P：0.1～35 MPa ； 真空度：≥0.02 MPa JB4732－95《钢制压力容器-分析设计标准》，弹塑性失效准则，第三强度理论。 设计压力P：0.1～100 MPa； 真空度：≥0.02 MPa 疲劳载荷；高温蠕变 因为容规的监察范围是以最高工作压力定义，而容器的分类以设计压力分类，故 假设有一个设计压力1MPa而最大工作压力0.08的容器，则不受《容规》监察。 GB151－1999《管壳式换热器》 设计压力P：0.1～35 MPa ；真空度：≥0.02 MPa GB12337－1998《钢制球形储罐》 设计压力：P≤4MPa；公称容积：V≥50M3
压力容器强度计算概述——设计压力选取
表 设计压力选取 设 计 压 力 1.0~1.10 倍工作压力； 不低于（等于或稍大于）安全阀开启压力（安全 阀开启压力取 1.05~1.10 倍工作压力） ； 取爆破片设计爆破压力加制造范围上限； 取无安全泄放装置时的设计压力,且以 0.1Mpa 外 压进行校核； 设计外压力取 1.25 倍最大内外压力差或 0.1Mpa 两者中的小值； 设计外压力取 0.1Mpa； 设计外压力按无夹套真空容器规定选取 1 设计内压力按内压容器规定选取；
压力容器强度计算概述——术语压力
1、压力（除注明者外，压力均为表压力）
（5）最大允许工作压力[Pw]：指在设计温度下，容器顶部所允许承受的最大表压力。 该压力是根据容器壳体的有效厚度计算所得，且取最小值。 最大允许工作压力可作为确定保护容器的安全泄放装置动作压力（安全阀开启 压力或爆破片设计爆破压力）的依据。 （6）安全阀的开启压力 PZ：安全阀阀瓣开始离开阀座，介质呈连续排出状态时，在 安全阀进口测得的压力。介于容器最大工作压力和设计压力之间。 （7）爆破片的标定爆破压力Pb：爆破片铭牌上标明的爆破压力。1.0-1.1
压力容器强度计算概述—失效准则、强度理论
四、失效准则:容器从承载到载荷的不断加大最后破坏经历弹性变形、塑性变形、
爆破，因此容器强度失效准则有三种观点： （1）弹性失效——常规设计（GB150等） 弹性失效准则认为壳体内壁产生屈服即达到材料屈服限时该壳体即失效，将 应力限制在弹性范围，按照强度理论把筒体限制在弹性变形阶段。认为圆筒内壁 面出现屈服时即为承载的最大极限。 材料的拉伸曲线，弹性、塑性、屈服、屈服硬化阶段。 （2）塑性失效——分析设计（JB4732） 塑性失效准则将容器的应力限制在塑性范围，认为圆筒内壁面出现屈服而外 层金属仍处于弹性状态时，并不会导致容器发生破坏，只有当容器内外壁面全屈 服时才为承载的最大极限。 （3）爆破失效——高压、超高压设计,国内没有设计准则，国外ASME Ⅲ有 爆破失效准则认为容器由韧性钢材制成，有明显的应变硬化现象，即便是容 器整体屈服后仍有一定承载潜力，只有达到爆破时才是容器承载的最大极限。 *****用途：设计的理论基础，指标限制，什么时候算失效，不能用。 对特定参数的容器，按照弹性准则设计的容器需要的壁厚最大