SW6压力计算
SW6压力计算
四、压力容器设计计算软件包
SW6《过程设备强度计算软件包》，以下简称 SW698。该软件包是以国标 GB150《钢制压力容器》； GB151《钢制管壳式换热器》；GB12333《钢制球形 储罐》； JB4710《钢制塔式容器》； JBxxxx《钢制 卧式容器》及HG20582《钢制化工容器强度计算规定》 为编制依据。它的运行环境为WINDOWS系统，此软 件在运行过程中直观、方便、灵活。 该软件包含了10个设备计算程序，每个设备计算程序 既可进行设备的整体计算，也可进行该设备中某一个 零部件的单独计算。
5.许用应力
钢材（除螺栓材料外）的许用应力选 取的依据可按表7-1；螺栓材料的许 用应力选取的依据可按表7-2
表7-1
材料 碳素钢、低合金钢
σb 3.0
许用应力 取下列各值中的最小值，MPa
σb 3.0 σs 1.6
σ ts 1.6
σ tb 1.5
σ tn 1.0 σ tD 1.5 σ tn 1.0
高合金钢
σs σ 0 .2 1. 5
σ ts σ t0.2 1 .5
1)
1）对奥氏体高合金钢受压元件，当设计温度低于蠕变温度范围，且允许有微量的永久变形 σ ts σ t0.2 σ σ 时，可适当提高许用应力至 0.9 （ ）但不超过 s 0.2 。此规定不适用于法兰或其他有
1 .5
——设计温度下基层钢板的许用应力，MPa ——设计温度下复层材料的许用应力，MPa
——基层钢板的名义厚度，mm
——基层材料的厚度，不计入腐蚀裕量，mm
2
6.焊接接头系数
对容器来说，主要存在两种
对接焊缝，即纵向对接焊缝 与环向对接焊缝 双面焊对接接头和相当于 双面焊的全焊透对接接头 100%无损检测φ =1.00 局部无损检测 φ =0.85 对于单面焊对接接头（沿 焊缝根部全长有紧贴基本 金属的垫板） 100%无损检测φ =0.9 局部无损检测 φ =0.8
SW6压力计算
内压容器
液压试验：
气压试验：
外压容器和真空容器 液压试验：
气密性试验
σ pt 1.25 p σ t
σ pt 1.15 p σ t
pt 1.25 p
气压试验： pt 1.15 p
pt —试验压力，Mpa p—设计压力，MPa
容器在压力试验前还必须进行应力校核，校核 公式为：
当碳素钢及低合金钢锻件使用温度低于-20℃时， 其热处理状态及最低冲击试验见有关标准
4.螺柱和螺母
螺柱的材料一般要求是强度高、韧性好、耐介质腐蚀。 低合金钢螺柱用毛坯，经调质热处理后做力学性能试
验 为了避免螺栓与螺母咬死，螺母的硬度一般要比螺栓
低HB30 低合金钢螺柱使用温度低于-20℃时应进行使用温度
耐热用途的钢板按GB4238标准选用 00Cr18Ni5Mo3Si2钢板的伸长率(δ5)应不小于23%
注意
不锈复合钢板除符合以下规定，还应符合GB8165和 GB4733的相应规定。
a.复合界面的结合剪切强度应不小于200Mpa b.复合界面的结合率指标及超声检测范围，应在图样或
相应技术文件中说明 c.基板和复材均为 GB150所规定的碳素钢和低合金钢钢
下的低温冲击试验，其要求见有关标准
螺栓和螺母的组合可见下表
螺栓用钢 Q235-A
螺母用钢 Q235-A
钢材标准 使用温度范围℃
GB700
＞0~300
35 40MnB,40MnVB,40Cr
Q235-A 15 35,40Mn,45
GB699 GB699 GB3077
＞-20~300 ＞-20~350 ＞-20~400
σ σt t 1) s 0.2
SW6-100立方液氨储罐计算书
1
过 程 设 备 强 度 计 算 书
SW6-98
内压圆筒校核 计算条件
计算压力 Pc 设计温度 t 内径 Di 材料 试验温度许用应力 t 设计温度许用应力 试验温度下屈服点 s 钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数
计算单位 筒体简图
MPa 2.16 C 50.00 mm 3000.00 16MnR(热轧) ( 板材 ) MPa 163.00 MPa 163.00 MPa 325.00 mm 0.00 mm 2.00 1.00 厚度及重量计算 e
2 1 Di = 1.0000 2 6 2hi
e
=
KPc Di 2[ ]t 0.5 Pc
= 19.94
mm mm mm mm
=n - C1- C2= 20.00 = 4.50 = 26.00
min n
满足最小厚度要求 2043.11 压 力 计 算
pT H
腹板与筋板组合截面积
Asa
73536 2.94851e+06 <7 1512 0.52 2 24 20.752 1940 35
腹板与筋板组合截面断面系数 Z r 地震烈度 圆筒平均半径 Ra 物料充装系数
3
mm
o
一个鞍座上地脚螺栓个数 地脚螺栓公称直径 地脚螺栓根径 鞍座轴线两侧的螺栓间距 地脚螺栓材料
2[ ]t e KDi 0.5 e = 2.16611
Kg
最大允许工作压力 结论
[Pw]=
MPa
合格
全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站
3
过 程 设 备 强 度 计 算 书
SW6-98
sw6卧式容器计算
卧式容器计算计算单位sw6
计算方法：NB/T 47042-2014《卧式容器》
计算条件简图
压力腔排列型式A-B -
附加集中质量个数 3 个
附加均布质量个数1个
筒体段数2段
鞍座个数 2 个
均布于设备全长的附件(隔热层、小
172kg
接管等)重量
设计基本地震加速度七度(0.15g) m/s2
压力腔数据压力腔A压力腔B
设计压力0.65 0.20 MPa 设计温度220 125 ℃压力试验压力0.869 0.869 MPa 压力试验类型水压试验水压试验- 工作物料密度744.9 914.8 kg/m3工作物料充装系数 1.00 1.00 - 筒体数据筒体一筒体二筒体三
内直径500 1000 mm 轴线到基础的高度458 708 mm 名义厚度10 8 mm 焊接接头系数0.85 0.85 - 腐蚀裕量 2 0 mm 厚度负偏差0.3 0.3 mm 筒体材料名称Q345R S31603 - 筒体材料类别(板材/管材/锻件) 板材板材- 筒体长度543 3000 mm 筒体材料设计温度下许用应力176.60 118.50 MPa 筒体材料常温下许用应力189.00 120.00 MPa 筒体材料设计温度下屈服限265.00 138.50 MPa 筒体材料常温下屈服限345.00 180.00 MPa
注: 带#的材料数据是设计者给定的，下同。
a。
sw6卧式容器计算
卧式容器计算计算单位sw6
计算方法：NB/T 47042-2014《卧式容器》
计算条件简图
压力腔排列型式A-B -
附加集中质量个数 3 个
附加均布质量个数1个
筒体段数2段
鞍座个数 2 个
均布于设备全长的附件(隔热层、小
172kg
接管等)重量
设计基本地震加速度七度(0.15g) m/s2
压力腔数据压力腔A压力腔B
设计压力0.65 0.20 MPa 设计温度220 125 ℃压力试验压力0.869 0.869 MPa 压力试验类型水压试验水压试验- 工作物料密度744.9 914.8 kg/m3工作物料充装系数 1.00 1.00 - 筒体数据筒体一筒体二筒体三
内直径500 1000 mm 轴线到基础的高度458 708 mm 名义厚度10 8 mm 焊接接头系数0.85 0.85 - 腐蚀裕量 2 0 mm 厚度负偏差0.3 0.3 mm 筒体材料名称Q345R S31603 - 筒体材料类别(板材/管材/锻件) 板材板材- 筒体长度543 3000 mm 筒体材料设计温度下许用应力176.60 118.50 MPa 筒体材料常温下许用应力189.00 120.00 MPa 筒体材料设计温度下屈服限265.00 138.50 MPa 筒体材料常温下屈服限345.00 180.00 MPa
a。
sw6过程设备强度计算书
mg 4
44.7769
L 3 hi
F 1 mg 173411 2
F 1 mg 112682 2
F maxF,F 173411
工作时
筒体弯矩计算
圆筒中间处截 面上的弯矩
M1
F L 4
1
2
Ra2 1
hi2 4hi
/ L2
4A L
=
8.83621e+07
3L
压力试验
MT1
F L 4
1
2
Ra2 1
hi2 4hi
/ L2
4A L
=
5.74174e+07
3L
操作工况：
支座处横 截面弯矩
M2
FA1
1
A L 1
Ra2 hi2
耐热层质量
m5 0
kg
总质量 单位长度载荷
支座反力
工作时, m m1 2 m2 m3 m4 m5 35346.7
压力试验时, m m1 2 m2 m3 m4 m5 22968.1
mg 68.9091 q 4
L 3 hi
q
封头名义厚度 hn
封头厚度附加量 Ch
两封头切线间距离 L 鞍座垫板名义厚度 rn
中航一集团航空动力控制系统研究所 简图
MPa ℃
MPa MPa MPa
147 1830 1000 2200 10 2 1 10 2 4299.7 10
MPa kg/m3 kg/m3
sw6计算 膨胀节波纹管材料形态 退火态 成形态
sw6计算膨胀节波纹管材料形态退火态成形态sw6计算是一种针对膨胀节波纹管材料形态的退火态和成形态的计算方法。
通过对这种计算方法进行全面评估和深入探讨，我们能够更好地理解这一主题。
在本文中，我将从简到繁地介绍sw6计算的原理和应用，并分享个人观点和理解。
一、sw6计算的基本原理sw6计算是一种基于膨胀节波纹管材料形态的退火态和成形态的计算方法。
膨胀节波纹管是一种常用于工业设备的连通管道，其材料形态的退火态和成形态对于其性能和使用寿命具有重要影响。
sw6计算通过考虑材料的退火态和成形态，以及其与温度和压力的关系，能够准确评估膨胀节波纹管的使用性能，为设计和使用提供依据。
二、sw6计算的应用领域sw6计算在许多领域都有着广泛的应用。
以石油化工行业为例，膨胀节波纹管常被用于储罐和管道的连接处，用于承受温度变化和压力波动带来的应力。
通过sw6计算，我们可以评估膨胀节波纹管的材料形态在温度和压力变化下的应力分布，从而确定其安全可靠的使用范围。
类似地，sw6计算在航空航天、核能等领域也有着重要的应用，为相关设备的设计和使用提供支持。
三、sw6计算的优势和不足对于sw6计算方法，其优点在于在考虑膨胀节波纹管材料形态的退火态和成形态的基础上，综合考虑了温度和压力两个重要因素。
这样能够更全面地评估材料形态的稳定性和性能，在决策和设计过程中提供更准确的参考。
然而，sw6计算也面临着一些挑战。
计算过程相对复杂，需要综合考虑多个因素的影响，对计算人员的经验和专业知识有一定要求。
计算结果的准确性和可靠性受到材料参数和输入数据的影响，需要进行合理的假设和验证。
四、个人观点和理解在我看来，sw6计算是一种非常有价值的计算方法。
通过综合考虑膨胀节波纹管材料形态的退火态和成形态，以及其与温度和压力的关系，能够更全面地评估膨胀节波纹管的使用性能。
这对于工业设备的设计和使用具有重要意义，能够提高设备的安全性和可靠性，并延长其使用寿命。
SW6压力计算总结
微量永久变形就产生泄漏或故障的场合。
表7-2
材料 螺栓直径 mm ≤M22 碳素钢 M24~M48 ≤M22 低合金钢、马 氏体高合金钢 M24~M48 ≥M52 奥氏体高合金 钢 ≤M22 固溶 M24~M48 调质 热扎、正火 热处理状态 许用应力 Mpa 取下列各值中的最小值
σ ts 2.7 σ ts 2.5 σ ts σ t0.2 3.5 σ ts σ t0.2 3.0 t σ s σ t0.2 2.7 t σ s σ t0.2 1.6 t σ s σ t0.2 1.5
容器在压力试验前还必须进行应力校核，校核 公式为：
pt ( Di δ e ) σt 2 δe
σ t —试验压力下圆筒的应力 MPa
Di —圆筒内直径 mm
pt
—试验压力 MPa
δ e —圆筒的有 气压试验时， ≤0.9φ σ s σ 0.2 σs σ 0.2 —圆筒材料在试验温度下的屈服点（或0.2%屈服 强度）， MPa φ —圆筒的焊接接头系数
第七章 压力容器的设计与计 算机辅助设计
第一节
引言
这一章我们主要学习压力容器设 计的基本方法，学习如何运用 SW61998 V2.0 《过程设备强度计算软件 包》及 PVCAD《计算机辅助设计软 件包》使我们能更进一步对所学知识 全面巩固和提高。
一、压力容器设计步骤及主要规程 及标准
设计步骤: 工艺计算 机械计算 主要规程及标准: 《压力容器安全技术监察规定》 《钢制压力容器》 《钢制管壳式换热器》 《钢制塔式容器》
5.许用应力
钢材（除螺栓材料外）的许用应力选 取的依据可按表7-1；螺栓材料的许 用应力选取的依据可按表7-2
表7-1
材料 碳素钢、低合金钢
SW6压力计算解析
7.压力试验
液压试验
压力试验的确定：
内压容器 液压试验：
气压试验
气密性试验
气压试验：
外压容器和真空容器 液压试验：
σ pt 1.25 p t σ σ pt 1.15 p t σ
pt 1.25p
气压试验：
pt 1.15 p
pt —试验压力，Mpa
p —设计压力，MPa
σ tn
—钢材在设计温度下经10万小时蠕变率为1%的
蠕变限
在设计中，如需计入复层材料的强度时， 其设计温度下的许用应力按下式确定：
σ δ 1 σ δ 2 σ
t t 1 t 2
δ 1 δ 2
δ1 δ
t σ t σ 1 t σ 2
——设计温度下符合钢板的许用应力，MPa
b —钢材标准抗拉强度下限值
σ s σ 0.2 —钢材标准常温屈服点（或0.2%屈服强度） σ t σ t —钢材在设计温度下的屈服点(或0.2%屈服强度) σ t
s
0.2
D
—钢材在设计温度下经10万小时断裂的持久强度 的平均值
5.许用应力
钢材（除螺栓材料外）的许用应力选 取的依据可按表7-1；螺栓材料的许 用应力选取的依据可按表7-2
表7-1
材料 碳素钢、低合金钢
σb 3.0
许用应力 取下列各值中的最小值，MPa
σb 3.0 σs 1.6
σ ts 1.6
σ tb 1.5
σ tn 1.0 σ tD 1.5 σ tn 1.0
高合金钢
σs σ 0 .2 1. 5
σ ts σ t0.2 1 .5
SW6压力计算.pptx
计算压力：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。
试验压力：指在压力试验时，容器顶部的压力
2.温度
设计温度：指容器在正常工作情况下，设定的元 件的温度（沿元件金属截面的温度平 均值）。设计温度和设计压力一起 作为设计载荷条件。
表7-1；螺栓材料的许 用应力选取的依据可按表7-2
表7-1
材料 碳素钢、低合金钢
许用应力 取下列各值中的最小值，MPa
σ σ σt σt σt
b
s
s
b
n
3.0 1.6 1.6 1.5 1.0
高合金钢
σ σ σ
b
s 0.2
σt σt 1) s 0.2
—钢材在设计温度下经10万小时断裂的持久强度
D
的平均值
σt n
—钢材在设计温度下经10万小时蠕变率为1%的 蠕变限
在设计中，如需计入复层材料的强度时， 其设计温度下的许用应力按下式确定：
σt
σ1tδ1 σt2δ2
δ 1
δ2
σt ——设计温度下符合钢板的许用应力，MPa
σ1t ——设计温度下基层钢板的许用应力，MPa σt ——设计温度下复层材料的许用应力，MPa
下面我们谈谈这些类型的钢材在压力容器中使用 过程中的一些规定。
1.钢板 碳素沸腾钢，和碳素镇静钢适用范围
钢材名称 使用压力 MPa 使用温度℃ 使用厚度 mm
不得使用场合
Q235-A·F
≤0.6
0～250
≤12 易燃介质，中、高或极度毒性
sw6计算示例
窄面整体(或带颈松式)法兰计算计算单位南通星瑞热交换容器有限公司设计条件简图设计压力 p MPa计算压力p c《MPa设计温度t C轴向外载荷F N外力矩M《壳材料名称Q345R体许用应力n t[]σMPa《法材料名称16Mn许用[]f MPa!兰应力[]t f MPa材料名称35CrMoA螺|许用[]b MPa应力[]t b MPa·栓公称直径d B mm螺栓根径d 1mm》数量n24个D i D o·垫结构尺寸Db D外D内δ0 *mmL e L A hδ1材料类型—软垫片N m y(MPa)压紧面形状1a,1b b! D G片b0≤b= b0b0≤D G= ( D外+D内)/2b0 > b=0b b0 > D G= D外- 2b螺栓受力计算预紧状态下需要的最小螺栓载荷W a【W a=πbD G y=N操作状态下需要的最小螺栓载荷W p Wp =F p + F= N 所需螺栓总截面积A m A m = max (A p ,A a ) = mm2实际使用螺栓总截面积A bA b =214dnπ=mm2 \力矩计算操F D = i2D=NL D= L A+ δ1=mmM D= F D L D=?作F G = F p=NL G= ( D b - D G )=mmM G= F G L G=M p -F T = F-F D=NL T=(L A + 1 + L G )=mmM T= F T L T=外压: M p = F D (L D - L G )+F T(L T-L G ); 内压: M p = M D+M G+M T M p = ~预紧M aW = N L G = mm M a=W L G = .0计算力矩M o= M p与M a[]f t/[]f中大者M o = .0^查图9-7由1/o 得+1 = /T=。
sw6计算示例
M T= F T L T
= 978254.2
Mp
预紧
外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG );
内压: Mp = MD+MG+MT mm
Mp = 8090029.5 Ma=W LG = 49110244.0
Ma
W = 1488164.4
计算力矩
N
LG = 33.0
Wa= π bDG y = 1125545.6 Wp = Fp + F = 192907.2 Am = max (Ap ,Aa ) = 4936.6
N N mm mm
2
Ab =
力 操 作
n
4
2
2 d1
= 8117.5 算 mm mm mm
矩
计
1
FD = 0.785 D pc
= 127170.0 FG = Fp = 44020.8 FT = F-FD = 21618.7
2 i
N N N
LD= L A+ 0.5δ
= 44.5
M D= F D L D
= 5659065.0
N mm N mm N mm N mm N mm N mm
. . . . .
.
LG= 0.5 ( Db - DG )
= 33.0 LT=0.5(LA + 1 + LG ) = 45.3
M G= F G L G
任 意 式法兰, 取1.5[]n
t
校核合格
) 校核合格
(1.33 f e 1) M 0
f2 D i
MPa 69.49 MPa MPa
sw6过程设备强度计算书
圆筒中心至基础表面距离 1360
mm
轴向力
27745.7
N
, -5.28104
MPa
,
MPa
|sa|<1.2[bt]=176.4合格
地脚螺栓应力
拉应力
43.5785
MPa
bt<1.2[bt]=176.4MPa合格
剪应力
MPa
bt<0.8Ko[bt]=117.6MPa合格
计算厚度
= =1.48
mm
有效厚度
e=n-C1-C2=8.00
mm
名义厚度
n=10.00
mm
重量
2299.74
Kg
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=1.25P =0.2045(或由用户输入)
MPa
压力试验允许通过
的应力水平T
T0.90s=211.50
MPa
试验压力下
圆筒的应力
T= =28.22
min=3.30
mm
名义厚度
nh=10.00
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
424.20
Kg
压力计算
最大允许工作压力
[Pw]= =0.88476
MPa
结论
合格
右封头计算
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
计算所依据的标准
GB150.3-2011
计算条件
椭圆封头简图
计算压力Pc
0.16
MPa
设计温度t
68.12
mm
接管连接型式
插入式接管
SW6压力计算
二、压力容器设计中一些参数的定义
1 压力 2.温度 3.厚度 4.载荷 5.许用应力 6.焊缝接头系数 7.压力试验
1.压力
工作压力：指在正常工作情况下，容器顶部可能 达到的最高工作压力。
σt D
3.0
1.5
σt σt s 0.2
2.7
σt σt s 0.2
1.6
σt σt s 0.2
1.5
表格中符号的意义
σ b
—钢材标准抗拉强度下限值
σ s
σ 0.2
—钢材标准常温屈服点（或0.2%屈服强度）
σt σt —钢材在设计温度下的屈服点(或0.2%屈服强度) s 0.2
Ⅲ
拉伸（σ 、σ 、δ ）
b
0.2
5
检一件
超声检测
逐件检查
Ⅳ
拉伸（ 、 、 ） σ σ δ
b
0.2
5
超声检测
逐件检查 逐件检查
低温压力容器用低合金钢锻件最低为Ⅱ级锻件
锻件的使用技术要求可按JB4726《压力容器用碳 钢和低合金钢锻件》、JB4726-27《低温压力容 器用低合金钢锻件》以及JB4728《压力容器用不 锈钢锻件》
5.许用应力
钢材（除螺栓材料外）的许用应力选 取的依据可按表7-1；螺栓材料的许 用应力选取的依据可按表7-2
表7-1
材料 碳素钢、低合金钢
许用应力 取下列各值中的最小值，MPa
σ b
σ s
σt s
σt b
σt n
3.0 1.6 1.6 1.5 1.0
SW6计算问题汇总
SW6计算问题汇总SW6计算问题汇总1. 什么叫波形膨胀节的加强圈？它起什么作⽤？答：指加于膨胀节直边段外侧的加强圈（⼀般为扁钢）。
该加强圈能减⼩波纹管直边段的周向薄膜应⼒。
2. 经常发⽣⽤⽔压试验压⼒代⼊后，波形膨胀节的薄膜应⼒较核通不过的情况。
但SW6-98未提出此要求。
答：不是SW6-98未提出此要求，⽽是膨胀节标准GB16749-1997未提出此要求。
3. 鞍座计算时，鞍座⾼度h是指鞍座的标准⾼度还是鞍座的腹板⾼度？答：由于h是⽤来计算鞍座腹板的平均应⼒s9，故应输⼊鞍座腹板中间处的最⼩⾼度。
4. GB151中，对筒体规定了⼀个最⼩厚度，但有时强度计算并不需这么厚，似乎有浪费，特别对于贵重有⾊⾦属设备更是如此。
答：GB151中规定的最⼩厚度是考虑了管束等内件重量使得在制造、安装时筒体所需要的刚度，这是必须要满⾜的。
但对于有⾊⾦属设备，GB151尚没有给出筒体的最⼩厚度，应建议标准编制单位补充该条规定。
5. 在固定管板换热器计算时，如⽤F19×2的管⼦，管⼦的压应⼒校核往往通不过，原因是计算得到的许⽤压应⼒很⼩，⽤何⽅法调整？答：⾸先，请注意管⼦的受压失稳当量长度是否按GB151的规定取值，该值对管⼦许⽤压应⼒的影响很⼤。
其次，管⼦的直径对许⽤压应⼒也有较⼤的影响，⼀般F25的管⼦要⽐F19的管⼦在许⽤压应⼒的计算值上⼤50％左右。
由于管⼦的直径⼀般不能改动，因其对换热⾯积有很⼤的影响，故⼯程上⼀般只能考虑减⼩折流板的间距。
当折流板的间距⽆法再改⼩时，只能由设计⼈员根据使⽤经验⾃⾏确定是否忽略换热管压应⼒的校核结果。
6. 计算锥形封头时，如压⼒很⼩（如p=0.1MPa），p/[s]t×f 的值往往⼩于0.002，这时程序不能计算，如何解决？答：由于GB150-1998中计算锥形壳体⼤、⼩端加强厚度时的Q值曲线图横座标的右端极限（p/[s]t×f）为0.002，故程序也限定此值为计算的界限。
应用SW6设计软件计算压力容器应注意的几个问题
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｄｅｔａｉｌｓｔｈａｔｎｅｅｄｔｏｂｅｐａｉｄａｔ
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4.载荷
内压、外压或最大压差 液体静压力 容器的自重（包括内件和填料） 附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力
载荷 风载荷、地震载、雪载荷 支座、底座圈、支耳及其他型式支撑件的反作用力 连接管道和其他部件的作用力 温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力 包括压力急剧波动的冲击载荷
7.压力试验
液压试验 气压试验 气密性试验
压力试验的确定：
内压容器
液压试验：
气压试验：
外压容器和真空容器 液压试验：
气压试验：
—试验压力，Mpa —设计压力，MPa
容器在压力试验前还必须进行应力校核，校核 公式为：
—试验压力下圆筒的应力 MPa —试验压力 MPa
—圆筒内直径 mm —圆筒的有效厚度 mm
SW6压力计算
2020/9/15
第一节 引言
这一章我们主要学习压力容器设 计的基本方法，学习如何运用SW61998 V2.0 《过程设备强度计算软件 包》及PVCAD《计算机辅助设计软 件包》使我们能更进一步对所学知识 全面巩固和提高。
一、压力容器设计步骤及主要规程 及标准
设计步骤: 工艺计算 机械计算
a.复合界面的结合剪切强度应不小于200Mpa b.复合界面的结合率指标及超声检测范围，应在图样或
相应技术文件中说明 c.基板和复材均为 GB150所规定的碳素钢和低合金钢钢
板或锻件，复材也为GB150中的高合金钢钢板 d.复合钢板应在热处理后供货，基层的状态应符合
GB150规定 e.复合钢板使用范围应符合基材和复材使用范围的规定
设计压力：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。
计算压力：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。
试验压力：指在压力试验时，容器顶部的压力
2.温度
设计温度：指容器在正常工作情况下，设定的元 件的温度（沿元件金属截面的温度平 均值）。设计温度和设计压力一起 作为设计载荷条件。
6.焊接接头系数
对容器来说，主要存在两种 对接焊缝，即纵向对接焊缝 与环向对接焊缝
双面焊对接接头和相当于 双面焊的全焊透对接接头
100%无损检测φ =1.00 局部无损检测 φ =0.85 对于单面焊对接接头（沿
焊缝根部全长有紧贴基本 金属的垫板） 100%无损检测φ =0.9 局部无损检测 φ =0.8
高合金钢板一般用GB4237标准。当厚度大于4mm 时钢板需保证钢板表面缺陷的厚度不小于钢板的允许 最小厚度。对于厚度不大于4mm设计应注明钢板表 面质量
耐热用途的钢板按GB4238标准选用 00Cr18Ni5Mo3Si2钢板的伸长率(δ5)应不小于23%
注意
不锈复合钢板除符合以下规定，还应符合GB8165和 GB4733的相应规定。
应满足的条件：液压试验时，
≤0.9φ
气压试验时，
≤0.9φ
—圆筒材料在试验温度下的屈服点（或0.2%屈服
强度）， MPa
φ —圆筒的焊接接头系数
三、压力容器设计材料
压力容器用钢材类型主要有钢板、钢管、锻件、 螺柱和螺母。 选择压力容器用钢应考虑容器的使用条件，例如 ：设计压力、设计温度、介质特性、和操作特点 等，从而选择钢材为焊接性能良好的钢材，同时 还要考虑到容器的制造工艺和经济合理性。
试验温度：指压力试验时，壳体的金属温度。
3.厚度
计算厚度：指按各公式计算得到的厚度。需要时 尚应计入其他载荷所需厚度（见下面 的载荷）
设计厚度：指计算厚度与腐蚀裕量之和 名义厚度：指设计厚度加上钢板负偏差后向上
圆整至钢材标准规格的厚度，既标 注在图样上的尺寸 有效厚度：指名义厚度减去腐蚀裕量和钢板负偏
下面我们谈谈这些类型的钢材在压力容器中使用 过程中的一些规定。
1.钢板 碳素沸腾钢，和碳素镇静钢适用范围
在正火状态下碳素钢和低合金钢使用 规定
进行拉伸和夏比（V型缺口）冲击（常温或低温 -20℃以上）试验碳素钢和低合金钢使用规定
应逐张进行超声检测的碳素钢和低 合金钢钢板
注意
碳素钢和低合金钢钢板使用温度低于-20℃时，对使 用状态及最低冲击试验温度按相应标准
形锻件、长颈法兰锻件和条形锻件。 c.锻件按使用要求分成Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ级,具体见下表
低温压力容器用低合金钢锻件最低为Ⅱ级锻件
锻件的使用技术要求可按JB4726《压力容器用碳 钢和低合金钢锻件》、JB4726-27《低温压力容 器用低合金钢锻件》以及JB4728《压力容器用不 锈钢锻件》
当碳素钢及低合金钢锻件使用温度低于-20℃时 ，其热处理状态及最低冲击试验见有关标准
2.钢管
钢管的标准及许用应力按附录中规定
当碳素钢及低合金钢钢管使用温度低于-20℃时， 其使用状态为正火状态。另外，钢管的工艺性能试 验（压扁、扩口等）要求，应根据钢管使用使用时 的加工工艺和各钢管标准中的相应规定提出。
3.锻件
a.锻件的标准及许用应力按附录中的规定 b.锻件的形状有筒形锻件、环形锻件、饼形锻件、碗
主要规程及标准: 《压力容器安全技术监察规定》 《钢制压力容器》 《钢制管壳式换热器》 《钢制塔式容器》
二、压力容器设计中一些参数的定义
1 压力 2.温度 3.厚度 4.载荷 5.许用应力 6.焊缝接头系数 7.压力试验
1.压力
工作压力：指在正常工作情况下，容器顶部可能 达到的最高工作压力。
的平均值
—钢材在设计温度下经10万小时蠕变率为1%的
蠕变限
在设计中，如需计入复层材料的强度时， 其设计温度下的许用应力按下式确定：
——设计温度下符合钢板的许用应力，MPa
——设计温度下基层钢板的许用应力，MPa
——设计温度下复层材料的许用应力，MPa
——基层钢板的名义厚度，mm
——基层材料的厚度，不计入腐蚀裕量，mm
5.许用应力
钢材（除螺栓材料外）的许用应力选 取的依据可按表7-1；螺栓材料的许 用应力选取的依据可按表7-2
表7-1
表7-2
表格中符号的意义
—钢材标准抗拉强度下限值
—钢材标准常温屈服点（或0.2%屈服强度）
—钢材在设计温度时断裂的持久强度