压力容器培训最新PPT课件

在外压作用下，短轴缩短，产生压应力，球面部分存在失稳可能， 用图表法进行校核计算。
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2、受压元件——封头
2.2 封头 2.2.3 锥形封头
1）定义
锥形封头半顶角α≤60°，以大端直径为当量园筒直径 (Di/cosα)方法计算（即按当量园筒一次薄膜应力计算）。
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1、总论
1.1 GB150适用范围
压力：适用于设计压力不大于35MPa， 不低于0.1MPa及真空度高于0.02MPa
温度：钢材允许使用温度
适用范围
适用范围
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塑性失效 壳体应力限制在塑性范围内，按塑性强度理论， 壳体承载在塑性状态。
爆破失效 壳体爆破是承载能力最大极限，表示材料承载 能力的极限。
压力容器失效表现为强度（断裂、泄漏）、刚度（泄漏、 变形）和稳定性（失稳Ju）nipe。r Networks, Inc. Copyright ? 2002
1、总论
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其中： M ? 最大总形应状力系数，
球壳最大应力
可近似理解为，蝶形封头壁厚是球壳壁厚的M倍。
Ri/r越大，变形越大，应力也大，所以M随R/r增大而增大， M与Ri/r查表7-3
3）稳定性
在内压作用下，长轴缩短，产生压应力，存在周向失稳可能，标准 控制最小厚度来保证。（GB150 表7-1 下部说明）
2、受压元件——封头
2）应力分析
大端 轴向力T2分解成沿母线 方向N2和垂直与轴线方向P2。
N2 轴向拉伸应力 P2 大端径向收缩，产生径 向弯曲应力，并使周向应力 与压力作用产生周向应力， 方向相反而相对减小，所以 大端以一次轴向拉伸应力+ 二次轴向弯曲应力为强度控 制条件
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2、受压元件——封头
2.2 封头
2.2.2 碟形封头
1）应力分布
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碟形封头由球面、环壳和园筒组 成，应力分布与椭圆封头相似。
径向应力 σr为拉伸应力，在球面 部分均匀分布，至环壳应力逐渐 减小，到底边应力降至一半。
周向应力 σθ在球面部分为均匀分 布拉伸应力，环壳上为压缩应力， 在连接点到底边逐渐减小，而在 球面与环壳连接处最大。
2、受压元件——园筒和球壳
匀是分以布。?随H,壁?? 厚增薄加K?壁KDD0值i容?1增器.2 大内，径应公力式分导布出不，均认匀为程应度力加是大均，
当K=1.5时，由薄壁公式计算应力比拉美公式计算应力要 低23%，误差较大；当采用（Di+δ）替代Di内径后，则其 应力仅相差3.8%，这样扩大了公式应用范围（K≤1.5）， 误差在工程允许范围内。
由受压元件有效厚度计算得到。 Pz 安全泄放装置动作压力
Pw＜Pz ≤(1.05-1.1)Pw Pd ≥Pz
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1、总论
1.4 设计参数
1.4.2 温度 Tw 在正常工况下元件的金属温度，实际工程中，往往以 介质的温度表示工作温度。 Tt 压力试验时元件的金属温度，工程中也往往以试验介 质温度来表示试验温度。 Td 在正常工况下，元件的金属截面的平均温度，由于 金属壁面温度计算很麻烦，一般取介质温度加或减1020℃得到。
δe 有效厚度，δe=δn-C1-C2=δc+△
δmin 设计要求的成形后最小厚度，δmin≥δn-C1
（GB150 3.5.6壳体加工成形后最小厚度是为了满足安装、
运输中刚度而定；而δ min是保证正常工况下强度、刚度、寿
命要求而定。）
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同一直径处周向应力等于轴向应力2倍；不同直径处，应 力是不同的。
半顶角α>60°，按园平板计算，此时应力以弯曲应力为主， 与薄膜理论不适应的。
大端α≤30°采用无折边结构； α>30°带折边 小端α≤45°采用无折边结构； α>45°带折边
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2、受压元件——封头
径向应力σr为拉伸应力，封头中心最大，沿径线向封头 底边逐渐减小。
周向应力σθ封头中心拉伸应力，并沿径线向封头底边逐 渐减小，由拉伸应力变为压缩应力，至底边压应力最大。 且a/b越大，底部压应力愈大。出于上述考虑，GB150规 定a/b≯2.6。
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2、受压元件——封头
2.2.1 计算公式
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其中：K ? ? max (封头上最大表总示应为力封）头形状系数， ? （? 园筒周向应力）
可近似理解为，椭圆封头壁厚是园筒壁厚 a/b越的大K倍，。越扁平，长轴收缩多，变形越大，应力也 大。
1、总论
1.2 GB150管辖范围
容器壳体及与其连为整体的受压零部件 1）容器与外部管道连接
焊缝连接第一道环向焊缝端面 法兰连接第一个法兰密封面 螺纹连接第一个螺纹接头端面 专用连接件第一个密封面 2）接管、人孔、手孔等的封头、平盖及紧固件 3）非受压元件与受压元件焊接接头（如支座、垫板、
吊耳等） 4）连接在容器上的超压泄放装置
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1、总论
1.4 设计参数
1.4.3 壁厚（6个厚度）
δc 计算厚度，由计算公式得到保证容器强度，刚度和稳定的 厚度
δd 设计厚度，δd =δc +C2（腐蚀裕量）
δn 名义厚度，δn =δd +C1（钢材负偏差）+△（圆整量）
园筒受力图Juniper Networks, Inc. Copyright ? 2002
2、受压元件——园筒和球壳
园筒环向应力是轴向应力2倍，最大主应力为环向应
力，所以公式中焊接接头系数为纵向焊缝接头系数。 而球壳环向应力和径向应力是相等。按中径公式可推导
出，球壳壁厚
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中径（Di+δ）替代Di
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1、总论
1.3 容器的失效形式
压力容器在载荷作用下丧失正常工作能力称之为失效。 压力容器设计说到底是壁厚的计算，壁厚确定主要是对材料 失效模式的判别:
弹性失效 壳体应力限制在弹性范围内，按弹性强度理论， 壳体承载在弹性状态。
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小端厚度：
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? Q应力增值系数，体现边界应力作用 ? 通常情况下，锥壳为一个厚度。则应取上
述三个厚度中最大值。
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所以在内压作用下，封头短轴要伸长，长轴要缩短称之 为趋园现象，在曲面与直边相连部分，封头底边径向收缩， 园筒径向胀大，在边界力作用下产生附加弯距（弯曲应 力），封头上最大应力为薄膜应力和弯曲应力之和。
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2、受压元件——封头
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碟形壳的应力与变形
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2、受压元件——封头
碟形封头与椭圆封头形状相似，不同点是应力与变形都 是不连续的，而且有两个拐点（球面与环壳、环壳与园筒） 在两个边界上产生附加力矩（弯曲应力）
2、受压元件——封头
2.2 封头 2.2.4 平盖
平盖厚度是基于园平板在均布载荷作用下一次弯曲应力来
1、总论
各厚度之间的相互关系
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1、总论
1.4 设计参数
1.4.4 许用应力 许用应力是材料力学性能与相应安全系数之比 值：
σb/nb σs/ns σD/nD σn/nn 当设计温度低于20℃取20℃的许用应力。