最新24内压薄壁容器的设计

合集下载

相关主题

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)。

(二)焊接接头系数是指对接焊接接头强度与母材强度之比。用以反映由于焊
接材料、焊接缺陷和残余应力等因素使焊接接头强度被削弱的程度，其值应根据焊缝形式及无损检测要求确定(见表2-4)。
对接焊接接头形式
双面焊和相当于双面焊的全焊透接头单面焊（沿焊缝根部全长设有垫板）
100％无损检测 RT-Ⅱ或UT-Ⅰ
12
首页下一页目录结束放映
第四节内压薄壁容器的设计计算三、设计参数的规定
注意：腐蚀裕量只对防止均匀腐蚀有意义，而对局部腐蚀效果甚微。因此对防止局部腐蚀，重在选材和有效的防腐处理。
(四)许用应力和安全系数
许用应力是容器壳体等受压元件的材料许用强度，取材料在
设计温度下的强度指标(强度极限
按介质对钢材的腐蚀速率(相对均匀腐蚀而言)和容器的设计寿命确定，即：
C2=腐蚀速率(mm/a)×设计寿命(a) 一般，实际中介质腐蚀速率的确定是很困难的，因此腐蚀裕度可按相应行业规定选取或根据使用经验来确定。
通常，对碳素钢和低合金钢，在无特殊腐蚀情况下，C2不小于1mm；对不锈钢，当介质的腐蚀性极少时，可取C2=0。
1.0
0.9
局部无损检测 RT-Ⅲ或UT-Ⅱ
0.85
0.8
11
首页下一页目录结束放映
第四节内压薄壁容器的设计计算三、设计参数的规定
(三)厚度附加量（C=C1+C2）钢板或钢管的厚度负偏差C1
按相应钢板或钢管标准选取(见表2-4,5)。
但当C1≤0.25mm且≤名义厚度的6%时，可取C1=0。腐蚀裕度C2
24内压薄壁容器的设计
第四节内压薄壁容器的设计计算
一、引言 (一)设计内容
根据工艺条件和要求，进行结构设计、计算与密封设计。
结构设计：满足工艺、制造、检验、使用和维修等要求，设
计适用、合理、经济的结构形式；
设计计算：通过强度和稳定性计算，确定结构尺寸，选择合
适的材料，以确保容器安全可靠地运行；
密封设计：选用或设计合理的密封结构及适宜的密封材料。
1
pRt
2t
同理可得，球壳的计算厚度公式为：
pDi tt
4t
p→pc，解出t
相应的应力校核公式为：
t
pcDi
4t
pc
t pcDitet
4te
(2-93) (2-94)
9
首页下一页目录结束放映
第四节内压薄壁容器的设计计算
三、设计参数的规定
(一)设计压力、计算压力和设计温度
设计压力pd 为设定的容器顶部最高压力，与设计温度一起作为容器的设计载荷条件，其值不低于工作压力pw。pw是指在正常操作情况下，容器顶部可能达到的最高表压力。
(二)设计方法—常规设计按GB150 进行设计。该标准采用弹性失效准则，并限制壳
体中的基本(薄膜)应力不超过材料的。而对由于结构不连续
引起的边缘应力，以应力增强系数引入壁厚公式，或在结构上加以限制，或在材料选择、制造工艺等方面给以不同要求。
2
首页下一页目录结束放映
3
首页下一页目录结束放映
式中下标“1”和“2”分别表示覆层和基层材料的厚度和设计温度下的许用应力。
安全系数受操作工况、材料、制造质量和设计方法等因素的
影响。安全系数过大，会使元件过分笨重而浪费材料，反之会
使元件过于单薄而破损，因此合理选择安全系数是关系设计是
否先进、可靠的问题。我国标准规定：
对碳素钢、低合金Biblioteka Baidu高合金钢（除螺栓材料外）
10
首页下一页目录结束放映
第四节内压薄壁容器的设计计算三、设计参数的规定
设计温度Td 系指容器在正常操作情况下设定的受压元件的金属温度(沿厚度的平均值)，其值不得低于元件可能达到的最高温度，或在 0℃以下时，不得高于元件可能达到的最低温度。
受压元件的金属温度可通过实测或由传热计算求得，或根据操作介质温度并结合外部条件确定。
nb≥2.7，ns=nts≥1.5，nD≥1.5，nn≥1.0
14
首页下一页目录结束放映
15
首页下一页目录结束放映
第四节内压薄壁容器的设计计算三、设计参数的规定
(五)最小厚度tmin
对于压力较低的容器，按强度公式计算出来的厚度很薄，易因刚度不足而引起过大的弹性变形，不能满足制造、运输和安装的要求。因此必须限定一个最小厚度以满足刚度要求。
确定设计压力时，应考虑以下因素：
⑴容器上装有安全阀时，一般可取pd=1.05~1.10 pw；装有爆破片时，pd≥爆破片的设计爆破压力+制造范围上限。
⑵对于盛装液化气体的容器，在规定的充装系数范围内，应根据工作条件下可能达到的最高器壁温度确定。
计算压力pc 在相应设计温度下，用以确定壳体厚度的压力， pc= pd+危险点处的液柱静压(当＜5%pd时可忽略不计)。
我国标准规定，壳体加工成形后不包括腐蚀裕量C2的最小厚度tmin按下述方法确定：
a. 对于碳钢和低合金钢容器，≮ 3mm； b. 对高合金钢容器，≮ 2mm。
16
首页下一页目录结束放映
第四节内压薄壁容器的设计计算
四、压力试验
(一)试验内容包括耐压试验和泄漏(气密性)试验
(二)试验目的耐压试验：检查容器在超工作压力下的宏观强度，包括检
b
、屈服点
t s
、持久强度
t D
和蠕变极限
t n
)与相应的安全系数之比，并取最小值，即：
t m i nnbb,nss,nstst ,nD D t ,nnnt
原因：按弹性失效准则，许用应力的确定应以屈服点为基准；
为防止塑性断裂失效，则应以强度极限为基准；在高温下(碳
钢和低合金钢＞420℃，铬钼钢＞450℃，不锈钢＞550℃)，
考虑蠕变失效时，还需以持久强度和蠕变极限为基准。
13
首页下一页目录结束放映
第四节内压薄壁容器的设计计算三、设计参数的规定
压力容器常用钢板、钢管、锻件和螺栓材料在不同温度下的许用应力，GB150 中已列出(见教材附录)，可直接选用。
复合钢板的 t，如需计入覆层强度，可按下式计算：
t t1 1t21 tt1t2t2
4
首页下一页目录结束放映
5
首页下一页目录结束放映
6
首页下一页目录结束放映
7
首页下一页目录结束放映
8
首页下一页目录结束放映
第四节内压薄壁容器的设计计算二、圆筒和球壳
(二)球壳球壳在均匀内压p作用下，器壁中的薄膜应力为：
p2tR , Z0
按照第一强度理论，应有：