低温低应力工况压力容器的设计.pdf

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1、机械与设备低温低应力工况压力容器的设计何晓睛(广西广汇低温设备有限公司。广西桂林541199)【摘罩】低温压力容器在设计、选材和制造等各个方面都要计温度取最低环境温度；比常温容器的设计有更高的要求。本文主要分析了低温低应力工况有保温设施或物料为流动状的容器，设计温度要结合物料的温的概念，设计温度和低温低应力工况的确定和低温低应力工况压力度，流量、容器大小和散热情况来确定。容器的设计。3确定低温低应力工况【关键词】低温；低应力；工况；压力；容器；设计一旦确定设计温度，就可按照≤一20℃压力容器的低温界限，

2、判断是否属于低温容器。设计温度≤一20℃的压力容器的受压元件，一低温压力容器是一种石油化工生产中经常用到的容器，它是指般出特殊情况外，都应考虑其低温脆断因素而按低温度设计。所以，设计温度≤一20℃的压力容器(包括因为受到环境影响壳体的金属温容器设计不能只按温度来决定是否按低温压力容器要求设计，因为度≤一20℃的压力容器)。在制作压力容器的过程中，人们容易将设有时虽然壁温为低温，但应力水平也很低，这时就没必要按低温容计图样中设计温度≤一20~C的压力容器视为低温压力容器，而没有注器设计，以免造成不必要的损

3、失。针对低温下拉应力较小的情况，意到一定条件的“低温低应力工况”可不受低温压力容器等条件的可根据应力水平决定是否按低温容器设计。我国GB150-98中规定，制约，造成了很多不必要的麻烦，也徒增了成本。压力容器壳体或者受压元件设计温度虽然≤一20~C，但其环向应力≤1低温低应力工况的概念钢材标准常温屈服点的i／6，且不大于50MPa时的工况为低温低应力相关的成文规范中对“低温低应力工况”的定义是：指壳体或工况。此时若将设计温度；~n5o℃后，高于一2O℃，则可不按低温容器受压元件的设计温度虽然≤一20℃，

4、但其环向应力≤钢材标准常温屈设计。这种工况下可将设计温度升高50~C作为冲击试验温度。如果服点的1／6且牛50MPa的工况。就算壳体或受压元件再使用时满足“低冲击试验温度值大于等于O'C时，便可不做低温冲击试验，也就是说温低应力工况”，但是如果其设计温度升高了50~C，比一20~C要高，该受压元件可不考虑低温脆断因素，而按常温设计考虑；如果冲击就不适用相关规定了，这样条件下的压力容器就不是低温压力容器试验温度值在一l9～O℃时，则需考虑其低温脆断因素，但只对该受了。压元件材料本体和焊缝做低温冲击试验，其

5、余方面均可按常温考虑；也有规范中对“低温低应力工况“的定义是：容器壳体或其受如果冲击试验温度值小于等于一2O℃时，就应该完全按照低温压力容压元件在低温(≤一20℃)下一次总体薄膜应力5降]!LJGBI50规定的器进行选材，设计、制造和检验。材料许用应力[6]与相应焊接接头系数的乘积的75％以下的工况。4低温低应力工况压力容器的设计相关规范将设计温度分为了三种情况。4．1选用合适的低温钢材首先，设计温度不低于一46~C时，“低温低应力工况”容器的设选择低温容器的材料时一定要考虑设计温度、材料的低温冲击计温

6、度按表1进行调整。韧性、使用时的拉应力水平、焊接及焊后热处理等问题，并且应结表1“低温低应力工况”容器的设计温度合具体用途，提出必要的、’GB150规定以外的补充要求，有时还要结应力比6／[6]设计温度调整值Atl~C合钢厂的生产装备和工艺技术水平，甚至应该在设计文件中明确钢’0．75O材的供货渠道。选材原则如下：O．60100．4520低温容器受压元件用钢材应该是镇静钢，承受荷载的非受压元0．37530件也必须韧性和焊接性能良好，对这些材料进行正火处理；O．3340对低温用碳素钢和低合金钢各类钢材，要

7、求进行低温夏比(v型0．350缺口)冲击试验，分批取样必须满足相关标准；注：应力值处于中间值时，△t可取内插值对于低温容器中使用的碳素钢和低合金钢壳体钢板，当钢板厚其次，设计温度在一46℃和IO0~C之间，仅当容器壳体或其受压度6>20ram，应进行逐张超声波检测，看是否符合相关要求。元件的一次总体薄膜应力降至≤钢材标准常温屈服点的1／6，且牛4．2低温下的结构设计50MPa时，设计温度调整值可以取5O℃。结构设计要消除结构的集中应力和尖角，确保足够的柔性。设再次，设计温度低于一100℃时，设计温度调整

8、值为0。调整后的计时要注意以下几点：设计温度≤2O℃时，压力容器的选材和设计等都按调整后的设计温应尽量简单，减少约束；避免形状突变，减少局部高应力；接度来确定。管端部应打磨成圆角，圆弧过渡；避免产生过大的温度梯度；支座、当一20℃<调整后的设计温度<低于O℃时，压力容器的钢材及支腿应设置垫扳。不能直接焊在壳体上；附件的连接焊缝不应采用其焊接接头的冲击试验温度要≤调整后的设计温度。当调整后的设不连续焊或点焊；容器焊有接管及载荷复杂的附件，需焊