关于压力容器的设计探讨

《关于压力容器的设计探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、关于压力容器的设计探讨：压力容器的用途十分广泛。它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。压力容器投入运行之前，要经过设计、制造、安装、检验、监督运行和维护等多个环节，其中设计是一个尤为重要的环节。在压力容器的设计、制造、检验过程中。经常会有一些对压力容器的法规、标准、规范理解不透彻的地方，因而会出现很多错误的例子。本文现作以下的探讨。　　关键词：压力容器，设计　　引言　　压力容器在日常生活中应用较为广泛,主要作用为在一定的压力、温度和易燃、易爆、有毒介质的条件下对特定物质进行加工和处理的特种设备。一旦其质量出现问题,将连带着大规模安全

2、事故的发生,对个人和企业存在不可估量的高危险系数。因此在容器设计中应充分考虑此因素,把握好每一个影响容器寿命的细节,确保品质优良。　　一、关于压力容器的设计分析　　1.压力容器的设计方法　　1）常规设计。常规设计的理论基础是弹性失效准则，认为容器内某一最大应力点达到屈服极限，进入塑性，丧失了纯弹性状态即为失效。在应力分析方法上，是以材料力学及板壳薄膜理论的简化计算为基础，不考虑边缘应力、局部应力以及热应力等，也不考虑交变载荷引起的疲劳问题。所有类型的应力采用同一的许用应力值（通常为1倍许用应力）；为了保证安全，通常采用较高的安全系数，以弥补应力分析的不足。　　2）分析设计。随

3、着压力容器参数的增高，高强度钢的采用以及近代计算与试验技术的发展采用弹性失效的观点使许多问题难于解决，常规设计的结果过于保守，设计的结构尚有很大承载潜力。为了适应压力容器的发展，必须采用新的失效观点来解决这些问题。分析设计弃了传统的弹性失效准则，采用了弹塑性或塑性失效准则，合理地放松了对计算应力的过严限制，适当地提高了许用应力值，但又严格地保证了结构的安全性。我国的分析设计的标准为JB4732-95《钢制压力容器一分析设计标准》，是以第三强度理论即最大剪应力理论为基础，认为不论材料处于何种应力状态，只要最大剪应力达到材料屈服时的最大剪应力值，材料就发生屈服破坏。　　二、压力容

4、器设计中容易忽视的问题　　1.材料化工用钢材的选用必须考虑设备的设计压力、设计温度、介质特性、材料的焊接性能、冷热加工性能、热处理以及容器的结构外，还需要考虑经济合理性。盲目地提高钢板等级是不科学的。　　当设计压力较高、结构尺寸较大而使设备壳体壁厚较大时，如壳体材料仍选用碳素钢（如Q235B）将导致壁厚增大、质量增加，不仅浪费金属材料，而且导致制造、运输、安装、土建基础等的费用提高，因而提高了总的工程造价。一般在以强度控制为主的情况下，当壳体壁厚超过8mm时，应优先选用低合金钢。当设计压力较小、直径较大、以刚度控制或以结构设计主时，应尽量选用普通碳素钢。　　2.制造和检验与检

5、收　　1）关于热处理。GB150-1998《钢制压力容器》中第10.4.2条“冷成型或中温成形的受压元件，凡符合下列条件之一者应与成型后进行热处理。”第10.4.2.1中“圆筒钢材厚度δs符合以下条件者：碳素钢、16MnR的厚度不小于圆筒内径Di的3%；其他低合金钢的厚度不小于圆筒内径Di的2.5%”。对此项要求，大多设计者在设备主体筒体的设计中基本上都注意到了，但在接管的设计中却容易忽视。　　2）小直径压力容器B类焊缝无损检测比例及长度在小直径压力容器设计过程中，一般都尽量采用无缝钢管作筒体，这样就省去了卷筒及纵缝无损检测的工序，且缩短了制作周期，也节省了成本。但在制造过程

6、中，其B类焊接接头的无损检测在检测要求上只进行20%RT，如一台用DN325×8mm的无缝钢管制作的压力容器，B类焊接接头作20%RT,双臂单影透照法，其检测长度为205mm。一次透照有效长度210mm，由此可见，作20%RT只需用一张片即可，但其探伤长度却不足250mm，对DN325以上的规格更是如此。而GB150-1998《钢制压力容器》中第10.8.2.2条“……。检测长度不得少于各条焊接接头长度的20%，且不小于250mm”，而图样上未注明不少于250mm。　　三、结语　　压力容器的设计必须遵循现行设计规范，同时设计者应在满足设计任务及目标要求的前提下提出最佳的设计方

7、案，使其满足功能需要，安全可靠，节约成本。在压力容器的设计、制造、检验过程中。经常会有一些对压力容器的法规、标准、规范理解不透彻的地方，因而会出现很多像上述例子的错误。对此，我们应不断地分析、总结、学习。同时，同行业应吸取经验和技术交流，熟悉各项标准、规范，才会尽量不犯原则性的错误，我们的业务水平才会不断提高。