内压薄壁容器的设计

《内压薄壁容器的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四节内压薄壁容器的设计计算一、引言二、圆筒和球壳的设计计算三、设计参数的规定四、压力试验五、封头的设计计算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。(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

2、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。强度理论条件适用范围第一强度理论(最大主应力)脆性材料第二强度理论(最大主应变)脆性材料第三强度理论(最大剪应力)塑性材料第四强度理论(形状改变比能)塑性材料第四节内压薄壁容器的设计计算一、引言(三)强度理论根据材力，对于金属材料宜采用第三、第四强度理论，但第一强度理论在容器设计历史上使用最早，具有成熟的经验，而且由于强度条件不同而引起的误差已考虑在安全系数内，所以至今压力容器常规设计仍采用第一强度理论，即注：为构件危险点上的主应力，且。工艺条件与用户基本要求↓分析工艺条件，确定设计参数↓选择合适的规范和标准↓强度和稳定性

3、计算↓确定构件尺寸和材料↓绘制施工图并提出有关技术要求第四节内压薄壁容器的设计计算一、引言(四)压力容器设计的基本步骤(一)圆筒第四节内压薄壁容器的设计计算二、圆筒和球壳由于工程中一般以内径Di表示，即2R=Di+t；同时考虑到焊接接头对材料强度的削弱，引入系数，故：由第一节可知，在内压p作用下，筒体中的薄膜应力为：显然，，按第一强度理论可得：(c)解出t，并以pc→p(一)圆筒第四节内压薄壁容器的设计计算二、圆筒和球壳其次，考虑介质或大气腐蚀，t应增加一腐蚀裕量，即：式中t—计算厚度，mm；pc—计算压力，MPa；Di—圆筒内直径，mm；—焊接接头系数，；—设计温度下材料的许用应力，MPa

4、。(c)式中td—设计厚度，mm；C2—腐蚀裕量，mm。(2-91)当tn已知时，相应的应力校核公式为：(一)圆筒第四节内压薄壁容器的设计计算二、圆筒和球壳考虑钢板厚度负偏差C1，并向上圆整至规格厚度，即得：(2-92)式中—校核温度下筒壁中的计算应力；。te—有效厚度，；C—厚度附加量，C=C1+C2。式中tn—名义厚度（图纸上标注尺寸）；。C1—钢板厚度负偏差。容器设计各厚度之间的关系与定义计算厚度设计厚度向上圆整→名义厚度有效厚度第四节内压薄壁容器的设计计算二、圆筒和球壳计算厚度为单纯满足机械强度所需的基本厚度；设计厚度为在设计寿命内满足强度和均匀腐蚀所需的厚度；名义厚度为容器设计图样

5、中标注的厚度；有效厚度为实际用于承受应力载荷的厚度。注：对于冲压封头和热卷筒体，制造厂应保证成品的实际厚度≮tn-C1。球壳在均匀内压p作用下，器壁中的薄膜应力为：(二)球壳第四节内压薄壁容器的设计计算二、圆筒和球壳按照第一强度理论，应有：同理可得，球壳的计算厚度公式为：相应的应力校核公式为：(2-93)(2-94)p→pc，解出t(一)设计压力、计算压力和设计温度第四节内压薄壁容器的设计计算三、设计参数的规定设计压力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。确定设计压力时，应考虑以下因

6、素：⑴容器上装有安全阀时，一般可取pd=1.05~1.10pw；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)。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

7、温度并结合外部条件确定。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)。(二)焊接接头系数对接焊接接头形式100％无损检测RT-Ⅱ或UT-Ⅰ局部无损检测RT-Ⅲ或UT-Ⅱ双面焊和相当于双面焊的全焊透接头1.00.85单面焊（沿焊缝根部全长设有垫板）0.90.8(三)厚度附加量（C=C1+C2）钢板