内压薄壁圆筒和球壳设计

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1、第九章内压薄壁圆筒和球壳设计第一节概述第二节内压薄壁圆筒和球壳强度计算第三节容器的压力试验第一节概述设计顺序工艺要求容器直径（尺寸）给定的内直径设计压力设计温度介质腐蚀性设计合适的厚度使用寿命内安全运行第一节概述压力容器强度计算的内容新容器强度设计在用容器的强度校核确定设计参数选择使用材料确定容器结构型式计算筒体与封头厚度选取标准件绘制设备图纸第一节概述在用容器的强度校核根据实测的厚度进行强度校核安全使用期限监控使用条件提出判废依据第二节内压薄壁圆筒和球壳强度计算一、薄壁圆筒强度计算公式第三强度理论1理论计算厚度计算厚度应考虑下面两个因素：（1）焊接接头系数（2）容器内径[s]t-

2、钢板在设计温度t℃下的许用应力，MPa。表9-1、9-4㈠焊接接头系数钢板卷焊。夹渣、气孔、未焊透等缺陷，导致焊缝及其附近区域强度可能低于钢材本体的强度。钢板[s]t乘以焊接接头系数,≤1值，可查表9-6㈡容器内径工艺设计确定内径Di，制造测量也是内径，而受力分析中的D却是中面直径。解出d，得到内压圆筒的计算厚度最小理论计算厚度2设计厚度与名义厚度（1）钢板负偏差C1（2）腐蚀裕量C2=λn。GB150-1998《钢制压力容器》规定式中d—圆筒计算厚度，mm；dd—圆筒设计厚度，mm；Di—圆筒内径，mm；pc—容器设计压力，MPa；—焊接接头系数。名义厚度：筒体设计厚度加

3、上厚度负偏差后向上圆整，即为筒体名义厚度dn，式中：dn-圆筒名义厚度，mm△-圆整成钢材标准值；d-圆筒的计算厚度，mmC1-钢板负偏差C2-腐蚀裕量写在图纸上的钢板厚度de-圆筒有效厚度3有效厚度：设计温度下圆筒的最大允许工作压力设计温度下圆筒的计算应力圆筒容器各种厚度关系δδeC2δdC1δn△4压力容器的最小厚度当设计压力很低时，按强度公式计算出来的厚度就太小，不能满足制造、运输和安装的要求。为此规定不包括腐蚀裕量的最小厚度规定：1对碳素钢、低合金钢容器，不小于3mm2对高合金钢制容器，不小于2mm二、薄壁球壳强度计算设计温度下球壳的计算厚度：设计厚度薄壁球壳主应力二、薄壁

4、球壳强度计算设计温度下球壳的计算应力设计温度下球壳的最大允许工作压力三、设计参数的确定设计压力（表压）计算压力设计温度许用应力焊接接头系数厚度附加量设计压力（计算压力）设计压力:相应设计温度下确定壳壁厚度的压力，亦即标注在铭牌上的容器设计压力。其值稍高于最大工作压力。最大工作压力：是指容器顶部在工作过程中可能产生的最高压力（表压）。釜壁可能承受压力情况：※釜内空料，夹套内充蒸汽-----外压0.2MPa;※釜内真空，夹套内充蒸汽-----外压0.3MPa;※釜内0.3MPa，夹套内0.2MPa----内压0.1MPa;※釜内0.3MPa，夹套内空料—--内压0.3MPa;釜壁承受的

5、最大压差:内压0.3MPa或外压0.3MPa.示例：带夹套的反应釜：夹套内蒸汽压力为0.2MPa,釜内开始抽真空，然后釜内升压至0.3MPa。该釜壁承受压力如何？设计压力（计算压力）使用安全阀时设计压力不小于安全阀开启压力或取最大工作压力1.05～1.10倍；使用爆破膜根据其型式，一般取最大工作压力的1.15～1.3倍作为设计压力。容器内盛有液体，若其静压力不超过最大工作压力的5％，则设计压力可不计入静压力，否则，须在设计压力中计入液体静压力。此外，某些容器有时还必须考虑重力、风力、地震力等载荷及温度的影响，这些载荷不直接折算为设计压力，必须分别计算。设计温度选择材料和许用应力的确

6、定直接有关。设计温度指容器正常工作中，在相应的设计条件下，金属器壁可能达到的最高或最低温度。设计温度器壁温度通过实测或由传热计算。不被加热或冷却，筒内介质最高或最低温度。用蒸汽、热水或其它载热体加热或冷却，载体最高温度或最低温度。不同部位出现不同温度分别计算查手册（表9-1）许用应力许用应力是以材料的各项强度数据为依据，合理选择安全系数n得出的。抗拉强度、屈服强度，蠕变强度、疲劳强度。取其中最低值。当设计温度低于0℃时，取20℃时的许用应力。公式9-10，9-11表9-2；表9-3；表9-4；表9-55焊接接头系数焊接削弱而降低设计许用应力的系数。根据接头型式及无损检测长度比例确定

7、。焊接接头形式无损检测的长度比例100%局部双面焊对接接头或相当于双面焊的对接接头1.00.85单面焊对接接头或相当于单面焊的对接接头0.90.8符合《压力容器安全技术检察规程》才允许作局部无损探伤。抽验长度不应小于每条焊缝长度的20％。5.焊接接头系数（f）容器上存在有：纵焊缝----A类焊缝环焊缝----B类焊缝需要进行无损检验。检验方法主要是：X射线检查和超声波检查。为什麽要进行无损检验？常见的焊接形式：常见对接焊焊缝结构：①缺陷，夹渣，未焊透，晶粒粗大等，在外