化工设备机械基础 教学课件 作者 郭建章 马迪 主编第十五章内压薄壁容器的设计.ppt

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1、化工设备机械基础制作与设计徐龙贵第十五章内压薄壁容器的设计主要内容：常规压力容器的设计准则内压圆筒和内压球壳的强度设计内压封头的设计容器的压力测试§15-1常规压力容器的设计准则一、压力容器的失效而压力容器失效则是指压力容器在规定郎使用环境和时间内，因尺寸、形状或者材料性能变化而危及安全或者丧失正常功能的现象称为压力容器失效。二、压力容器的弹性失效设计准则三、强度理论我国钢制压力容器设计仍采用第一或第三强度理论来建立强度计算公式。1、第一强度理论2、第三强度理论§15-2内压圆筒和内压球壳的强度设计一、内压圆

2、筒将p用pc带入后得根据上式得到圆筒的最大工作压力公式：二、内压球壳厚度计算式应力校核公式为球壳的最大允许工作压力三、设计参数的确定1.设计压力p与计算压力pc2.设计温度3.许用应力与安全系数4.焊接接头系数5.厚度附加量6.容器最小厚度§15-3内压封头的设计对承受均匀内压的封头，由于封头和圆筒相连，所以在确定封头厚度时，不仅要考虑封头本身因内压引起的薄膜应力，还要考虑封头与圆筒连接处的边缘应力。连接处的总应力大小与封头的几何形状、尺寸及封头与圆筒厚度的比值大小有关。1.半球形封半球形封头的厚度计算式与球

3、壳相同，即2.椭圆形封头椭圆形封头中的最大应力和圆筒周向薄膜应力的比值称为应力增强系数或形状系数，用K表示。最大应力是球壳上薄膜应力的2K倍3.碟形封头考虑碟形封头边缘应力的影响，在设计中引入形状系数M，其厚度计算式为4.锥形封头1)无折边锥形封头或锥壳第一强度理论和弹性失效设计准锥壳大端厚2)折边锥形封头或锥壳锥壳大端过渡段厚度为与过渡段相接处的锥壳厚度按下式计算§15-4容器压力测试目的检查容器的宏观强度、焊缝的致密性及密封结构的可靠性，及时发现容器钢材制造及检修过程中存在的缺陷，是对材料、设计、制造及检

4、修等各环节的综合性检查。对象①新制造的容器。②改变使用条件，且超过原设计参数并经强度校核合格的容器。③停止使用两年后重新启用的容器。④使用单位从外单位拆来新安装的或本单位内部移装的容器。⑤用焊接方法修理改造、更换主要受压兀件的容器。⑥需要更换衬里(重新更换衬里前)的容器。⑦使用单位对安全性能有怀疑的容器。试验压力及应力校核1、试验压力液压试验时试验压力为气压试验时试验压力为2、应力校核液压试验时圆筒的应力及应满足的条件为气压试验时圆筒的应力及应满足的条件为试验方法压力试验有液压试验和气压试验两种一般情况都采用

5、液压试验，因为液体的压缩性很小，所以液压试验比较安全。只有对不宜做液压试验的容器才进行气压试验，如内衬耐火材料不易烘干的容器、生产时装有催化剂不允许有微量残液的反应器壳体等。