内压薄壁容器的设计计算ppt课件.ppt

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1、第三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、封头的设计计算第三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

2、入壁厚公式，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)塑性材料第三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

3、和稳定性计算↓确定构件尺寸和材料↓绘制施工图并提出有关技术要求第三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另外，对于内压薄壁容器，通常较小，可忽略不计。如按计，第一强度理论与第三强度理论一致。(一)圆筒第三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)圆筒第三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；p

4、c—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。(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)圆筒第三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；。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圆整值名义厚度有效厚度第三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

5、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)球壳第三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三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。

6、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)。第三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

7、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