第九章 内压薄壁圆筒和球壳设计24292.ppt
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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:计算厚度应考虑
2、下面两个因素:(1)焊接接头系数)焊接接头系数(2)容器内径)容器内径 s s t t-钢板在设计温度钢板在设计温度tt下的许用应力,下的许用应力,MPaMPa。表。表9-19-1、9-49-4 焊接接头系数焊接接头系数钢板卷焊。夹渣、气孔、未焊透等钢板卷焊。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。能低于钢材本体的强度。钢板钢板 s s t t乘以焊接接头系数乘以焊接接头系数 ,11 值,可查表值,可查表9-6 容器内径容器内径工艺设计确定内径工艺设计确定内径D Di i,制造测制造测量也是内径,而受力分析中的量也是内径,而受力
3、分析中的D D却却是中面直径。是中面直径。解出解出d d,得到内压圆筒的计算厚度得到内压圆筒的计算厚度最小理论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=n。GB150-1998钢制压力容器规定式中式中 d d 圆筒圆筒计算厚度计算厚度,mmmm;d dd d 圆筒设计厚度,圆筒设计厚度,mmmm;D Di i 圆筒内径,圆筒内径,mmmm;p pc c 容器设计压力,容器设计压力,MPaMPa;焊接接头系数。焊接接头系数。名义厚度:名义厚度:筒体设计厚度加上厚度负偏差后向上圆筒体设计厚度加上厚度负偏差后向上圆整,即为筒体名义厚度整,即为筒体名义
4、厚度d dn n,式中式中 :d dn n-圆筒名义厚度,圆筒名义厚度,mmmm -圆整成钢材标准值;圆整成钢材标准值;d d-圆筒的计算厚度,圆筒的计算厚度,mmmm C1-C1-钢板负偏差钢板负偏差 C2-C2-腐蚀裕量腐蚀裕量写在图纸上的钢板厚度写在图纸上的钢板厚度d de e-圆筒有效厚度圆筒有效厚度3 3 有效厚度: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最大允许工作压力设计温度下圆筒的计算应力设计温度下圆筒的计算应力圆筒容器各种厚度关系eC2dC1n4 压力容器的最小厚度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
5、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3mm 2对高合金钢制容器,不小于2mm二、薄壁球壳强度计算二、薄壁球壳强度计算设计温度下球壳的计算厚度:设计温度下球壳的计算厚度:设计厚度设计厚度薄壁球壳主应力薄壁球壳主应力二、薄壁球壳强度计算二、薄壁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计算应力设计温度下球壳的最大允许工作压力设计温度下球壳的最大允许工作压力三、设计参数的确定三、设计参数的确定 设计压力(表压)设计压力(表压)计算压力计算压力 设计温度设计温度 许用应力许用应力 焊接接头系数焊接接头系数 厚度附加量厚度附加量设计压力(计算压力)
6、设计压力(计算压力)设计压力设计压力:相应设计温度下确定壳壁厚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器设计压力。其值稍高于最大工作压力。压力。最大工作压力:是指容器顶部在工作最大工作压力:是指容器顶部在工作过程中可能产生的最高压力(表压)。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;釜壁承受的最大压差:内压0.3MPa或外
7、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)设计压力(计算压力)v使用安全阀时设计压力不小于安全阀开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启压力或取最大工作压力1.051.051.101.10倍;倍;v使用爆破膜根据其型式,一般取最大工使用爆破膜根据其型式,一般取最大工作压力的作压力的1.151.151.31.3倍作为设计压力。倍作为设计压力。容器内盛有液体,若其静压力不容器内盛有液体,若其静压力不超过最大工作压力的超过最大工作压力的5 5,则设,则设计压力可不计入静压
8、力,否则,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。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度的影响,这些载荷不直接折算为设计压力,必须分别计算。为设计压力,必须分别计算。设计温度设计温度选择材料和许用应力的确定直接选择材料和许用应力的确定直接有关。有关。设计温度指容器正常工作中,在设计温度指容器正常工作中,在相应的设计条件下,金属器壁相应的设计条件下,金属器壁可能达到的最高或最低温度。可能达到的最高或最低温度。设计温度设计温度器壁温度通过实测或由传
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