低温低应力工况压力容器设计

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1、低温低应力工况压力容器设计【摘要】低温压力容器在设计、选材和制造等各个方面都要比常温容器的设计有更高的要求。本文主要分析了低温低应力工况的概念，设计温度和低温低应力工况的确定和低温低应力工况压力容器的设计。【关键词】低温；低应力；工况；压力；容器；设计低温压力容器是一种石油化工生产中经常用到的容器，它是指设计温度w-2(rc的压力容器(包括因为受到环境影响壳体的金属温度w-2(rc的压力容器)。在制作压力容器的过程中，人们容易将设计图样中设计温度w-2(rc的压力容器视为低温压力容器，而没有注意到一定条件的'‘

2、低温低应力工况”可不受低温压力容器等条件的制约，造成了很多不必要的麻烦，也徒增了成本。1低温低应力工况的概念相关的成文规范中对"低温低应力工况”的定义是：指壳体或受压元件的设计温度虽然w-2(rc,但其环向应力w钢材标准常温屈服点的1/6且＞50MPa的工况。就算壳体或受压元件再使用时满足“低温低应力工况”，但是如果其设计温度升高了50°C,比-2(TC要高，就不适用相关规定了，这样条件下的压力容器就不是低温压力容器了。也有规范中对”低温低应力工况“的定义是：容器壳体或其受压元件在低温(£-20。0下一次总体薄

3、膜应力8降到GB150规定的材料许用应力[§]与相应焊接接头系数e的乘积的75%以下的工况。相关规范将设计温度分为了三种情况。首先，设计温度不低于-46*时，“低温低应力工况”容器的设计温度按表1进行调整。表1“低温低应力工况”容器的设计温度应力比8/[6]4)设计温度调整值yc0.7500.60100.45200.375300.33400.350注：应力值处于中间值时，△!:可取内插值其次，设计温度在-461和10(TC之间，仅当容器壳体或其受压元件的一次总体薄膜应力降至W钢材标准常温屈服点的1/6,且＞50

4、MPa时，设计温度调整值可以取50°Co再次，设计温度低于-ioo°c时，设计温度调整值为0。调整后的设计温度W2(rc时，压力容器的选材和设计等都按调整后的设计温度来确定。当-20°C20mm,应进行逐张超声波检测，看是否符合相关要求。4.2低温下的结构设计结构设计要消除结构的集中应力和尖角，确保足够的柔性。设计时要注意以下几点：应尽量简单，减少约束；避免形状突变，减少局部高应力；接管端部应打磨成圆角，圆弧过渡；避免产生过大的温度梯度；支座、支腿应设置垫扳。不能直接焊在壳体上；附件的连接焊缝不应采用不连续焊或

5、点焊；容器焊有接管及载荷复杂的附件，需焊后消除应力而不能进行整体热处理时，应考虑部件单独热处理的可能性；接管补强应尽可能采用整体补强或厚壁管补强，若采用补强板，应为全焊透结构，且焊缝圆滑过渡。4.3焊接要求低温压力容器施焊前应按JB4708-2000进行焊接上艺评定试验，包括焊缝和热影响区的低温夏比（V型缺口）冲击试验；每台低温压力容器都应制备产品焊接试板；焊接时要采用全焊透结构；要选用低氧型焊条；不应使用不连续的焊接型式；严格控制焊接线能量；对接焊缝的余高为焊件厚度的10%,且＞3mm；焊缝表面不的有裂纹、气

6、孔和咬边等缺陷，应尽量打磨光滑；不得在焊接部位引弧。钢板厚度＞16mm的碳素钢和低合金钢制低温压力容器要进行焊后热处理，处理的工艺应与焊接工艺评定时的热处理工艺一致，热处理应包括受压元件与非受压元件的连接焊缝。4.4检验要求对于A、B类对接接头，符合下列情况之一者应做100%射线检测（或超声检测）：容器设计温度