内压容器设计ppt课件.ppt

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1、第四章内压薄壁圆筒与封头的强度设计1压力容器设计总论压力容器的设计=结构设计+强度设计确定设计参数进行强度计算确定设计壁厚强度条件：应力分析：σθ，σm强度理论：σr=f(σθ，σm)三大任务σlim/n2强度计算的内容：1、设计压力容器2、校核在用容器设计方法常规设计分析设计弹性失效塑性失效弹塑性失效§4.1强度设计的基本知识4弹性失效的设计准则对于中、低压薄壁容器，容器上一处的最大应力达到材料在设计温度下的屈服点σst，该容器即告破坏。强度安全条件：5薄膜应力强度条件薄膜应力的强度条件：根据第三强度理论：内压圆筒强度条件为：6§4.2内压薄壁圆筒壳与球壳的强度设计§4.2

2、.1强度计算公式7依据中径公式+第三强度理论得：参数变换：1.将中径换算为圆筒内径，D=Di+δ;2.压力换为计算压力Pc；3.考虑到焊缝处因气孔、夹渣等缺陷以及热影响区晶粒粗大等造成的强度削弱，引进焊缝系数f(≤1)；4.材料的许用应力与设计温度有关。内压薄壁圆筒壳的强度设计8内压圆筒强度计算公式：再考虑腐蚀裕量C2,于是得到圆筒的设计壁厚为：计算壁厚公式：内压薄壁圆筒壳的强度设计GB150-20119再考虑到钢板的负偏差C1（钢板在轧制时产生了偏差）和根据钢板标准规格向上圆整——名义壁厚公式：这是写在图纸上的钢板厚度！内压薄壁圆筒壳的强度设计10式中δe——有效壁厚，δe

3、=圆整后的壁厚（δn）－C1－C2。强度校核公式：1）在工作压力及温度下，现有容器强度够否？2）现有容器的最大允许工作压力如何？内压薄壁圆筒壳的强度设计11由薄膜理论：由第三强度理论，强度条件：则导出壁厚计算公式：内压薄壁球壳的强度设计12内压薄壁球壳的强度设计13§4.2.2设计参数的确定14工作压力PW正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。由工艺计算确定：化学反应所要求的；传递过程所必需的；由液化气体的饱和蒸汽压所决定的。压力（表压）15设计压力p：相应于设计温度下容器顶部的最高压力---设计载荷。取值方法：（1）容器上装有安全阀取不低于安全阀开启压力：p≥（1.0

4、5～1.1）pw系数取决于弹簧起跳压力。（2）容器内有爆炸性介质，安装有防爆膜时：设计压力不得低于爆破片设计爆破压力加制造范围上限，可取(1.15~1.75)Pw。防爆膜装置示意图（3）无安全泄放装置——取p=（1.0~1.1）pw。（4）盛装液化气容器——设计压力应根据工作条件下可能达到的最高金属温度确定。（地面安装的容器按不低于最高饱和蒸汽压考虑，如40℃，50℃，60℃时的气体压力）。注意：要考虑实际工作环境，如放置地区，保温，遮阳，喷水等。例如：液氨储罐。金属壁温最高工作为50℃，氨的饱和蒸汽压为2.07MPa。1.容器的设计压力？2.若容器安放有安全阀，设计压力？（

5、5）外压容器——取p≥正常操作下可能产生的最大压差。注意：“正常操作”——含空料，真空检漏，稳定生产，中间停车等情况。（6）真空容器不设安全阀时，取0.1MPa；设有安全阀时取Min（1.25×△p,0.1MPa)。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或外压0.3MPa.（7）带夹套容器——取正常操作时可能出现的最大内外压差。例如带夹套

6、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？计算压力pc---在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。当元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。即计算压力=设计压力+液柱静压力(≥5%P时计入)可见，计算压力设计压力工作压力=容器顶部表压例：一立式容器，工作压力0.5MPa，液体深10m，重度为10,000N/m3。pw=0.5MPa,p=0.5MPapc=0.5+(10×10,000)/1,000,000=0.6MPa计算压力Pc与设计压力P的关系确定压力容器受压元件的尺寸一

7、般筒体、封头由计算压力来确定其壁厚：Pc＝P夹套容器的内筒，其计算压力按生产中可能出现的最大压差来确定：Pc内筒≠P内筒设计法兰、人孔、手孔、视镜等，根据设计压力P通过有关标准查取。压力容器进行压力试验试验压力根据设计压力P来确定，与计算压力无关。对压力容器的监察管理按设计压力P对压力容器进行分类。设计温度设计温度指容器正常工作过程中，在相应的设计压力下，设定的受压元件的金属温度t（沿元件金属截面的温度平均值）。金属温度不低于0℃：设计温度不得低于容器工作时器壁金属可能达到的最高温度；金属温度低于0℃：