真空壓力容器設計

1、l4-1 概述概述 壓力容器設計壓力容器設計 基本要求基本要求 安全安全 經(jīng)濟經(jīng)濟 合理選取結構、合理選取結構、 材料、參數(shù)等材料、參數(shù)等 合理選擇設計方法合理選擇設計方法 常規(guī)設計和分析設計結果比較常規(guī)設計和分析設計結果比較 適的密封材料。 結構，選擇合選擇或設計合理的密封密封設計 適的材料。部件結構尺寸，選擇合 確定零通過強度和剛度計算，強度和剛度設計 理、經(jīng)濟的結構形式。的要求，設計簡單、合 、檢驗等方面滿足工藝、制造、使用結構設計 主要設計內(nèi)容 壓力容器設計壓力容器設計 基本內(nèi)容基本內(nèi)容 用戶提出基本設計要求用戶提出基本設計要求 分析容器的工作條件，確定設計參數(shù)分析容器的工作條件，確定

2、設計參數(shù) 結構分析、初步選材結構分析、初步選材 選擇合適的規(guī)范和標準選擇合適的規(guī)范和標準 應力分析和強度計算應力分析和強度計算 確定構件尺寸和材料確定構件尺寸和材料 繪制圖紙，提供設計計算書和其它技術文件繪制圖紙，提供設計計算書和其它技術文件 壓壓 力力 容容 器器 設設 計計 的的 基基 本本 步步 驟驟 攪拌容器條件圖 塔器條件圖 換熱器條件圖 一般容器條件圖 設計條件圖 等）、腐蝕速率、保溫條件其它（材料、設計壽命 操作方式和要求 壓力和溫度 工作介質(zhì) 設計要求 設計條件設計條件 交互失效 泄漏失效 失穩(wěn)失效 剛度失效 強度失效 壓力容器的失效形式 4-2 設計準則設計準則 腐蝕斷裂 蠕

3、變斷裂 疲勞斷裂 脆性斷裂 韌性斷裂 強度失效形式 壓力容器失效判據(jù)壓力容器失效判據(jù) 判斷壓力容器是否失效判斷壓力容器是否失效 由力學分析得到力學分析結果由力學分析得到力學分析結果 由實驗測得失效數(shù)值由實驗測得失效數(shù)值 失效判據(jù)失效判據(jù) 泄漏失效設計準則 穩(wěn)定失效設計準則 剛度失效設計準則 強度失效設計準則 壓力容器設計準則 壓力容器設計準則壓力容器設計準則 脆性斷裂失效設計準則 蠕變失效設計準則 疲勞失效設計準則 彈塑性失效設計準則 爆破失效設計準則 塑性失效設計準則 彈性失效設計準則 強度失效設計準則 l一、概述一、概述 基于彈性失效設計準則基于彈性失效設計準則 不連續(xù)應力的考慮不連續(xù)應力

4、的考慮 扁平鋼帶傾角錯繞式 槽形繞帶 繞帶式 繞板式 熱套式 整體多層包扎式 多層包扎式 組合式 無縫鋼管式 鍛焊式 整體鍛造式 單層卷焊式 單層式 圓筒結構形式 單層式圓筒的優(yōu)點：單層式圓筒的優(yōu)點：不存在層間不存在層間 松動等薄弱環(huán)節(jié)，能較好地保證松動等薄弱環(huán)節(jié)，能較好地保證 筒體的強度。筒體的強度。 單層式圓筒的缺點：單層式圓筒的缺點： 1、單層厚壁圓筒對制造設備的要、單層厚壁圓筒對制造設備的要 求高。求高。 2、材料的浪費大。、材料的浪費大。 3、鍛焊式圓筒存在較深的縱、環(huán)、鍛焊式圓筒存在較深的縱、環(huán) 焊縫，不便于焊接和檢驗。焊縫，不便于焊接和檢驗。 層板包扎式層板包扎式 （1）包扎工序

5、繁瑣，費工費時，效率低。）包扎工序繁瑣，費工費時，效率低。 （2）層板材料利用率低。）層板材料利用率低。3）層間松動問題。）層間松動問題。 缺點缺點 （1）對加工設備的要求不高。對加工設備的要求不高。 （2）壓縮預應力可防止裂紋的擴展。）壓縮預應力可防止裂紋的擴展。 （3）內(nèi)筒可采用不銹鋼防腐。）內(nèi)筒可采用不銹鋼防腐。 （4）層板厚度薄，韌性好，不易發(fā)）層板厚度薄，韌性好，不易發(fā) 生脆性斷裂。生脆性斷裂。 優(yōu)點優(yōu)點 整體多層包扎式整體多層包扎式 （1）套合層數(shù)少，效率高，成本低。）套合層數(shù)少，效率高，成本低。 （2）縱焊縫質(zhì)量容易保證。）縱焊縫質(zhì)量容易保證。 （1）只能套合短筒，筒節(jié)間深環(huán)焊縫

6、多。）只能套合短筒，筒節(jié)間深環(huán)焊縫多。 （2）要求準確的過盈量，對筒節(jié)的制造要求高。）要求準確的過盈量，對筒節(jié)的制造要求高。 熱套式熱套式 優(yōu)點優(yōu)點 缺點缺點 優(yōu)點：優(yōu)點：（1）機械化程度高，操作簡便，材料利用率高。）機械化程度高，操作簡便，材料利用率高。 （2）縱焊縫少。）縱焊縫少。 缺點：缺點：（1）繞板薄，不宜制造壁厚很大的容器。）繞板薄，不宜制造壁厚很大的容器。 （2）層間松動問題。）層間松動問題。 繞板式繞板式 優(yōu)點優(yōu)點 缺點缺點 槽形繞帶式槽形繞帶式 （1）筒壁應力分布均勻且能承受一部分由內(nèi)壓）筒壁應力分布均勻且能承受一部分由內(nèi)壓 產(chǎn)生的軸向力。產(chǎn)生的軸向力。 （2）機械化程度高，

7、材料利用率高。）機械化程度高，材料利用率高。 （1）鋼帶成本高，公差要求嚴格。）鋼帶成本高，公差要求嚴格。 （2）繞帶時鋼帶要求嚴格嚙合，否則無法貼緊。）繞帶時鋼帶要求嚴格嚙合，否則無法貼緊。 優(yōu)點優(yōu)點 缺點缺點 （1）機械化程度高，材料利用率高。）機械化程度高，材料利用率高。 （2）整體繞制，無環(huán)焊縫。）整體繞制，無環(huán)焊縫。 （3）帶層呈網(wǎng)狀，不會整體裂開。）帶層呈網(wǎng)狀，不會整體裂開。 （4）扁平鋼帶成本低，繞制方便。）扁平鋼帶成本低，繞制方便。 扁平鋼帶傾角錯繞式扁平鋼帶傾角錯繞式 特點特點 c t ic p Dp 2 單層內(nèi)壓圓筒單層內(nèi)壓圓筒 焊接接頭系數(shù) 計算壓力 c p t c p0

8、.4適用范圍： 壁厚計算壁厚計算 強度校核強度校核 工作應力工作應力 t e eic t Dp 2 )( 最大允許工作壓力最大允許工作壓力 ei t e w D p 2 時（單層厚壁圓筒） t c p0.4 按塑性失效設計準則：按塑性失效設計準則： )1()1( 2 3 0 p n ii s s eRKR 按爆破失效設計準則：按爆破失效設計準則： )1()1( )2(2 3 p n ii b s s b eRKR c t ic p Dp 2 注意注意 00 0 t n i t i n i t 最小厚度最小厚度 碳素鋼、低合金鋼制容器：碳素鋼、低合金鋼制容器：min3mm 高合金鋼制容器：高合金

9、鋼制容器：min2mm 設計壓力設計壓力p 1 1、設計壓力由工藝條件確定，在設計過程中是一個、設計壓力由工藝條件確定，在設計過程中是一個 定值；工作壓力在容器正常工作過程中可能變動，容定值；工作壓力在容器正常工作過程中可能變動，容 器頂部和底部的工作壓力也可能不同。器頂部和底部的工作壓力也可能不同。 2 2、要求設計壓力不低于最大工作壓力。、要求設計壓力不低于最大工作壓力。 即：即：P PP PW W 3 3、P PC C= P+P= P+PL L ( (當 當P PL L5%5% P P時，時， P PL L可忽略不計可忽略不計) ) 設計壓力的規(guī)定設計壓力的規(guī)定 1、容器上裝有安全閥時、

10、容器上裝有安全閥時 P=(1.051.10)PW 2、容器上裝有爆破膜時、容器上裝有爆破膜時 P=(1.151.30)PW 3、盛裝液化氣體的容器、盛裝液化氣體的容器 設計壓力取工作時可能達到的最高溫度下設計壓力取工作時可能達到的最高溫度下 液化氣體的飽和蒸氣壓液化氣體的飽和蒸氣壓 設計溫度設計溫度t -容器在正常工作情況下設定元件的金屬溫度。容器在正常工作情況下設定元件的金屬溫度。 元件金屬溫度高于零度時，設計溫度不得低于元元件金屬溫度高于零度時，設計溫度不得低于元 件可能達到的最高溫度；件可能達到的最高溫度； 元件金屬溫度低于零度時，設計溫度不得高于元元件金屬溫度低于零度時，設計溫度不得高

11、于元 件可能達到的最低溫度。件可能達到的最低溫度。 根據(jù)規(guī)定：當鋼板厚度負偏差不大于根據(jù)規(guī)定：當鋼板厚度負偏差不大于0.25mm，且不超過名且不超過名 義厚度的義厚度的6%時，可取時，可取C1=0。所以在設計計算中，對于所以在設計計算中，對于 GB6654-1996、GB3531-1996種的鋼板（如種的鋼板（如20R、16MnR、 16MnDR等），均可取等），均可取C1=0。 鋼板厚度負偏差鋼板厚度負偏差 焊接接頭系數(shù)焊接接頭系數(shù) 材料許用應力材料許用應力 安全系數(shù) 強度極限值 安全系數(shù)安全系數(shù) 碳素鋼、低合金鋼及鐵素體高合金鋼：碳素鋼、低合金鋼及鐵素體高合金鋼： nb3.0 ns1.6

12、nD1.5 nn1.0 奧氏體高合金鋼：奧氏體高合金鋼： nb3.0 ns1.5 nD1.5 nn1.0 氣密性試驗 氣壓試驗 液壓試驗 耐壓試驗 壓力試驗 1、試驗壓力、試驗壓力 內(nèi)壓容器：內(nèi)壓容器： tT pp 25. 1 外壓容器和真空容器外壓容器和真空容器： ppT25. 1 夾套容器：視內(nèi)筒為內(nèi)壓或外壓容器，分別按內(nèi)壓夾套容器：視內(nèi)筒為內(nèi)壓或外壓容器，分別按內(nèi)壓 或外壓容器的試驗壓力公式確定試驗壓力；夾套按內(nèi)或外壓容器的試驗壓力公式確定試驗壓力；夾套按內(nèi) 壓容器確定試驗壓力。壓容器確定試驗壓力。 * 需校核內(nèi)筒在夾套液壓試驗壓力下的穩(wěn)定性，如不需校核內(nèi)筒在夾套液壓試驗壓力下的穩(wěn)定性，

13、如不 滿足穩(wěn)定性要求，則需在夾套液壓試驗時，內(nèi)筒內(nèi)保滿足穩(wěn)定性要求，則需在夾套液壓試驗時，內(nèi)筒內(nèi)保 持一定的壓力。持一定的壓力。 液壓試驗液壓試驗 )(9 .0 2 )( 2 .0 S e eiT T Dp 如果直立容器臥置進行液壓試驗，則在應力校如果直立容器臥置進行液壓試驗，則在應力校 核時，核時，PT應加上容器立置充滿水時的最大液柱應加上容器立置充滿水時的最大液柱 壓力。壓力。 2、強度校核、強度校核 內(nèi)壓容器：內(nèi)壓容器： tT pp 15. 1 外壓容器和真空容器外壓容器和真空容器： ppT15. 1 1、氣壓試驗、氣壓試驗 2、強度校核、強度校核 )(8 .0 2 )( 2 .0 S

14、e eiT T Dp 容器上沒有安全泄放裝置，氣密性試驗壓力容器上沒有安全泄放裝置，氣密性試驗壓力 PT=1.0P。 容器上設置了安全泄放裝置，氣密性試驗壓力應容器上設置了安全泄放裝置，氣密性試驗壓力應 低于安全閥的開啟壓力或爆破片的設計爆破壓力。低于安全閥的開啟壓力或爆破片的設計爆破壓力。 通常取通常取PT=1.0PW。 氣密性試驗氣密性試驗 設計壓力為設計壓力為1.6 Mpa的儲液罐罐體，材料的儲液罐罐體，材料Q235-A， Di=1800mm，罐體高度罐體高度4500mm，液料高度液料高度3000mm， C1=0.8mm，腐蝕裕量腐蝕裕量C2=1.5mm，焊縫系數(shù)焊縫系數(shù)=1.0，液體密

15、液體密 度為度為1325kg/m3，罐內(nèi)最高工作溫度罐內(nèi)最高工作溫度50C 。 試計算罐體厚度并進行水壓試驗應力校核。試計算罐體厚度并進行水壓試驗應力校核。 注：注：Q235-A材 料的許用應力材 料的許用應力 2 0 =113MPa ， 50=113MPa，屈服極限屈服極限S=235 Mpa 試確定罐體厚度并進行水壓試驗校核。試確定罐體厚度并進行水壓試驗校核。 mm P DP MPPP MPPMPghP MPP C t ic aC aaL a 83.12 6 . 10 . 11132 18006 . 1 2 6 . 1 08. 0%50390. 0100 . 38 . 91325 6 . 1

16、 6 解： 壁厚滿足要求 水壓試驗壓力 asa e eiT T aT a t T n n MPMP DP MPghP MPPP C mm CC 5 .2119 . 03 .135 2 )( 044. 2105 . 48 . 910000 . 2 0 . 26 . 125. 1 25. 1 1687. 013.15 8 . 05 . 183.12 6 min2 21 斷裂前發(fā)生較大的塑性變形，容器發(fā)生明顯的鼓斷裂前發(fā)生較大的塑性變形，容器發(fā)生明顯的鼓 脹，斷口處厚度減薄，斷裂時幾乎不形成碎片。脹，斷口處厚度減薄，斷裂時幾乎不形成碎片。 返回 韌性斷裂韌性斷裂 壓力容器在載荷作用下，應力達到或接近

17、材料壓力容器在載荷作用下，應力達到或接近材料 的強度極限而發(fā)生的斷裂。的強度極限而發(fā)生的斷裂。 特點特點 失效原因失效原因 容器厚度不夠。容器厚度不夠。 壓力過大。壓力過大。 斷口平齊，且與最大主應力方向垂直。斷口平齊，且與最大主應力方向垂直。 容器斷裂時可能裂成碎片飛出，往往引起嚴重容器斷裂時可能裂成碎片飛出，往往引起嚴重 后果。后果。 斷裂前沒有明顯塑性變形，斷裂時應力很低，斷裂前沒有明顯塑性變形，斷裂時應力很低， 安全閥、爆破膜等安全附件不起作用，斷裂具有安全閥、爆破膜等安全附件不起作用，斷裂具有 突發(fā)性。突發(fā)性。 脆性斷裂脆性斷裂（低應力脆斷）（低應力脆斷） 器壁中的應力遠低于材料強度

18、極限時發(fā)生的斷裂。器壁中的應力遠低于材料強度極限時發(fā)生的斷裂。 材料的脆性。材料的脆性。 材料中的裂紋、未焊透、夾渣等缺陷。材料中的裂紋、未焊透、夾渣等缺陷。 特點特點 失效原因失效原因 返回 交變載荷。交變載荷。 疲勞裂紋。疲勞裂紋。 疲勞斷裂疲勞斷裂 在交變載荷作用下，由于材料中的裂紋擴展導致容器的斷裂。在交變載荷作用下，由于材料中的裂紋擴展導致容器的斷裂。 特點特點 斷口上有貝紋狀的疲勞裂紋。斷口上有貝紋狀的疲勞裂紋。 斷裂時容器整體應力較低，斷裂前無明顯塑斷裂時容器整體應力較低，斷裂前無明顯塑 性變形。性變形。 如果材料韌性較好，通過合理設計可實現(xiàn)如果材料韌性較好，通過合理設計可實現(xiàn)

19、“未爆先漏未爆先漏”。 失效原因失效原因 返回 返回 在恒定載荷和低應力（應力低于屈服點）下在恒定載荷和低應力（應力低于屈服點）下 也會發(fā)生蠕變斷裂。也會發(fā)生蠕變斷裂。 蠕變斷裂前材料會由于蠕變變形而導致蠕變?nèi)渥償嗔亚安牧蠒捎谌渥冏冃味鴮е氯渥?損傷，使材料在性能上產(chǎn)生蠕變脆化。損傷，使材料在性能上產(chǎn)生蠕變脆化。 斷裂前發(fā)生較大的塑性變形，具有韌性斷裂斷裂前發(fā)生較大的塑性變形，具有韌性斷裂 的特征；斷裂時又具有脆性斷裂的特征。的特征；斷裂時又具有脆性斷裂的特征。 蠕變斷裂蠕變斷裂 壓力容器長時間在高溫下受載，材料的蠕變變形會壓力容器長時間在高溫下受載，材料的蠕變變形會 隨時間而增長，容器發(fā)生

20、鼓脹變形，厚度明顯減薄，隨時間而增長，容器發(fā)生鼓脹變形，厚度明顯減薄， 最終導致壓力容器斷裂。最終導致壓力容器斷裂。 特點特點 高溫蠕變高溫蠕變失效原因失效原因 對于全面腐蝕和局部腐蝕，容器斷裂前發(fā)對于全面腐蝕和局部腐蝕，容器斷裂前發(fā) 生明顯的塑性變形，具有韌性斷裂的特征。生明顯的塑性變形，具有韌性斷裂的特征。 對于晶間腐蝕和應力腐蝕，斷裂前無明顯對于晶間腐蝕和應力腐蝕，斷裂前無明顯 塑性變形，具有脆性斷裂的特征。塑性變形，具有脆性斷裂的特征。 返回 腐蝕斷裂腐蝕斷裂 材料受到介質(zhì)腐蝕（全面腐蝕或局部腐蝕），形成容器整材料受到介質(zhì)腐蝕（全面腐蝕或局部腐蝕），形成容器整 體厚度減薄或局部凹坑、裂

21、紋等，從而造成容器的斷裂。體厚度減薄或局部凹坑、裂紋等，從而造成容器的斷裂。 特點特點 失效原因失效原因介質(zhì)腐蝕介質(zhì)腐蝕 解析法解析法 圖解法圖解法 )( )( 59. 2 0 5 . 2 0 D L D Ep e cr 短圓筒的臨界壓力短圓筒的臨界壓力 3 0 2 . 2 D Ep e cr 長圓筒的臨界壓力長圓筒的臨界壓力 幾何參數(shù)計算圖幾何參數(shù)計算圖 壁厚計算圖壁厚計算圖 薄壁圓筒薄壁圓筒)20( 0 e D 假設假設n計算計算e 計算（計算（D0/e)和（和（L / D0) 幾何參數(shù)計算圖（幾何參數(shù)計算圖（A） 壁厚計算圖（壁厚計算圖（B） 驗算驗算PCP，若滿足，則假設若滿足，則假設

22、n 合適，否則重新計算。合適，否則重新計算。 厚壁圓筒厚壁圓筒)20( 0 e D 需同時考慮穩(wěn)定性和強度需同時考慮穩(wěn)定性和強度 )1 ( / 2 )0625. 0 / 25. 2 ( min 0 0 0 0 ee e D D B D P tt s t 2 . 0 0 9 . 09 . 0 2 min 或 （穩(wěn)定性）（穩(wěn)定性） （強度）（強度） 其中：其中： i e cr R E 25. 0 (m=4) 圖算法圖算法 1、真空容器、真空容器 有安全裝置時：有安全裝置時： 無安全裝置時：無安全裝置時：p=0.1Mpa MPa pp p i 1 . 0 )(25. 1 min max0 2、帶夾套

23、的真空容器、帶夾套的真空容器 p取真空容器的設計壓力加上夾套壓力取真空容器的設計壓力加上夾套壓力 3、其它外壓容器（包括帶夾套的外壓容器）、其它外壓容器（包括帶夾套的外壓容器） p應不小于容器正常工作過程中可能出現(xiàn)的最大應不小于容器正常工作過程中可能出現(xiàn)的最大 內(nèi)外壓力差內(nèi)外壓力差 即：即：p(p0-pi)max 設計壓力設計壓力 注意：最大內(nèi)外壓差的取值注意：最大內(nèi)外壓差的取值 設計參數(shù)設計參數(shù) 的規(guī)定的規(guī)定 穩(wěn)定性安全系數(shù)穩(wěn)定性安全系數(shù) 圓筒：圓筒：m m = = 3.03.0 球殼：球殼： m m = = 14.5214.52 計算長度計算長度 帶加強圈的外壓圓筒 兩個條件兩個條件 1、

24、筒體不失穩(wěn)、筒體不失穩(wěn) 要求：要求：LS Lmax 2、加強圈不失穩(wěn)、加強圈不失穩(wěn) 要求：要求：ISI 1、筒體不失穩(wěn)、筒體不失穩(wěn) 要求：要求：LS Lmax 5.2 0 0 max )( 59.2 Dmp ED L e c 2、加強圈不失穩(wěn)、加強圈不失穩(wěn) 要求：要求：ISI A L ALD I s s e s )( 9.10 2 0 s s e c L A Dp B 0 1、初步取加強圈的數(shù)目和間距、初步取加強圈的數(shù)目和間距 1 max L L n 1 n L Ls 3、計算加強圈和圓筒組合而成的當量圓筒、計算加強圈和圓筒組合而成的當量圓筒 所需的組合截面慣性矩所需的組合截面慣性矩I 。 2

25、、選擇加強圈材料，按型鋼規(guī)格初定加強圈的、選擇加強圈材料，按型鋼規(guī)格初定加強圈的 截面形狀和尺寸，計算實際組合截面慣性矩截面形狀和尺寸，計算實際組合截面慣性矩IS。 4、比較、比較IS和和I，若若IS I且比較接近，則加強圈的且比較接近，則加強圈的 尺寸、數(shù)目和間距滿足要求，否則重新選擇加尺寸、數(shù)目和間距滿足要求，否則重新選擇加 強圈，重復以上步驟，直到滿足要求為止。強圈，重復以上步驟，直到滿足要求為止。 加強圈設計步驟加強圈設計步驟 1、加強圈可采用扁鋼、角鋼、工字鋼或其它型鋼，、加強圈可采用扁鋼、角鋼、工字鋼或其它型鋼， 這樣材料供應方便且型鋼具有較大的截面慣性矩。這樣材料供應方便且型鋼具

26、有較大的截面慣性矩。 加強圈可設置在容器的內(nèi)部或外部，并應環(huán)繞容器加強圈可設置在容器的內(nèi)部或外部，并應環(huán)繞容器 整個圓周。整個圓周。 2、加強圈和殼體的連接必須足夠緊密，以保證加、加強圈和殼體的連接必須足夠緊密，以保證加 強圈和殼體一起承載，加強圈和殼體之間可采用連強圈和殼體一起承載，加強圈和殼體之間可采用連 續(xù)焊或間斷焊。續(xù)焊或間斷焊。 3、為保證筒體和加強圈的穩(wěn)定性，加強圈不得被、為保證筒體和加強圈的穩(wěn)定性，加強圈不得被 任意削弱或割斷。任意削弱或割斷。 加強圈結構設計加強圈結構設計 外加強圈外加強圈 加強圈每側(cè)間斷焊接的總長不小于圓筒加強圈每側(cè)間斷焊接的總長不小于圓筒 外圓周長度的外圓周

27、長度的1/2 內(nèi)加強圈內(nèi)加強圈 加強圈每側(cè)間斷焊接的總長不小于圓筒加強圈每側(cè)間斷焊接的總長不小于圓筒 內(nèi)圓周長度的內(nèi)圓周長度的1/3 外壓圓筒練習題外壓圓筒練習題 某圓筒形容器，內(nèi)徑某圓筒形容器，內(nèi)徑2400mm，長長14000mm， 兩端為標準橢圓形封頭，直邊高度為兩端為標準橢圓形封頭，直邊高度為50mm，圓圓 筒和封頭材料均為筒和封頭材料均為1Cr18Ni9Ti，腐蝕裕量取腐蝕裕量取1mm， 設計溫度設計溫度510C ，真空下操作，無安全控制裝置。真空下操作，無安全控制裝置。 用圖算法求筒體厚度用圖算法求筒體厚度 一圓筒形容器，材料為一圓筒形容器，材料為Q235-A，內(nèi)徑內(nèi)徑 2800mm

28、，長長10m（含封頭直邊段），兩端為標準含封頭直邊段），兩端為標準 橢圓形封頭，圓筒和封頭名義厚度均為橢圓形封頭，圓筒和封頭名義厚度均為12mm，其其 中壁厚附加量中壁厚附加量C=2mm；容器負壓操作，最高操作容器負壓操作，最高操作 溫度溫度50C 。 （1）試確定容器最大允許真空度為多少）試確定容器最大允許真空度為多少mmHg？ （2）該容器是否應設置安全控制裝置？）該容器是否應設置安全控制裝置？ 外壓圓筒和加強圈練習題外壓圓筒和加強圈練習題 現(xiàn)有一真空塔，材料為現(xiàn)有一真空塔，材料為Q235-A，Di=2500mm，封頭為標封頭為標 準橢圓形封頭，塔體部分高準橢圓形封頭，塔體部分高20m(包

29、括直邊段包括直邊段)，設計溫度，設計溫度 250C，腐蝕裕量腐蝕裕量2.5mm。 1、確定塔體圓筒壁厚。確定塔體圓筒壁厚。 2、塔體上均勻設置、塔體上均勻設置6個加強圈（材料與塔體相同）后的個加強圈（材料與塔體相同）后的 筒體壁厚。筒體壁厚。 平板形封頭 帶折邊錐形封頭 無折邊錐形封頭 錐形封頭 無折邊球形封頭 頭帶折邊球形（碟形）封 半橢球（橢圓形）封頭 半球形封頭 凸形封頭 封頭 封頭形式封頭形式 30 3060 內(nèi)壓半球形封頭內(nèi)壓半球形封頭 ）或（適用范圍： 壁厚計算式： 33. 1 6 . 0 4 KP P DP t c C t iC 半球形封頭半球形封頭 直到滿足要求調(diào)整 非彈性階段

30、： 彈性階段： 壁厚計算圖假設 nc e e e en PP R BP R EP R A ? )( )(0833. 0 )(125. 0 0 2 0 0 外壓半球形封頭外壓半球形封頭 1 ) 2 (2 6 1 6 . 20 . 1 2 K h h D K b a i i i 標準橢圓形封頭： 直邊）封頭內(nèi)表面高度（不含 則 如果 ei e t W C t iC KD P P DKP 5 . 0 2 5 . 0 2 最大允許工作壓力： 壁厚： 橢圓形封頭橢圓形封頭 內(nèi)壓橢圓形封頭內(nèi)壓橢圓形封頭 標準橢圓形封頭：標準橢圓形封頭：e0.15%Di 非 標 準 橢 圓 形 封 頭 ：非 標 準 橢 圓 形 封 頭 ： e0.30%Di 橢圓形封頭的最小厚度橢圓形封頭的最小厚度 外壓橢圓形封頭外壓橢圓形封頭 與外壓半球形封頭計算方法相同與外壓半球形封頭計算方法相同 R0=K1D0 K1-系數(shù)（表系數(shù)（表4-5） 碟形封頭碟形封頭 要求：要求： r 0.1Di且且r 3 RiD