化工設(shè)備使用與維護(hù)第二章 壓力容器基礎(chǔ)

1、化工設(shè)備使用與維護(hù)第二章 壓力容器基礎(chǔ)第一節(jié) 壓力容器的類型及規(guī)范介紹第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算 第三節(jié) 壓力容器的主要零部件目錄知識(shí)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 2.理解壓力容器設(shè)計(jì)參數(shù)的含義知識(shí)目標(biāo)1. 了解壓力容器的類型及主要的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范3.掌握壓力容器強(qiáng)度計(jì)算的方法能力目標(biāo)能夠根據(jù)工藝條件，對(duì)壓力容器進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算、特別是校核計(jì)算4.掌握壓力容器主要零部件的構(gòu)造第一節(jié) 壓力容器的類型及規(guī)范介紹Slide 2/1一、壓力容器的類型 壓力容器是指壓力和容積達(dá)到一定的數(shù)值、容器所處的工作溫度使其內(nèi)部介質(zhì)呈氣態(tài)的密閉容器。按中國壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的規(guī)定，同時(shí)具備下列條件的容器就稱為壓力容器。第一節(jié) 壓力容器

2、的類型及規(guī)范介紹工作壓力大于等于0.1MPa（不含液柱靜壓力）；直徑（非圓形截面指斷面最大尺寸）大于等于0.15m，且容積大于等于0.025m3；介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。工藝用途分類Slide 2/2（一）按工藝用途分類第一節(jié) 壓力容器的類型及規(guī)范介紹反應(yīng)容器主要用于完成介質(zhì)的化學(xué)和物理反應(yīng)過程，如反應(yīng)釜、分解塔、聚合釜、合成塔、煤氣發(fā)生爐等。20 1 Text儲(chǔ)存容提器主要用于盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)，如液化氣儲(chǔ)罐、液氨儲(chǔ)罐、球罐、槽車等。4換熱器主要用于完成介質(zhì)的熱量交換過程，如熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、冷卻塔等。 2分離容器主要用于完成流體

3、的壓力平衡和氣體凈化分離等過程，如分離器、過濾器、洗滌器、干燥塔、汽提塔、乙烯精餾塔等。 3Slide 2/3（二）按設(shè)計(jì)壓力高低分類1. 低壓容器：0.1MPaP1.6 MPa壓力容器2.中壓容器：1.6MPaP10.0MPa3.高壓容器：10.0MPaP100MPa4.超高壓容器：P100MPa第一節(jié) 壓力容器的類型及規(guī)范介紹Slide 2/4（三）按安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的要求分類壓力容器第一類壓力容器第二類壓力容器第三類壓力容器第一節(jié) 壓力容器的類型及規(guī)范介紹Slide 2/5二、壓力容器規(guī)范介紹（一）GB 150-1998鋼制壓力容器（二）GB 151-1999管殼式換熱器（三）JB/T

4、4710-2005鋼制塔式容器（四）壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程第一節(jié) 壓力容器的類型及規(guī)范介紹The End第一節(jié) 壓力容器的類型及規(guī)范介紹第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/6一、典型回轉(zhuǎn)薄殼應(yīng)力分析 壓力容器及化工設(shè)備的外殼，通常是由板、殼制造而成的焊接結(jié)構(gòu)件。而常見的外殼多數(shù)是由具有軸對(duì)稱的回轉(zhuǎn)殼體組合而成，如圓柱殼、球殼、橢球殼、圓錐殼，等。因此，在研究壓力容器及化工設(shè)備之前，首先要認(rèn)識(shí)這些殼體的幾何特性和受力關(guān)系。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/7第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）回轉(zhuǎn)薄殼的形成及幾何特性 任何平面曲線繞同平面內(nèi)的某一已知直線旋轉(zhuǎn)而成的曲面稱為回轉(zhuǎn)曲面，其

5、中已知直線稱為回轉(zhuǎn)曲面的軸，繞軸旋轉(zhuǎn)的平面曲線稱為回轉(zhuǎn)曲面上的母線。 殼體是一種以內(nèi)外曲面為界，且曲面之間的距離遠(yuǎn)小于其他方向尺寸的幾何構(gòu)件，兩曲面之間的距離即是殼體的厚度。與殼體內(nèi)外表面等距離的曲面稱為中間面，中間面是平分殼體厚度且能反映殼體幾何特性的一個(gè)特殊曲面，如果中間面是回轉(zhuǎn)曲面的殼體即稱為回轉(zhuǎn)殼體。Slide 2/8 在對(duì)回轉(zhuǎn)薄壁殼體進(jìn)行應(yīng)力分析時(shí)，假設(shè)：殼體材料連續(xù)、均勻、各向同性；受力后發(fā)生的變形是彈性小變形；殼體中各層纖維在變形中互不擠壓。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算（二）承受氣壓回轉(zhuǎn)薄殼的受力分析Slide 2/91.圓筒形殼體（圓筒體）1：經(jīng)向應(yīng)力（或軸向應(yīng)力）2：環(huán)向應(yīng)力第

6、二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/10=根據(jù)力學(xué)平衡，內(nèi)壓產(chǎn)生的軸向合力與殼壁橫截面上的軸向總拉力相等，即214pDD 14pD經(jīng)向應(yīng)力第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/11= 根據(jù)力學(xué)平衡，由于內(nèi)壓作用，垂直于截面的合力與縱截面上產(chǎn)生的總拉力相等，即22LDpL22pD環(huán)向應(yīng)力第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/12 可以看出， 。說明在圓筒形殼體中，環(huán)向應(yīng)力是經(jīng)向應(yīng)力的2倍，因此，在圓筒體上開設(shè)橢圓形人孔或手孔時(shí)，應(yīng)當(dāng)將短軸設(shè)計(jì)在縱向，長軸在環(huán)向，以減小開孔對(duì)殼體強(qiáng)度的影響。另外，在制造圓筒形壓力容器時(shí)，縱向焊縫的質(zhì)量應(yīng)比環(huán)向焊縫高，以確保容器使用時(shí)的安全可靠性。第二節(jié)

7、 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/132.球形殼體（圓筒體） 根據(jù)力學(xué)平衡，垂直于截面的總壓力與殼體圓環(huán)截面上的拉相等，即24pDD4pD第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算區(qū)域平衡方程Slide 2/143.無力矩理論及其應(yīng)用 在工程應(yīng)用中，當(dāng)殼體的徑比K=D0/Di1.2時(shí)為了簡化計(jì)算，常忽略彎曲應(yīng)力而只考慮拉應(yīng)力的影響，這種分析問題的方法稱為“無力矩理論”，由此求得的旋轉(zhuǎn)殼體中的應(yīng)力稱為“薄膜應(yīng)力”。微體平衡方程prr21sin0KrrprdrK22pr第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/152 1020125.544 20pDMPa第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算【例題2-1】圓筒形和球形容器

8、內(nèi)氣體壓力均為2MPa，圓筒形殼體內(nèi)徑Di為l000mm，球形殼體內(nèi)徑為2000mm，殼體壁厚均為20mm，試求圓筒體截面上的經(jīng)向應(yīng)力、環(huán)向應(yīng)力以及球形殼體截面的拉應(yīng)力。解：(1)計(jì)算圓筒形殼體的應(yīng)力圓筒體的中間面直徑為 D = Di +=1000+20 =1020mm根據(jù)式(2-1)簡體橫截面的經(jīng)向應(yīng)力為 根據(jù)式(2-2) 圓筒體縱截面的環(huán)向應(yīng)力為 (2)計(jì)算球形殼體截面的拉應(yīng)力其中間面直徑為 D = Di +=2000+20 =2020mm根據(jù)式(2-3)球形殼體截面的拉應(yīng)力為 從以上計(jì)算結(jié)果可見，雖然球形殼體的直徑比圓筒形殼體直徑大一倍，但在相同壓力和壁厚的條件下，球形殼體截面的應(yīng)力值與

9、圓筒形殼體截面的環(huán)向應(yīng)力值相當(dāng)。因此，從受力角度來理解，對(duì)于內(nèi)壓較大的壓力容器選擇球形結(jié)構(gòu)較為合適。Slide 2/164.邊緣問題 在殼體上不滿足無力矩理論應(yīng)用條件的部位稱為連接邊緣，在邊緣處殼體相互之間產(chǎn)生的約束力稱為邊緣應(yīng)力。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/17常見的連接邊緣有：殼體與封頭的連接處。直徑和材料相同但壁厚不同兩殼體的連接處。殼體上有法蘭、接管等部位。殼體上有集中載荷、或邊界法向有約束的部位。不同材料制造的同直徑和同壁厚圓筒的連接處等。殼體與封頭的連接處。直徑和材料相同但壁厚不同兩殼體的連接處。殼體上有法蘭、接管等部位。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/18

10、邊緣應(yīng)力的特點(diǎn)：局部性自限性圖2-5 圓筒與平封頭連接邊緣應(yīng)力示意圖第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/19二、容器的強(qiáng)度計(jì)算 壓力容器的強(qiáng)度計(jì)算包括設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算。由已知的工藝條件，如壓力、溫度、介質(zhì)等，設(shè)計(jì)一臺(tái)新容器所進(jìn)行的計(jì)算為設(shè)計(jì)計(jì)算；對(duì)現(xiàn)有的容器改變使用條件，或進(jìn)行安全性能的檢驗(yàn)所進(jìn)行的計(jì)算為校核計(jì)算。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/20（一）圓筒和球殼的強(qiáng)度計(jì)算1.設(shè)計(jì)計(jì)算圓筒形容器 （2-1） 2citcp Dp球形容器 （2-2） 4citcp Dp第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/212.校核計(jì)算圓筒形容器 （2-3） 2tewiepD球形容器 （

11、2-4） 4tewiepD第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/22（二）封頭的強(qiáng)度計(jì)算 封頭是壓力容器的重要組成部分，常用的有半球封頭、橢圓形封頭、蝶形封頭、錐形封頭和平封頭。其中，平封頭根據(jù)需要有多種形式，其結(jié)構(gòu)都比較簡單，但其與其他類型的封頭相比在同等條件下，滿足強(qiáng)度要求的厚度卻很大，故在中低壓容器中應(yīng)用不多；錐形封頭主要用于不同直徑圓筒的過渡連接、介質(zhì)中含有固體顆粒或粘度較大時(shí)容器下部的出料口等。工程上應(yīng)用較多的是半球形封頭、橢圓形封頭和蝶形封頭，以橢圓形封頭常用。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/231.橢圓形封頭橢圓形封頭是由半個(gè)橢球殼和一段高度為h的直邊部分組成。直邊

12、高度h的大小按封頭直徑和厚度不同有25mm，40mm，50mm，三種，直邊部分的作用是使橢圓殼和圓筒的連接邊緣與封頭和圓筒焊接連接的接頭錯(cuò)開，避免邊緣應(yīng)力（互相連接的兩部分由于變形不協(xié)調(diào)、互相約束而在連接處產(chǎn)生的附加應(yīng)力）與熱應(yīng)力（由于焊接在焊接接頭處產(chǎn)生的附加應(yīng)力）疊加的現(xiàn)象，改善封頭和圓筒連接處的受力狀況。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/24當(dāng)橢圓封頭的 時(shí)，稱為標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭。22iiDh 20.5citcKp Dp 20.5tewiepKDK：橢圓形封頭的形狀系數(shù)，可查GB 150，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 K=1.00。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/252.碟形封頭蝶形封

13、頭是由半徑為 的部分球面、高度為 的直邊部分及連接以上兩部分的半徑為 的過渡區(qū)所組成。GB 150中推薦取 （也可以認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)蝶形封頭），這時(shí)球面部分的壁厚與圓筒接近，封頭的深度也不大，便于制造。在蝶形封頭中直邊部分的作用和取法與橢圓形封頭相同。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/26GB 150中推薦取 時(shí)，稱為標(biāo)準(zhǔn)蝶形封頭。M:橢圓形封頭的形狀系數(shù)，可查GB 150，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)碟形封頭M =1.33。0.9,0.17iiRrD 20.5citcMp Rp 20.5tewiepMR第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/273.半球形封頭 半球形封頭為半個(gè)球殼，與其他形式的封頭相比應(yīng)力分

14、布均勻，但由于深度較大，當(dāng)直徑較小時(shí)制造困難，因此中小直徑的容器很少采用半球形封頭。對(duì)于大直徑的半球形封頭，先在制造現(xiàn)場分瓣沖壓，然后再運(yùn)送到安裝現(xiàn)場進(jìn)行拼焊。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/28半球形封頭的強(qiáng)度計(jì)算與球形容器完全相同。適用范圍同樣是pc0.6t，相當(dāng)于K1.33。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/29（三）容器的最小厚度 GB 150中對(duì)圓筒形容器加工成形后不包括腐蝕裕量的最小厚度作了如下限制。碳素鋼、低合金鋼制容器， min不小于3mm；直徑和材料相同但壁厚不同兩殼體的連接處。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算取大值Slide 2/30（四）容器厚度的確定21CC

15、min2C按鋼板厚度規(guī)格向上圓整n第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/30（五）各類厚度的相互關(guān)系第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/31三、設(shè)計(jì)參數(shù)的確定1.設(shè)計(jì)壓力 設(shè)計(jì)壓力是指設(shè)定的容器頂部的最高工作壓力，用p表示，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)標(biāo)在容器的銘牌上；與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)載荷，其值不低于工作壓力。 工作壓力是指正常操作情況下容器頂部可能出現(xiàn)的最高壓力，用 pw表示。 在相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度下，用以確定容器元件厚度的壓力稱為計(jì)算壓力，用 pc表示。,cp ppppp液液液5%p5%p第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/32容器的設(shè)計(jì)壓力可按以下方法確定：當(dāng)容器上裝有爆破片裝置時(shí)

16、，p=(1.151.3)pw。當(dāng)容器上裝有安全閥時(shí)，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)大于等于安全閥的開啟壓力，即p=(1.051.1)pw。當(dāng)容器系統(tǒng)中裝有安全控制裝置，而單個(gè)容器上無安全控制且各個(gè)容器之間的壓力降難以確定時(shí)，其設(shè)計(jì)壓力可按表2-1確定。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/33盛裝液化氣體或混合液化石油氣的容器，設(shè)計(jì)壓力可按表2-2確定。表2-2盛裝液化氣體的壓力容器設(shè)計(jì)壓力選用注：P50為混合液化石油氣50時(shí)的飽和蒸汽壓力；表中的1.94MPa、1.62MPa、0.58MPa分別為丙烯、丙烷、已丁烷50時(shí)的飽和蒸汽壓力，乘以1.1即為設(shè)計(jì)壓力。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/342

17、.設(shè)計(jì)溫度 設(shè)計(jì)溫度是指容器正常工作情況下，設(shè)定的元件的金屬溫度（沿元件金屬截面溫度的平均值），用t表示。對(duì)于0以上的金屬溫度，設(shè)計(jì)溫度不得低于元件金屬在工作狀態(tài)下可能達(dá)到的最高溫度；對(duì)于0以下的金屬溫度，設(shè)計(jì)溫度不得高于元件金屬可能達(dá)到的最低溫度。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/35容器的設(shè)計(jì)溫度可參考以下原則確定。容器內(nèi)介質(zhì)被熱載體或冷載體直接加熱時(shí)，設(shè)計(jì)溫度按下表確定。容器內(nèi)壁與介質(zhì)直接接觸且有外保溫時(shí)，設(shè)計(jì)溫度按下表確定。容器內(nèi)介質(zhì)用蒸汽直接加熱或被內(nèi)置加熱元件（如加熱盤管、電熱元件等）間接加熱時(shí)，其設(shè)計(jì)溫度取被加熱介質(zhì)的最高工作溫度。對(duì)液化氣用壓力容器當(dāng)設(shè)計(jì)壓力確定后，其設(shè)

18、計(jì)溫度就是與其對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽的溫度。對(duì)儲(chǔ)存用壓力容器（包括液化氣儲(chǔ)罐），當(dāng)殼體溫度僅由大氣環(huán)境條件確定時(shí)，其設(shè)計(jì)溫度可取該地區(qū)歷年來月平均氣溫的最低值，或據(jù)實(shí)計(jì)算。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/363.許用應(yīng)力 許用壓力是容器殼體、封頭等受壓元件所采用材料的許用強(qiáng)度，它是由材料的各極限應(yīng)力（ s 、b 、 st 、 nt 、 Dt ）除以相應(yīng)的安全系數(shù)來確定的。安全系數(shù)是為了保證容器受壓元件的強(qiáng)度有足夠的安全儲(chǔ)備量而設(shè)定的一個(gè)強(qiáng)度“保險(xiǎn)”系數(shù)，它是可靠性和先進(jìn)性相統(tǒng)一的系數(shù)，是考慮了材料的力學(xué)性能、載荷條件、設(shè)計(jì)計(jì)算方法、加工制造及使用等方面的不確定因素后確定的。第二節(jié) 壓力容器的

19、設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/374.焊接接頭系數(shù) 焊接制造的容器，在焊縫中可能存在著夾渣、氣孔、裂紋及未焊透等缺陷，使焊縫及熱影響區(qū)的強(qiáng)度受到削弱，為了補(bǔ)償焊接時(shí)可能出現(xiàn)的焊接缺陷對(duì)容器強(qiáng)度的影響，引入了焊接接頭系數(shù)，它是接頭處材料的強(qiáng)度與母材強(qiáng)度之比，用表示。焊接接頭系數(shù)的取值與接頭的形式及對(duì)其進(jìn)行無損檢測的長度比例有關(guān)，由GB 150的規(guī)定可按下列方法確定。1,100%0.850.90,100%0.80無損檢測雙面焊對(duì)接接頭，局部無損檢測無損檢測單面焊對(duì)接接頭，局部無損檢測第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/385.厚度附加量 容器的壁厚不僅要滿足強(qiáng)度和剛度的要求，還要考慮鋼材的厚度負(fù)偏

20、差和介質(zhì)對(duì)容器的腐蝕，所以在確定容器厚度時(shí)引入鋼板或鋼管的厚度負(fù)偏差C1和腐蝕裕量C2，二者之和稱為厚度附加量，用C表示。12CCC 腐蝕裕量可根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性及容器的設(shè)計(jì)壽命來確定，對(duì)介質(zhì)為壓縮空氣、水蒸氣及水的碳素鋼、低合金鋼容器，腐蝕裕量不小于1mm；當(dāng)資料不全難以具體確定時(shí)，可參考表2-7選取。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/396.壓力容器的公稱直徑、公稱壓力 規(guī)定公稱直徑的目的是使容器的直徑成為一系列規(guī)定的數(shù)值，以便于零部件的標(biāo)準(zhǔn)化，以符號(hào)“DN”表示，單位為mm 。用鋼板卷制而成的簡體，其公稱直徑即等于內(nèi)徑，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的壓力容器公稱直徑系列，封頭的公稱直徑與簡體一致

21、，如表3-14所示。 對(duì)于管子來說，公稱直徑既不是指管子的內(nèi)徑也不是指管子的外徑，而是比外徑還要小的數(shù)值。只要管子的公稱直徑一定，管子的外徑也就確定了，管子的內(nèi)徑因壁厚不同而有不同的數(shù)值。 把壓力容器所承受的壓力范圍分成若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)壓力等級(jí)，稱為公稱壓力，以PN表示，并將其作為選用標(biāo)準(zhǔn)零部件的另一個(gè)基本參數(shù)。 目前我國制定的壓力等級(jí)分為常壓、0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4 (單位均為MPa)。選用容器零部件時(shí)，必須將操作溫度下的最高操作壓力（或設(shè)計(jì)壓力）調(diào)整為所規(guī)定的某一公稱壓力等級(jí)，然后冉根據(jù)DN與PN選定該零部件的尺寸。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/40

22、 把壓力容器所承受的壓力范圍分成若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)壓力等級(jí)，稱為公稱壓力，以PN表示，并將其作為選用標(biāo)準(zhǔn)零部件的另一個(gè)基本參數(shù)。 目前我國制定的壓力等級(jí)分為常壓、0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4 (單位均為MPa)。選用容器零部件時(shí)，必須將操作溫度下的最高操作壓力（或設(shè)計(jì)壓力）調(diào)整為所規(guī)定的某一公稱壓力等級(jí)，然后冉根據(jù)DN與PN選定該零部件的尺寸。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/41第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算【例題2-2】某內(nèi)壓容器的簡體設(shè)計(jì)，已知：設(shè)計(jì)壓力p=0.4MPa，設(shè)計(jì)溫度t=70，圓筒內(nèi)徑Di =1000mm，總高3000mm，盛裝液體介質(zhì)，液柱靜壓力為0

23、.03Mpa，圓筒材料為16MnR，腐蝕裕量C2取1.5mm，焊接妾頭系數(shù)= 0.85，試求該容器的筒體厚度。解： (1)根據(jù)設(shè)計(jì)壓力p和液柱靜壓力p液確定計(jì)算壓力pc液柱靜壓力為0.03Mpa，已大于設(shè)計(jì)壓力的5%，故應(yīng)計(jì)入計(jì)算壓力中，則pc = p + p液 = 0.4 + 0.03 = 0.43 MPa,(2)求計(jì)算厚度先假設(shè)簡體厚度為616mm，查表3-6得設(shè)計(jì)溫度為70時(shí)的許用應(yīng)力t =170MPa，將以上參數(shù)帶入式(3-2)得到簡體計(jì)算厚度 (3)求設(shè)計(jì)厚度d (4)求名義厚度n查表(3-10)得鋼板厚度負(fù)偏差C1 =0.22 mm，因而可取名義厚度n=4mm。但對(duì)于低合金鋼制的容

24、器，規(guī)定不包括腐蝕裕量的最小厚度min應(yīng)不小于3mm，若加上1.5mm的腐蝕裕量，名義厚度至少應(yīng)取6mm。根據(jù)鋼板厚度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，名義厚度n取為6mm 。(5)檢查n=6mm，t沒有變化，故取名義厚度為6mm合適。Slide 2/42 半球形封頭用材最少，但深度太深；碟形封頭比較淺，制造比較容易，但比半球形封頭多用材8mm，且封頭與簡體厚度相差懸殊，結(jié)構(gòu)不合理。因此從強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)和制造等方面考慮，以采用橢圓形封頭最為理想。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/43三、容器的壓力試驗(yàn) 容器的壓力試驗(yàn)是在超過設(shè)計(jì)壓力的壓力下，對(duì)容器進(jìn)行試運(yùn)行的過程。壓力試驗(yàn)的目的是檢查容器的宏觀強(qiáng)度、焊縫的致密性及密封結(jié)構(gòu)的可靠性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)容器鋼材、制造及檢修過程中存在的缺陷，是對(duì)材料、設(shè)計(jì)、制造及檢修等各環(huán)節(jié)的綜合性檢查。通過壓力試驗(yàn)將容器的不安全因素在正式使用前充分暴露出來，防患于未然。所以壓力試驗(yàn)是保證設(shè)備安全運(yùn)行的重要措施，必須嚴(yán)格執(zhí)行。第二節(jié) 壓力容器的設(shè)計(jì)計(jì)算Slide 2/44對(duì)下列容器應(yīng)進(jìn)行壓力試驗(yàn)。（1）新制造的的容器。（2）改變使用條件，且超過原設(shè)計(jì)參數(shù)并經(jīng)強(qiáng)度校核合格的容器。（3）停止使用兩年后重新啟用的容器。（4）使用單位從外單位拆來新安裝的或本單位內(nèi)部移裝的容器。（5）用焊接方法修理制造、更換主要受壓元件的容器。（6）需要更