夾套容器強(qiáng)度計(jì)算方法比較

1、第32卷第1期2011年2月化工裝備技術(shù)150前言?shī)A套容器是將作為一個(gè)完整壓力室的夾套連接在容器筒體、封頭外部形成的多腔壓力容器，在石油、化工、天然氣等行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。它由容器和夾套兩部分組成：容器一般由筒體、封頭等組成；對(duì)于不同形式的夾套，由不同的受壓元件構(gòu)成。使用夾套容器的目的是加熱或冷卻容器及其內(nèi)部介質(zhì)。夾套容器也可作為密封絕熱室使用。對(duì)于夾套容器，當(dāng)容器設(shè)計(jì)壓力較低，而夾套設(shè)計(jì)壓力較高時(shí)，容器筒體承受較高的外壓。這時(shí)，其外壓校核按鋼制壓力容器外壓圓筒的計(jì)算方法校核，其所需的壁厚較大。外壓容器的破壞主要是失穩(wěn)，而設(shè)備的抗失穩(wěn)能力又主要取決于殼體的幾何尺寸，即直徑、長(zhǎng)度和壁厚，其中長(zhǎng)度和

2、直徑起著決定性作用。因此，通過(guò)提高材料的強(qiáng)度來(lái)提高設(shè)備的抗失穩(wěn)能力是不合理的，而通過(guò)改變夾套結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到器壁減厚的目的，是比較經(jīng)濟(jì)的。本文針對(duì)計(jì)算過(guò)程中幾種方法，對(duì)夾套容器設(shè)計(jì)中的幾種強(qiáng)度計(jì)算作了詳細(xì)對(duì)比。普通夾套，材質(zhì)，容器筒體設(shè)計(jì)壓力，夾套設(shè)計(jì)壓力，腐蝕裕量筒體為、夾套為。容器筒體內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，夾套內(nèi)設(shè)計(jì)溫度。2強(qiáng)度計(jì)算方法比較普通夾套型普通夾套型壓力容器按鋼制壓力容器外壓圓筒來(lái)計(jì)算，所用計(jì)算軟件為，計(jì)算結(jié)果（過(guò)程略）為：筒體壁厚，夾套壁厚。螺旋導(dǎo)流板型在夾套內(nèi)設(shè)置螺旋導(dǎo)流板，不但能為夾套內(nèi)的流體導(dǎo)流，更好地加熱或冷卻容器內(nèi)的物料，而且容器筒體因外壓計(jì)算長(zhǎng)度減小而使計(jì)算壁厚減小。筒體按鋼制壓力

3、容器外壓圓筒來(lái)計(jì)算，所用計(jì)算軟件為，計(jì)算結(jié)果（過(guò)程略）為：筒體壁厚，夾套壁厚。蜂窩錐體型蜂窩夾套的結(jié)構(gòu)蜂窩夾套的結(jié)構(gòu)如圖所示。1設(shè)計(jì)條件容器筒體直徑，材質(zhì)，蜂窩夾套結(jié)構(gòu)容器的計(jì)算計(jì)算參數(shù) ：圖1蜂窩夾套結(jié)構(gòu)，×°，。計(jì)算過(guò)程：（）（）°姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨f 姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨，×，姨姨××本設(shè)備筒體取腐蝕裕量等C ，由C 取筒體壁厚姨姨×（注：f f ）本設(shè)備夾套取腐蝕裕量等C ，由C 取夾套壁厚。校核過(guò)程略。蜂窩短管型蜂窩短管結(jié)構(gòu)蜂窩短管結(jié)構(gòu)如圖所示。圖2 蜂窩短管結(jié)構(gòu)蜂窩夾套結(jié)構(gòu)容器的計(jì)算計(jì)算參數(shù)：，

4、5;°，。計(jì)算過(guò)程：（）（）°姨姨姨姨，姨，姨，姨f ，姨，姨，姨，姨，姨姨姨姨×，求f 6時(shí)，取，對(duì)于蜂窩錐體連接，對(duì)于蜂窩短管連接，姨姨，姨姨姨f ，姨6，姨，姨，姨，姨姨姨姨，×，×，姨姨本設(shè)備筒體取腐蝕裕量等C ，由C 取姨姨考慮腐蝕裕量、加工減薄量、鋼板負(fù)偏差等C ，由C 取夾套壁厚。校核過(guò)程略。半（圓）管夾套型計(jì)算公式的適用條件對(duì)于沿筒體外圓周布置螺旋形和排管形通道的受壓筒體，（）姨姨若，則應(yīng)滿足下列附加條件：（）半管夾套的結(jié)構(gòu)半管夾套的結(jié)構(gòu)如圖所示。圖3半管夾套結(jié)構(gòu)半管夾套結(jié)構(gòu)容器的計(jì)算計(jì)算參數(shù)：，°，。假設(shè)，有（）姨（

5、）姨×（）姨姨（）（）（）×××（）×（）（）×由所以可以取。校核過(guò)程略。幾種夾套形式強(qiáng)度計(jì)算方法的結(jié)果比較如表所示。表1幾種強(qiáng)度計(jì)算方法結(jié)果比較夾套形式筒體壁厚S 1夾套壁厚S 2管壁厚/mm/mm/mm普通夾套4318螺旋導(dǎo)流板3618蜂窩錐體1010蜂窩短管566半管843結(jié)論從表可看出，利用蜂窩錐體、蜂窩短管和半管夾套結(jié)構(gòu)，可以大大減小筒體壁厚。但筆者認(rèn)為，實(shí)際操作中，存在焊接、沖深邊緣區(qū)域等諸多加工因素的影響，需加以綜合考慮，再確定合適的壁厚。參考文獻(xiàn)1HG/T205691994. 機(jī)械攪拌設(shè)備S.2GB 1501998.