内压薄壁圆筒和球壳设计ppt课件

1、第九章 内压薄壁圆筒和球壳设计第一节 概述第二节内压薄壁圆筒和球壳强度计算第三节 容器的压力实验第一节 概述 设计顺序工艺要求容器直径尺寸给定的内直径设计压力设计温度介质腐蚀性设计适宜的厚度运用寿命内平安运转第一节 概述压力容器强度计算的内容新容器强度设计在用容器的强度校核确定设计参数选择运用资料确定容器构外型式计算筒体与封头厚度选取规范件绘制设备图纸第一节 概述在用容器的强度校核根据实测的厚度进展强度校核平安运用期限监控运用条件提出判废根据第二节 内压薄壁圆筒和球壳强度计算一、薄壁圆筒强度计算公式一、薄壁圆筒强度计算公式3min1max， tmDDD2p04p2p31r3min321321，

2、第三强度实际1 实际计算厚度计算厚度应思索下面两个要素：计算厚度应思索下面两个要素：1焊接接头系数焊接接头系数2容器内径容器内径st-st-钢板在设计温度钢板在设计温度tt下的许用应力，下的许用应力，MPaMPa。表。表9-19-1、9-49-4tpD2 焊接接头系数焊接接头系数钢板卷焊。夹渣、气孔、未焊透等缺陷，导致焊缝及其附近区域强度能够低于钢材本体的强度。 钢板 st乘以焊接接头系数 , 1 tpD2 值，可查表值，可查表9-6 容器内径容器内径工艺设计确定内径Di，制造丈量也是内径，而受力分析中的D却是中面直径。解出解出d d，得到内压圆筒的计算厚度，得到内压圆筒的计算厚度tiDp2)

3、( cc2pDpti最小实际计算厚度最小实际计算厚度 2 设计厚度与名义厚度 1钢板负偏向 C1 2腐蚀裕量C2=n。 2cc22CpDpCtidGB150-1998规定式中式中 d d 圆筒计算厚度，圆筒计算厚度， mmmm； dd dd 圆筒设计厚度，圆筒设计厚度， mmmm； Di Di 圆筒内径，圆筒内径， mmmm； pc pc 容器设计压力，容器设计压力， MPaMPa； 焊接接头系数。焊接接头系数。名义厚度：名义厚度：筒体设计厚度加上厚度负偏向后向上圆筒体设计厚度加上厚度负偏向后向上圆整，即为筒体名义厚度整，即为筒体名义厚度dndn，式中式中 ：dn-dn-圆筒名义厚度，圆筒名义

4、厚度，mm mm -圆整成钢材规范值；圆整成钢材规范值；211CCCdn 圆筒的计算厚度，圆筒的计算厚度，mm mm C1-钢板负偏向 C2 -腐蚀裕量写在图纸上的钢板厚度写在图纸上的钢板厚度ee圆筒有效厚度圆筒有效厚度21nCC ee或3 3 有效厚度：有效厚度： teeictDp2 eiteD2pw设计温度下圆筒的最大允许任务压力设计温度下圆筒的最大允许任务压力设计温度下圆筒的计算应力设计温度下圆筒的计算应力圆筒容器各种厚度关系 cc2pDptie21CCn2CdeC2dC1n4 压力容器的最小厚度 当设计压力很低时，按强度公式计算出来的厚度就太小，不能满足制造、运输和安装的要求。为此规定

5、不包括腐蚀裕量的最小厚度minmin 规定：1 对碳素钢、低合金钢容器，不小于3mm 2对高合金钢制容器，不小于2mm二、薄壁球壳强度计算二、薄壁球壳强度计算设计温度下球壳的计算厚度：设计厚度设计厚度 CtiCpDp44p21D薄壁球壳主应力 2dC4CtiCpDp二、薄壁球壳强度计算二、薄壁球壳强度计算设计温度下球壳的计算应力设计温度下球壳的计算应力 teeictDp4 eiteD4pw设计温度下球壳的最大允许任务压力设计温度下球壳的最大允许任务压力三、设计参数确实定三、设计参数确实定 设计压力表压设计压力表压 计算压力计算压力 设计温度设计温度 许用应力许用应力 焊接接头系数焊接接头系数

6、厚度附加量厚度附加量设计压力计算压力设计压力计算压力设计压力设计压力: :相应设计温度下确定壳壁厚相应设计温度下确定壳壁厚度的压力，亦即标注在铭牌上的容度的压力，亦即标注在铭牌上的容器设计压力。其值稍高于最大任务器设计压力。其值稍高于最大任务压力。压力。最大任务压力：是指容器顶部在任务最大任务压力：是指容器顶部在任务过程中能够产生的最高压力表过程中能够产生的最高压力表压。压。釜壁能够接受压力情况： 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

7、接受的最大压差:内压0.3MPa或外压0.3MPa.例如：带夹套的反响釜：夹套内蒸汽压力为0.2MPa,釜内开场抽真空，然后釜内升压至0.3MPa。该釜壁接受压力如何？设计压力计算压力设计压力计算压力v运用平安阀时设计压力不小于平安阀开运用平安阀时设计压力不小于平安阀开启压力或取最大任务压力启压力或取最大任务压力1.051.051.101.10倍；倍；v运用爆破膜根据其型式，普通取最大任运用爆破膜根据其型式，普通取最大任务压力的务压力的1.151.151.31.3倍作为设计压力。倍作为设计压力。容器内盛有液体，假设其静压力容器内盛有液体，假设其静压力不超越最大任务压力的不超越最大任务压力的5

8、5，那，那么设计压力可不计入静压力，否么设计压力可不计入静压力，否那么，须在设计压力中计入液体那么，须在设计压力中计入液体静压力。静压力。 此外，某些容器有时还必需思索此外，某些容器有时还必需思索重力、风力、地震力等载荷及温重力、风力、地震力等载荷及温度的影响，这些载荷不直接折算度的影响，这些载荷不直接折算为设计压力，必需分别计算。为设计压力，必需分别计算。 设计温度设计温度选择资料和许用应力确实定直接选择资料和许用应力确实定直接有关。有关。 设计温度指容器正常任务中，在设计温度指容器正常任务中，在相应的设计条件下，金属器壁相应的设计条件下，金属器壁能够到达的最高或最低温度。能够到达的最高或最

9、低温度。设计温度设计温度器壁温度经过实测或由传热计算。器壁温度经过实测或由传热计算。不被加热或冷却，筒内介质最高或最不被加热或冷却，筒内介质最高或最低温度。低温度。用蒸汽、热水或其它载热体加热或冷用蒸汽、热水或其它载热体加热或冷却，载体最高温度或最低温度。却，载体最高温度或最低温度。不同部位出现不同温度分别计算不同部位出现不同温度分别计算查手册表查手册表9-19-1许用应力许用应力许用应力是以资料的各项强度数据为许用应力是以资料的各项强度数据为根据，合理选择平安系数根据，合理选择平安系数n n得出的。得出的。抗拉强度、屈服强度，蠕变强度、疲抗拉强度、屈服强度，蠕变强度、疲劳强度。取其中最低值。

10、劳强度。取其中最低值。当设计温度低于当设计温度低于00时，取时，取2020时的时的许用应力。许用应力。公式公式9-109-10，9-11 9-11 表表9-2 9-2 ；表；表9-3 9-3 ；表；表9-9-4 4 ；表；表9-59-5 n05 5焊接接头系数焊接接头系数焊接减弱而降低设计许用应力的系数。焊接减弱而降低设计许用应力的系数。根据接头型式及无损检测长度比例确定。根据接头型式及无损检测长度比例确定。焊接接头方式焊接接头方式无损检测的长度比例无损检测的长度比例100%100%部分部分双面焊对接接头或相当双面焊对接接头或相当于双面焊的对接接头于双面焊的对接接头1.01.00.850.85

11、单面焊对接接头或相当于单面焊对接接头或相当于单面焊的对接接头单面焊的对接接头0.90.90.80.8符合才允许作部分无损探伤。抽验长度不应小于每条焊缝长度的20。5.焊接接头系数焊接接头系数f容器上存在有：纵焊缝A类焊缝环焊缝B类焊缝需求进展无损检验。检验方法主要是：X射线检查和超声波检查。常见的焊接方式： 缺陷，夹渣，未焊透，晶粒粗大等，在外观看不出来； 熔池内金属从熔化到凝固的过程遭到熔池外金属的刚性约束，内应力很大。焊缝区强度比较薄弱。焊接缺陷 为综合思索筒体强度，设计公式中将钢板母材的许用应力乘以f1。 6 6厚度附加量厚度附加量满足强度要求的计算厚度之外，额外添加的厚满足强度要求的计

12、算厚度之外，额外添加的厚度量，包括由钢板负偏向度量，包括由钢板负偏向( (或钢管负偏向或钢管负偏向) ) ClCl、腐蚀裕量、腐蚀裕量 C2C2，即，即 C C ClCl十十 C2C2表9-10钢板厚度负偏向 钢板厚度钢板厚度22.22.52.83.03.23.53.84 4.55.5 负偏向负偏向0.130.140.150.160.18 0.2 0.2 钢板厚度钢板厚度6782526303234 36404250 5260 负偏向负偏向0.60.8 0.91 1.11.21.3 腐蚀裕量腐蚀裕量C2C2应根据各种钢材在不应根据各种钢材在不同介质中的腐蚀速度和容器设同介质中的腐蚀速度和容器设计

13、寿命确定。计寿命确定。塔类、反响器类容器设计寿命普塔类、反响器类容器设计寿命普通按通按2020年思索，换热器壳体、年思索，换热器壳体、管箱及普通容器按管箱及普通容器按1010年思索。年思索。当腐蚀速度当腐蚀速度0.05-0.1mm0.05-0.1mma a时，单面腐蚀时，单面腐蚀取取C2C21mm1mm，双面腐蚀取，双面腐蚀取C2C22-4mm2-4mm。腐蚀速度腐蚀速度0.05mm0.05mma a时：单面腐蚀时：单面腐蚀C2C21mm1mm，双面腐蚀取，双面腐蚀取C2C22mm2mm，不锈钢取不锈钢取C2C20 0。v氢脆、碱脆、应力腐蚀及晶间氢脆、碱脆、应力腐蚀及晶间腐蚀等，添加腐蚀裕量

14、不是有腐蚀等，添加腐蚀裕量不是有效方法，而应根据情况采用有效方法，而应根据情况采用有效防腐措施。效防腐措施。 v工艺减薄量，可由制造单位根工艺减薄量，可由制造单位根据各自的加工工艺和加工才干据各自的加工工艺和加工才干自行选取，设计者在图纸上注自行选取，设计者在图纸上注明的厚度不包括加工减薄量。明的厚度不包括加工减薄量。第三节第三节 容器的压力实验容器的压力实验压力实验的时机：1容器制成后； 2检修后。实验目的：1检验容器宏观强度能否出现裂纹,能否变形过大； 2密封点及焊缝的密封情况。要知道！ 1需求焊后热处置的容器，须热处置后进展 压力实验和气密实验； 2须分段交货的容器，在工地组装并对环焊

15、缝进展热处置后，进展压力实验； 3塔器须安装后进展水压实验；实验压力名义壁厚确定后，校核压力实验条件下的强度能否满足要求，以免进展压力实验时出现危险。1). 实验压力确实定：内压容器的实验压力：ttpp15.1p 25.1p TT气压试验液压试验p设计压力 MPa ;s-元件资料在实验温度下的许用应力，MPa;st元件资料在设计温度下的许用应力，MPa。【注】1容器铭牌上规定有最大允许任务压力时，公式中应以最大允许任务压力替代设计压力。 2容器各元件圆筒、封头、接纳、法兰及紧固件所用资料不同时，应取各元件资料的s/st比值中较小者。思索：1.压力实验目的？压力实验强度校核目的？何时进展？2.在进展压力实验过程中，检查什麽？何时检查？3.能否一切压力容器在制成後都要进展气密实验检查？压力实验分类：压力实验分类：液压实验介质：普通为水；液压实验介质：普通为水；过程：过程：充水排气设计压力无走漏开场实验压力下保压30分钟卸压吹净终了实验压力的80%保压检查留意： 不锈钢容器水中氯离子不得超越25mg/L。 试压合格的条件： 1无渗漏； 2无可见变形； 3实验过程中无异常响声； 4b 540MPa的资料，外表经无损检验 无裂纹。气压实验不适宜液压实验的，如因构造缘故排液或充液困