第八章内压容器

小组成员1403031014—陶应乐1403021017—夏臻玮1403023017—张朋朋第4章内压容器

第一节设计参数的确定第二节内压容器筒体与封头厚度计算第三节容器的压力试验第四节在用压力容器的强度校核强度计算的内容：1.设压力容器根据化工生产工艺提出的条件，确定强度设计所需参数(p，t，D)，选定材料及结构形式，最后通过强度计算确定容器筒体及封头壁厚。2．校核在用容器(1)判定在下一个检验周期内，或在剩余寿命期间内，容器是否还能在原设计条件下安全使用。如果容器已不能在原设计条件下使用，应通过强度计算，为容器提出最高允许工作压力。(2)如果容器针对某一使用条件需要判废，应为判废提供依据。第一节设计参数的确定

筒体直径较小（一般小于500mm）时，圆筒可用无缝钢管制作。当用无缝钢管作筒体时，以钢管外径作为它的公称直径。容器的工作压力p作为操作条件由工艺确定：（1）对受内压的压力容器，是指正常工作时容器顶部可能出现的最高压力（表压）。（2）对受外压的压力容器，是指正常工作时容器可能出现的最大内外压力差值。（3）对真空容器，是指正常工作时，容器顶部可能出现的最大真空度。二、工作压力Pw与设计压力P类型包括：弹簧式，重锤杠杆式装有爆破片的容器

第二节内压容器筒体与封头厚度的计算一、内压圆筒的五种壁厚及其确定方法1、理论计算壁厚δ（又称计算厚度）

——安全承受压力为p的介质，圆筒所需的最小理论厚度。对[]t进行修正。通常乘以一个修正系数，即焊接接头系数。

一般工艺设计确定的是容器的内径Di，D=Di+δ，代入上式得：（2）腐蚀裕量C2

容器元件由于腐蚀或机械磨损——厚度减薄。——在设计壁厚时要考虑容器使用寿命期内的安全性！δd=δ+C22、圆筒的设计壁厚δd（又称设计厚度）3、名义厚度δn

将设计厚度δd加上钢板负偏差C1后向上圆整至钢板标准中规定的厚度，称做壳体的名义厚度。在设计图纸上标注的壳体厚度就是此厚度。式中－钢板厚度圆整值，mm，通常≥1。

C1－钢板负偏差，应按名义厚度δn选取。

注意：常用钢板厚度是5，6，8，10，12，14，16，18，20，22，25，28，30，36，40mm.4、有效壁厚δe（有效厚度）

钢板壁厚中真正可用于承受介质压力的那部分厚度：实际上，有效厚度就是指容器在整个有效使用期内均可依赖其抵抗介质压力破坏的厚度。5．最小厚度δmin壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度δmin按下述方法确定：a对于碳素钢和低合金钢制容器：δmin

不小于3mm；b对于高合金钢制容器：δmin

不小于2mm。

第二节内压容器筒体与封头厚度的计算（一）、半球形封头半球形封头由半个球壳构成的。当直径较小、壁厚较薄时，可采用整体冲压成形；大直径时采用分瓣冲压再焊接组合的制造工艺。

由计算公式可见：球形封头壁厚可较相同直径与压力的圆筒壳减薄一半。在实际工作中，为了焊接方便以及降低边界处的边缘压力，半球形封头常和筒体取相同的厚度。半球形封头多用于压力较高的贮罐上。（二）椭圆形封头椭球壳各点的薄膜应力是变化的，当m＝a/b2时，最大应力在椭圆壳的顶点。即以a/b=m，a=D/2代入上式即可得到：D＝Di＋δ2.壁厚的计算公式椭球壳壁内应力的大小及变化受a/b值的影响，——形状系数K。厚度计算公式为：名义壁厚=计算壁厚+壁厚附加量+圆整量标准椭圆封头(a/b=2)K=1。椭圆形封头的最大允许工作压力计算公式：注意：1.加工减薄量由制作单位确定。

2.各参数的单位-公式中只用MPa和mm

。

3.对于同一容器上的圆筒与椭圆形封头，如果壁厚相同，椭圆形封头的强度高于圆筒。所以，水压试验强度校核时，校核筒体强度就可以了。

第三节容器的压力试验

为为什麽容器在制造完毕后还须进行压力

这是因为:按强度、刚度计算确定的容器厚度，由于材质、钢板弯卷、焊接及安装等制造加工过程不完善，有可能导致容器不安全，会在规定的工作压力下发生过大变形或焊缝有渗漏现象等，故必须进行压力试验予以考核。试验呢？什麽容器在制造完毕后还须进行压力试验呢？为什麽容器在制造完毕后还须进行压力试验呢？

检验容器在超工作压力条件下密封结构的严密性、焊缝的致密性和宏观强度。同时，观察压力试验后受压容器母材和焊缝的残余变形量，还可及时发现材料和制造过程中存在的缺陷。1）检验容器宏观强度—是否出现裂纹,是否变形过大；2）密封点及焊缝的密封情况。1.压力试验目的2.试验介质①液体√②气体液体介质：常温水。也可用不会发生危险的其它液体试验时液体的温度应低于其闪点或沸点。压力试验的试验介质为什么普遍采用液体?由于压力试验时，容器可能发生爆炸事故，因此希望试压时容器内积蓄的能量越小越好。液体的压缩性较小，达到试验压力时所需做的功较少，容器内积蓄的能量也相对要小一些。而气体的压缩性较大，爆炸时突然恢复到大气压而释放出的能量很大，安全性较差。在下列情况下，不宜用液体作为压力试验介质，而应采用气体：（1）容器的结构复杂，试压时不能充满各个部位，因而无法充分检验各个部位的试压要求；（2）容器内不允许有微量残留液体；（3）其他难以克服的困难，如大型容器供水困难等。例如：装入贵重催化剂要求内部烘干，或容器内衬耐热混凝土不易烘干，或由于结构原因不易充满液体的容器以及容积很大的容器等3.试验压力试验压力—在压力试验时，容器顶部的压力。试验温度—压力试验时，壳体的金属温度。试验压力的最低值应按下式计算，其上限值应满足压力试验前的应力校核的限制。pT－试验压力，MPa；p－设计压力，MPa；[σ]一试验温度下的材料许用应力，MPa；[σ]t

一设计温度下的材料许用应力，MPa。压力容器形式与材料耐压试验压力系数η液（水）压气压固定式钢和有色金属及搪玻璃压力容器1.251.15铸铁压力容器2.0移动式压力容器（中、低压）1.51.15水压试验气压试验4.压力试验前的应力校核压力试验前，为什么要作应力校核？试压时，要求器壁应力必须低于材料的屈服点，因此有必要在压力试验前进行校核。σT

应满足下列条件：液压试验时气压试验时5.水压试验程序①充水时滞留在容器内的气体必须排净。②试验过程中容器外表面应保持干燥。③设备充满水后，待壁温大致相等时，缓慢升压到规定试验压力，稳压30min，然后将压力降低到试验压力的80％，再保持30min以上。④需停泵保压。保压期间检查容器有无损坏，有无宏观变形，有无泄漏及微量渗透。6.水压试验注意事项①对于不锈钢制造的容器用水进行试验时，应限制水中氯离子含量不超过25mg/kg，以防氯离子腐蚀。②对于碳素钢、16MnR、15MnNbR和正火15MnR钢容器，不要低于5℃；对于其他低合金钢容器，不要低于15℃。③如发现法兰连接处泄漏，不得带压紧固螺栓。④水压试验后及时排水，并用压缩空气及其它惰性气体，将容器内表面吹干。

第四节在用压力容器的强度校核

一、在用压力容器强度校核的原则

原设