设计审核人讲义

{企业通用培训}设计审核人讲义压力容器设计基础一．概述1、标准适用的压力范围GB150－1998《钢制压力容器》设计压力P：0.1～35MPa精品文档放心下载真空度：≥0.02MPaGB151－1999《管壳式换热器》设计压力P：0.1～35MPa谢谢阅读真空度：≥0.02MPa公称压力PN≤35MPa，公称直径DN≤2600mm感谢阅读PN•DN≤1.75×104JB4732－95《钢制压力容器-分析设计标准》设计压力P：0.1～精品文档放心下载100MPa真空度：≥0.02MPaJB／T4735－1997《钢制焊接常压容器》设计压力P：精品文档放心下载圆筒形容器：-0.02MPa≤P≤0.1MPa立式圆筒形储罐、圆筒形料仓-500Pa≤P≤感谢阅读0.2000Pa矩形容器：连通大气GB12337－1998《钢制球形储罐》设计压力P≤4MPa,公称容积V≥谢谢阅读50M3JB4710－2000《钢制塔式容器》设计压力P：0.1～35MPa谢谢阅读(对工作压力<0.1MPa内压塔器,P取0.1MPa)谢谢阅读高度范围h>10m且h/D(直径)>52.设计时应考虑的载荷1)内压、外压或最大压差；2)液体静压力(≥5%P)；需要时，还应考虑以下载荷3)感谢阅读下内装物料的重力载荷；4)附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；感谢阅读5)风载荷、地震力、雪载荷；6)支座、座底圈、支耳及其他形式支撑件的反作用力；谢谢阅读7)连接管道和其他部件的作用力；8)温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力；9)包括压力急剧波动的冲击载荷；10)冲击反力,如流体冲击引起的反力等；11)运输或吊装时的作用力。3、设计单位的职责1)设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责。2)压力容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样。谢谢阅读3)压力容器的设计总图应盖有压力容器设计资格印章。精品文档放心下载4．容器范围GB150管辖的容器范围是指壳体及其连为整体的受压零部件精品文档放心下载1)容器与外部管道连接2)接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件3)谢谢阅读支座、裙座等4)谢谢阅读5.定义(1)压力除注明者外，压力均为表压力。工作压力Pw1)内压容器在正常工作情况下，容器顶部可能出现的最高压力。感谢阅读2)真空容器在正常工作情况下，容器可能出现的最大真空度。谢谢阅读3)外压容器在正常工作情况下，容器可能出现的最大内外压力差。精品文档放心下载设计压力Pd谢谢阅读荷的条件，其值不低于工作压力。计算压力Pc感谢阅读感谢阅读5%设计压力时，可忽略不计。最大允许工作压力[Pw]精品文档放心下载压力应是按容器各受压元件的有效厚度减去除压力外的其他载谢谢阅读谢谢阅读的液柱静压力）中的最小值。最大允许工作压力可作为确定保护容器的安全泄放装置动作压精品文档放心下载力（安全阀开启压力或爆破片设计爆破压力）的依据。安全阀的开启压力Pz谢谢阅读口测得的压力。爆破片的标定爆破压力Pb爆破片铭牌上标的爆破压力。(2)温度金属温度容器元件沿截面厚度的温度平均值。工作温度容器在正常工作情况下介质温度。最高、最低工作温度容器在正常工作情况下可能出现介质的最高、最低温度。设计温度谢谢阅读谢谢阅读均值）。试验温度试验温度指压力试验时，壳体的金属温度。(3)厚度最小厚度δmin容器壳体加工成型后不包括腐蚀裕量的最小厚度。计算厚度δ按各章公式计算得到的厚度精品文档放心下载括厚度附加量的厚度。厚度附加量C=C1+C2谢谢阅读厚度附加量的厚度。设计厚度δd计算厚度与腐蚀裕量之和名义厚度（即图样厚度）δn感谢阅读准规格的厚度。有效厚度δe名义厚度减去厚度附加量（腐蚀裕量与钢材厚度负偏差之和）。谢谢阅读二.材料(一)选材的基本原则感谢阅读谢谢阅读谢谢阅读,谢谢阅读具体的选材过程中必须仔细考虑如下因素：（二）材料的基本性能1．机械性能感谢阅读谢谢阅读精品文档放心下载的机械性能。（1）机械强度强度是材料抵抗外力作用不致破坏的性能特性。感谢阅读常用的特性指标有屈服极限（σtsb）。数值由拉伸精品文档放心下载试验获得。高温时还要考虑蠕变极限（σtn）和持久极限（σtD）。精品文档放心下载精品文档放心下载s/σb,屈强比愈小，感谢阅读精品文档放心下载料的强度提高而不致立刻破坏。压力容器用材的屈强比一般为感谢阅读0.6~0.7。碳素钢的屈强比一般为0.6左右，低合金高强度钢为感谢阅读0.65~0.75，合金结构钢为0.85(2)塑性材料的塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不破精品文档放心下载精品文档放心下载它们的数值由拉伸试验获得。感谢阅读谢谢阅读性良好的材料可以顺利地进行某些成型工艺，如冷冲压、冷弯曲等。感谢阅读精品文档放心下载感谢阅读感谢阅读16%,其它合金钢δ≥14%。精品文档放心下载（3）硬度所谓硬度是指金属材料抵抗压入物压陷能力的大小，也可谢谢阅读谢谢阅读精品文档放心下载度（HB）、洛氏硬度（HRC）、和维氏硬度（HV），其数值可以互相感谢阅读换算。感谢阅读谢谢阅读谢谢阅读似关系：轧制、正火或退火的低碳钢σb=0.36HB;轧制、正火或退火的中碳钢σb=0.35HB;硬度HB≤250经热处理的合金钢σb=0.34HB;谢谢阅读硬度HB250~400，经热处理的合金钢σb=0.33HB;感谢阅读感谢阅读对焊接接头，也常用测定热影响区硬度的方法来确定其淬硬程度。谢谢阅读感谢阅读板材料的硬度值。螺栓和螺母匹配使用，一般螺栓材料的硬度值须高于螺母３０HB。感谢阅读（4,材料韧性用冲击功谢谢阅读AKV来衡量,冲击功AKV感谢阅读消耗能量大小的特性，即冲击试样所消耗的功，其单位为J。感谢阅读由于冲击功AKV是金属材料各项机械性能标中对材料的化学成分、谢谢阅读精品文档放心下载感谢阅读说，尤其是低温压力容器冲击功是一项重要的性能指标。（5）温度对材料机械性能的影响谢谢阅读谢谢阅读料。如果材料在高温下承受高的应力，则材料的抗蠕变性能是关键性的。精品文档放心下载感谢阅读内(10万小时)产生1%的变形时的应力;持久极限是材料在某一温度感谢阅读(10万小时)引起断裂时的感谢阅读感谢阅读能，但一般限制外推时间不得大于试验时间的10倍。持久强度是高精品文档放心下载GB150中确定许用应力的强度指标之谢谢阅读一．谢谢阅读精品文档放心下载的厚度，加工后的残余应力、结构缺陷以及材料的使用温度。谢谢阅读目前各国标准规范均以夏比v型缺口冲击试验来检验材料对脆性破精品文档放心下载坏的敏感性。2．耐腐蚀性能感谢阅读感谢阅读感谢阅读匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、氢脆、磨蚀等。（1）均匀腐蚀感谢阅读的腐蚀其危害最小。GB150中C2只考虑均匀腐蚀C2=KB感谢阅读其中B—设计寿命(年)K—腐蚀速率(mm/年)一般分为感谢阅读不腐蚀轻微腐蚀腐蚀重腐蚀Bmm/年<0.050.05~0.130.13~0.25≥0.25谢谢阅读C2mm0≥1≥2≥3（2）应力腐蚀应力腐蚀是指金属在持久拉应力和腐蚀性环境联合作用下产生腐蚀感谢阅读裂纹,并使裂纹迅速扩展,从而可能出现的早期性破坏的腐蚀形式.谢谢阅读几种常见的应力腐蚀环境:a.碳钢及低合金钢焊制化工容器对介质NaOH的应力腐蚀与介质浓度、感谢阅读温度有关。当NaOH溶液在其与烃类的混合物中体积大于等于5%时，感谢阅读也应根据NaOH溶液的浓度符合该要求。NaOH溶液浓度小于等于1%或谢谢阅读NaOH溶液在其与烃类的混合物中体积小于5%时，不受此限制。精品文档放心下载NaOH溶液NaOH溶液重量%2351015203040506070温度上限（℃）9088857670655448434038当超过以上范围的碳钢、低合金钢材料需焊后进行消除应力热处理。感谢阅读b.湿H2S应力腐蚀介质同时符合下列条件时，即为湿H2S应力腐蚀环境：谢谢阅读①温度小于等于（60+2P）℃；P为压力，MPa②H2S分压大于等于0.00035MPa即相当于常温在水中H2S溶解度大谢谢阅读于等于10p.p.m；③介质中含有液相水或处于水的露点温度以下；④PH＜9或有氰化物(HCN)存在。C.液氨应力腐蚀环境谢谢阅读环境：①介质为液态氨，含水量不高（≤0.2%）,且有可能受空气(O2或CO2)精品文档放心下载污染的场合；②使用温度高于－5℃。对于应力腐蚀环境的容器除进行焊后消除应力热处理，在焊接要求、谢谢阅读焊接接头硬度等方面都要提出具体要求。奥氏体不锈钢材料在氯化物溶液、高温水、高浓度NaOH等介质往往精品文档放心下载产生应力腐蚀。（3）氢腐蚀环境氢在常温常压下不会对铁碳合金引起氢蚀，当温度在200℃~300℃发精品文档放心下载生“氢脆，金属在高温下与氢反应生成甲烷，甲烷气在晶界空隙内感谢阅读引起裂纹，使材料的塑性降低，引起这种腐蚀有合成氨、合成甲醇、谢谢阅读石油加氢等工业生产，设计温度大于等于200℃与氢气氛相接触的压力容器用钢应精品文档放心下载20谢谢阅读曲线的碳素钢和珠光体耐热钢在氢气氛中使用须经过焊后消除精品文档放心下载应力热处理。奥氏体不锈钢在氢分压范围的氢气中使用都是满意的，焊后也无感谢阅读必要进行消除应力热处理。（4）晶间腐蚀谢谢阅读谢谢阅读酸、草酸、盐酸、硫酸、磷酸等。防晶间腐蚀的措施：123谢谢阅读碳化物的元素（Nb.Ti.Ni）3．材料的物理性能材料的主要物理性能包括：密度ρ、导热系数λ、比热c、熔点tm、感谢阅读精品文档放心下载求，如用于传热表面的材料要求有较高的导热系数。4．制造工艺性能感谢阅读谢谢阅读对压力容器来说重要的是材料的焊接性,一般控制材料的含碳量小于感谢阅读0.25%。材料的含碳量越高，热影响区的硬化与脆化倾向越大，在焊精品文档放心下载接应力作用下容易产生裂纹。奥氏体不锈钢的使用温度高于5250.04%。精品文档放心下载因为奥氏体不锈钢的使用温度500~550℃时，钢中含碳量太低，强度精品文档放心下载和抗氧化性会显著下降。（三）压力容器用钢1．钢板（1）碳钢谢谢阅读钢。a.普通碳素结构钢普通碳素结构钢的技术要求，按《碳素结构钢》规定。质量分A、B、感谢阅读C、D四级，以脱氧方法不同又分沸腾钢、半镇静钢、镇静钢。精品文档放心下载谢谢阅读这种钢锭内无气泡，钢材质量较高。钢牌号由代表屈服强度的字母，感谢阅读屈服强度值，质量等级符号等部分组成，如：Q215-AQ215-BQ235-AQ235-BQ235-CQ235-DQ255-A255-B精品文档放心下载钢板使用范围GB700-88P(MPa)T(℃)δ(mm)介质限制Q235-B（做常温冲击试验）≤1.60~350≤20不得用于毒性为高度、谢谢阅读极度危害介质Q235-C（做0℃冲击试验）≤2.50~350≤30感谢阅读Q235-D（做-10℃冲击试验）谢谢阅读液中还保留相当数量的FeO，在浇注与凝固时，由于碳和FeO反应，谢谢阅读钢液中不断析出CO，产生沸腾，故称为沸腾钢，如牌号Q235-A·F感谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载故的发生，在各国压力容器设计规范中都对其使用加以限制。精品文档放心下载半镇静钢介于沸腾钢与镇静钢之间，用“b”来代替“F”。精品文档放心下载b.优质碳素结构钢精品文档放心下载较高。按GB699-88《优质碳素结构技术条件》规定。精品文档放心下载感谢阅读精品文档放心下载镇静钢。对于专业用钢符号，只需在优质碳素钢后面加字母“R”、感谢阅读“g”，如：20R、20g。(2)低合金钢低合金钢是指钢中合金元素总含量在2~5%感谢阅读谢谢阅读因此，它在压力容器制造业中得到广泛的应用。压力容器用低合金高强度的钢的屈服强度范围为294~696MPa。谢谢阅读a.低合金钢中最常用的有：16MnR，它不仅硫、磷含量控制较严，更谢谢阅读谢谢阅读此其使用压力不受限制。使用温度下限可达-20℃，是目前应用极广感谢阅读的好材料。b.中温抗氢钢氢在常温压下不会对铁碳合金引起显著的腐蚀，但当温度为200~300精品文档放心下载℃，压力高于30MPa则将产生极强的腐蚀作用，发生所谓“氢脆现感谢阅读感谢阅读谢谢阅读感谢阅读感谢阅读7%感谢阅读谢谢阅读谢谢阅读感谢阅读型破坏。防止氢腐蚀的途径有:感谢阅读感谢阅读精品文档放心下载氢钢有：15CrMoR、14Cr1MoR等。c.低温用钢压力容器的破坏通常都是由于内压产生的机械应力达到容器材料的精品文档放心下载精品文档放心下载谢谢阅读谢谢阅读现象称为低应力脆性破坏。产生容器低应力破坏的主要原因之一是由于钢材在低温下的冲击功谢谢阅读精品文档放心下载下冲击功的大小。精品文档放心下载低于或等于-20℃时，其使用状态及最低冲击试验温度应符合GB150感谢阅读中4.2.8节表4-2的要求。V精品文档放心下载钢材应按批进行冲击试验复验。(3)高合金钢高合金钢的合金元素总含量大于10%，其中奥氏体不锈钢在常温和低谢谢阅读感谢阅读感谢阅读精品文档放心下载量0.08~`0.12%左右为高碳级不锈钢，钢号前以“1”表示。含碳量精品文档放心下载0.03<C<0.08%为低碳级不锈钢，钢号前以“表示。含碳量≤0.03%精品文档放心下载为超低碳级不锈钢，钢号前以“00”表示。奥氏体铬镍不锈钢压力容器在加工和使用过程中，在400~450℃下重精品文档放心下载精品文档放心下载感谢阅读感谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载谢谢阅读焊缝拉开一段距离该距离应大于名义厚度的三倍，且不小于100mm。精品文档放心下载不锈钢的导热系数λ是碳钢的1/3~1/4，而它的线膨胀系数α却是碳谢谢阅读钢的1.5精品文档放心下载压力容器常用的此类板材的钢号有：OCr18Ni9、OCr18Ni10Ti、感谢阅读OCr17Ni12Mo2；2.钢管谢谢阅读和容器一样注意碳素钢、碳锰钢在高于425℃温度下长期使用，钢中精品文档放心下载谢谢阅读精品文档放心下载准中壁厚较大的无缝钢管。换热管用钢管使用还应符合GB151的规定。3.锻件精品文档放心下载及指标要求按JB4726~4728-94谢谢阅读件及公称厚度大于300mm的低合金钢锻件应选用Ⅲ级或Ⅳ级。感谢阅读a)筒形锻件（L>D）,t为公称厚度b)环形锻件（L≤D）,L和t中的小者为公称厚度谢谢阅读c)饼形锻件（t≤D）,t为公称厚度d)碗形锻件（H≤D），t1和t2中的小者为公称厚度谢谢阅读e)长颈法兰锻件（H≤D）t1和t2中的小者为公称厚度感谢阅读f)条形锻件（L>D）,D为公称厚度锻件的级别由设计单位确定，并应在图样上注明，如16MnRⅡ。感谢阅读4．紧固件紧固件的使用温度范围应符合GB150表4-10,螺栓的硬度应比螺母稍谢谢阅读高（HB30），可通过选用不同钢材或不同热处理而获得。谢谢阅读表紧固件的使用温度范围螺母用钢螺柱钢号钢号钢材标准使用温度其它限制Q235-A35Q215-AQ235-AGB700(使用状态,热轧)-19~300适用于P＜10.0Mpa容器.密封要求高时,使用温度宜小于等于200℃40MnB、40MnVB40Cr3540Mn35GB699(正火)-19~400适用于P≥2.5Mpa容器及密封要求高时,使用温度宜小于等于400℃30CrMoA35CrMoA40Mn45GB699GB3077-19~400适用于P≥2.5Mpa容器及密封要求高时,使用温度宜小于等于400℃25Cr2Mo30CrMoAGB3077-19~500适用于P≥2.5Mpa容器及密精品文档放心下载VA35CrMoA(调质)封要求高时,使用温度宜小于精品文档放心下载等于500℃1Cr5Mo1Cr5MoGB1221-19~600适用于高温密封感谢阅读0Cr18Ni90Cr18Ni9GB1220(固溶)-253~7000Cr17Ni12Mo20Cr17Ni12Mo2GB1220(固溶)-253~7005.焊接材料感谢阅读精品文档放心下载动焊。感谢阅读精品文档放心下载量。药皮则用于保证焊接顺利进行并使焊缝。一定的化学成分和机械性能，是决定焊缝金属质量的主要因素之一。谢谢阅读感谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载感谢阅读理石分解成CaO精品文档放心下载保护气体中氢很少，因此又称为低氢焊条。酸性焊条由于氧化性强，感谢阅读感谢阅读感谢阅读谢谢阅读精品文档放心下载要求焊条含钒量不得大于0.05%。焊材选用相同钢号相焊，碳素钢、碳锰低合金钢的焊缝金属应保证力学性能，感谢阅读精品文档放心下载保证力学和耐腐蚀性能。精品文档放心下载精品文档放心下载精品文档放心下载量较奥氏体高合金钢母材高的焊接材料。三．内压圆筒体和内压球壳1、失效准则容器从承载到载荷的不断加大最后破坏经历弹性变形、塑性变形、谢谢阅读爆破，因此容器强度失效准则的三种观点：弹性失效弹性失效准则认为壳体内壁产生屈服即达到材料屈服限时该壳体即感谢阅读谢谢阅读阶段。认为圆筒内壁面出现屈服时即为承载的最大极限。精品文档放心下载谢谢阅读器内外壁面全屈服时才为承载的最大极限。精品文档放心下载感谢阅读的最大极限。2、弹性实效准则下的四个强度理论第一强度理论（最大主应力理论）认为材料的三个主应力中只要最大的拉应力σ1达到了极限应力，材精品文档放心下载料就发生破坏。强度条件：σ1≤[σ]t第二强度理论（最大变形理论）认为材料的最大的应变达到了极限状态，材料就发生破坏。精品文档放心下载εmax≤[ε]第三强度理论（最大剪应力理论）材料的最大剪应力τmax达到了极限应力，材料就发生破坏。谢谢阅读τmax=(σ1-σ3)≤[σ]t第四强度理论（剪切变形能理论）材料变形时，即内部变形能量达到材料的极限值时，材料破坏。精品文档放心下载σe=√[(σ1-σ3)2+(σ1-σ3)2+(σ1-σ3)2]≤[σ]t感谢阅读3、应力计算（1）圆筒容器感谢阅读内压P精品文档放心下载谢谢阅读略了弯曲应力，这种应力称为薄膜应力。经向应力σm=周向应力σt=式中P——设计压力，MPa；D——圆筒的中间直径或称中径，mm；D==Di+δD0——圆筒的外直径，mm；Di——圆筒的内直径，mm；δ——圆筒的计算厚度，mm；由上述公式可以得出以下结论：a、圆筒体上周向应力σt是经向应力σm的两倍，而周向应力作用于感谢阅读纵向截面，环向应力作用于环向截面（见下图）。b、由于周向应力σt是经向应力σm的两倍，由此可知，周向应力所谢谢阅读精品文档放心下载圆筒体的纵焊缝为A类焊接接头，环焊缝为B精品文档放心下载开椭圆形人孔时使长轴垂直与筒体轴线。C、应力与D/δ成正比。(2)球形壳体谢谢阅读式中P——设计压力，MPa；D——球壳的中间直径或称中径，mm；D==Di+δD0——球壳的外直径，mm；Di——球壳的内直径，mm；δ——球壳的计算厚度，mm；从以上可以看出球形壳体的最大应力是圆筒体最大应力的两倍。精品文档放心下载3、强度计算精品文档放心下载理论推导，其强度条件形成结果是一样的。按第一强度理论条件得σ1=σt=≤[σ]t式中[σ]t——设计温度下圆筒材料的许用应力，MPa。感谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读感谢阅读谢谢阅读的许用应力[σ]t乘以一个焊接接头系数φ，于是上述公式变成：感谢阅读≤[σ]tφ≤[σ]tφ由上式计算厚度δ=式中Pc——计算压力，MPa；Di——圆筒的内直径，mm；[σ]t——设计温度下材料的许用应力，MPa；φ——焊接接头系数。上式适用于设计压力P≤0.4[σ]tφ的范围。（D0/Di=1.5）精品文档放心下载设计厚度δd=δ+C2名义厚度δn=δ+C2+C1+△且δn≥δmin+C2式中：C——厚度附加量C=C1+C2mmC1——钢板或钢管的厚度负偏差，mm；C2——腐蚀裕量，mm△——钢板圆整量；δmin——筒体最小厚度。如果已知圆筒尺寸，可校核在设计压力作用下圆筒壁厚的应力谢谢阅读应力校核式σtC=C1+C2，mm计算所得的应力值，必须满足σ≤[σ]tφ。最大允许工作压力[Pw球形壳体由于球形容器经向应力和周向应力相等，因此其最大应力σ1σt=σm=D=Di+精品文档放心下载一强度理论时，即得出≤[σ]tφ所以可求出计算厚度δ=P作用下球壳壁的计算应力感谢阅读应力校核式σt=≤[σ]tφ[Pw3、设计参数的确定1）设计压力精品文档放心下载谢谢阅读设计压力。表设计压力选取设计压力无安全泄放装置1.0~1.10倍工作压力；装有安全阀不低于(等于或稍大于)安全阀开启压力内(安全阀开启压力取1.05~1.10倍工作压谢谢阅读压力)；容装有爆破片取爆破片设计爆破压力加制造范围上限；谢谢阅读器容器位于泵进口侧，且无取无安全泄放装置时的设计压力,且以感谢阅读安全泄放装置时0.1Mpa外压进行校核；真空无夹套真空容有安全泄放装置设计外压力取1.25倍最大内外压力差或0.1MPa两者中的小值；容器无安全泄放装置设计外压力取0.1Mpa；感谢阅读器夹套内容器(真空)设计外压力按无夹套真空容器规定选取1感谢阅读为内压夹套(内压)设计内压力按内压容器规定选取；精品文档放心下载外压容器设计外压力取不小于在正常工作情况下可能产生的最大内外压力精品文档放心下载差1.容器的计算外压力应为设计外压力加上夹套内的设计内压力,且必须谢谢阅读校核在夹套试验压力.外压下的稳定性。盛装液化石油气或混合液化石油气的容器介质50℃饱和蒸汽压力低于异丁烷50℃的饱和0.79MPa蒸汽压力时(丁二烯)介质50℃饱和蒸汽压力高于异丁烷50℃的饱和1.77Mpa蒸汽压力时(如液态丙烷)介质50℃饱和蒸汽压力高于丙烷50℃的饱和蒸2.1MPa汽压力时(如液态丙烯)谢谢阅读安全阀的排放压力、开启压力之间的关系示意如下：压力容器安全阀试验压力排放压力计算压力设计压力开启压力工作压力其中：安全阀排放压力——阀瓣达到规定开启高度时的进口压力；感谢阅读——谢谢阅读出状态时，在安全阀进口测得的压力。精品文档放心下载精品文档放心下载1.05~1.10倍工作压力。（1）对装有爆破片的压力容器容器的设计压力、工作压力及爆谢谢阅读破片的爆破压力之间的关系示意如下：压力容器爆破片设计压力P最高标定爆破压力Psmax（Psmax=Pb+爆破片制造范围上谢谢阅读限）爆破片制造范围设计爆破压力Pb最低标定爆破片压力Psmin（Psmin=Pb–爆破片制造范围下限）谢谢阅读工作压力PW其中：标定爆破压力——爆破片铭牌上标志的爆破压力设计爆破压力——爆破片在指定温度下的爆破压力。最低标定爆破压力Psmin的大小与爆破片型式和工作压力有关感谢阅读2）设计温度设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。谢谢阅读在任何情况下元件金属的表面温度不得超过钢材的允许使用温度。感谢阅读精品文档放心下载容器器壁与介质直接接触且有外保温（或保冷）时a.设计温度选取介质工作温度设计温度TⅠⅡT＜-20℃介质最低工作温度介质工作温度减0~10℃精品文档放心下载-20℃≤T≤15℃介质最低工作温度介质工作温度减5~10℃谢谢阅读T＞15℃介质最高工作温度介质工作温度加15~30℃感谢阅读注：当最高（低）工作温度不明确时，按表中的Ⅱ确定。b.精品文档放心下载元件等）间接加热时，设计温度取最高工作温度。c.容器器壁两侧与不同温度介质直接接触而可能出现单一介质接触感谢阅读精品文档放心下载低于-20℃时，则应以该侧的工作温度为基准确定最低设计温度。感谢阅读d.感谢阅读可按以下规定选取：（1）盛装压缩气体的储罐，最低设计温度取环境温度减3℃；精品文档放心下载（2）盛装液体体积占容积1/4以上的储罐，最低设计温度取环境温谢谢阅读度。注：环境温度取容器安装地区历年来“月平均最低气温”的最低值，谢谢阅读e.对裙座等室外钢结构，应以环境温度作为设计温度。3)厚度附加量厚度附加量C=C1+C2mm式中：C1——钢板或钢管的厚度负偏差，mm；C2——腐蚀裕量，mm。厚度负偏差C1钢板或钢管的厚度负偏差C1谢谢阅读厚度负偏差不大于0.25mm，且不超过名义厚度的6%时，负偏差可忽感谢阅读略不计。常用钢板厚度负偏差钢板标准GB6654-1996GB3531-1996谢谢阅读钢板厚度（mm）全部厚度负偏差C1（mm）0.25（取C1=0mm）钢板标准GB3274-88GB3280-92GB4237-92GB4238-92感谢阅读钢板厚度＞5.5＞7.5＞＞＞＞＞＞感谢阅读mm~7.5~2525~3030~3434~4040~5050~6060~80负偏差C1mm0.60.80.91.01.11.21.31.8谢谢阅读常用无缝钢管(不包括换热管)的厚度负偏差C1值钢管标准种类壁厚(mm)负偏差C1GB8163《输送流体用无缝钢冷拔＞1.010%10%

管》热轧≥2.512.5%感谢阅读冷拔＞1.010%GB9948《石油裂化用无缝钢谢谢阅读≤2012.5%管》热轧＞2010%GB/T14976《流体输送用不锈冷拔＞1~314%谢谢阅读钢无缝钢管》＞3.010%热轧＜1512.5%12.5%≥1515%12.5%冷拔≥1.510%

GB6479《化肥设备用高压无精品文档放心下载3~2012.5%缝钢管》热轧＞2010%冷拔2~310%10%＞310%7.5%GB5310《高压锅炉用无缝钢管》热轧10%,且≤10%,且≤0.2mm＜3.50.32mm3.5~2010%10%＞2010%7.5%3)腐蚀裕量C2腐蚀裕量考虑的原则（1）与工作介质接触的筒体、封头、接管、人（手）孔及内部构件谢谢阅读等，均应考虑腐蚀裕量。（2）下列情况一般不考虑腐蚀裕量：a介质对不锈钢无腐蚀作用时（不锈钢、不锈复合钢板或有不锈钢堆精品文档放心下载焊层的元件）；b可经常更换的非受压元件；c有可靠的耐腐蚀衬里；d法兰的密封表面；e管壳式换热器的换热管；f管壳式换热器的拉杆、定距管、折流板和支持板等非受压元件；精品文档放心下载g谢谢阅读支腿、底板及托架等，但不包括裙座）。（3）腐蚀裕量一般应根据钢材在介质中的腐蚀速率和容器的设计寿感谢阅读命确定。对有使用经验者，可以按经验选取。（4）容器的设计寿命除有特殊要求外，塔、反应器等主要容器一般精品文档放心下载不应少于15年，一般容器、换热器等不少于8年。感谢阅读腐蚀裕量的选取（1）容器筒体、封头的腐蚀裕量a介质为压缩空气、水蒸汽或水的碳素钢或低合金钢制的容器，其腐谢谢阅读蚀裕量不得小于1.0mm。b、除a以外的其他情况可按下表确定筒体、封头的腐蚀裕量。精品文档放心下载筒体、封头的腐蚀裕量腐蚀程度不腐蚀轻微腐蚀腐蚀重腐蚀腐蚀速率（mm/年）＜0.050.05~0.130.13~0.25＞0.25精品文档放心下载腐蚀裕量（mm）0≥1≥2≥3注:表中的腐蚀速率系指均匀腐蚀。最大腐蚀裕量不应大于6mm，否则应采取防腐措施。（2）精品文档放心下载壳体的腐蚀裕量。（3）筒体内侧受力焊缝应取与筒体相同的腐蚀裕量。（4）谢谢阅读（5）谢谢阅读选取不同的腐蚀裕量，两者叠加作为总的腐蚀裕量。（6）容器地脚螺栓的腐蚀裕量可取3mm。4)最小厚度δmin谢谢阅读精品文档放心下载小厚度δmin1.对碳钢和低合金钢制容器,不小于3mm；2.对高合金钢容器,不小于2mm；3.碳素钢和低合金钢制塔式容器的最小厚度为2/1000的塔器内直径,精品文档放心下载且不小于4mm;对不锈钢制塔式容器的最小厚度不小于3mm；感谢阅读4.管壳式换热器壳体的最小厚度应符合GB151《管壳式换热器》的相感谢阅读应规定。感谢阅读精品文档放心下载时的加固措施（如在容器的内部设置临时支撑元件等）。复合钢板复层的最小厚度a.感谢阅读层厚度不应小于2mm；b.精品文档放心下载3mm；不锈钢堆焊层在加工后的最小厚度为3mm。5mm。精品文档放心下载5)许用应力精品文档放心下载n后而得的。即[σ]=极限应力/安全系数n谢谢阅读ttD及蠕变极限σn者说来表示。感谢阅读与这些极限应力相对应的安全系数也有不同的数值。材料许用应力的取法感谢阅读t抗拉强度σb、设计温度下的屈服点σs除以各自的安全系数后所得的精品文档放心下载最小值，作为受压元件设计时的许用应力，即取以下最小值。谢谢阅读t[σ]=σb/nb;[σ]t=σs/ns当碳素钢或低合金钢的设计温度超过380-420Cr—Mo谢谢阅读450℃；奥氏体不锈钢的设计温度超过550℃时，精品文档放心下载必须同时考虑高温持久强度或蠕变强度作为计算许用应力。精品文档放心下载t[σ]t=σD/nttD或[σ]t=σn/nn材料的蠕变强度对于化工容器用的材料常以一定温度下，经过10万感谢阅读小时（约11年）产生1%的蠕变总变形，为该材料在某高温下的蠕变感谢阅读谢谢阅读是以限制容器产生一定量的塑性变形为依据的。10精品文档放心下载精品文档放心下载精品文档放心下载谢谢阅读经过105小时后断裂时，其相对伸长率δ不超过10%，而在变形大于感谢阅读4-5%精品文档放心下载期工作时对断裂的抗力。综上所述，在高温下许用应力系取下列四者中的最小值[σ]=σb/nb；t[σ]=σs/ns；或[σ]=σs/nstt[σ]=σD/nD[σ]=σn/nn式中σb、σs——材料在常温下的强度极限和屈服极限MPa感谢阅读tσD——材料在设计壁温下经10万小时断裂的持久极限MPa感谢阅读tσs——精品文档放心下载屈服极限，MPa；tσn——材料在设计壁温下的蠕变极限，MPa；nbnsnDnn——精品文档放心下载的安全系数。〔σ〕={σb/nb,σts/ns,σtn/nn,或σtD/nD,}min感谢阅读安全系数n的选择谢谢阅读感谢阅读感谢阅读谢谢阅读容器的安全系数强度性能常温或设设计温度下经设计温度下经10谢谢阅读常温下安全系数计温10万小时万最低材料度下的屈断裂的持久强度小时蠕变率为1%抗拉强度σb服点tDσtσs或σs平均值最小值的蠕变极限tnσnbnsnD≥3≥1.6≥1.5≥1.25≥1.0感谢阅读金钢奥氏体高合金钢-≥1.5≥1.5≥1.25≥1.0注:当部件的设计温度不到蠕变温度范围,且允许有微量的永久变形精品文档放心下载时,可适当提高许用应力,但不超过0.9σts谢谢阅读他有微量永久变形就产生泄漏税或故障的场合。螺栓安全系数设计温度下设计温度下经10万小时材料螺栓直径mm热处理状态屈服点σtS的断裂的持久感谢阅读σS强度σDt平均值的nD碳素钢≤M22M24～M48热扎·正火1.72.5低合金钢马≤M222.5氏体高合金M24～M48调质3.01.5谢谢阅读钢≥522.7奥氏体高合金钢≤M22M24～M48固溶1.61.5球形贮罐在安全系数上与圆筒容器有所不同,根据球形贮罐采用低合精品文档放心下载金钢及使用经验基础上,提出安全系数要考虑材料屈强比γ的因素，谢谢阅读感谢阅读n=1/0.5(1.6-γ)(γ——钢材的屈服极精品文档放心下载限与抗极限之比值)。6)焊接接头系数由于焊缝金属可能存在着未被发现的缺陷，夹渣、未焊透、谢谢阅读感谢阅读的热影响区往往形成粗大晶粒而使金属母材强度或塑性也有所谢谢阅读感谢阅读谢谢阅读接头系数以弥补焊接接头对容器强度的削弱。焊接接头系数φ=焊缝区材料强度/本体材料强度≤1焊接接头系数大小与以下主要因素有关：a.焊接接头的结构形式：焊接接头设计是保证焊缝质量的重要条件。谢谢阅读谢谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读初始裂纹，故焊接接头系数应取小些。b.精品文档放心下载声波探伤等）焊接接头质量有保证，无损检查比例越高（100%谢谢阅读陷愈少，焊接接头系数φ可取大些。7)公称直径和公称压力公称直径DN谢谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读备制造速度，降低设备制造费用。273325377426mm谢谢阅读等选取，此时容器公称直径系指钢管外径。公称压力PN精品文档放心下载压力数值称为公称压力，目前我国所制定的压力等级分为；感谢阅读0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4、10、16、20、22、感谢阅读32MPa精品文档放心下载精品文档放心下载材料强度极限时，则就要按更高一级的公称压力取用零部件。精品文档放心下载8)压力试验谢谢阅读精品文档放心下载运转。感谢阅读压力试验。如果容器压力试验后，需进行补焊或补焊后又经热处理，精品文档放心下载谢谢阅读并根据介质的特点决定是否进行致密性试验。压力试验a.感谢阅读于3080%精品文档放心下载感谢阅读谢谢阅读精品文档放心下载干净。当无法达到这一要求时，应控制水的氯离子含量不超过感谢阅读25mg/L。以防止氯离子d对奥氏体不锈钢的应力腐蚀。精品文档放心下载碳素钢、16MnR和正火15MnVR精品文档放心下载于5℃；其他低合金钢制容器，液压试验时液体温度不得低于15℃。感谢阅读精品文档放心下载验液体温度。当设计温度大小或等于100℃时，有些钢材由于板厚增加等原因机械感谢阅读性能已开始下降,机械性能的下降使得材料许用应力也显著降低。这谢谢阅读谢谢阅读[σ]/[σ]t.b.感谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读谢谢阅读谢谢阅读感谢阅读容器，必须进行彻底的清洗和置换，否则严禁用空气作为试验介质。精品文档放心下载碳素钢和低合金钢制压力容器的试验用气体温度不得低于15℃；其谢谢阅读他材料制压力容器，其试验用气体温度应符合设计图样规定。精品文档放心下载试验时压力应缓慢升压，升压至规定试验压力的10%，保压5分钟，精品文档放心下载谢谢阅读试验压力的50%10%，感谢阅读逐级升压到试验压力，应根据容积大小保压10-30精品文档放心下载计压力，保压进行检查，其保压时间不少于30分钟。检查期间压力谢谢阅读谢谢阅读感谢阅读变形即为合格。若有渗漏经返修后再按上述规定重新试验。谢谢阅读感谢阅读进行100%探伤，试验时应有必要的防护措施，试验压力PT（1）内压容器液压试验PT=1.25P气压试验PT=1.15P式中：P——设计压力，MPa；[σ]——试验温度下的材料许用应力，MPa[σ]t——设计温度下的材料许用应力，MPa容器各元件（圆筒、封头、接管、法兰及紧固件）所用材料不同时，感谢阅读应取各元件材料的[σ]/[σ]t比值中最小者。（2）外压容器和真空容器外压容器和真空容器按内压容器进行试验液压试验压力PTPT=1.25p气压试验压力PTPT=1.15p式中：P——设计外压力，MPa(3)夹套容器感谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读精品文档放心下载谢谢阅读谢谢阅读精品文档放心下载超过设计压差。图样上应注明这一要求，以及试验压力和允许压差。感谢阅读感谢阅读液柱静压力。应力校核精品文档放心下载感谢阅读的壁厚度。同时还应计入液柱静压力。液压试验时，圆筒的薄膜应力校核式σT=≤0.9σsφ(σ0.2)气压试验时圆筒的薄膜应力校核式σT=≤0.8σsφ(σ0.2)式中Di——圆筒的内直径，mm；PT——试验压力，MPa；——圆筒的有效厚度，mm；φ——圆筒的焊接接头系数。液压试验时，球形容器的薄膜应力校核。σT=≤0.9σsφ(σ0.2)气压试验时，球形容器的薄膜应力校核σT=≤0.9σsφ(σ0.2)式中Di——球形容器的内直径，mmPT——试验压力，MPa；——球形容器的有效厚度，mm；φ———球形容器的焊接接头系数。致密性试验致密性试验有气密性试验或煤油渗漏试验。（1）气密性试验气密性试验的目的在于检查容器连接部位的密封性能和焊缝可能发谢谢阅读感谢阅读谢谢阅读力容器，必须进行气密性试验。谢谢阅读门、压力表和液面计等后方可进行。气密性试验所用气体应为干燥、谢谢阅读洁净的空气、氮气或其他惰性气体。具有易燃介质的在用压力容器，精品文档放心下载必须进行彻底的清洗和置换，否则严禁用空气作为试验介质。精品文档放心下载碳素钢和低合金钢制压力容器，其试验用气体的温度应不低于5℃。精品文档放心下载其他材料制压力容器设计者可根据材料决定。气密性试验压力一般取PT=1.0P式中：P——设计压力，MPa试验压力应缓慢上升，达到规定试验压力后保压10分钟，然后降至谢谢阅读精品文档放心下载水中检查。如有泄漏，修补后重新进行液压试验和气密性试验。谢谢阅读对已作气压试验的容器是否需再进行气密性试验应在设计图样上注感谢阅读明。感谢阅读感谢阅读时，则壳程、管程按各自要求试验压力试压。然后壳程再以1.05倍谢谢阅读壳程设计压力的含氨体积约1%的压缩空气或低压纯氨渗透试验。谢谢阅读（2）煤油渗漏试验精品文档放心下载谢谢阅读格。四、应力分类及限制1．设计方法常规设计压力容器设计基本上是采用传统的设计方法—“常规设谢谢阅读谢谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载感谢阅读采用统一的许用应力值，为了保证安全，通常采用较高的安全系数。精品文档放心下载分析设计“分析设计从设计思想上来说，就是放弃了传统的弹性失精品文档放心下载精品文档放心下载精品文档放心下载地提高了许用应力值，但又严格地保证了结构的安全性。2．应力分类（1）一次应力一次应力是平衡压力与其它机械载荷所必须的应力，精品文档放心下载它是维持结构各部分平衡需要的，一次应力没有“自限性，所引起感谢阅读精品文档放心下载感谢阅读塑性流动，直至破坏。一次应力分为一次总体薄膜应力Pm一次弯曲应力Pb局部薄膜应力PL二次应力Q二次应力是满足元件间的约束及结构自身变形连续要求所需的应力，谢谢阅读谢谢阅读感谢阅读谢谢阅读次应力自动限制，这就是二次应力的自限性。感谢阅读大随离开边缘的距离增大而迅速衰减。例如离圆筒与封头连接处为2.5感谢阅读√Rδ时弯曲应力已降低到应力峰值的5%。属于二次应力的如封头与筒体连接处的总体不连结构在内压作用下精品文档放心下载由于边缘剪力和弯矩在筒体或封头上所应起的弯曲应力（边缘应感谢阅读力），换热器在管壳上的温差应力（热应力）均属二次应力。精品文档放心下载3．边缘应力的基本概念感谢阅读感谢阅读谢谢阅读谢谢阅读精品文档放心下载感谢阅读谢谢阅读称为边缘效应力或称为不连续应力。1）边缘应力的特性由边缘力和边缘力矩引起的边缘力具有以下两个特点：（1）局限性（2）自限性2）设计中对边缘应力的考虑（1感谢阅读谢谢阅读力，避免边缘区附加的局部应力集中（如应避免在边缘区开孔。）感谢阅读（2）只要是塑性材料，即使边缘区应力超过材料的屈服极限，邻近精品文档放心下载谢谢阅读感谢阅读精品文档放心下载边缘应力作特殊考虑。（3）在下列情况下应考虑边缘应力a．塑性较差的高强度钢制压力容器b．低温下操作的铁素体制的重要压力容器c．受疲劳载荷作用的压力容器d．受核幅射作用的压力容器精品文档放心下载脆性破坏或疲劳。因此必须正确计算边缘应力并按JB4732-95《钢制谢谢阅读压力容器分析设计》进行设计。峰值应力F谢谢阅读感谢阅读疲劳裂纹产生的根源。这类应力如筒体开孔根部。4．应力的限制条件一次应力Pm≤SmPL≤1.5Sm(极限载荷设计法)Pb≤1.5Sm二次应力Q≤3Sm（安定性准则）极限载荷设计法安定性准则五、封头感谢阅读头，碟形封头、球冠形封头）、锥形封头、变径段、平盖等。感谢阅读1．球形封头精品文档放心下载按球壳确定。谢谢阅读谢谢阅读谢谢阅读大直径（Di＞3m）的半球形可用数块钢板在大型水压机成型后拼焊而精品文档放心下载成。半球形封头还用于高压容器上代替平封头，以节省钢材。谢谢阅读感谢阅读接头系数按环焊缝。2．椭圆形封头感谢阅读力σ随着X值的变化而变化，而且与长短轴的比值a/b有关。现精品文档放心下载将几个特殊点应力值列出。椭圆封头各特殊点的应力值坐标位置经向应力σm环向应力σθ椭圆形封头顶点位置椭圆形封头底边上位置==max=man=椭圆形壳体中径及曲面高度。根据第一强度理论，并考虑焊接接头系数φ，得[σ]tφ==2为标准椭圆形封头。其环向应力分布图：标准椭圆形封头计算厚度δ=对Di/2hi＞2的椭圆形封头，不仅边缘应力大，薄膜应力也大，所感谢阅读谢谢阅读算公式进行适当修正，即δ=式中K——椭圆形封头形状系数K=[2+（）2]对标准椭圆形封头的系数K=1椭圆形封头的最大允许工作压力[Pw从椭圆形壳体应力分析中知道壳体赤道处可能出现周向压应力，精品文档放心下载为了使这部分壳体不致于失稳，对于K≤1的椭圆形封头，其有效厚感谢阅读度应不小于封头内直径的0.15%。K>1的椭圆形封头的有效厚度应不精品文档放心下载小于0.30%Di。3、碟形封头Ri精品文档放心下载部分是以半径为Di/2精品文档放心下载其曲率半径为r。Ri与r均以内表面为基准。braRi谢谢阅读b感谢阅读a处也有缘谢谢阅读应力存在，其边缘应力的大小与Di/r有关。当r/Di之比值愈小，即感谢阅读谢谢阅读径应不大于封头的内直径。通常取Ri=（0.9或1）Di，这样碟形封头精品文档放心下载球面部分的应力与圆筒周向应力σθ相近。即球面部分的厚度与圆筒精品文档放心下载r不小于封头精品文档放心下载内直径的10%，这样就控制r/DI的大小，也就控制了边缘应力大小。谢谢阅读为了计算方便以球顶部分应力为基础，乘以折边部分的形状系数M，感谢阅读得出碟形封头的强度计算公式。σ=MPR/2δ考虑焊接接头系数φ，并用R=Ri+感谢阅读δ=式中M——碟形封头形状系数M=(3+)碟形封头的最大允许工作压力[Pw]=从椭圆形壳体应力分析中知道壳体边缘到交点b可能出现周向压应感谢阅读M≤1.34(Ri=0.9Dir=0.17Di)谢谢阅读0.15%M>1.34的碟谢谢阅读形封头的有效厚度应不小于0.30%Di。4、球冠形封头感谢阅读感谢阅读处的局部应力。δ=系数Q根据Ri/DiPc/[σ]tφ来查取5、锥形封头锥形封头有轴对称的无折边锥封头和折边锥形封头以及非轴对称的谢谢阅读无折边斜形封头。对于轴对称的锥形封头大端当锥壳半顶角α≤30℃时，可以采用无折边结构；当α＞30℃时，应采用带过渡段的折边结构。r或rs的圆弧精品文档放心下载过渡部分和圆筒部分。过渡部分是为了降低边缘应力直边部分是为了避免边缘应力叠加在封头和筒体的连接焊缝上(与碟谢谢阅读形封头各部分作用类似)1）轴对称内压无折边锥形封头根据第一强度理论得σ1=σθ=•≤[σ]t将D=Di+C谢谢阅读出锥形封头的厚度计算公式δ=式中DC——精品文档放心下载体段组成时，式中DC分别为各锥体段大端直径。上式无折边封头适用于α≤30谢谢阅读精品文档放心下载3[σ]tP[σ]t及α谢谢阅读30精品文档放心下载较大，锥体与筒体连接处应考虑另行加强或采用有折边锥形封头。精品文档放心下载P/[σ]t谢谢阅读P/[σ]t感谢阅读感谢阅读加强段应与圆筒加强段具有相同的厚度。=式中Q——应力增值系数。谢谢阅读度应不小于；圆筒加强段的长度应不小于2。感谢阅读精品文档放心下载连接处的厚度计算公式及判别是否需要加强的曲线。无需加强的锥壳计算厚度δ=mm式中Dis——为锥体小端内直径以α和P/[σ]tφ值查图，当其交点位于曲线之下时需要加强，加强感谢阅读后的壁厚按下式计算=mm在任何情况下，锥壳小端加强段的厚度不得小于相连接的锥壳厚度，谢谢阅读锥壳加强的长度L1应不小于；圆筒加强段的长度L应不小于。感谢阅读谢谢阅读谢谢阅读锥形封头厚度。2）轴对称内压折边锥形封头。精品文档放心下载较大且α≤30℃时，采用带折边封头可以克服上述缺点。感谢阅读大端折边锥体封头的过渡段转角半径r应不小于封头大端内径Di≥精品文档放心下载且不小于该过渡段厚度的3倍，即r≥0.1Di且r≥3.精品文档放心下载大端折边锥形封头的过渡段转角半径rs应不小于封头大端内径Dis精品文档放心下载的5%,且不小于该过渡段厚度的3倍。大端折边锥形封头厚度计算应包括两部分（1）过渡段壁厚=式中:K——系数，根据α、r/Di查GB150表7-4。感谢阅读（2）与过渡段相接处的锥壳厚度=mm式中：f——系数，f=值由表7-5查取。当锥壳半项角α＞45°小端过渡段厚度仍按上述小端过渡段厚度式确精品文档放心下载定，但式中Q值由图7-15查取。与过渡相接的锥壳和圆筒的加强段厚度应与过渡段厚度δγ相同。锥谢谢阅读精品文档放心下载下，加强段的厚度不得小于与其连接处的锥壳厚度。感谢阅读折边锥形封头的厚度。无折边斜锥壳体在内压作用下，受力情况较复杂系属非轴对称问感谢阅读精品文档放心下载斜角。受压斜锥壳的强度计算见化工部颁发的HG20582-1998《钢制化工精品文档放心下载容器强度计算规定》。6、平盖精品文档放心下载一般也采用平盖。谢谢阅读置视压力作用面积的大小及周边固定情况（刚性固定和简支）而定。感谢阅读谢谢阅读中都采用薄板理论为基础的经验公式。σmaxσmaxσmax=0.31PD2/δ2≤1.5[σ]tσmax=0.188PD2/δ2≤3[σ]t精品文档放心下载σmax=KPD2/δ2≤[σ]tφδp=mm式中Dc——平盖计算直径。K——结构特征系数。当预紧时[σ]t取常温时的许用应力各种封头计算厚度、最大允许工作压力计算公式计算厚度δ最大允许工作增强系数压力[Pw]MPa半球形1椭圆形标准封头K=1碟形标准封头M=1.4球冠形Ri/Di及p/[σ]t得Q值无折边锥形α-锥壳半锥角折边锥形过渡段：按JB4738-95及JB4739-95r/DI=0.15由GB150表5-4α=45°K=0.818α=30°K=0.682过渡段相接处的锥壳：由GB150表5-5α=45°f=0.645α=30°f=0.554平盖δp=GB150表7-7K=0.27~0.44常用的K=0.3如果以圆筒的设计公式为基准，直径为1000mmQ235－A谢谢阅读计压力为1.0MPa设计温度为100℃，计算厚度为5.2mm（为‘1’精品文档放心下载则与其相配的各种封头按上表计算从小到大排列有：半球形为2.6mm（为0.5mm）；椭圆形（标准）为5.2mm（为1）；碟形（标准）为7.28mm（为1.4）；无折边锥形（Ri/DI=1.0）为13.5(为2.6)；感谢阅读无折边锥形（900）为7.36mm（为1.41）；感谢阅读（600）为10.4mm（为2.0）；折边锥形（900）为6.71mm（为1.29）六、外压圆筒和球壳1．外压圆筒的稳定性感谢阅读轴向应力的两倍，圆筒壁中产生的是压缩应力，而绝对值大小一样。感谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载谢谢阅读谢谢阅读形，其波形数n可为2、3、4…。在外压作用下，筒体、球壳或封头精品文档放心下载精品文档放心下载主要考虑的问题。感谢阅读谢谢阅读感谢阅读谢谢阅读平衡状态的突变。稳定安全系数m精品文档放心下载但实际上的圆筒有几何尺寸及形状误差，还有焊接结构形式等影响，感谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载保证安全，必须使许用外压力低于临界外压力，即[P]=Pcr/m式中稳定安全系数m=3（圆筒体）2、圆筒的临界压力及其计算1）临界压力及影响因素精品文档放心下载精品文档放心下载感谢阅读Pcr谢谢阅读表示。容器在Pcr作用下容器壁内应力称临界应力。感谢阅读谢谢阅读精品文档放心下载定影响。a.影响因素δ/D两个圆筒形外压容器，当其他条件（材料、直径D、感谢阅读长度L）一定，而厚度不同时，当L/D相同，δ/D大者临界压力高，精品文档放心下载其原因是筒壁较厚抗弯曲的能力强；b.影响因素L/D当δ/D相同，而长度L不同，L/D小者临界压力高，精品文档放心下载其原因是筒身较短圆筒的封头对筒壁起着一定支撑作用。谢谢阅读e=Dmax-DminDmaxDmin分别为筒体直径的最感谢阅读大值和最小值。筒体材料的弹性模数E谢谢阅读各种钢材E感谢阅读精品文档放心下载精品文档放心下载上来考虑。2）长圆筒、短圆筒及刚性圆筒感谢阅读数不同），将圆筒分为长圆筒、短圆筒及刚性圆筒等三种。谢谢阅读长圆筒是指筒体的L/D值较大，筒体两端边界的支撑作用可以忽略，精品文档放心下载筒体失稳时Pcr仅与δ/DL/Dn谢谢阅读为2。Pcr与L/D谢谢阅读及δ/D均有关。短圆筒失稳时波形数n＞2的整数。谢谢阅读刚性圆筒是指L/D/D感谢阅读精品文档放心下载刚性圆筒只考虑强度要求。由上所述，圆筒的“长和“短是指相对于直径来说的。长、短圆感谢阅读筒以及刚性圆筒的临界压力是各不相同的，有其各自的计算方法。感谢阅读3）圆筒体临界压力的计算长圆筒临界压力Pcr=2.19E(E——圆筒材料在设计温度下的弹性模数由上式可见，长圆筒临界压力仅与筒体δe/D及E有关。式仅限于弹精品文档放心下载性范围内使用，即失稳时应力应低于屈服强度。短圆筒临界压力Pcr=2.6E刚性圆筒由临界压力引起的临界应力为Qcr=PcrD/2δe感谢阅读计温度下的屈服极限，不存在稳定性问题。强度校核公式为谢谢阅读σ=≤[σ]t式中φ——焊接接头系数，外压圆筒取=1；精品文档放心下载谢谢阅读谢谢阅读设计除外）。4）圆筒的临界长度e/D相同时，感谢阅读精品文档放心下载感谢阅读感谢阅读圆筒的长度称为临界长度，用Lcr表示。2.19E(=2.6E得Lcr=1.17D√D/δe谢谢阅读据。当实际圆筒计算长度L＞Lcr属长圆筒，若L＜Lcr则属短圆筒。感谢阅读外压圆筒的计算与δe/D0（D0e/D0≥0.04时，感谢阅读筒壁应力达屈服极限前不可能被压瘪，此条件下任何δe/D0值均按刚谢谢阅读性圆筒计算。5）计算长度感谢阅读精品文档放心下载两个刚性构件中，其中一个是凸型封头时，取计算长度L=L’+h+hi谢谢阅读（hi为凸型封头凸面高度），谢谢阅读薄板制造的筒体上焊接一定数量的加强圈，可使计算长度L感谢阅读高临界压力。3、外压圆筒的计算图算法进行设计。由临界压力计算式并以圆筒外径D0代替D可得长圆筒临界压力Pcr=2.19E(短圆筒临界压力Pcr=2.6E圆筒在Pcr作用下，产生的环向临界应力为σcr=PcrD0/2δe应变εcr=σcr/E=PcrD0/2δeE长、短圆筒Pcr公式分别代入上式得长圆筒εcr=1.1（δe/D0）2短圆筒εcr=1.3（δe/D0）1.5D0从上面两个公式可见，承外压圆筒失稳时，环向应变εcr与筒体几何精品文档放心下载参数δeD0及L精品文档放心下载式表示ε=f（D0/δe·/LD0）若圆筒的D0/δe值已确定，ε只是L/D0的函数。利用上式绘出曲线，谢谢阅读横坐标AL/D0即为圆筒的精品文档放心下载Lcr/D0，交点以上直线表示长圆筒情况，失稳时ε与L/D0无关，而在感谢阅读D0/δe及L/D0均有关。精品文档放心下载L/D0D0/δeA(ε)L/D0和D0/δe精品文档放心下载时的环向应变εcr（即A）。还要找出εcr与许用外压[P]的关系，才谢谢阅读能判定容器在操作外压力下是否安全。将Pcr=m[P]代入应变式整理得εcr=m[P]D0/2Eδe由上式D0[P]/δe=2/3Eε已知m=3，设B=2/3Eε=2/3σcr因εcr=AB与A的关系即B=2/3EAA为横精品文档放心下载B感谢阅读A求得B感谢阅读力，即[P]=Bδe/D0MPa计算图B值是AB=f（A感谢阅读比，项部弯曲部分表示材料发生塑性变形以后的应力应变关系。感谢阅读B对于D0/δe及L/D0A值位于图的直线谢谢阅读精品文档放心下载EB=2/3EA求BA值处于B=f谢谢阅读（AA求B后求[P]。可见外压容器图算法是谢谢阅读计算与图算相结合的设计方法。由于对弹性失稳可以直接用公式B值和[P]，故图B=f（A）曲