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关于压力容器设计时材料和壁厚的讨论作者:云天宇2012年5月

关于压力容器设计时材料和壁厚的讨论摘要：讨论压力容器设计时材料与壁厚的选取进行讨论，以及厚度的变化对强度的影响。关键词：压力容器；设计；选材；厚度；强度；标准压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，为了与一般容器(常压容器)相区别，只有同时满足下列三个条件的容器，才称之为压力容器：（1）工作压力（注1）大于或者等于0.1Mpa(工作压力是指压力容器在正常工作情况下，其顶部可能达到的最高压力（表压力）);（不含液体静压力）（2）内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m。且容积（V）大于等于0.025立方米，工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa-L(容积，是指压力容器的几何容积）;（3）盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。压力容器中的介质种类繁多，来源广泛，这些介质中具有易燃、易爆、有腐蚀的特性。因此压力容器选材根据介质特性的不同而不同。压力容器钢板有碳素钢板、低合金钢钢板、高合金钢钢板、不锈钢与碳素钢等多种材料，且每种钢板都有它的使用范围。选取时应考虑多方面因素。使设计的压力容器安全又经济合理。GB150-2011计算厚度是指按各章公式计算得到的厚度；设计厚度是指计算厚度与腐蚀裕量之和；名义厚度指设计厚度加上钢板厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格厚度，即标注在图样上的厚度；有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢板厚度负偏差。成型后最小厚度，一般指封头压形后会减薄，不同的制造工艺减薄量不同，所以封头都有成型后最小厚度。我们这里主要讨论名义厚度与最小厚度之间关系和选用。应力会随板厚变化而变化，而不是认为板厚增加，元件强度会提高，或在制造过程中“以厚代薄”的材料代用，（这样容易使壳体的受力由平面应力状态向平面应变状态转变，对容器的受力状态有害而无利。厚壁容器更容易产生三向拉应力的平面应变脆性断裂。如加厚封头，会形成壳体的几何不连续，造成局部应力。这种不利影响对有应力腐蚀开裂倾向的容器和承受狡辩载荷的容器后果尤为严重。所以如何按照该标准进行厚度的恰当选取，更好地满足强度需求，对压力容器设计具有重要意义。【参考文献】[1]GB150-2001钢制压力容器[S][2]JB/T4746-2002钢制压力容器用封头[S][3]最新压力容器设计手册.宁夏大地音响出版

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