化工容器设计第五讲.ppt

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1、内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 引引 言言内容：内容：介绍承受内压（介绍承受内压（35MPa35MPa）的容器筒体和封等元件的强）的容器筒体和封等元件的强 度计算方法。度计算方法。包括：包括：结构设计结构设计和和强度计算强度计算两个方面。两个方面。结构设计：结构设计：需要选择适用、合理、经济的结构形式，需要选择适用、合理、经济的结构形式，同时满足制造、检测、装配、运输和维修要求。同时满足制造、检测、装配、运输和维修要求。强度计算强度计算：选择容器的材料，确定主要结构尺寸，满：选择容器的材料，确定主要结构尺寸，满足强度、刚度和稳定性要求，以保证容器安全可靠运行。足强度、刚度和稳定性要求

2、，以保证容器安全可靠运行。内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 圆筒和球壳的设计计算圆筒和球壳的设计计算（一）圆筒（一）圆筒 圆筒承受均匀内压作用时，其圆筒承受均匀内压作用时，其器壁中产生如下薄膜应力：器壁中产生如下薄膜应力：内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 圆筒和球壳的设计计算圆筒和球壳的设计计算（一）圆筒（一）圆筒 内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 圆筒和球壳的设计计算圆筒和球壳的设计计算（一）圆筒（一）圆筒 内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 圆筒和球壳的设计计算圆筒和球壳的设计计算（一）圆筒（一）圆筒五个厚度之间的关系五个厚度之间的关系 内压薄壁容器设计计算内

3、压薄壁容器设计计算 圆筒和球壳的设计计算圆筒和球壳的设计计算（一）圆筒（一）圆筒五个厚度之间的关系五个厚度之间的关系 筒型筒型tn+c1+c2td+c2ttmin（包括（包括c1）内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 圆筒和球壳的设计计算圆筒和球壳的设计计算（二）球壳（二）球壳 内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 设计参数的规定设计参数的规定（三）设计参数（三）设计参数容器的设计压力容器的设计压力 是指在相应的设计温度下，用以确定容器是指在相应的设计温度下，用以确定容器壳体厚度的表压力，其值不得小于容器的最大壳体厚度的表压力，其值不得小于容器的最大工作压力。容器的最大工作压力是指在正

4、常操工作压力。容器的最大工作压力是指在正常操作情况下容器定不可能出现的最高表压力。作情况下容器定不可能出现的最高表压力。对盛装液化气体的容器，设计压力应根据对盛装液化气体的容器，设计压力应根据所装介质在容器可能达到的最高温度相应的饱所装介质在容器可能达到的最高温度相应的饱和蒸汽压力确定。和蒸汽压力确定。若容器装有液体，当容器各部位或受压元若容器装有液体，当容器各部位或受压元件所承受的液柱静压力达到设计压力的件所承受的液柱静压力达到设计压力的5%5%时，时，液柱静压力应计入该部件或元件的设计压力。液柱静压力应计入该部件或元件的设计压力。内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 设计参数的规定设计

5、参数的规定（二）设计参数（二）设计参数容器的设计压力容器的设计压力 当容器装有安全泄放装置当容器装有安全泄放装置时，其设计压力应根据不同形时，其设计压力应根据不同形式的安全泄放装置确定。装设式的安全泄放装置确定。装设安全阀的容器，考虑到安全阀安全阀的容器，考虑到安全阀开启动作的滞后，容器不能及开启动作的滞后，容器不能及时泄压，设计压力不应低于安时泄压，设计压力不应低于安全阀的开启压力，通常可取最全阀的开启压力，通常可取最高工作压力的高工作压力的1.051.101.051.10倍；倍；装设爆破片时，则取标定爆破装设爆破片时，则取标定爆破压力范围的上限压力范围的上限内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器

6、设计计算 设计参数的规定设计参数的规定（二）设计参数（二）设计参数容器的设计温度容器的设计温度 是指容器在正常操作条件是指容器在正常操作条件下，在相应的设计压力下设定下，在相应的设计压力下设定的受压元件的金属温度，其值的受压元件的金属温度，其值不得低于金属可能达到的最高不得低于金属可能达到的最高金属温度金属温度。内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 设计参数的规定设计参数的规定（二）设计参数（二）设计参数容器的焊接接头系数容器的焊接接头系数内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 设计参数的规定设计参数的规定（二）设计参数（二）设计参数壁厚附加量壁厚附加量壁厚附加量由两部分组成：壁厚附加量

7、由两部分组成：钢板或钢管厚度的负偏差钢板或钢管厚度的负偏差c c1 1（mmmm），按钢板或钢），按钢板或钢管标准选取，且管标准选取，且P58P58表表2-52-5，2-62-6。当钢板厚度负偏差不。当钢板厚度负偏差不超过超过0.25mm0.25mm且不超过名义厚度且不超过名义厚度6%6%时，可取时，可取c c1 1=0=0。腐蚀裕度腐蚀裕度c c2 2(mm)(mm)：由介质腐蚀性和容器使用寿命：由介质腐蚀性和容器使用寿命确定，无特殊腐蚀情况下，对碳素钢和低合金钢，确定，无特殊腐蚀情况下，对碳素钢和低合金钢，c c2 2不不小于小于1mm1mm，对不锈钢，当介质的腐蚀性极弱时，可取，对不锈钢

8、，当介质的腐蚀性极弱时，可取c c2 2 =0=0。内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 设计参数的规定设计参数的规定（二）设计参数（二）设计参数许用应力和安全系数许用应力和安全系数内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 设计参数的规定设计参数的规定（二）设计参数（二）设计参数许用应力和安全系数许用应力和安全系数内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 设计参数的规定设计参数的规定（二）设计参数（二）设计参数许用应力和安全系数许用应力和安全系数注：注：当设计温度当设计温度2020或介质严或介质严重腐蚀时，按复合钢板的许用应力重腐蚀时，按复合钢板的许用应力考虑。考虑。当设计温度低于当设计温

9、度低于2020时，取时，取2020的许用应力。的许用应力。衬层厚度不应计入元件强度衬层厚度不应计入元件强度内，堆焊层的厚度可以计入元件强内，堆焊层的厚度可以计入元件强度内。度内。内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 设计参数的规定设计参数的规定（二）设计参数（二）设计参数许用应力和安全系数许用应力和安全系数注：注：许用应力与钢板厚度有关，在许用应力与钢板厚度有关，在确定许用应力时，钢板厚度还不确定，确定许用应力时，钢板厚度还不确定，应先假设钢板厚度范围，查出对应的应先假设钢板厚度范围，查出对应的许用应力，代入公式计算后再确定名许用应力，代入公式计算后再确定名义厚度，比较所计算出的名义厚度是

10、义厚度，比较所计算出的名义厚度是否在假设的范围内，若不在该范围内，否在假设的范围内，若不在该范围内，则应根据所确定的名义厚度值，重新则应根据所确定的名义厚度值，重新计算。计算。内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 设计参数的规定设计参数的规定（二）设计参数（二）设计参数许用应力和安全系数许用应力和安全系数注：注：内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 设计参数的规定设计参数的规定（二）设计参数（二）设计参数最小壁厚最小壁厚注：注：内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 压力实验压力实验包括：强度试验和致密性试验包括：强度试验和致密性试验强度试验：强度试验：指超工作压力下进行液压（气压）

11、指超工作压力下进行液压（气压）试验，目的是检查容器在朝工作压力下的试验，目的是检查容器在朝工作压力下的宏观强度，包括检查材料的缺陷，容器各宏观强度，包括检查材料的缺陷，容器各部分的变形、焊接接管的强度和容器法兰部分的变形、焊接接管的强度和容器法兰连接的泄漏检查等。连接的泄漏检查等。致密性试验：致密性试验：是对介质的毒性程度危机搞活是对介质的毒性程度危机搞活高度危害的容器或对密封性有特殊要求的高度危害的容器或对密封性有特殊要求的容器，在强度试验合格后进行的泄漏检查。容器，在强度试验合格后进行的泄漏检查。内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 压力实验压力实验内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 压力实验压力实验内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算 压力实验压力实验致密性试验包括：致密性试验包括：气密性试验气密性试验，其压力为设计，其压力为设计压力的压力的1.251.25倍。倍。煤油渗漏试验煤油渗漏试验 氨检漏试验氨检漏试验 做过气压试验，并检查合格做过气压试验，并检查合格的容器可免做气密性试验的容器可免做气密性试验内压薄壁容器设计计算内压薄壁容器设计计算作业：课程设计作业：课程设计