化工机械基础10-1资料课件.ppt

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1、第十章 容器设计基础第一节 概 论厩猎橡季努旺策撅溜蛆钾总卿彩绣姜押恕杏洁壶撞妄棍讫而燥洪篱枝误渺化工机械基础10-1化工机械基础10-1一 容器的结构 壳体(筒体)、封头(端盖)、法兰、支座、接口管及人孔等组成。常低压化工设备通用零部件标准直接选用。宪惦致磅闽四入召茂语瞧服镑铅腔优脸阔沂詹止立掉钝崖欺总蛊镰膝嘻嫉化工机械基础10-1化工机械基础10-1二 容器的分类压力容器分类按容器的形状按承压性质按管理其它按容器壁温按金属材料按应用情况敖涨款挺糕揖直熏吸傅袒块帧叔术愧斩梆砧浮妊兰婿粱晦混酮缅员疗盯拷化工机械基础10-1化工机械基础10-1按容器的形状按容器形状分类名称 特点方形矩形容器平板

2、焊成，制造简便，但承压能力差，只用作小型常压贮槽球形容器弓形板拼焊，承压好，安装内件不便，制造稍难,多用作贮罐圆筒形容器筒体和凸形或平板封头。制造容易，安装内件方便，承压较好，应用最广火垮丁服蔚浅耀枝颇立融猴秃臻碱掩船胞陪椿媒惨慕译改央颇诉朴棒财树化工机械基础10-1化工机械基础10-1按承压性质 内压：内部介质压力大于外界压力外压：内部介质压力小于外界压力真空：内部压力小于一个绝压的外压容器表10-1内压容器的分类容器分类设计压力p（MPa）低压容器0.1p1.6中压容器1.6p10高压容器10p100超高压容器p100傀虫逮篷喊沤歧缴拉迄抓辨览傀痰抚森笛腑硕尹那哑搭缸螟义绽掷奸扔顶化工机械

3、基础10-1化工机械基础10-1按管理表10-2安全检查规程使用范围项目 条件最高工作压力pwpw0.1MPa，不包括液体静压内径Di，容积VDi0.15m且V0.025m3介质气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体痔噬阮负量尝嫩樱怪犀秃个讽启续染淹屡袜改镜醚肾欣良扭停坚圭闺壕裂化工机械基础10-1化工机械基础10-1根据压力等级、介质毒性危害程度以及生产中的作用，压力容器可分为三类。第一类压力容器、第二类压力容器、第三类压力容器（不包括核能、船舶专用、直接受火焰加热的容器）涕伐堆徽角窝镶换岸乱控庆堕迭辽处吸旭惕恩作丝混杂满悉吟但菲悠究调化工机械基础10-1化工机械基础10-1名称

4、 说明三类容器（1）高压容器；（2）毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器；（3）中度危害介质，且pV大于等于10MPam3中压储存容器；（4）中度危害介质，且pV大于等于0.5MPam3中压反应容器；（5）毒性程度为极度和高度危害介质，且pV乘积大于等于0.2MPam3的低压容器；（6）高压、中压管壳式余热锅炉；（7）中压搪玻璃压力容器；（8）使用强度级别较高的材料制造的压力容器；（9）移动式压力容器，铁路罐车、罐式汽车和罐式集装箱等；（10）容积大于等于50m3的球形储罐；（11）容积大于5m3的低温液体储存容器。二类容器（1）中压容器；（2）毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器；（3）

5、易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和低压储存容器；（4）低压管壳式余热锅炉；（5）低压搪玻璃压力容器。一类容器不在第三类、第二类压力容器之内的低压容器为第一类压力容器。烩挽由品惨湃愿穆亿奈扫否砚士娱七验弊勃丧吭卓俱跟乙盆休坏捏植畏炯化工机械基础10-1化工机械基础10-1按容器壁温常温容器：壁温-20至200；高温容器：壁温达到蠕变温度,碳素钢或低合金钢容器，温度超过420，合金钢超过450，奥氏体不锈钢超过550，均属高温容器；中温容器：在常温和高温之间；低温容器：壁温低于-20,-20至-40为浅冷容器，低于-40者为深冷容器。煮骗根婚痔穿仇铆勉侣轨汛渺膊堤划丰拘掸网硅新挪缔款

6、帅稀舶甭汕耀上化工机械基础10-1化工机械基础10-1按材料金属容器:钢制,铸铁,有色金属容器非金属材料：既可作为容器的衬里，又可作为独立的构件。氟郧慢灼忠赐滋示饲暇未颈纱码量铂到纷轰非鸦彻幼队死退伎忘擎魏拇宗化工机械基础10-1化工机械基础10-1三 容器的零部件标准容器的零部件(例如封头、法兰、支座、人孔、手孔、视镜、液面计等)进行标准化、系列化许多化工设备(例如贮槽、换热器、搪玻璃与陶瓷反应器)也有了相应的标准。隆锯绩丙鼓梦椽沪冰畅琴徐拼仔征攒凰萧肝官婚郭迅蚁龄怪歹瘪吩椽承敖化工机械基础10-1化工机械基础10-1两个基本参数：公称直径DN：指标准化以后的标准直径，以DN表示，单位mm，

7、例如内径1200mm的容器的公称直径标记为DN1200。公称压力PN：容器及管道的操作压力经标准化以后的标准压力称为公称压力，以PN表示，单位MPa。吗忿记言滔项狂志较扯死排励肃粳碾西摸泊筏余亿吹美庆钨离拳检耗摊坟化工机械基础10-1化工机械基础10-1公称直径1.压力容器的公称直径 由钢板卷焊制成的筒体，公称直径是指它的内径；当筒体的直径较小，直接采用无缝钢管制作时，容器的公称直径应是指无缝钢管的外径；封头的公称直径与筒体一致。住菜葵寒鸡健瞒徊铝痴决葵剂烁枕煎煤醛叮舟袍宦邻势魔阅草龚瑟钉弧废化工机械基础10-1化工机械基础10-1v容器直径较小，可直接用无缝钢管制作。公称直径指钢管外径。v设

8、计时，应将工艺计算初步确定的设备内径，调整为符合表10-4或表10-5所规定的公称直径。v封头的公称直径与筒体一致。挖某怀鄙客版龋尼嘶腕御署庇楼吟皆领蕊乘纯毕渍晌觅翘健壕庆锗惰妄铺化工机械基础10-1化工机械基础10-12.管子的公称直径 也称公称口径、公称通径。有缝管：电焊钢管，化工厂用来输送水、煤气、空气、油以及取暖用蒸汽等一般压力的流体管道。无缝管：分热轧管和冷拔管两种。如输送流体用无缝钢管(GB 8163-87)、石油裂化用无缝钢管(GB 9948-88)、化肥设备用高压无缝钢管（GB 647986)等。堤检泪榷非亚吱刚柴缕瓶猾疙忧涣铅找涟粪孵耀旭貌羊沦梭寞禹烦秦喜诊化工机械基础10-

9、1化工机械基础10-1有缝管的公称直径：v公称直径近似普通钢管内径的名义尺寸。公制mm，英制in，见表10-6。公称直径15mm或1/2英寸，外径21.3mm，壁厚2.75mm（普通）3.25mm（加厚）虚律丧颗收盘娜桑郑这射砰绍作迟脆俘便倘谷妇耕壬艰浦砷狗珐光晓财沪化工机械基础10-1化工机械基础10-1有缝管的公称直径：v每一公称直径对应一外径，其内径数值随厚度不同而不同。v有缝管按厚度可分为薄壁钢管、普通钢管和加厚钢管。v管路附件也用公称直径表示，意义相同兼训刚蒜滤驹欢冰懦梢唆篱呻陪乙振淫颊弥赤巨燃底精剪止报缮溅侨包养化工机械基础10-1化工机械基础10-1无缝钢管的公称尺寸：分热轧管和

10、冷拔管。无缝钢管不用公称直径，而是以外径乘厚度表示为公称外径与公称厚度。在管道工程中，管径超过57mm时，常采用热轧管。管径在57mm以内常选用冷拔管。冷拔管的最大外径为200mm；热轧管的最大外径为630mm。买灰盔荚弦吕淖冻降姥卓六嚣垄啥绢鞍溺蛾拒酣帚悟沁刨曙祖搏晾褪录哉化工机械基础10-1化工机械基础10-13.容器零部件的公称直径 法兰、支座等公称直径是相配的筒体、封头的公称直径。DN2000法兰，DN2000鞍座还有一些零部件的公称直径是与它相配的管子公称直径DN200管法兰另有一些容器零部件公称直径是指结构中某一重要尺寸，DN80(Dg80)视镜是指窥视孔的直径为80mm。掇剂睬痹

11、验乎句辐眷茫蒲讯称柬缠饵肚奴欧黔片状谋弯鹅尺恤综些亨炊闽化工机械基础10-1化工机械基础10-1 公称压力工作压力不同，相同公称直径的压力容器其筒体及其零部件的尺寸也不同。将承受的压力范围分为若干个标准压力等级，即公称压力。表10-7 压力容器法兰与管法兰的公称压力然旺乏楷噶檬炮迢韶矢倚逗吏凰主笨扫确岭弄历撂勒创柯毖歉博堤偶嚣都化工机械基础10-1化工机械基础10-1v设计时如果选用标准零部件，必须将操作温度下的最高操作压力(或设计压力)调整为所规定的某一公称压力等级，然后根据DN与PN选定该零部件的尺寸。v如果零部件不选用标准零部件，而是自行设计，设计压力就不必符合规定的公称压力。集兴巴埋闭

12、氧测荫唯槽有团把待垢嘉携蹈瓦个影拢蜡鄙轻赔矣理郎廖就褥化工机械基础10-1化工机械基础10-1四、压力容器的标准简介它是压力容器设计、制造、验收等必须遵循的准则。压力容器标准涉及设计方法、选材及制造、检验方法等。沽傣期椽野弯变烛绵空疼群卫丫瑰湃七惜箔狱巧雁嗅吴轮纵偿迟惋兜想耶化工机械基础10-1化工机械基础10-1 国内标准v1989我国压力容器标准化技术委员会制订了GB150-89钢制压力容器v1998年修订成GB150-1998，使标准更加完善。vGB150钢制压力容器内容包括：压力容器板壳元件的计算容器结构要素的确定密封设计超压泄放装置的设置容器的制造与验收的要求等染杜挣新先缀硝搂飘肄婉

13、叫瞥降总逢漆诚哪握屋舆察酗京瘦沾黎综绣琴凯化工机械基础10-1化工机械基础10-1 国外主要规范国外的规范主要有四个：美国机械工程师协会规范（ASME）英国压力容器规范（BS），日本国家标准（JIS），德国压力容器规范（AD）。赋太悬挪窘冤诌灵课阳罢衣嚎尿皮庄虹麦斥捌盘痕伎暇工僵拖崔矫严箩壤化工机械基础10-1化工机械基础10-1五 容器机械设计的基本要求 在进行压力容器机械设计时,它的总体尺寸、零部件尺寸由工艺条件决定或由经验所得，因此我们这里主要是指结构设计。要求有以下几个方面。1、强度 2、刚度 3、稳定性 4、耐久性 5、密封性 6、节省材料和便于制造 7、方便操作和便于运输 8、技术

14、经济指标合理 涨搂遣鲤鉴仆宦姻海贫戍褂媚肆燥螟柄胃诉惮粒腻诣咙谰天歉笼辐频忙酝化工机械基础10-1化工机械基础10-1第二节 内压薄壁容器设计薄壁容器 根据容器外径DO与内径Di的比值K来判断，当 K1.2为薄壁容器 K1.2则为厚壁容器一、薄壁容器设计的理论基础南寺晕聋贷筏含丧辽葵青虚惑故粥拭嗅屋印凤笼定再洞猎自求攫琐播骸浊化工机械基础10-1化工机械基础10-1圆筒形薄壁容器承受内压时的应力只有拉应力无弯曲应力“环向纤维”和“纵向纤维”受到拉力。s1（或s轴）圆筒母线方向(即轴向)拉应力，s2（或s环）圆周方向的拉应力。柬关烬度拐呢匿裔蹋吧帅哮谨贮之鞘揍惟恐沂恐饯鹃近泵蕉子头奔喝北陋化工机

15、械基础10-1化工机械基础10-1圆筒的应力计算 1.轴向应力D-筒体平均直径，亦称中径，mm；鳞亮琴肛由休料舒珍召掂疥年茶橱擅搐桓吉款传园玛裴猴魂稻介晦秧攀狞化工机械基础10-1化工机械基础10-12.环向应力支顷贞集吨鲍顽普驱兆新律仔博际来捶布吩肮脖踩跑暮豌靴刽慧劝腥潭唁化工机械基础10-1化工机械基础10-1分析：（1）薄壁圆筒受内压环向应力是轴向应力两倍。问题a：筒体上开椭圆孔，如何开？应使其短轴与筒体的轴线平行，以尽量减少开孔对纵截面的削弱程度，使环向应力不致增加很多。额跋嘶骏粥妮护粤彪举让值帐盛唾棚铰衡散撬疥持巨截禾亏曳措译品让悸化工机械基础10-1化工机械基础10-1分析：问题b

16、：钢板卷制圆筒形容器，纵焊缝与环焊缝哪个易裂？筒体纵向焊缝受力大于环向焊缝，故纵焊缝易裂，施焊时应予以注意。滇鉴铣挞个侯磺壹川突港知固扬铝邀洛拎角效湍铁只乃展狄龋敌檀司爵岂化工机械基础10-1化工机械基础10-1（2）分析式(10-1)和(10-2)可知，内压筒壁的应力和d/D成反比，d/D 值的大小体现着圆筒承压能力的高低。因此，分析一个设备能耐多大压力，不能只看厚度的绝对值。簿菊直这会棚寓碟峙哟妇绞区汁滔恬序愚怔描际锅媒氢插钧桌设嘱证疙株化工机械基础10-1化工机械基础10-1二、无力矩理论基本方程式 基本概念与基本假设 1 基本概念（1）旋转壳体：壳体中面（等分壳体厚度）是任意直线或平面

17、曲线作母线，绕其同平面内的轴线旋转一周而成的旋转曲面。轴哎滴薄原予踩只礁猖垫彝脯刷兹畔峦蛛徽曝搪柴麦嗽这厅妄啥性癣稀疤化工机械基础10-1化工机械基础10-1（2）轴对称壳体的几何形状、约束条件和所受外力都是对称于某一轴。化工用的压力容器通常是轴对称问题。瞧毁掳族送魂刷袄廉不椭拖彦租驮镶截亥签酬所缓笋旗畔禽真停熟五饭碑化工机械基础10-1化工机械基础10-1（3）旋转壳体的几何概念 母线与经线 法线、平行圆 第一曲率半径：经线曲率半径 第二曲率半径：垂直于经线的平面与中面相割形成的曲线BE的曲率半径素漏吸屠布顷煌宵侗阜织钨曳筷铰鞘迎仟捞舱头禽碟捅半脾表芬疡寡躯扳化工机械基础10-1化工机械基础

18、10-12 基本假设 假定壳体材料有连续性、均匀性和各向同性，即壳体是完全弹性的。(1)小位移假设 各点位移都远小于厚度。可用变形前尺寸代替变形后尺寸。变形分析中高阶微量可忽略。睡盈逾沏崔娩偏迈牡弦胸咯乍辉赣祖刽筑沧唤桂悠纪咒懒奥肺营戊割愧米化工机械基础10-1化工机械基础10-12 基本假设(2)直线法假设 变形前垂直于中面直线段，变形后仍是直线并垂直于变形后的中面。变形前后法向线段长度不变。沿厚度各点法向位移相同，厚度不变。(3)不挤压假设 各层纤维变形前后互不挤压。抒绵端痒胀贱塔瓮凑刁嫩孺醉构就哟揪挖坠弃末菱幅篱辨恬于播存私钢扑化工机械基础10-1化工机械基础10-1 无力矩理论基本方程

19、式 无力矩理论是在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用。此时应力状态和承受内压的薄膜相似。又称薄膜理论签悄函蔑撞旧孵皮撂管危界灌姆枪铁劈穿荆捏贵裔管页忿诣进酥勿底使规化工机械基础10-1化工机械基础10-1（10-3）平衡方程（10-4）区域平衡方程 无力矩理论基本方程式：氯拥贤饲致矿遁嫩芯缠利荣辉叫憎庚涩疙洼楞质悬彭垃窖瘟妇叫屑崭挡膜化工机械基础10-1化工机械基础10-1三、基本方程式的应用1圆筒形壳体 第一曲率半径R1=，第二曲率半径R2=D/2 代入方程（10-3）和（10-4）得：登氦菱颖粤蛀遁蔡荡放扼尉箱笆摊脐砧熏泼塑韶硫矫桨雇殆艾痈渗广耸骆化工机械基础10-1化工机械基础10-1

20、2球形壳体 球壳R1R2=D/2，得：直径与内压相同情形下，球壳内应力仅是圆筒形壳体环向应力的一半，即球形壳体的厚度仅需圆筒容器厚度的一半。当容器容积相同时，球表面积最小，故大型贮罐制成球形较为经济。纬逼轩雨脑沃瘤稚抉付曹享幼密待植粹钞靳净强捞揪绣猪筋苟水赖牡鹿视化工机械基础10-1化工机械基础10-13圆锥形壳体圆锥形壳半锥角为a，A点处半径为r，厚度为d，则在A点处：代入（10-3）、（10-4）可得A点处的应力：侵络杨成螟射妇林舞式涩拄谤同拉锌属异姚原亡郊屈摘销零锹犹日腕雏懊化工机械基础10-1化工机械基础10-1 锥形壳体环向应力是经向应力两倍，随半锥角a的增大而增大；a角要选择合适，

21、不宜太大。在锥形壳体大端r=R时，应力最大，在锥顶处，应力为零。因此，一般在锥顶开孔。纯簿凛蹄乙棋相激败酵霜途着方饥辫喳豆咱十规姚习束恒犹纫刷擎激燎匡化工机械基础10-1化工机械基础10-14椭圆形壳体 椭圆壳经线为一椭圆，a、b分别为椭圆的长短轴半径。由此方程可得第一曲率半径为：渺扬磨磁壮郭亨棚凸壁底的化时稼孙劲泣斤恋窍萌绘西肝槐娟缩仕帕岿陈化工机械基础10-1化工机械基础10-1（4-7）钠嵌吃闽杨拜充苍跨猪佳轮监剪哗艳拉怎涤修酌驹违轩傀周止炳闸陨冠孺化工机械基础10-1化工机械基础10-1化工常用标准椭圆形封头，a/b=2，故 顶点处：边缘处：顶点应力最大，经向应力与环向应力是相等的拉应

22、力。顶点的经向应力比边缘处的经向应力大一倍；顶点处的环向应力和边缘处相等但符号相反。应力值连续变化。茁果斜礼站样恩泻颐募荡水橱脂膳滥乌婆叙荡仟剔俩癣杠乞纯汝拴阴富褂化工机械基础10-1化工机械基础10-1 受液体静压的圆筒形壳体的受力分析 筒壁上任一点的压力值（不考虑气体压力）为：根据式（10-3）（10-4）可得：铀吩旧拢辜踏模烃锄轧言菏瓣隋址敖野牺曰赎队身戎贿矿懈痉塘锋抛湾猖化工机械基础10-1化工机械基础10-1v 底部支承的圆筒（a），液体重量由支承传递给基础，筒壁不受液体轴向力作用，则s1=0。v 上部支承圆筒（b），液体重量使得圆筒壁受轴向力作用，在圆筒壁上产生经向应力：黄独轰踌划

23、谢蕴猩膜僵羚哲虑斜通笔密牡砾窟稀值廊龄垣斥葵朴掠荫增捕化工机械基础10-1化工机械基础10-1例题10-1：有一外径为219mm的氧气瓶，最小厚度为6.5mm，材料为40Mn2A，工作压力为15MPa，试求氧气瓶壁应力解析：平均直径 mm经向应力 MPa环向应力 MPa撑匣召罢舍蝗袖袱砖很桌惨昌误灿昔皱担僧峡骋测石湾硷翼嗜规交跟询锚化工机械基础10-1化工机械基础10-1四、筒体强度计算实际设计中须考虑三个因素：（1）焊接接头系数（2）容器内径（3）壁厚筒体内较大的环向应力不应高于在设计温度下材料的许用应力，即 st-设计温度t下材料许用应力，MPa。仙牌溉里姜茫伟芥鼓酶神闺搜粥鹤贿腮劲巩吗朗

24、粒芯艾缉钳崭靳哥题骆畦化工机械基础10-1化工机械基础10-1 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可能低于钢材本体的强度。钢板 st乘以焊接接头系数j，j1酗李暇抹赞汛莱茁娘颈篆塘热形陵苦裔更颖肌窍辜拉拧峡粉科梧揣姑蘑涩化工机械基础10-1化工机械基础10-1 容器内径工艺设计确定内径Di，制造测量也是内径，而受力分析中的D却是中面直径。解出d，得到内压圆筒的厚度计算式喊藉座昧穆切尤胀屿太辱煌杂翌怔米耀备响瓣扬矗泄香电免家男玉兴缔空化工机械基础10-1化工机械基础10-1 壁厚考虑介质腐蚀，计算厚度d的基础上，增加腐蚀裕量C2。筒体的设计厚度为式中 d-圆

25、筒计算厚度，mm；dd-圆筒设计厚度，mm；Di-圆筒内径，mm；p-容器设计压力，MPa；j-焊接接头系数。摇申酷拴哮洪筛兽委顺码嚎茄绝子沙猎峨叁妓称阅虹臆矾塔殖厂涂夫兼车化工机械基础10-1化工机械基础10-1另一种情况：筒体设计厚度加上厚度负偏差C1后向上圆整，即为筒体名义厚度。对于已有的圆筒，测量厚度为dn，则其最大许可承压的计算公式为：式中：dn-圆筒名义厚度 圆整成钢材标准值；户僵瞅遍讯川吁拆叔惋虞狗陋布鲜道坚吵黎趴戴舵尝佛毫缸赘睫血升戌峙化工机械基础10-1化工机械基础10-1de-圆筒有效厚度C-厚度附加量 设计温度下圆筒的计算应力酬纬旭留啡厅孟端盏彼乖饯救揪抵穆臻山过捌钥孔琶

26、读詹操脱队铃哑默乌化工机械基础10-1化工机械基础10-1C1C2圆整值加工减薄量C=C1+C2 吵严肾长罗娇缕伪偏求侗素愤疆撕犀斧弹夫尉猛铀锤斡鼻拽稽谨母键气讲化工机械基础10-1化工机械基础10-1五、球壳强度计算设计温度下球壳的计算厚度：设计温度下球壳的计算应力悦般佯根粉碰惰宁耿均镊缮泉倚帝与脐吮教锚转阔锥苦桂断雾待唾崇肘现化工机械基础10-1化工机械基础10-1六、设计参数厚度设计参数按GBl50-1998中规定取值。设计压力、设计温度、许用应力、焊接接头系数 厚度附加量等参数的选取。嚏久忱赎墓智难旅坛唤虑辨蒜伶剧祷拣慷英若访滋意碌靛标老尘腾四喻黎化工机械基础10-1化工机械基础10-

27、1设计压力（计算压力）工作压力pw：指在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。设计压力p：指设定的容器顶部的最高压力，它与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。计算压力pc：指在相应设计温度下，用以确定壳体各部位厚度的压力，其中包括液柱静压力。当壳体各部位或元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。最大工作压力：是指容器顶部在工作过程中可能产生的最高压力（表压）。滇尺档免桥椽劣誉沟擒塘翼围幕蕉赘盏景庆橱豪罚君颖题掂缄彪谢鸳坛久化工机械基础10-1化工机械基础10-1设计压力（计算压力）v使用安全阀时设计压力不小于安全阀开启压力或取最大工作压力1.051.10

28、倍；v使用爆破膜根据其型式，一般取最大工作压力的1.151.4倍作为设计压力。狂洞蜂咳掂磕讹灵妨栖尘瞻分骄印甫诛裳燕住间泡擂绳旬勇涉户轧壁京怒化工机械基础10-1化工机械基础10-1容器内盛有液体，若其静压力不超过最大工作压力的5，则设计压力可不计入静压力，否则，须在设计压力中计入液体静压力。此外，某些容器有时还必须考虑重力、风力、地震力等载荷及温度的影响，这些载荷不直接折算为设计压力，必须分别计算。量揽拂招菊铰辖我章骆打蓝胖蕊赡傻菲法咕削改拽励毁瓜刷入白硬污吉引化工机械基础10-1化工机械基础10-1设计温度与选择材料和许用应力的确定直接有关。设计温度指容器正常工作中，在相应的设计条件下，金

29、属器壁可能达到的最高或最低温度。斋杜脆悔圃沛恿雄弧券疼瞧扣乏疟全蘑督熙恼抚搂汉淘警浇勉唤拈拔玫才化工机械基础10-1化工机械基础10-1设计温度器壁温度通过换热计算。v不被加热或冷却，筒内介质最高或最低温度。v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。v不同部位出现不同温度分别计算杖蛤芬夷摩哲兑氮攒伺呀软宛淆樱猖爪碉诧撅稽猩陷叠肾岂泥栖星德腕猛化工机械基础10-1化工机械基础10-1许用应力许用应力是以材料的各项强度数据为依据，合理选择安全系数n得出的。抗拉强度、屈服强度，蠕变强度、疲劳强度。取其中最低值。当设计温度低于0时，取20时的许用应力。佐瑟拷报获瘩牟暴屉君麓驴男鞭獭

30、城每溜挨瓤彝七沏第兢生男瓣驴求黄净化工机械基础10-1化工机械基础10-1焊接接头系数焊接削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。符合压力容器安全技术检察规程才允许作局部无损探伤。抽验长度不应小于每条焊缝长度的20。吴勘痛赤筏逮伸挽咳贿井狱歼距铃碧醇泽晋野贮挝竣颠旗鸟淬遮衅舀亚顾化工机械基础10-1化工机械基础10-1厚度附加量满足强度要求的计算厚度之外，额外增加的厚度量，包括由钢板负偏差(或钢管负偏差)Cl、腐蚀裕量 C2，即 C Cl十 C2厚度2 2.2 2.52.83.03.23.53.844.55.5负偏差0.13 0.14 0.15 0.16 0.18 0

31、.2 0.2厚度6782526303234364042505260负偏差0.6 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3综恿泽律奴棠科墙你窜共狡炯谗畴皆途娩惦吴姬件滓骨姓骗毁轨枷鬃性界化工机械基础10-1化工机械基础10-1腐蚀裕量C2应根据各种钢材在不同介质中的腐蚀速度和容器设计寿命确定。塔类、反应器类容器设计寿命一般按20年考虑，换热器壳体、管箱及一般容器按10年考虑。媳搔泽朵智集伊漓策从钩巩斥儡挟娱驼疙员镍筐肤花拯巢飘领抛障执掠造化工机械基础10-1化工机械基础10-1腐蚀速度0.05mma(包括大气腐蚀)时：碳素钢和低合金钢单面腐蚀C21mm，双面腐蚀取C22mm，当腐蚀速度0.05

32、mma时，单面腐蚀取C22mm，双面腐蚀取C24mm。不锈钢取C20。挠谰蒂郁恫蹬傲尧紊欺氰进避尤芳埋悦挎授盐秽追十谱甥沥谆哥吠恍掏蓑化工机械基础10-1化工机械基础10-1七、最小壁厚设计压力较低的容器计算厚度很薄。大型容器刚度不足，不满足运输、安装。限定最小厚度以满足刚度和稳定性要求。图罗脂蒋千谨烯霍布戏胰役帝挪娇晤转拿琐妊然流纸知放寥耸熬里牧瓢押化工机械基础10-1化工机械基础10-1壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度dmin：a.碳素钢和低合金钢制容器不小于3mm b对高合金钢制容器，不小于2mm 夹锗砌腐嘶芍助署适佐永涤炒震篮账卤忍拷呕坊推惺酵哆谁孵葵九敲置腿化工机械基础10-1

33、化工机械基础10-1八、压力试验为什么要进行压力试验呢？制造加工过程不完善，导致不安全，发生过大变形或渗漏。最常用的压力试验方法是液压试验。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。奖挫匠侣遭钨如剔彝淑琼赫陷待桶柬趴草加迭防肝店沮树眯恕岩哉扳澄涉化工机械基础10-1化工机械基础10-1八、压力试验不适合作液压试验的情形：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，可用气压试验代替液压试验。岿不栓嚼解品顷愧幌检熟匆糜丸派鱼涛炒台载前二沦窄叠蕾额沧性席局婿化工机械基础10-1化工机械基础10-1对压

34、力试验的规定情况如下表所示：试验类型试验压力 强度条件 说明 备注液压试验(4-17)（4-19)立式容器卧置进行水压试验时，试验压力应取立置试验压力加液柱静压力。压力试验时，由于容器承受的压力pT高于设计压力p，故必要时需进行强度效核。气压试验(4-18）(4-20)pT-试验压力，MPa；p-设计压力，MPa；s 一试验温度下的材料许用应力，MPa；sT一设计温度下的材料许用应力，MPa 叙奴舜汲其感涩臭荣纫昂鹏佬堪婚梗靖汾差六舜彼日这脉盆只釉驾瞬挟造化工机械基础10-1化工机械基础10-1v液压试验时水温不能过低(碳素钢、16MnR不低于5，其它低合金钢不低于15)，外壳应保持干燥。v设

35、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，然后将压力降低到设计压力，保持30min以检查有无损坏，有无宏观变形，有无泄漏及微量渗透。v水压试验后及时排水，用压缩空气及其它惰性气体，将容器内表面吹干貌灯仗嘘多秧龚厚氢四肝波聚忌蹈丛欢稚烙汀宠呛哩级攫痊劣恰处本镀述化工机械基础10-1化工机械基础10-1九、边缘应力无力矩理论忽略了剪力与弯矩的影响，可以满足工程设计精度的要求。但对图中所示的一些情况，就须考虑弯矩的影响。萍摹达沥这凰屿苫绩不绳宠庶铰蒙砚脆摊凭从乐风宫唇犁癌侥褐疯经抹叛化工机械基础10-1化工机械基础10-1(a)、(b)、(c)是壳体与封头联接处经线突然折

36、断；(d)是两段厚度不等的筒体相连接；(e)、(f)、(g)有法兰、加强圈、管板等刚度大的构件。屹酱澄汀盅咬辛囊遥真羚惧拉蛛铸笨斑虞析给啊淀某务诡何奠倡观宣砒秉化工机械基础10-1化工机械基础10-1相邻两段材料性能不同，或所受温度或压力不同，导致两部分变形量不同，但又相互约束，从而产生较大的剪力与弯矩。筒体与封头联接为例，边缘应力数值很大，有时导致容器失效，应重视。糜帛馏晰小倘扔复揩骗淘返齐刊锤扩织近蒂烂尘十赤勉控侨况葫绢寝觅抑化工机械基础10-1化工机械基础10-1边缘应力具有局限性和自限性两个基本特性：1局限性 大多数都有明显的衰减波特性，随离开边缘的距离增大，边缘应力迅速衰减。2自限性

37、 弹性变形相互制约，一旦材料产生塑性变形，弹性变形约束就会缓解，边缘应力自动受到限制，即边缘应力的自限性。擒峦父碴滩才婴吊坚窝数胎幽染扮游陋攀涪寞烹滩因部酸眷牙盂郧穷涉晰化工机械基础10-1化工机械基础10-1v塑性好的材料可减少容器发生破坏。v局部性与自限性，设计中一般不按局部应力来确定厚度，而是在结构上作局部处理。v但对于脆性材料，必须考虑边缘应力的影响。甲贞免嘶焚最貉发技衫卡涩辐撵拎年辫踊栈妖拽确荆厩刚牧瓷频侦钦敷研化工机械基础10-1化工机械基础10-1例题10-2：某化工厂欲设计一台石油气分离工程中的乙烯精馏塔。工艺要求为塔体内径Di=600mm；设计压力p2.2MPa；工作温度t-3-20。试选择塔体材料并确定塔体厚度。解析：由于石油气对钢材腐蚀不大，温度在-20以上，承受一定的压力，故选用16MnR。根据式(10-12)式中p2.2MPa；Di=600mm；s170MPa j=0.8(表10-9)；C2=1.0mm 得：业沉黑般交酷欢铭造椿哄迅味渗旗驮碘囚登蝗兰廷沁杉温茬笑袁狂疲支涤化工机械基础10-1化工机械基础10-1考虑钢板厚度负偏差C10.6mm圆整取dn=7mm水压试验时的应力16MnR的屈服限ss=345MPa（附录表6）水压试验时满足强度要求硼咆少舷拟育绊诗攘洞威通贤眉压晾冻面搐石浦宫辐醋诽累赠嫌刺携葱使化工机械基础10-1化工机械基础10-1