Cscbpv压力容器设计审核员培训班PPT05压力容器设计

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1、第4章压力容器设计§4-1概述压力容器设计基本要求安全经济合理选取结构、材料、参数等合理选择设计方法常规设计和分析设计结果比较压力容器设计基本内容用户提出基本设计要求↓分析容器的工作条件，确定设计参数↓结构分析、初步选材↓选择合适的规范和标准↓应力分析和强度计算↓确定构件尺寸和材料↓绘制图纸，提供设计计算书和其它技术文件压力容器设计的基本步骤设计条件§4-2设计准则压力容器失效判据—判断压力容器是否失效由力学分析得到力学分析结果由实验测得失效数值失效判据压力容器设计准则§4-3常规设计一、概述基于弹性失效设计准则不连续应力的考虑二、圆筒设计单层式圆筒的优点：不存在层间松动等薄弱环节，能较好

2、地保证筒体的强度。单层式圆筒的缺点：1、单层厚壁圆筒对制造设备的要求高。2、材料的浪费大。3、锻焊式圆筒存在较深的纵、环焊缝，不便于焊接和检验。层板包扎式（1）包扎工序繁琐，费工费时，效率低。（2）层板材料利用率低。3）层间松动问题。缺点（1）对加工设备的要求不高。（2）压缩预应力可防止裂纹的扩展。（3）内筒可采用不锈钢防腐。（4）层板厚度薄，韧性好，不易发生脆性断裂。优点整体多层包扎式（1）套合层数少，效率高，成本低。（2）纵焊缝质量容易保证。（1）只能套合短筒，筒节间深环焊缝多。（2）要求准确的过盈量，对筒节的制造要求高。热套式优点缺点优点：（1）机械化程度高，操作简便，材料利用率高。

3、（2）纵焊缝少。缺点：（1）绕板薄，不宜制造壁厚很大的容器。（2）层间松动问题。绕板式优点缺点槽形绕带式（1）筒壁应力分布均匀且能承受一部分由内压产生的轴向力。（2）机械化程度高，材料利用率高。（1）钢带成本高，公差要求严格。（2）绕带时钢带要求严格啮合，否则无法贴紧。优点缺点（1）机械化程度高，材料利用率高。（2）整体绕制，无环焊缝。（3）带层呈网状，不会整体裂开。（4）扁平钢带成本低，绕制方便。扁平钢带倾角错绕式特点内压圆筒强度设计单层内压圆筒壁厚计算强度校核工作应力最大允许工作压力按塑性失效设计准则：按爆破失效设计准则：多层圆筒壁厚注意最小厚度碳素钢、低合金钢制容器：δmin≥3mm

4、高合金钢制容器：δmin≥2mm设计参数的选取设计压力p1、设计压力由工艺条件确定，在设计过程中是一个定值；工作压力在容器正常工作过程中可能变动，容器顶部和底部的工作压力也可能不同。2、要求设计压力不低于最大工作压力。即：P≥PW3、PC=P+PL(当PL≤5%P时，PL可忽略不计)设计压力的规定1、容器上装有安全阀时P=(1.05~1.10)PW2、容器上装有爆破膜时P=(1.15~1.30)PW3、盛装液化气体的容器设计压力取工作时可能达到的最高温度下液化气体的饱和蒸气压设计温度t----容器在正常工作情况下设定元件的金属温度。元件金属温度高于零度时，设计温度不得低于元件可能达到的最高

5、温度；元件金属温度低于零度时，设计温度不得高于元件可能达到的最低温度。根据规定：当钢板厚度负偏差不大于0.25mm，且不超过名义厚度的6%时，可取C1=0。所以在设计计算中，对于GB6654-1996、GB3531-1996种的钢板（如20R、16MnR、16MnDR等），均可取C1=0。钢板厚度负偏差焊接接头系数材料许用应力安全系数碳素钢、低合金钢及铁素体高合金钢：nb≥3.0ns≥1.6nD≥1.5nn≥1.0奥氏体高合金钢：nb≥3.0ns≥1.5nD≥1.5nn≥1.0压力试验1、试验压力●内压容器：●外压容器和真空容器：●夹套容器：视内筒为内压或外压容器，分别按内压或外压容器的试

6、验压力公式确定试验压力；夹套按内压容器确定试验压力。*需校核内筒在夹套液压试验压力下的稳定性，如不满足稳定性要求，则需在夹套液压试验时，内筒内保持一定的压力。液压试验如果直立容器卧置进行液压试验，则在应力校核时，PT应加上容器立置充满水时的最大液柱压力。2、强度校核注意气压试验●内压容器：●外压容器和真空容器：1、气压试验2、强度校核●容器上没有安全泄放装置，气密性试验压力PT=1.0P。●容器上设置了安全泄放装置，气密性试验压力应低于安全阀的开启压力或爆破片的设计爆破压力。通常取PT=1.0PW。气密性试验设计压力为1.6Mpa的储液罐罐体，材料Q235-A，Di=1800mm，罐体高度

7、4500mm，液料高度3000mm，C1=0.8mm，腐蚀裕量C2=1.5mm，焊缝系数φ=1.0，液体密度为1325kg/m3，罐内最高工作温度50ºC。试计算罐体厚度并进行水压试验应力校核。注：Q235-A材料的许用应力[σ]20=113MPa，[σ]50=113MPa，屈服极限σS=235Mpa试确定罐体厚度并进行水压试验校核。练习题断裂前发生较大的塑性变形，容器发生明显的鼓胀，断口处厚度减薄，断裂时几乎不形成碎片