压力容器设计基础课件.ppt

《压力容器设计基础课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1.1物体的受力分析及其平衡条件第3章压力容器设计基础3.8封头设计3.8.1概述封头的分类（按形状分类）凸形封头半球形封头椭圆形封头碟形封头球冠形封头锥壳变径段平盖紧缩口23.8.2半球形封头1.受内压的半球形封头特点从受力分析角度是最理想的结构形式直径小时整体冲压困难（深度大）直径大时采用分瓣冲压工作量较大常用于高压容器壁厚计算推导过程与圆筒壁厚计算公式类似半球形封头壁厚可较圆筒壳减薄一半。但为焊接方便以及降低边缘压力，半球形封头常和筒体取相同的厚度。33.8.2半球形封头2.受外压的半球形封头临

2、界压力许用外压壁厚设计43.8.3椭圆形封头椭圆形封头由半个椭球面和一圆柱直边段组成直边段作用是避免封头和筒体的连接焊缝出出现经向曲率半径突变，以改善焊缝的受力状况。椭圆形封头是目前中、低压容器中应用最多的封头之一。53.8.3椭圆形封头1.受内压的椭圆形封头壁厚设计许用压力椭圆形封头的形状系数标准椭圆形封头Di/2hi=2，所以K=1，于是63.8.3椭圆形封头2.受外压的椭圆形封头外压稳定性计算公式和图算法步骤同受外压的半球形封头，但公式及算图中的球面外半径Ro由椭圆形封头的当量球壳外半径Ro=K

3、1Do代替。K1值是由椭圆长短轴比值Do/(2ho)决定的系数。ho=hi+nDo/(2ho)2.62.42.22.01.81.61.41.21.0K11.181.080.990.900.810.730.650.570.5073.8.4碟形封头碟形封头是带折边的球面封头，由半径为Ri的球面体、半径为r的过渡环壳和短圆筒等三部分组成。从几何形状看，碟形封头是一不连续曲面，在经线曲率半径突变的两个曲面连接处，由于曲率的较大变化而存在着较大边缘弯曲应力。受力状况不佳。过渡环壳的存在降低了封头的深度，方便了

4、成形加工。83.8.4碟形封头1.受内压的碟形封头壁厚设计许用压力碟形封头应力增强系数93.8.4碟形封头2.受外压的碟形封头在均匀外压作用下，碟形封头的过渡区承受拉应力作用，不会发生失稳；而球面部分为压应力，有可能发生失稳。碟形封头的外压计算仍采用半球形封头外压计算公式和图算法步骤，只是其中Ro用球面部分外半径代替。103.8.5球冠封头为了进一步降低凸形封头的高度，将碟形封头的直边及过渡圆弧部分去掉，只留下球面部分，即构成了球冠形封头。球冠封头结构简单、制造方便，但应力分布不甚合理。113.8.6

5、锥壳锥壳因结构不连续，与圆筒体连接处的应力分布并不理想，故大多使用在中低压场合。其特殊的结构形式有利于固体颗粒和悬浮或粘稠液体的排放，因而常用作设备的下封头；另外，两个不同直径的圆筒体的连接也常采用锥壳结构。123.8.7平盖相同的直径和压力下，平盖要比凸形封头厚得多。但平盖结构简单，制造方便，在压力不高、直径较小的容器中，采用平盖较为经济简便；在高压容器中使用也较为普遍。K为结构特征系数，图示结构中，K=0.27133.8.8应用举例【例题5】试通过比较确定例题2所给容器的封头结构形式与厚度。该容器

6、计算压力pc=0.83MPa，设计温度t=70℃，筒体内径Di=1000mm，壁厚6mm，材料为16MnR，腐蚀裕量C2取2mm。143.8.8应用举例【解】封头结构形式的确定由于工艺操作方面对封头形状无特殊要求，因而主要应根据各种封头的受力情况和制造难易程度来选择。球冠形封头、锥壳存在较大的边缘应力，而平盖厚度较大，故都不宜选用；半球形封头受力最好，壁厚最薄、重量轻，但深度大，制造较难，中低压设备不宜采用；碟形封头的深度可通过过渡半径r加以调节，适合于加工，但由于碟形封头母线曲率不连续，存在局部应力

7、，故受力不如椭圆形封头；相比较而言，标准椭圆形封头制造比较容易，受力状况比碟形封头好，故可选用标准椭圆形封头。153.8.8应用举例封头厚度的确定符合min（不包括腐蚀裕量的最小厚度）不小于3mm的要求另根据标准，16MnR钢板的最小厚度为6mm，故取n=6mmn=6mm时，[]t=170MPa仍然成立，故取名义厚度n=6mm合适。计算厚度设计厚度名义厚度161.1物体的受力分析及其平衡条件第3章压力容器设计基础3.9零部件的设计与选用3.9.1法兰1.螺栓法兰联接结构与密封机理联接结构：由

8、法兰、螺栓及垫片组成，依靠螺栓预紧力把两部分设备或管道的法兰环连在一起，同时压紧垫片，使联接处达到密封。失效形式：主要是泄漏，漏是不可避免的，但要控制泄漏量。密封方式：强制密封183.9.1法兰螺栓拧紧时，螺栓力(F1)通过法兰环把垫片压紧，迫使垫片产生压缩变形螺栓力达到一定数值后，使法兰密封面和垫片上的凹凸不平面借助垫片变形而填满，这就为阻止介质泄漏产生了初始密封条件此时，垫片单位面积上所受的最小压紧力称为“垫片比压力”，用y表示，单位为MPa；如垫片