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2006-10-02 第四章：容器设计基础 容器是各种设备外部壳体的总称 概述 容器的结构 容器分类 按器壁厚度、压力性质、压力大小、承受温度、《压力容器安全技术监察规程》分类。 容器机械设计的基本要求 容器的标准化 第一节：内压薄壁圆筒的设计 一、内压圆筒的应力分析 二、内压圆筒的设计与计算 三、压力试验 一、内压圆筒的应力分析 在工艺给定的压力p下，p垂直作用于器壁表面，容器将产生拉长，胀大的趋势。如圆柱筒体、平盖封头容器，在轴向产生拉长；在环向产生胀大，并产生弯矩Mo。 若不考虑Mo弯矩的影响，称无力矩壁厚，反之称为有力矩壁厚。 圆柱筒体、平面封头： 环向 d c 轴向 a b m T N T′ n n m W 从壳体上截出一微元体abcd，进行受力分析： 环向应力σ2 ，轴向应力σ1 。 σ2 σ2 σ2 σ1 σ1 M0 M0 σ2 假设：在应力是均匀的，壁厚很薄的条件下，可略去Mo弯矩的影响。 对薄壁容器，结构尺寸取其中径D中。 D中=(Do+Di)/2=Di+δ δ =(Do-Di)/2 环向应力：σ2=pD中/2δ y σ2 T δ l x p θ dθ W 轴向应力：σ1= pD中/4δ y δ N p σ1 z T′ x 二、内压圆筒的设计与计算 圆筒壁厚的计算公式 壁厚的其他影响因素 设计厚度 设计参数的确定 圆筒壁厚的计算公式 式中 δ — 计算厚度，mm； pc — 设计压力，MPa； Di — 圆筒内径，mm； [σ]t — 设计温度下材料的 许用应力，MPa； φ — 焊缝系数，查P127表9-6。 壁厚的其他影响因素 1、钢板的负偏差，c1；(如：8±0.8mm) 详见P128，表9-10钢板厚度负偏差。 2、腐蚀裕量，c2；（在设计使用年限内的 腐蚀量。n年×λmm/a） c2 = n· λ (mm) 3、加工中的减薄量，c3。 设计厚度 设计厚度(δd)=计算厚度(δ)+腐蚀裕量(c2) 即： 将设计厚度（ δd ）加上c1、 c3后，向上圆整至钢板标准规格厚度，称为名义厚度或实际厚度δn。 δn = δd +c1+c3+Δ=δ+c1+c2+c3+ Δ 有效厚度δe δe=δ+Δ= δn -c1-c2-c3 压力容器最小厚度：δmin(不包括c2、c3) 计算厚度δ，是内压圆筒仅从强度因素得出的。而最小厚度是综合考虑刚度要求提出的。 对碳素钢、低合金钢制容器， δmin≥3mm； 对高合金钢制容器， δmin≥2mm。 设计参数的确定 1、设计压力pc； 2、设计温度T； 3