第三章内压薄壁容器.ppt

作 业 一、课堂作业 二、课外作业 第四大题5小题，1小题 形状系数 计算厚度公式 GB150-1998规定 标准碟形封头计算厚度公式 M ≤ 1.34 时， e δ ≥ 0.15% i D M ＞ 1.34 时， e δ ≥ 0.30% i D 广泛应用于许多化工设备的底盖，它的优点是便于收集与卸除这些设备中的固体物料。此外，有一些塔设备上、下部分的直径不等，也常用锥形壳体将直径不等的两段塔体连接起来，这时的锥形壳体称为变径段。 锥形封头厚度计算公式 Dc 锥壳大端直径 四、锥形封头 * 第三章 内压薄壁圆筒与封头的强度设计 教学重点： 内压薄壁圆筒的厚度计算 教学难点： 厚度的概念和设计参数的确定 第一节 内压薄壁壳体强度计算 一、强度理论及其相应的强度计算公式 1、薄壁压力容器的应力状态 图2-1 单元体应力状态 属二向 应力状态 第一强度理论 （最大主应力理论） 强度条件 2、强度理论 最大主应力 设计压力 容器中径 计算厚度 材料的许用应力 考虑介质腐蚀性，引入 考虑钢板厚度 负偏差，引入 3、内压薄壁圆筒强度计算公式 考虑焊缝对材料强度的削弱，引入 考虑温度对材料的影响引入 因圆筒内径由工 艺计算决定，故 用计算压力代设计压力 并圆整 设计温度下圆筒的计算应力（强度校核公式） 设计温度下圆筒的最大 允许工作压力 1、当筒体采用无缝钢管时，应将式中的Di换为D0 2、以上公式的适用范围为 3、用第四强度理论计算结果相差不大 対上式强度计算公式稍加变形就可得到相应的校核公式 考虑介质腐蚀性，引入 考虑钢板厚度 负偏差，引入 4、内压薄壁球壳强度计算公式 考虑焊缝对材料强度的削弱，引入 考虑温度对材料的影响引入 因圆筒内径由工 艺计算决定，故 用计算压力代设计压力 并圆整 设计温度下圆筒的计算应力（强度校核公式） 设计温度下圆筒的最大 允许工作压力 对比内压薄壁球壳与圆筒体的强度计算公式可以看出：当条件相同时，球壳壁厚约为圆筒壁厚的一半，而且球壳的表面积比圆筒体的小，但球壳制造困难。 対上式强度计算公式稍加变形就可得到相应的校核公式 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、安装的要求。 限定最小厚度以满足刚度和稳定性要求。 壳体加工成形后不包括腐蚀裕量最小厚度： 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 1、最小厚度 c.碳素钢、低合金钢制塔式容器 min d ≥ max{ i D 1000 2 , 4mm} ； d.不锈钢制塔式容器 min d ≥ max{ i D 1000 2 , 3mm}. 二、容器的厚度和最小厚度 各厚度之间的关系 计算厚度 设计厚度 圆整值 名义厚度 有效厚度 毛坯厚度 加工减薄量 2、容器的厚度 图4-2 壁厚的关系图 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。 计算压力pc=设计压力p+液柱静压力 第二节 设计参数的确定 1、压力 表4-1 设计压力与计算压力的取值范围 计算带夹套部分的容器时，应考虑在正常操作情况下可能出现的内外压差 夹套容器 7 当有安全阀控制时，取1.25倍的内外最大压差与0.1Mpa两者中的较小值，当没有安全控制装置时，取0.1Mpa 真空容器 6 取不小于在正常操作情况下可能产生的内外最大压差 外压容器 5 根据容器的充装系数和可能达到的最高温度确定（设置在地面的容器可按不低于40℃，如50 ℃ 、60 ℃时的气体压力考虑） 装有液化气体的容器 4 根据介质特性、气相容积、爆炸前的瞬时压力、防爆膜的破坏压力及排放面积等因素考虑（通常可取p≤1.15~1.3pw） 容器内有爆炸性介质，装有防爆膜时 3 取等于或略高于最高工作压力，通常取p≤1.0~1.1pw 单个容器不要装安全泄放装置 2 取不小于安全阀的初始起跳压力，通常取p≤1.05~1.1pw 容器上装有安全阀时 1 设计压力（P）取值 类型 指容器在正常工作情况下，在相应的设计压力下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面厚度的温度平均值）。 设计温度是选择材料和确定许用应力时不可少的参数。 2、设计温度 （1）极限应力 极限应力的选取与结构的使用条件和失效准则有关 极限应力可以是 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。 3、许用应力和安全系数