化工设备课件二、设计参数的确定.ppt

二、设计参数的确定 1、压力 工作压力pw 工作压力指在正常工作情况下，容器顶部达到的最高压力。 设计压力p 设计压力指设定的容器顶部的最高压力，他与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低与工作压力。 计算压力pc 计算压力指在相应设计温度下，用一确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。当元件所受的静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。 设计压力与计算压力的具体取值方法，可参见表3-1 设计压力与计算压力的取值 2、设计温度 设计温度指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。标志在产品铭牌上的设计温度，应是壳体金属设计温度的最高值或最低值。 设计温度虽不直接反映在上述计算公式中，但它是设计中选择材料和确定许用应力时不可缺少的的一个基本参数。 设计温度可参照表3-2所列情况确定。 表3-2 设计温度选择 介质工作温度T 设 计 温 度 Ⅰ Ⅱ T≤-200C 介质最低工作温度 -（0~100C ） -200C≤ T≤150C 介质最低工作温度 -（5~100C ） T≥150C 介质工作温度 +（15~300C ） 设计温度必须在材料允许的使用范围内，可从-1960C 至钢材的蠕变范围。 材料的具体适用温度范围是： 压力容器用碳素钢：-19-4750C； 低合金钢；-40-4750C； 低温用钢至-700C 碳钼钢及锰钼铌钢至5200C； 铬钼低合金钢至5800C；铁素体高合金钢至5000C； 非受压容器用碳素：钢沸腾钢0-2500C； 镇静钢0-3500C； 3、许用应力和安全系数 许用应力的选择是强度计算的关键，是容器设计的一个主要参数。许用应力是以材料的极限应力作为基础，并选择合理的安全系数来确定的。既： （1）极限应力的取法 至于选择那一个强度指标作为极限应力来确定许用应力，与部件的使用条件及失效准则有关，根据不同的情况，极限应力可以是抗拉强度或屈服极限。 既： 关于材料的许用应力，有关技术部门已根据上述原则将其计算出来，设计者可以根据所选用材料的种类、牌号、尺寸规格及设计温度直接查取。钢板、钢管、锻件和螺栓的许用应力列于附录 安全系数 安全系数的取法 （1）计算方法的准确性、可靠性和受力分析的精确程度。 （2）材料的质量和制造的技术水平。 （3）容器的工作条件，如压力、温度和温、压波动及容器在生产中的重要性和危险性等。 目前我国推荐的中低压容器的安全系数见表 3-5 4、焊接接头系数 焊缝区的强度主要决定于熔焊金属、焊缝结构和使焊质量。设计所需焊接接头系数大小主要根据焊接接头的型式和无损检测的长度比率确定。具体可按表3-6选取。 5、壁厚附加量 容器壁厚附加量包括钢板厚度的负偏差c1和介质的腐蚀裕量c2 。 既:c=c1+c2 （1）钢板负偏差c1，一般情况下可按表3-7选取。 （2）对容器元件由于腐蚀、机械磨损而导致厚度削弱减薄影响容器使用寿命，应考虑腐蚀裕量。 c2=KaB 腐蚀裕量的选取原则和方法： ①介质为压缩空气、水蒸汽或水的碳素钢或低合金钢制容器，其腐蚀裕量不得小于1.0mm；对不锈钢，当介质腐蚀性极微时，可取Cz=O。 ②除上述情况以外的其他情况，筒体和封头的腐蚀裕量按表4-11确定 （3）容器的各元件所受介质的腐蚀速率不同时，可采用不同的腐蚀裕量。 ④容器的接管（包括人孔、手孔）的腐蚀裕量，一般情况下应与壳体的腐蚀裕量相同 ⑤两侧同时与腐蚀介质接触的元件（即双面腐蚀），应根据两侧不同的操作介质选取不同的腐蚀裕量，将两者叠加作为总的腐蚀裕量。 ⑥当容器内件材料与壳体相同时，容器内件的单面腐蚀裕量按表4-12确定。 ⑦容器地脚螺栓根径的腐蚀裕量可取3 mm。 ⑧碳钢裙座筒体的腐蚀裕量应不小于2 mm，如其内、外侧均有保温或防火层，可不考虑腐蚀裕量。 1989年以前《钢制石油化工压力容器设计规定》中，在厚度附加量中计入加工制造减薄量C，并由设计者根据容器不同的冷、热加工成型状况选取加工减薄量。国家标准GB150-89《钢制压力容器》中规定：设计者在图纸上注明的厚度不包括加工减薄量，加工减薄量由制造单位依据各自的加工工艺和加工能力自行选取，只要保证产品的实际厚度不小于名义厚度减去钢材厚度的负偏差