第5章压力容器_2013案例.ppt

1 外压容器封头的结构形式与内压容器相同，在外压作用下，封头与筒体一样，也存在失稳问题。故也是采用图算法进行封头壁厚的设计。 1.半球形封头 受外压的半球形封头壁厚的设计步骤如下： 1）假设半球形封头名义厚度为，则 2）由 ，确定 ； 3.外压封头图算法 3）按（5-24）式计算A值： （5-24） 4）根据封头材料，选取壁厚计算图，在横坐 标上找到系数A值点，若A值在设计温度下 材料线与横坐标交点在右方，过此点作铅 垂线与温度线相交，得到交点后作水平线 与右侧纵坐标相交得到B值。于是许用外 压[P]为 （5-25） 若A值在温度线与横坐标交点的左方，则用下式计算许用外压力[P] （5-26） 5）比较计算外压P与许用外压[P]，[P]大于 P，且接近P，则所设名义厚度合理，否则 应重新假设封头名义厚度值，重复以上 步骤，直到[P]大于P，且接近P值为止。 2.椭圆形封头 受外压作用的椭圆封头厚度计算，设计步骤与半球形封头相同，只是半径Ro取椭圆形封头的当量外半径。即 其中：K1——椭圆形长短轴比值不同而设的修 正系数。对于标准椭圆形封头 K1=0.9 1.改变容器的几何尺寸 在外压圆筒材料和直径都已确定的条件下，增加筒体壁厚或者缩短筒体计算长度，都能提高筒体的临界压力，因而提高筒体的稳定性，从节约成本的角度看，减小计算长度更加有利。 4.提高外压容器稳定性的途径 2.增设加强圈 将长圆筒变成短圆筒的有效措施是在筒体上焊加强圈，可以焊在外侧，也可以焊在内侧，使加强圈提高筒体的刚度，达到提高筒体稳定性的目的，加强圈可以采用工字钢、角钢、扁钢等. 例5-2 已知某外压圆筒形塔体， ，筒体总长 （不包封头），两边为标准椭圆封头，高 ，直边高 ，设计温度 ，材料为20R钢，真空操作，无安全控制装置，取腐蚀余量 ，试计算筒体与标准椭圆封头厚度。 解：采用图算法，根据题目条件及设计压力选 取规定，塔的设计压力 1）假设筒体名义厚度 ，表5-5查得 ，故C=C1+C2=2mm (1)筒体厚度计算 筒体有效厚度： 筒体外径： 筒体计算长度： 故 2）由图5-20，根据 ， 查得 3）根据筒体材料20R钢，设计温度 ， ,及查图5-21图，系数A落在设计温 度与横坐标交点的左方，没有交点，故 4）[P]和P较接近，且 ，假设壁厚符 合设计要求，确定筒体壁厚 。 1）假设封头名义厚度 ， 封头有效厚度 (2)标准椭圆封头厚度计算 查得 已知标准椭圆封头 ，则封头当量外半径为 2）计算系数A 计算得到： 3）查图5-21可得，A点在材料温度线右方， B = 47，许用外压[P]为 4）[P]P,且接近P，假设封头壁厚符合设计要求，考虑到筒体与封头壁厚焊接要求，取封头壁厚8mm。 某厂脱水塔的塔体内径为700mm，实际厚度为12mm，材料为20R，其200℃ 时的σs=25MPa，塔的工作压力p=2MPa，工作温度180 ℃。塔体采用单面对接焊（带垫板），局部无损检测，腐蚀裕量1mm，试校核塔体工作与试压时的强度。 5-6 1.校核塔体工作时的强度 p=2MPa ?e=?n-C1-C2=12-0.8-1=10.2mm D=Di+?e=700+10.2=710.2mm [σ]t =123MPa Φ =0.8 2.校核塔体试压时的强度 PT=1.25P=1.25×2=2.5MPa 0.9 =220.5MPa =108.8MPa＜0.9 故筒体厚度满足水压试验时的强度。 ?e=?n-C1-C2=12-0.8-1=10.2mm =220.5MPa 5.5.1 卧式储罐 储罐作用：储存或盛装气体、液体、液化气体等 介质。 如氢气储罐、液化石油气储罐、石油 储罐、液氨储罐等。 介质的特性：易燃、易爆、有毒，压力受温 度影响。 5.5储存设备 (1)地面卧式储罐 由筒体、封头、法兰、人孔、手孔、支座、接管等组成。 5.5.1卧式储罐 1.