4-1内压薄壁容器-筒体.ppt

复 习 容器的结构 4-1 内压薄壁容器 内压薄壁圆筒与球壳的应力计算 强度条件与壁厚计算 设计参数的确定 压力容器实验 内压薄壁圆筒的应力计算 沿筒体轴线方向：拉伸变形（轴向应力σz） 沿筒体的径向：直径增大的变形（环向应力σt） 计算轴向应力σz 采用截面法计算筒体内的应力。 内压薄壁球壳的应力计算 可认为在通过球心截面内只存在均匀分布的拉应力。 4.1.2 强度条件与壁厚条件 内压薄壁圆筒的强度条件 容器厚度的概念 计算厚度δ：按各强度公式计算得到的厚度。 设计厚度δd： δd= δ+C2 名义厚度δn：设计厚度加上钢材厚度负偏差C1后向上圆整至钢材标准规格的厚度。 有效厚度δe：δe= δn-（C1+C2)= δn-C,式中C=C1+C2。 最小厚度δmin 容器的校核计算 由设计条件求容器厚度称为设计计算。但在工程实际中也有不少情况是属于校核性计算。 三、设计参数的确定 1、设计压力 ①工作压力pw 指正常操作情况下容器顶部可能出现的最高压力。 ②设计压力p 指设定的容器顶部的最高工作压力，与相应的设计温度作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。 三、设计参数的确定 2、设计温度 设计温度确定的原则： ①容器内介质被热载体或冷载体间接加热或冷却时，设计温度按表4-1确定。 ②容器内壁与介质直接接触且有外保温时，设计温度按表4-2确定。 2、设计温度 设计温度确定的原则： ①容器内介质被热载体或冷载体间接加热或冷却时，设计温度按表4-1确定。 ②容器内壁与介质直接接触且有外保温时，设计温度按表4-2确定。 ③容器内介质用蒸汽直接加热或被插入式电热元件间接加热时，其设计温度取被加热介质的最高工作温度。 ④对有可靠内保温层的容器及容器壁同时与两种温度的介质接触而不会出现单一介质接触的容器应由传热计算求得容器的壁温作为设计温度。 ⑤对液化气用压力容器当设计压力确定后，其设计温度就是与其对应的饱和蒸汽的温度。 ⑥对储存用压力容器，当壳体温度仅由大气环境条件确定时，其设计温度的最低值可取该地区历年来月平均最低气温的最低值或据实计算。 3、许用应力 GB150-1998规定，根据材料各项强度指标分别除以相应的安全系数，取其中最小值作为许用应力。 表4-3为部分钢板的许用应力，遇设计温度的中间值时，可用内插法确定。 4、焊接接头系数 焊接接头系数是为了补偿焊接时可能出现的焊接缺陷对容器强度的影响而引入的。 5、厚度附加量 C=C1+C2 四、压力容器实验 压力实验的目的： 验证容器在超工作压力的条件下，器壁的宏观强度（主要是指焊缝的强度）、焊缝的致密性和容器密封结构的可靠性。 液压试验 水压试验及其装置 液压试验 试验应力的校核 在确定试验压力时注意： 容器铭牌上规定有最大允许工作压力时，公式中应以最大允许工作压力代替设计压力。 容器各元件所用材料不同时，应取各元件材料的 比值中最小者。 立式容器卧置进行液压试验时，其试验压力应按式4-8确定的值加上容器立置时圆筒所承受的最大液柱静压力。 容器的试验压力应标注在设计图样上。 液压实验时，要求容器在试验压力下产生的最大应力，不超过圆筒材料在试验温度（常温)下屈服点90%，即 气压试验 气压试验所用的气体为干燥洁净的空气、氮气或其他惰性气体。 气压试验 气压试验压力规定的比液压试验压力稍低。 气压试验 对于在气压试验时产生的最大应力也应进行校核，要求最大应力不超过圆筒材料在试验温度下屈服点的80%，即 例4-1：某化工厂的液氨储罐，内径Di=1600mm，置于室外，气温为-35~42℃，罐上装设安全阀，试选材并确定该罐体的壁厚。 解：①选择钢材 因液氨对罐体的腐蚀性极小，又是常温操作，故可选择一般钢材，选择16MnR. ②确定各设计参数 由最高操作温度42℃查得液氨的饱和蒸汽压为1.55MPa(查化工工艺手册），这是储罐的最大操作压力，因装设安全阀，取设计压力p=1.7MPa；计算压力等于设计压力加上液柱静压力，本题中液柱静压力较小，可忽略不计，因此计算压力pc=p=1.7MPa。 按表4-2，设计温度t=62℃。 按表4-3，假设壁厚为6~16mm，查得16MnR钢在设计温度62℃时的许用应力[σ]t=170MPa。 因罐径较大，罐体能采用双面焊对接接头，液氨储罐为一般容器，采用局部无损检测，查表4-4查的焊接接头系数Φ=0.85。 按表4-5，假设名义厚度在8~25mm之间，则钢板厚度负偏差C1=0.8mm。 按表4-6，