化工设备机械基础第九章 内压薄壁圆筒和球壳设计.ppt

§2内压圆筒的设计 一、内压圆筒壁厚的确定 一、内压圆筒壁厚的确定 2、设计厚度 和名义厚度 一、内压圆筒壁厚的确定 一、内压圆筒壁厚的确定 3、有效厚度 二、设计参数的确定 1、设计压力p 设计压力p—指在相应设计温度下用以确定容器壳体厚度及其元件尺寸的压力。与相应的设计温度一起作为设计的载荷条件，其值不低于 二、设计参数的确定 举例 例： 确定一容器筒体的计算厚度 、设计厚度 、名义厚度 和有效厚度 。已知：设计压力 ，设计温度 ，内径 ，介质对钢板的腐蚀速率： /年，设计寿命 年，材料：16 。全焊透对接焊缝，全部无损探伤。 解： 三、薄壁球壳强度计算公式 四、容器的最小壁厚 （加工成形后不包括腐蚀裕量） 　　　为何要规定最小壁厚？ 　　　在设计压力很低时，由内压强度计算公式算出的计算厚度较小，往往不能满足制造（难焊）、运输和吊装（刚度小容易变形）等方面的要求，所以对容器圆筒规定了加工成形后不包括腐蚀裕量 最小厚度 ： 四、容器的最小壁厚 （加工成形后不包括腐蚀裕量） 四、容器的最小壁厚 （加工成形后不包括腐蚀裕量） 举例 解：由p124表9-4， 在 五、内压圆筒的厚度系数、计算应力与最高允许工作压力 五、内压圆筒的厚度系数、计算应力与最高允许工作压力 五、内压圆筒的厚度系数、计算应力与最高允许工作压力 3、设计温度下的最高允许工作压力 举例 解：(1)计算厚度 1、液压试验 1、液压试验 □应力校核 2、气压试验 2、气压试验 解（1） 　　反应器 ，t=350℃，p=1.5Mpa，取C1=0.8mm，C2=2mm，φ=0.85，材料16MnR，求：（1）筒体壁厚；（2）水压试验压力；（3）校核水压试验时壳体最大应力。 举例 由P124表9-4：16MnR在350℃时 =134Mpa, 常温 =170 MPa =345 Mpa(设 ) 常温 取 例：反应器 ，t=350℃，p=1.5Mpa，取C1=0.8mm，C2=2mm，φ=0.85，材料16MnR，求：（1）筒体壁厚；（2）水压试验压力；（3）校核水压试验时壳体最大应力。 * * ——计算压力。在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液注静压力。当液注静压力小于5%设计压力时可忽略不计。 1、计算厚度（理论计算壁厚） 设计厚度 为计算厚度与腐蚀裕量之和。 ——腐蚀裕量。在设计寿命内器壁因遭受腐蚀而减薄的总量。 对碳钢、低合金钢：　 ≮1mm。 n—设计寿命，年。 ——年腐蚀率，mm/年。 名义厚度 —钢板厚度负偏差。 —将设计厚度加上钢板厚度负偏差然后向上圆整到钢板标准规格的厚度。为图样上标注的厚度。 ——厚度圆整值。一般0＜ ＜1；若取 为偶数，则　　＜2。 ——指名义厚度 减去厚度附加量 ，即 为整个设计寿命内能抵抗介质压力破坏的厚度。 各种厚度之间的关系为： 一、内压圆筒壁厚的确定 工作压力 ——在正常工作的情况下，容器顶部可能达到的最高压力。 （1）设计压力p应等于或略大于工作压力 （2）装有安全阀时，应使 —安全阀开启压力。 （3）装有爆破片时，应使p大于使用温度下的爆破压力，一般 （物料粘度高、腐蚀性强、易聚合结晶安全阀不能可靠工作）。 一般 例： 确定一容器筒体的计算厚度 、设计厚度 、名义厚度 和有效厚度 。已知：设计压力　　 ，设计温度　 　　，内径 　　 ，介质对钢板的腐蚀速率： 　　　　　　　　　　/年，设计寿命 　 年，材料：16 　。全焊透对接焊缝，全部无损探伤。 ，由P125表9-4： （假设钢板厚度在6～16mm范围并用插值法） 由P127表9-6： ；并取 钢板负偏差 由P128表9-10查得： （按板厚8～25mm）。 例： 确定一容器筒体的计算厚度 、设计厚度 、名义厚度 和有效厚度 。已知：设计压力 ，设计温度 ，内径 ，介质对钢板的腐蚀速率： /年，设计寿命 年，材料：16 。全焊透对接焊缝，全部无损探伤。 可取 在（6～16）mm和（8～25）mm 范围内， 和 的取值是合适的。 例： 确定一容器筒体的计算厚度 、设计厚度 、名义厚度 和有效厚