化工设备机械基础7内压容器的设计课件.ppt

常温： 中温： 高温： Q235－A，p≤1.0MPa，t=0~350℃，δ≤16mm Q235－B，p≤1.6MPa，t=0~350℃，δ≤20mm Q235－C，p≤2.5MPa，t=0~400℃，δ≤30mm 4.许用应力[σ]t（P286表14-4） 按材料的机械性能（σb、σs、σD、σn）除以相应的安全系数得到 5.焊缝系数φ 焊接接头型式 结构简图 焊缝系数φ 全部无损探伤 局部无损探伤 双面焊或相当于双面焊的全焊透对接焊 1.0 0.85 带垫板的单面对接焊缝 0.9 0.8 只有一类压力容器和p4.9MPa、而且盛装非易燃和无毒介质的二类容器允许部分无损探伤，其它一定作100％无损探伤，所以φ取0.85或1.0是最常见的。 影响因素： （1）焊接方式：角接、对接、搭接 （2）探伤方式：全部无损探伤、局部无损探伤，不作探伤 （3）焊后热处理 例：p=0.1MPa，Di=1m，[σ]t=173MPa，Φ=0.9 C1=0.5mm， C2=0， C3=0 求δ、δd、δn 6.壁厚附加量 厚度附加量C＝C1+C2 最小壁厚δmin 厚度太小，不易焊接，且刚度不够，容易变形。 C3：加工减薄量 （1）对筒体，焊接成型的封头，C3=0 （2）冲压成型的封头，C3=0.1δ 容器壳体的最小壁厚δmin应符合以下规定： （1）碳素钢和低合金钢， δmin≥ 3mm； （2）高合金钢制容器， δmin≥ 2mm； （3）碳素钢和低合金钢制塔式容器， δmin= 2Di/1000且 δmin≥ 4mm ；不锈钢制塔式容器δmin≥ 3mm； （4）管壳式换热器的δmin应符合GB151-1998 碳素钢和低合金钢 四、压力试验 2.压力试验的分类 a.液压：20 ℃清水 b.气压： 20 ℃空气，烘干设备、有内衬设备、大型超大型设备 必须对容器主要焊缝做100%无损探伤 c.气密性： 3.内压容器的试验压力 液压试验压力 pT=1.25p[σ]/[σ]t，且不小于p+0.1 气压试验压力 pT=1.15p[σ]/[σ]t，且不小于p+0.1 气密性试验 pT＝p 4.压力试验的强度校核（pT是否安全） 1.作用：容器出厂前的检验（宏观强度、气密性），焊后检验 5.压力试验的方法与检验 （1）压力试验中要求水中[Cl-]≤25ppm （2）新设备尽量做低压试验 （3）试验合格的容器标准： a、无渗漏 b、壳体无明显可见形变 液压： （1）压力缓慢上升，达到规定试验压力pT后，保压10-30min； （2）降至设计压力p，至少再保持30min，检查所有焊缝和连接部位有无泄漏和明显的残留变形。 气压： （1）压力升至10%pT后，保持10min并进行初检； （2）合格后继续升到50%pT，其后按每级10%pT的级差，逐渐升至pT，保持10-30min； （3）再降至设计压力，至少保持30min，同时进行检查。 14.4 内压封头的厚度设计 3.平板形封头 1.凸形封头 半球形封头 半椭圆形封头 碟形封头 无折边球形封头 2.锥形封头 有折边锥形封头（ɑ大） 无折边锥形封头（ɑ小） 内压封头分类 2.封头组成 由半个球壳构成 3.最大应力与最大允许工作压力 14.4.1 半球形封头 1.强度设计计算式 4.二次应力：存在，但数值很小 5.加工成形 Di1200mm，冲压成形；Di≥1200mm，分瓣冲压再拼焊 6.容积与表面积 14.4.2 椭圆形封头 1.封头结构 组成：半椭球形壳体+高度为h0的圆柱形壳体（筒节） 封头高=h+h0+δ 标准椭圆封头：a=Di/2，b=h=Di/4 2.强度设计计算式 对标准椭圆封头，K=1 椭圆封头上的最大综合应力（薄膜应力与边缘应力的合成应力）： 椭圆封头 形状系数 3.最大应力与最大允许工作压力 标准椭球在承受内压时，在赤道处将产生环向压缩（薄膜）应力。若封头壁厚过薄，赤道处的环向压缩应力仍有可能将封头压出折皱，这种现象称为失稳。为避免失稳，GB150-1998规定封头壁厚（不包括壁厚附加量）应不小于封头内直径的0.15％，即 4.二次应力：基本没有 5.加工成形 Di1200mm，冲压成形；Di≥1200mm，钢板拼焊再冲压 6.容积与表面积 14.4.3 碟形封头 14.4.4 无折边球形封头（拱形封头） 14.4.5 圆锥形封头 14.4.6