化工设备机械基础4章内压容器设计.ppt

* 4.3.4 球冠形封头（无折边球形封头） * 式中 Di——封头和筒体的内直径； Q —— 系数，见书图4-9。 2.壁厚计算公式： * 4.3.5 常用锥形封头 锥壳应力分布？ * 为减小边缘应力，锥形封头结构常有如下结构 （1）局部加强 α≤30?的大端 及α≤45 ?的小端 (2)加过渡圆弧 α ＞30?的大端 及α＞45 ?的小端 受内压无折边锥形封头 受内压带折边锥形封头 * 4.3.6 圆平板封头 * 1.平板内应力状态 周边简支： 根据强度条件： * 周边固支： 根据强度条件： 实际情况是介于简支和固支中间，系数在0.188--0.31之间，归结为一个结构特征系数K, 平板壁厚计算公式为： 见表-19 * 4.3.7 例题 确定精流塔封头形式及尺寸。塔径Di=600mm，壁厚Sn=7mm，材质为16MnR（GB6654-96) ，计算压力Pc=2.2MPa, 工作温度t=-3～-20°C。 【解】确定参数： Pc=2.2MPa， Di=600mm，C2=1mm,[s]=170MPa 。封头材质选16MnR（GB6654-96) 1.半球形封头 补充参数：半球形封头与筒体连接的环焊缝属于封头内的部分，采用带垫板单面对接焊，局部无损探伤， φ=0.8 。 计算壁厚为： Sd=2.4+1.0=3.4(mm) C1=0.25mm 名义壁厚为 Sn=3.4+0.25=3.65(mm) 取4mm。 Sn=3.7mm,板厚仍然为4mm。 * 2.用标准椭圆形封头 此封头可以整板冲压，φ=1。 计算壁厚为： Sd=3.9+1.0=4.9(mm) 取C1=0.25mm 名义壁厚为 Sn=4.9+0.25=5.15(mm) 板厚为6mm。 3.采用标准碟型封头 Sd=4.67+1.0=5.67(mm) 取C1=0.25mm, 名义壁厚为 Sn=5.67+0.25=5.92(mm) 取6mm。 * （4）采用平板封头 板厚计算公式为： 选结构形式为表4-19中第9种，K=0.3 ，f=1 ，Dc=600mm。 Sp=37.4(mm) . Sd=37.4+1=38.4(mm) 查得C1=0.25mm, 名义壁厚为Sn=38.65mm,圆整后取40mm。 * 各种封头计算结果比较 封头形式 壁厚 （mm) 总深度 （mm) 理论面积 （ ） 重量 （kg) 制造难易程度 半球形 4 300 0.565 17.8 较难 椭圆形 6 175 0.466 21 较易 碟型 6 161 0.410 22.4 较易 平板形 40 ----- 0.283 88.3 易 * 4.3.8 封头的选择 1.几何方面——内表面积，容积。 2.力学方面——承载能力。 3.使用方面——满足工艺要求。 4.制造方面——难易程度，标准化程度。 5.材料消耗——金属耗量及其价格。 * 焊接接头系数（f）： 焊接接头结构 100%无损检验 局部无损检验 示意图 双面对接焊 1.0 0.85 带垫板单面对接焊 0.90 0.80 * 1.可否采用搭接焊结构制作压力容器壳体？为什麽？ 2.焊缝处为什麽要进行无损探伤检查？ 3.焊缝系数（φ）为什麽小于等于1？ 4.取焊缝系数的依据是什麽？ 5.壁厚计算公式中的[σ]t是钢板的许用应力，还是焊缝材料的许用应力？ 6.带垫板的焊缝结构中，垫板的作用是什麽？是否起加强作用？ * 5.壁厚附加量 容器壁厚附加量—— （1）钢板或钢管厚度负偏差 C1: 例如， * 在设计容器壁厚时要 ----预先考虑负偏差。 钢板负偏差参见p93表4-9选取； 钢管厚度负偏差参见P93表4-10。 * （2）腐蚀裕量C2 容器元件由于腐蚀或机械磨损——厚度减薄。 ——在设计壁厚时要考虑容器使用寿命期内的安全性！ 具体规定如下： 对有腐蚀或磨损的元件: C2=KaB Ka---腐蚀速率（mm/a），由材料手册或实验确定。 B----容器的设计寿命，通常为10～15年。 一般情况, Ka=0.05～0.13mm/a的轻微腐蚀时， 对单面腐蚀取C2=1～2mm; 对双面腐蚀