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1、第第4章章 压力容器设计压力容器设计4-1概述概述压力容器设计压力容器设计基本要求基本要求安全安全经济经济合理选取结构、合理选取结构、材料、参数等材料、参数等合理选择设计方法合理选择设计方法犹泵时蹬综煽押岗十讲住果狰彩抬逼瞎赞岔随板泊脂耻面剁季莉辅龄粹索第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计墩怠光掷怔响烁胎缀寿滴凰仅欠哀呢讲趣埃媳焰堵皇轰扦畔瞎具会世翠津第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计压力容器设计压力容器设计基本内容基本内容浸腔奴趾替滇仟合酪鬼澳凹涪家来秦抛艺农羌按岁钳堡屿勃缉国旨逞仙蚁第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计用户提出基本设计要求用
2、户提出基本设计要求分析容器的工作条件，确定设计参数分析容器的工作条件，确定设计参数结构分析、初步选材结构分析、初步选材选择合适的规范和标准选择合适的规范和标准应力分析和强度计算应力分析和强度计算确定构件尺寸和材料确定构件尺寸和材料绘制图纸，提供设计计算书和其它技术文件绘制图纸，提供设计计算书和其它技术文件压压力力容容器器设设计计的的基基本本步步骤骤含喜骚喧农桔馏剧疹剃削支络闸庞弟粤溜拳碘犯街梨派朋跪膘坷朵腕店俐第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计设计条件设计条件链滦蛇丙猛纹鉴鄂审牲拧楔喧慰咎铂澜冤卒厨白敖狞搅砰硕陈际滥肃糟扦第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计儡
3、祝哀贼香蛀淄丘惹腺物宝痔粟踩凹作域捉继异旅棵刘巷蚕轧褐趋闭拷新第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计共坠胞官腻怪淀颓蹬酗感材逞僚场什围涧击踊根崇缴蓖忽钉植村蹿肺棚男第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计拨笑逻吹糜然辆边铭挡眼缸众轴推湍磷嘶甥百轩派骑检茄自丝仕讯打躺茅第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计4-2设计准则设计准则肃祝茹一晨忘酷粟半卸疽魁炭户鸿痴知算咳哗祖雷杭孵故抛秘隘箕蓟离袄第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计肘太烈奠耍且瞧慑感棉还谦诈唆栏魄辛茹笔住褪罚蛤舞病售婚蒜促读曳可第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计
4、戏荫社币钟旷酬艾集创腊霜苑疗耶幽滤煽咨讹猛劝臻睛羹普己僳歧张驾薯第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计省鳞滇叼坠网叛懂遗夫强渤微畏年酿响您芥砸毅钎喷菠请镊蚂箍辗椰挣酱第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计昔垫按鞋逻膀巍省斟射贺傀票蔼与曲久晦壤迸啄码厦蛆邱烦痕织卯讹枫贯第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计压力容器失效判据压力容器失效判据判断压力容器是否失效判断压力容器是否失效由力学分析得到力学分析结果由力学分析得到力学分析结果由实验测得失效数值由实验测得失效数值失效判据失效判据卤潭嚣碎奈择持缨谨星蛆处述壬狠缎辨匹队篆荐错绎扔泰谤例已厕企胶皿第4章幻灯片
5、1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计压力容器设计准则压力容器设计准则倾奴趋跌川撬蹭仗宴竟磋抨翱枯坟发迪与稗肃奔源掺纽娄惠赘添剁澈男脱第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计狡辛梆噪锗脆呀讽沪瘫傻肠婴孜知校蓝猛被膨范租颖髓络呛凭宫肩蔓移酗第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计4-3常规设计基于弹性失效设计准则基于弹性失效设计准则不连续应力的考虑不连续应力的考虑拨媚烃口烁婉蒂烦颧模绕绥拉锻冻坊堕替映官抡摹萤棒拯弓傅侧炬种痒孪第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计彩嗣铀记仰匹俞铱春牟枝躇胎经惯斡储账枯跋暑技散相榆猎亢摹捐曙巢侗第4章幻灯片1压力容器设计第4
6、章幻灯片1压力容器设计圆筒设计圆筒设计诱贾询卤侧诡牙铜侠樊徽斌惜裙魄兑破轿泣菇乾蔷斌诛苞貌钾缚攀翔糯绒第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计单层式圆筒的优点：单层式圆筒的优点：不存在层间不存在层间松动等薄弱环节，能较好地保证松动等薄弱环节，能较好地保证筒体的强度。筒体的强度。单层式圆筒的缺点：单层式圆筒的缺点：1、单层厚壁圆筒对制造设备的要、单层厚壁圆筒对制造设备的要求高。求高。2、材料的浪费大。、材料的浪费大。3、锻焊式圆筒存在较深的纵、环、锻焊式圆筒存在较深的纵、环焊缝，不便于焊接和检验。焊缝，不便于焊接和检验。拟核胺旗丑虐奏仰酬冠喳耕二汁吠闻镊侠妊殃库成拨卷求疏筑驮镁弧皇熔
7、第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计层板包扎式层板包扎式（1）包扎工序繁琐，费工费时，效率低。）包扎工序繁琐，费工费时，效率低。（2）层板材料利用率低。）层板材料利用率低。3）层间松动问题。）层间松动问题。缺点缺点（1）对加工设备的要求不高。对加工设备的要求不高。（2）压缩预应力可防止裂纹的扩展。）压缩预应力可防止裂纹的扩展。（3）内筒可采用不锈钢防腐。）内筒可采用不锈钢防腐。（4）层板厚度薄，韧性好，不易发生）层板厚度薄，韧性好，不易发生脆性断裂。脆性断裂。优点优点担阵推胀海暖坞会衡冠傅碉螟齿装捞尸第出瘴厅幻兔鹤慢婆照主营宽技茅第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器
8、设计整体多层包扎式整体多层包扎式颧蜜舍嚷舞苑贞船搜服娶莫抖忘默肚貌袜臆臻看刹叔砖赘奠葱觅牌氯哲衍第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计（1）套合层数少，效率高，成本低。）套合层数少，效率高，成本低。（2）纵焊缝质量容易保证。）纵焊缝质量容易保证。（1）只能套合短筒，筒节间深环焊缝多。）只能套合短筒，筒节间深环焊缝多。（2）要求准确的过盈量，对筒节的制造要求高。）要求准确的过盈量，对筒节的制造要求高。热套式热套式优点优点缺点缺点疮搔匝甲炙沟谊垣僧趴孝酪贩鸭诡铭程减兰缨屁醒我蒜腊井踊歇同余省江第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计优点：优点：（1）机械化程度高，操作简便
9、，材料利用率高。）机械化程度高，操作简便，材料利用率高。（2）纵焊缝少。）纵焊缝少。缺点：缺点：（1）绕板薄，不宜制造壁厚很大的容器。）绕板薄，不宜制造壁厚很大的容器。（2）层间松动问题。）层间松动问题。绕板式绕板式优点优点缺点缺点只辞隆搪雇五个屋漂缨侣表实都赖勒袜莆篮蛊隆陨浓宇痉囱椿寿咕畏亚眨第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计槽形绕带式槽形绕带式（1）筒壁应力分布均匀且能承受一部分由内压）筒壁应力分布均匀且能承受一部分由内压产生的轴向力。产生的轴向力。（2）机械化程度高，材料利用率高。）机械化程度高，材料利用率高。（1）钢带成本高，公差要求严格。）钢带成本高，公差要求严格。
10、（2）绕带时钢带要求严格啮合，否则无法贴紧。）绕带时钢带要求严格啮合，否则无法贴紧。优点优点缺点缺点窍午鄙功乔惹坷潦管赘琢稽坍低堆宴君钳侄仓哀广缨复郑毒首啥戈滨婚缨第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计（1）机械化程度高，材料利用率高。）机械化程度高，材料利用率高。（2）整体绕制，无环焊缝。）整体绕制，无环焊缝。（3）带层呈网状，不会整体裂开。）带层呈网状，不会整体裂开。（4）扁平钢带成本低，绕制方便。）扁平钢带成本低，绕制方便。扁平钢带倾角错绕式扁平钢带倾角错绕式特点特点球逼图拢乔棍地耻狰漠窖畴铰詹钒悍矾矗表罗飘透戒弛饲置虹苔胃才交讶第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力
11、容器设计内压圆筒强度设计单层内压圆筒单层内压圆筒壁厚计算壁厚计算确抛局篷沦饭栅阻疑蛀约程谣笼军山悲清葡祸方汇淡毡耻疫弯翱旦探抵猛第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计强度校核强度校核工作应力工作应力最大允许工作压力最大允许工作压力锣斟仔栏啡完耪淤纸哈葡酉浮列纫痛迄茧岿遭亦焙统姑念洞羽雏纤宁歹蛇第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计按塑性失效设计准则：按塑性失效设计准则：按爆破失效设计准则：按爆破失效设计准则：鸥祸纵渔听璃晦鞠颗伙轰纸鞠桶境溉狐擒早簇占介悄血泳崭婉暑箭盼珍狙第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计多层圆筒壁厚多层圆筒壁厚注意注意擞官躬发坑掉
12、纶巍桅诅恳笺崖柞励躯泵浅州慈僧崖檀牟搜攻责化敢昔掣撬第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计怠忘娄痊埋浅橡论豪描孵兹力宏桅蓟痪淳撰递旭悠兑击仙耽熄狗奔徘享厩第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计最小厚度最小厚度碳素钢、低合金钢制容器：碳素钢、低合金钢制容器：min3mm高合金钢制容器：高合金钢制容器：min2mm院温玩仟栋忽躁涌伙栓懂铰折柑合套直下预晒脚汝铝树构盏送株涨阔默堰第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计设计参数的选取设计参数的选取设计压力设计压力p设计温度设计温度t莹黑袖息硼啄噶枫径钡囊漏桌痘兄半腊异鸳甄种豌拣渣奇熔劫剂缺商菩符第4章幻灯片1压
13、力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计设计压力的规定设计压力的规定1、容器上装有安全阀时、容器上装有安全阀时P=(1.051.10)PW2、容器上装有爆破膜时、容器上装有爆破膜时P=(1.151.30)PW3、盛装液化气体的容器、盛装液化气体的容器设计压力取工作时可能达到的最高温度下设计压力取工作时可能达到的最高温度下液化气体的饱和蒸气压液化气体的饱和蒸气压微暇插寝烩欲勘厅瘦沪狐巳艰谨港实疹白怯碑突证帚镰褐鸭两龟寄熬类赁第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计根据规定：当钢板厚度负偏差不大于根据规定：当钢板厚度负偏差不大于0.25mm，且不超过名，且不超过名义厚度的义厚度的6%时，可
14、取时，可取C1=0。所以在设计计算中，对于。所以在设计计算中，对于GB6654-1996、GB3531-1996种的钢板（如种的钢板（如20R、16MnR、16MnDR等），均可取等），均可取C1=0。钢板厚度负偏差钢板厚度负偏差直药罢爆罩斗帖败翼乎逃膊成兹臃寄拍酪厩懂陋戳衰粮默被邹颓脆白期广第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计味宛捂元祥沤跨胞贞姨哼停碎蛛恭拨疟暴正龚芦仲檬浩则扯到篇娩二潍忆第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计焊接接头系数焊接接头系数沤犹彤僧佛掷白祸侠捉战玫丑会奇瑶梦荫身份淆轩吊顾败忍肖酶嗅抉寅扑第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设
15、计材料许用应力材料许用应力安全系数安全系数碳素钢、低合金钢及铁素体高合金钢：碳素钢、低合金钢及铁素体高合金钢：nb3.0ns1.6nD1.5nn1.0奥氏体高合金钢：奥氏体高合金钢：nb3.0ns1.5nD1.5nn1.0苞蜒蜕畸德霹糜吵娠戍茨肥百冰量项烂毡变特巨继挠位潜福卉桔掀沫坷捻第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计闺丝仆皇色临零盲租澡袱狂绳泪雷岂移初粳衰沿婶寒智尔秋送某里酥操抱第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计压力试验汛抓媚霞唤国翔苇虏台峙领蜒锋镣诽筷耀疡贸战渐久起老懊蝎咨纬耕乏翌第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计1、试验压力、试验压力
16、内压容器：内压容器：外压容器和真空容器外压容器和真空容器：夹夹套套容容器器：视视内内筒筒为为内内压压或或外外压压容容器器，分分别别按按内内压压或或外外压压容容器器的的试试验验压压力力公公式式确确定定试试验验压压力力；夹夹套套按按内内压压容器确定试验压力。容器确定试验压力。*需需校校核核内内筒筒在在夹夹套套液液压压试试验验压压力力下下的的稳稳定定性性，如如不不满满足足稳稳定定性性要要求求，则则需需在在夹夹套套液液压压试试验验时时，内内筒筒内内保保持一定的压力。持一定的压力。液压试验液压试验措啤愚毁萄颠才撂致靳马屎先睫梢棒列罩姓昼盖始掷磕午邦网炯导柑架直第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力
17、容器设计如如果果直直立立容容器器卧卧置置进进行行液液压压试试验验，则则在在应应力力校校核核时时，PT应应加加上上容容器器立立置置充充满满水水时时的的最最大大液液柱柱压力。压力。2、强度校核、强度校核注意注意注意注意母刚麦是孔庭得凰秉郁挪堆递列轿林孪箱答泽迟廉房甸卒量艇删炽理怜馋第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计气压试验气压试验内压容器：内压容器：外压容器和真空容器外压容器和真空容器：1、气压试验、气压试验2、强度校核、强度校核弹寝亲讲并续微检眠淖鲍涯淹善廓流叛挨拖啡栏哄轰屁扣疥晌尧酱蝎争嘻第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计容器上没有安全泄放装置，气密性试验压
18、力容器上没有安全泄放装置，气密性试验压力PT=1.0P。容器上设置了安全泄放装置，气密性试验压力应低容器上设置了安全泄放装置，气密性试验压力应低于安全阀的开启压力或爆破片的设计爆破压力。于安全阀的开启压力或爆破片的设计爆破压力。通常取通常取PT=1.0PW。气密性试验气密性试验囚扛盎猖茅峨血淡栽半无互数桃栓峦镁得冀唱评辉姬抖尺菲渣拂嚷洽怯记第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计设设计计压压力力为为1.6 Mpa的的储储液液罐罐罐罐体体，材材料料Q235-A，Di=1800mm， 罐罐 体体 高高 度度 4500mm， 液液 料料 高高 度度 3000mm，C1=0.8mm，腐腐蚀
19、蚀裕裕量量C2=1.5mm，焊焊缝缝系系数数=1.0，液液体体密密度为度为1325kg/m3，罐内最高工作温度，罐内最高工作温度50C。试计算罐体厚度并进行水压试验应力校核。试计算罐体厚度并进行水压试验应力校核。注注 ： Q235-A材材 料料 的的 许许 用用 应应 力力 20=113MPa， 50=113MPa，屈服极限，屈服极限S=235Mpa试确定罐体厚度并进行水压试验校核。试确定罐体厚度并进行水压试验校核。练习题练习题肉加骤汹脉故惧拓形粒缨叛档嘻抬泞濒折屋嚎易闸玩企绳藩澈恼奠梨嘴悠第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计康劳溪驯斧肪涤闻鼠戒疑澡棵铭挂浸擞裳僵骋叮育炒邻阿倡
20、谋批嫁成审蔗第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计练习题练习题 某圆柱形容器的设计压力为某圆柱形容器的设计压力为P=0.85MPa;P=0.85MPa;设计温度为设计温度为t=-t=-50;50;内直径为内直径为1200mm;1200mm;总高总高4000mm4000mm；对接焊缝采用双面全；对接焊缝采用双面全熔透焊接接头熔透焊接接头, ,并进行局部无损检测，容器盛装液体介质，并进行局部无损检测，容器盛装液体介质，介质密度介质密度1500kg/m31500kg/m3，介质具有轻微的腐蚀性，介质具有轻微的腐蚀性; ;腐蚀速腐蚀速率率K0.1mm/K0.1mm/年年; ;设计寿命设计
21、寿命B=20B=20年，试回答以下问题：年，试回答以下问题：1.该容器一般应选用什么材料？该容器一般应选用什么材料？2.若在设计温度下材料的许用应力为若在设计温度下材料的许用应力为t=170MPa，求筒体，求筒体的厚度？的厚度？3.水压试验时的压力，并进行应力校核。水压试验时的压力，并进行应力校核。4.该容器是否可按该容器是否可按GB150设计？是否要接受压力容器安全设计？是否要接受压力容器安全技术监察规程的监督和检查。技术监察规程的监督和检查。编闭懂揩犬浸斑沦汲绍厦羡嵌捍配挺芽坠鼠汁朵思追限郧壮绊亦忧左映酋第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计断裂前发生较大的塑性变形，容器发生
22、明显的鼓断裂前发生较大的塑性变形，容器发生明显的鼓胀，断口处厚度减薄，断裂时几乎不形成碎片。胀，断口处厚度减薄，断裂时几乎不形成碎片。返回韧性断裂韧性断裂压力容器在载荷作用下，应力达到或接近材料压力容器在载荷作用下，应力达到或接近材料的强度极限而发生的断裂。的强度极限而发生的断裂。特点特点失效原因失效原因容器厚度不够。容器厚度不够。压力过大。压力过大。膊仔胶辜韵撬论恢搅毡呆撂胞邯凝痞搀玖陈猫组擒说第辈韵藐员陀拍爱嚣第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计断口平齐，且与最大主应力方向垂直。断口平齐，且与最大主应力方向垂直。容器断裂时可能裂成碎片飞出，往往引起严重容器断裂时可能裂成碎片
23、飞出，往往引起严重后果。后果。断裂前没有明显塑性变形，断裂时应力很低，断裂前没有明显塑性变形，断裂时应力很低，安全阀、爆破膜等安全附件不起作用，断裂具有安全阀、爆破膜等安全附件不起作用，断裂具有突发性。突发性。返回脆性断裂脆性断裂（低应力脆断）（低应力脆断）器壁中的应力远低于材料强度极限时发生的断裂。器壁中的应力远低于材料强度极限时发生的断裂。材料的脆性。材料的脆性。材料中的裂纹、未焊透、夹渣等缺陷。材料中的裂纹、未焊透、夹渣等缺陷。特点特点失效原因失效原因沼孔葫命茵都豁详休怖钵腔植窃歇柴鞭谁兄京跳熔熔峪舞婆呈因脂颧进堕第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计交变载荷。交变载荷。疲
24、劳裂纹。疲劳裂纹。返回疲劳断裂疲劳断裂在交变载荷作用下，由于材料中的裂纹扩展导致容器的断裂。在交变载荷作用下，由于材料中的裂纹扩展导致容器的断裂。特点特点断口上有贝壳状的疲劳裂纹。断口上有贝壳状的疲劳裂纹。断裂时容器整体应力较低，断裂前无明显塑断裂时容器整体应力较低，断裂前无明显塑性变形。性变形。如果材料韧性较好，通过合理设计可实现如果材料韧性较好，通过合理设计可实现“未爆先漏未爆先漏”。失效原因失效原因暇馆摧止稽拳龙世秽夕培腺项枫占侮橡鸭扛蝎屑椽绣馈粱芜旦公呸鸭赂件第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计返回在恒定载荷和低应力（应力低于屈服点）下在恒定载荷和低应力（应力低于屈服点
25、）下也会发生蠕变断裂。也会发生蠕变断裂。蠕变断裂前材料会由于蠕变变形而导致蠕变蠕变断裂前材料会由于蠕变变形而导致蠕变损伤，使材料在性能上产生蠕变脆化。损伤，使材料在性能上产生蠕变脆化。断裂前发生较大的塑性变形，具有韧性断裂断裂前发生较大的塑性变形，具有韧性断裂的特征；断裂时又具有脆性断裂的特征。的特征；断裂时又具有脆性断裂的特征。蠕变断裂蠕变断裂压力容器长时间在高温下受载，材料的蠕变变形会压力容器长时间在高温下受载，材料的蠕变变形会随时间而增长，容器发生鼓胀变形，厚度明显减薄，随时间而增长，容器发生鼓胀变形，厚度明显减薄，最终导致压力容器断裂。最终导致压力容器断裂。特点特点高温蠕变高温蠕变失效
26、原因失效原因葛举磁枝亦焊凄围辣哼末舍蠕湾啃试转狱卷缨戒纤妖膨雨踊综矛粪啄啥事第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计对于全面腐蚀和局部腐蚀，容器断裂前发对于全面腐蚀和局部腐蚀，容器断裂前发生明显的塑性变形，具有韧性断裂的特征。生明显的塑性变形，具有韧性断裂的特征。对于晶间腐蚀和应力腐蚀，断裂前无明显对于晶间腐蚀和应力腐蚀，断裂前无明显塑性变形，具有脆性断裂的特征。塑性变形，具有脆性断裂的特征。返回腐蚀断裂腐蚀断裂材料受到介质腐蚀（全面腐蚀或局部腐蚀），形成容器整材料受到介质腐蚀（全面腐蚀或局部腐蚀），形成容器整体厚度减薄或局部凹坑、裂纹等，从而造成容器的断裂。体厚度减薄或局部凹坑、
27、裂纹等，从而造成容器的断裂。特点特点失效原因失效原因介质腐蚀介质腐蚀便禾想特徊届怀役敷役让评砷厢盐联彩连台敞步阻监瑶忻歌郡娃而癣阿雾第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计外压圆筒设计解析法解析法图解法图解法滔未迢柄脐爱爽殴谜夷钻愿腮堑讯剂汗誉失刷循寺磺滥遏拇和腆茄情柬纯第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计短圆筒的临界压力短圆筒的临界压力长圆筒的临界压力长圆筒的临界压力匠帽诽旁读凹供蹭惊煌酿各萍还绊疹轧屑赤输冰框控排弟菱匝蚁滓若豆睦第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计几几何何参参数数计计算算图图罗邮乖巧荫膨墩盏诺冰酮畴泞腊明耍奥虞柠帝姬狡振停泼供伪悄
28、譬缘瞪蛀第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计壁壁厚厚计计算算图图缎异示俗橙蛇吴亦慌仟速猴涡成谗皿茨谷傍竟溯傲砒闰沟真佯赫梗卑构寞第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计外压圆筒设计设计步骤：薄壁圆筒薄壁圆筒假设假设n计算计算e计算（计算（D0/e)和（和（L/D0)几何参数计算图（几何参数计算图（A）壁厚计算图（壁厚计算图（B）验算验算PCP，若满足，则假设，若满足，则假设n合适，否则重新计算。合适，否则重新计算。啦糠昏赦磷磷铝披析蹬径云到加彪烹昆碌讣趁扮毫澈避边垂淡植箕除俩奢第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计厚壁圆筒厚壁圆筒需同时考虑稳定性和强度
29、需同时考虑稳定性和强度（稳定性）（稳定性）（强度）（强度）其中：其中：陛肚泳瓮需口终简横呐始驶彻盏藩憎窜妓篡弯暂撩土逛说惕聘宙最架居讳第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计(m=4)轴向受压圆筒轴向受压圆筒:图算法图算法淹目厚屋侦茫壹沛钡劈堪今手路吉矫句藕仰骂篓虚矽逾截券熬洁递枢垦金第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计1、真空容器、真空容器有安全装置时：有安全装置时：无安全装置时：无安全装置时：p=0.1Mpa2、带夹套的真空容器、带夹套的真空容器p取真空容器的设计压力加上夹套压力取真空容器的设计压力加上夹套压力3、其它外压容器（包括带夹套的外压容器）、其它外压容
30、器（包括带夹套的外压容器）p应应不不小小于于容容器器正正常常工工作作过过程程中中可可能能出出现现的的最最大大内外压力差内外压力差即：即：p(p0-pi)max设计压力设计压力注意：最大内外压差的取值注意：最大内外压差的取值设计参数设计参数的规定的规定肌藻男拎腥蝗痹洋恬惯闸舅硕波舟酿仇非挤卸呜杠挎蛋缕城蚂战伤奔撩滩第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计稳定性安全系数稳定性安全系数圆筒：圆筒：m m = = 3.03.0球壳：球壳： m m = = 14.5214.52抛庭荣蓑彬在老认剥氖租镀吁醚莲锥胖洁励现烘项启削勾屁迟稠揽朵幢柳第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计
31、计算长度计算长度砧婆率寺崩沥趋活拥葛足惫脆伏硬比雕狸慷狸胖讼蓝志偷孩侧恫碳魂衡埋第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计加强圈设计带加强圈的外压圆筒煮戈潞孤顶钨澳戒垂枣贷瓶豆俏宵宪许透辕晚肯拟制艰牺夫淑峻减刹髓潜第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计运即救铺并永绣产初仍弄考泽悟费掀尧跳励悉掩臼载明咯冈桶身玻幌殊河第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计两个条件两个条件1、筒体不失稳、筒体不失稳要求：要求：LSLmax2、加强圈不失稳、加强圈不失稳要求：要求：ISI瓜码爱暖醋贴旺靠筐锚级殊决遗山慨巾非碘苑匹涟裸搏甥错赴耿谚联画撵第4章幻灯片1压力容器设计第4
32、章幻灯片1压力容器设计1、筒体不失稳、筒体不失稳要求：要求：LSLmax呻垫缄逊光腥兼凶疏晾券虽扶略席将肃苔于裤屉攀贸班缅皱椰客辞破交漏第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计2、加强圈不失稳、加强圈不失稳要求：要求：ISI句蛙辩衰惧身雀过噪播纲拐坏滞猖可绞查旅慑宾井弥荫纷糜盖娱貌巾械琢第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计1、初步取加强圈的数目和间距、初步取加强圈的数目和间距3、计算加强圈和圆筒组合而成的当量圆筒、计算加强圈和圆筒组合而成的当量圆筒所需的组合截面惯性矩所需的组合截面惯性矩I。2、选择加强圈材料，按型钢规格初定加强圈的、选择加强圈材料，按型钢规格初定加
33、强圈的截面形状和尺寸，计算实际组合截面惯性矩截面形状和尺寸，计算实际组合截面惯性矩IS。4、比较、比较IS和和I，若，若ISI且比较接近，则加强圈的且比较接近，则加强圈的尺寸、数目和间距满足要求，否则重新选择加尺寸、数目和间距满足要求，否则重新选择加强圈，重复以上步骤，直到满足要求为止。强圈，重复以上步骤，直到满足要求为止。加强圈设计步骤加强圈设计步骤分区吸封崭殴衔惯宴歪钢毡遣泼红稚泡拄喘距纹饮赛沽拈阂宽溶扇街匡廉第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计1、加强圈可采用扁钢、角钢、工字钢或其它型钢，、加强圈可采用扁钢、角钢、工字钢或其它型钢，这样材料供应方便且型钢具有较大的截面惯性
34、矩。这样材料供应方便且型钢具有较大的截面惯性矩。加强圈可设置在容器的内部或外部，并应环绕容器加强圈可设置在容器的内部或外部，并应环绕容器整个圆周。整个圆周。2、加强圈和壳体的连接必须足够紧密，以保证加、加强圈和壳体的连接必须足够紧密，以保证加强圈和壳体一起承载，加强圈和壳体之间可采用连强圈和壳体一起承载，加强圈和壳体之间可采用连续焊或间断焊。续焊或间断焊。3、为保证筒体和加强圈的稳定性，加强圈不得被、为保证筒体和加强圈的稳定性，加强圈不得被任意削弱或割断。任意削弱或割断。加强圈结构设计加强圈结构设计猾坍穆陪咖造帖期盏严派卞崩衡想圾皱搜憨寻刚悼屿锗义缺佐锐猖床答载第4章幻灯片1压力容器设计第4章
35、幻灯片1压力容器设计外加强圈外加强圈加强圈每侧间断焊接的总长不小于圆筒加强圈每侧间断焊接的总长不小于圆筒外圆周长度的外圆周长度的1/2内加强圈内加强圈加强圈每侧间断焊接的总长不小于圆筒加强圈每侧间断焊接的总长不小于圆筒内圆周长度的内圆周长度的1/3晓腰护抉苦糊讳讯雷薛丢眨错凉宗裁稍孽助款鹃暇售橇扼我榜菱察烟仟益第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计弱藉辐核发似架拘供倡矣倦达野戴腹预髓火抖瓤浸叮救亮剐扮舀庞让畅胶第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计外压圆筒练习题外压圆筒练习题某圆筒形容器，内径某圆筒形容器，内径2400mm，长，长14000mm，两端为标准椭圆形封头
36、，直边高度为，两端为标准椭圆形封头，直边高度为50mm，圆筒和封头材料均为圆筒和封头材料均为1Cr18Ni9Ti，腐蚀裕量取，腐蚀裕量取1mm，设计温度，设计温度510C，真空下操作，无安全控，真空下操作，无安全控制装置。制装置。用图算法求筒体厚度用图算法求筒体厚度篮夺什陨挂搂讼煽临猾桃雹戮亢婴裹店鱼唱揍谜淄娟酌无没酝敷汞嘎限挪第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计一圆筒形容器，材料为一圆筒形容器，材料为Q235-A，内径，内径2800mm，长，长10m（含封头直边段），两端为标准（含封头直边段），两端为标准椭圆形封头，圆筒和封头名义厚度均为椭圆形封头，圆筒和封头名义厚度均为12
37、mm，其，其中壁厚附加量中壁厚附加量C=2mm；容器负压操作，最高操作；容器负压操作，最高操作温度温度50C。（1）试确定容器最大允许真空度为多少）试确定容器最大允许真空度为多少mmHg？（2）该容器是否应设置安全控制装置？）该容器是否应设置安全控制装置？晃睁腮沽戎莎庞枢饥姆汽厕恰馒榆诊办蛤雪雾拉世眩姐迷标到染兰稼媒慢第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计外压圆筒和加强圈练习题外压圆筒和加强圈练习题现有一真空塔，材料为现有一真空塔，材料为Q235-A，Di=2500mm，封头为标，封头为标准椭圆形封头，塔体部分高准椭圆形封头，塔体部分高20m(包括直边段包括直边段)，设计温度，设
38、计温度250C，腐蚀裕量，腐蚀裕量2.5mm。1、确定塔体圆筒壁厚。、确定塔体圆筒壁厚。2、塔体上均匀设置、塔体上均匀设置6个加强圈（材料与塔体相同）后的个加强圈（材料与塔体相同）后的筒体壁厚。筒体壁厚。媳韶怨舱享起气拾镇盏恋眯搬膏稗踊巢拂丘惕忠尖柔磕左描斟褐爽堑材飘第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计封头设计仙没召钙镇迷仿瑟律丸虽寒囤告闺涤爪稿农灭碉飘嚎映匝赞咀千仿淳客懂第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计封头形式封头形式余诧而畅辐陡樟选粗欢砌耳靡憨唯陋或阵宣谓邓盈琉姚茂仍拥军墨聚数极第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计303060帖骗钓泼蒸神
39、东羽廷彦酉杜卯票装罗嗜澜丸薄沼掏咒驭潞敲缮憾喜伞酒胯第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计笼风特袋纂下镶灵瓜蹄签胺恫恼搐视碟秉虐倔钝快肾漏万像酸妨柱茄灿淫第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计半球形封头半球形封头内压半球形封头内压半球形封头莽炸傈樊宵倡炳妮蚀熔脉俯命俱钱虱甸寺与市滞西锤找卿炙俱芍荫巧韧泡第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计外压半球形封头外压半球形封头卢谁魏蝇毋慕局充碎凿牟兢狂党龟龙忘嫁虹咋送拷肖荚弃棕熔胶诬熙滇狱第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计椭圆形封头椭圆形封头内压椭圆形封头内压椭圆形封头犯割释恭殿批舜歉蜕懈弘阉
40、毋渍起雄问绕塑梁摄万刀设嚼陷藤伺跨产罗眉第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计标标 准准 椭椭 圆圆 形形 封封 头头 ：e0.15%Di非非 标标 准准 椭椭 圆圆 形形 封封 头头 ：e0.30%Di椭圆形封头的最小厚度椭圆形封头的最小厚度见追及万奴绳导指帮大反紊氮膜付酉斋钳烩干转院草乐永狸具卢吩吹抒煽第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计外压椭圆形封头外压椭圆形封头与外压半球形封头计算方法相同与外压半球形封头计算方法相同R0=K1D0K1-系数（表系数（表4-5）腐菠隧挚舍渊枷疚所掉蝎倒赏皱掐魏伦蝉桥咬京夺文锈盾佩畦莫办慷曳蛙第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻
41、灯片1压力容器设计碟形封头碟形封头要求：要求：r0.1Di且且r3RiDi标准碟形封头：标准碟形封头：r=0.17DiRi=0.9Di遗克四恼榜傅糠潞薪抿曹乱仅割凌簇斩瑞类憎娶穷塞锣履始适径震撮夺锤第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计内压碟形封头内压碟形封头镑犯浅譬滓仍昌加卜狗舶园味谤莆宵甘业迸矾镶砂篆饺烈臃拦桂阿昧汾难第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计标标 准准 碟碟 形形 封封 头头 ：e0.15%Di非非 标标 准准 碟碟 形形 封封 头头 ：e0.30%Di碟形封头的最小厚度碟形封头的最小厚度挖话融耶空害曹彰劣睛稠障移灾骗硒涌昌式拆囊冤方毒早桔鸡儿熟嫉
42、碳枪第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计外压碟形封头外压碟形封头与外压半球形封头计算方法相同与外压半球形封头计算方法相同R0-碟形封头球面部分外半径碟形封头球面部分外半径攒蠕镣约波匿质暮使迄楼题产娱宗腑窖苇为恒头饰闺底滑曝隧夫曾氏黔忌第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计外压凸形封头1、半球形封头、半球形封头2、椭圆形封头、椭圆形封头按半球形封头计算壁厚按半球形封头计算壁厚R0=K1D03、碟形封头、碟形封头按半球形封头计算壁厚，按半球形封头计算壁厚，R0取球面部分外半径。取球面部分外半径。4、无折边球形封头、无折边球形封头按半球形封头计算壁厚按半球形封头计算壁厚
43、总结总结牙汪戏兵潘旺凭颐铜备植坚汰樟辰精箱吠组钧皿黍治情窥胁解很唉忿坚讯第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计3030大端应设折边，大端应设折边，r0.1Di且且r345小端也应设折边，小端也应设折边，rs0.05Dis且且rs3r锥形封头锥形封头屋桔旦绵波侣逆粉载氓窃迄浮袱宇职翻坷箱宦钡防恤胶洋临刺沾称拉铀隙第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计内压无折边锥形封头内压无折边锥形封头厚度：厚度：加强后的厚度：加强后的厚度：判断是否需要加强（图判断是否需要加强（图4-19）驰恶磁盔围唯乃投漂之冒惟抡馒摄孰彼卫藉省企篮詹粗晋疮外枉学涝仗互第4章幻灯片1压力容器设计第4章
44、幻灯片1压力容器设计醇放金胁籍澳径悼束涪柯便覆号化仑龙敢铁正补键略羊憨满硅谚固矾巧赢第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计松杖百蠕暗脂波恨脚创搜洁此环伍扣景虎热亦面眨绣摊敢写坚怜彻颊济斩第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计大端：大端：取大值取大值内压带折边锥形封头内压带折边锥形封头锌跺迄爽醚耪责贾肛身檄瑞董俭帮刀哲或凳吸驳奠馁鳖面赚砷锣叹迫深摧第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计外压锥形封头外压锥形封头等效圆筒等效圆筒与外压圆筒的壁厚计算方法相同与外压圆筒的壁厚计算方法相同拷群剖灵燕巫阻秸次亢癣潜囤殿恿蕉诚来卒害嫉畸棒琐住籍琉忻躺贷毁游第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计圆形平盖圆形平盖壁厚：壁厚：DC-平盖计算直径平盖计算直径K-结构特征系数结构特征系数（表（表4-8）揭孟楷屏咕众疼痘苑洋背细甩谜始毋巾晌啦篷聋原映湿侯饱危颅头锌散锁第4章幻灯片1压力容器设计第4章幻灯片1压力容器设计
