8内压容器ppt课件

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1、化工设备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度计算内压容器筒体与封头厚度计算第三节第三节 容器的压力试验容器的压力试验第四节第四节 在用压力容器的强度校核在用压力容器的强度校核第五节第五节 容器筒体与封头的尺寸和质量容器筒体与封头的尺寸和质量第六节第六节 容器壳体在材料使用上的规定容器壳体在材料使用上的规定第八章第八章 内压容器内压容器化工设备机械基础 化工学院第八章第八章 内压容器内压容器强度计算的内容：强度计算的内容：1.1.设计压力容器设计压力容器 根据化工生产工艺提出的条件，确定强度设计所需根据化工生产工艺提出的条件，确定强度设

2、计所需参数参数(p(p，t t，D)D)，选定材料及结构形式，最后通过强，选定材料及结构形式，最后通过强度计算确定容器筒体及封头壁厚。度计算确定容器筒体及封头壁厚。2 2校核在用容器校核在用容器(1)(1)判定在下一个检验周期内，或在剩余寿命期间内，判定在下一个检验周期内，或在剩余寿命期间内，容器是否还能在原设计条件下安全使用。如果容器容器是否还能在原设计条件下安全使用。如果容器已不能在原设计条件下使用，应通过强度计算，为已不能在原设计条件下使用，应通过强度计算，为容器提出最高允许工作压力。容器提出最高允许工作压力。(2)(2)如果容器针对某一使用条件需要判废，应为判废提如果容器针对某一使用条

3、件需要判废，应为判废提供依据。供依据。化工设备机械基础 化工学院 筒体直径较小一般小于筒体直径较小一般小于500mm500mm时，圆筒可用时，圆筒可用无缝钢管制作。无缝钢管制作。 当用无缝钢管作筒体时，以钢管外径作为它的当用无缝钢管作筒体时，以钢管外径作为它的公称直径。公称直径。第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定化工设备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定直径较大时，可用钢板在卷板机上卷成圆筒或用直径较大时，可用钢板在卷板机上卷成圆筒或用钢板在水压机上压制成两个半圆筒，再用焊缝将钢板在水压机上压制成两个半圆筒，再用焊缝将两者焊接在一起，形成整圆筒。两者焊接在一起

4、，形成整圆筒。化工设备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定对于用钢板卷焊的筒体，以内径作为它的公称直径。对于用钢板卷焊的筒体，以内径作为它的公称直径。表81 压力容器的公称直径/mm300300（350350）400400450450500500（550550）600600（650650）70070080080090090010001000（11001100）12001200（13001300）14001400（15001500）16001600（17001700）18001800（19001900）20002000（21002100）22002200（23002300

5、）240024002600260028002800300030003200320034003400360036003800380040004000注：带括号的公称直径应尽量不采用注：带括号的公称直径应尽量不采用化工设备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定说明说明说明说明1.1.1.1.设计时，应将工艺计算初步确定的设备内径，设计时，应将工艺计算初步确定的设备内径，设计时，应将工艺计算初步确定的设备内径，设计时，应将工艺计算初步确定的设备内径，调整为符合表调整为符合表调整为符合表调整为符合表8-18-18-18-1或表或表或表或表8-28-28-28-2所规定的公称直径。

6、所规定的公称直径。所规定的公称直径。所规定的公称直径。2.2.2.2.封头的公称直径与筒体一致。封头的公称直径与筒体一致。封头的公称直径与筒体一致。封头的公称直径与筒体一致。化工设备机械基础 化工学院 容器的工作压力容器的工作压力p p作为操作条件由工艺确定：作为操作条件由工艺确定：（1 1对受内压的压力容器，是指正常工作时容器对受内压的压力容器，是指正常工作时容器顶部可能出现的最高压力表压）。顶部可能出现的最高压力表压）。（2 2对受外压的压力容器，是指正常工作时容器对受外压的压力容器，是指正常工作时容器可能出现的最大内外压力差值。可能出现的最大内外压力差值。（3 3对真空容器，是指正常工作

7、时，容器顶部可对真空容器，是指正常工作时，容器顶部可能出现的最大真空度。能出现的最大真空度。第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定二、工作压力二、工作压力PwPw与设计压力与设计压力P P化工设备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定二、工作压力二、工作压力PwPw与设计压力与设计压力P P设计压力p设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件。亦即标注在铭牌上的容器设计压力。 设计压力p的值稍高于最大工作压力Pw。化工设备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定二、工作压力二、工作压力PwPw与设计压力与设计压力P P（1 1装

8、有安全阀的容器装有安全阀的容器p= (1.051.1)pw且不低于安全阀开启压力且不低于安全阀开启压力安全阀安全阀安全阀安全阀非破坏型的安全泄放装置非破坏型的安全泄放装置非破坏型的安全泄放装置非破坏型的安全泄放装置指安全阀阀芯开始升起离开阀座，介质连续排出时安全阀进口的瞬时压力，又叫安全阀的动作压力，用pk表示,根据pw调定化工设备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定二、工作压力二、工作压力PwPw与设计压力与设计压力P P类型包括：弹簧式，重锤杠杆式类型包括：弹簧式，重锤杠杆式化工设备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定二、工作压力二、工作压力

9、PwPw与设计压力与设计压力P P（2 2装有爆破片的容器装有爆破片的容器爆破膜爆破膜断裂型的安全泄放装置断裂型的安全泄放装置 设计压力不得低于爆破片的设计爆破压力上限。设计压力不得低于爆破片的设计爆破压力上限。根据爆破膜片的型式可取根据爆破膜片的型式可取化工设备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定二、工作压力二、工作压力PwPw与设计压力与设计压力P P（2 2装有爆破片的容器装有爆破片的容器适用场合适用场合1 1、不洁净或粘性介质，易使安全阀堵塞，或使阀瓣、不洁净或粘性介质，易使安全阀堵塞，或使阀瓣和阀座粘结。和阀座粘结。2 2、由于化学反应使容器内压力急剧增大，安

10、全阀不、由于化学反应使容器内压力急剧增大，安全阀不能及时泄压。能及时泄压。3 3、介质为剧毒或昂贵气体，安全阀不能满足防泄漏、介质为剧毒或昂贵气体，安全阀不能满足防泄漏要求。要求。4 4、腐蚀性大的介质，安全阀采用防腐材料成本高。、腐蚀性大的介质，安全阀采用防腐材料成本高。化工设备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定二、工作压力二、工作压力PwPw与设计压力与设计压力P P（3 3固定式液化气体压力容器设计压力，需考固定式液化气体压力容器设计压力，需考虑该液化气体的临界温度，取值不低于表虑该液化气体的临界温度，取值不低于表8 84 4。（4 4液化石油气储罐的设计压力按

11、表液化石油气储罐的设计压力按表8 85 5来取。来取。化工设备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定概念：指容器正常操作时，在相应设计压力下，设概念：指容器正常操作时，在相应设计压力下，设定的受压元件的金属温度沿元件金属截面的温度定的受压元件的金属温度沿元件金属截面的温度平均值）。平均值）。 设计温度和设计压力一起作为设计载荷条件。设计温度和设计压力一起作为设计载荷条件。 工作温度通常指在正常操作下容器内物料的温工作温度通常指在正常操作下容器内物料的温度。它是影响金属温度的直接原因，而金属温度则度。它是影响金属温度的直接原因，而金属温度则是设定设计温度的依据。是设定设计温

12、度的依据。化工设备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定设计温度视不同情况设定：设计温度视不同情况设定：设计温度视不同情况设定：设计温度视不同情况设定：（1若不是通过容器器壁对介质间接加热，而是对蒸气直接加热，或用电元件插入介质加热，或进入容器的介质已被加热，这时取介质的最高温度为设计温度。（2若容器内的介质是被热载体或冷载体通过容器器壁从外边间接加热或冷冻），取热载体的最高工作温度或冷载体最低工作温度为设计温度。化工设备机械基础 化工学院（3对无保温、置于室外或无采暖厂房内的容器，容器壳体的金属温度可能低于或等于-20，因此要考虑环境温度的影响。这时容器的最低设计温度可

13、取该地区历年来的月平均最低气温的最低值。（4对间歇操作的设备，若器内介质的温度和压力随反应和操作程序进行周期性变化时，应按最苛刻的但却属于同一时刻的温度与压力作为设定设计温度与设计压力的依据。第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定化工设备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定概念：指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压概念：指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压概念：指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压概念：指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力。当容器内盛有液体物料时，计算压力包括液柱静力。当容器内盛有液体物料时，计算压力包括液柱静力。当容器内盛有液体物

14、料时，计算压力包括液柱静力。当容器内盛有液体物料时，计算压力包括液柱静压力。压力。压力。压力。 但若液体物料的静压力不超过设计压力的但若液体物料的静压力不超过设计压力的但若液体物料的静压力不超过设计压力的但若液体物料的静压力不超过设计压力的5 5 5 5，那，那，那，那么么么么在计算压力中可不计入液体静压力。在计算压力中可不计入液体静压力。在计算压力中可不计入液体静压力。在计算压力中可不计入液体静压力。 此外，某些容器有时还必须考虑重力、风力、地此外，某些容器有时还必须考虑重力、风力、地此外，某些容器有时还必须考虑重力、风力、地此外，某些容器有时还必须考虑重力、风力、地震力等载荷及温度的影响，

15、这些载荷不直接折算为设震力等载荷及温度的影响，这些载荷不直接折算为设震力等载荷及温度的影响，这些载荷不直接折算为设震力等载荷及温度的影响，这些载荷不直接折算为设计压力，必须分别计算。计压力，必须分别计算。计压力，必须分别计算。计压力，必须分别计算。化工设备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定1 当利用公式计算壳体或封头厚度时，采用计算压力。2 压力容器中的一些受压元件的尺寸不需要用公式计算，基本上是根据设计压力通过有关标准查取的。3 容器进行压力试验时，其试验压力的确定都是以容器的设计压力为基准乘以一定的系数，而与计算压力无关。4 对压力容器进行分类时，设计压力是重要依

16、据。第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定许用应力是以材料的各项强度数据为依据，合理选择安全系数n得出的。化工设备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定常用钢板的许用应力可从附录中直接查取。压力容器用碳素钢钢板、低合金钢板、低温和中温用钢钢板、高合金钢板的许用应力见P167表86表89。影响许用应力的因素影响许用应力的因素影响许用应力的因素影响许用应力的因素 1. 1. 1. 1.使用温度使用温度使用温度使用温度 2. 2. 2. 2.钢板厚度钢板厚度钢板厚度钢板厚度 3. 3. 3. 3.使用状态使用状态使用状态使用状态 4. 4. 4. 4.材质材质材质材质化工设

17、备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定焊接接头两个零件或一个零件的两个部分在焊接焊接接头两个零件或一个零件的两个部分在焊接焊接接头两个零件或一个零件的两个部分在焊接焊接接头两个零件或一个零件的两个部分在焊接连接部位处的结构总称。连接部位处的结构总称。连接部位处的结构总称。连接部位处的结构总称。 它的三要素：接头形式、坡口形式、焊缝形式。它的三要素：接头形式、坡口形式、焊缝形式。它的三要素：接头形式、坡口形式、焊缝形式。它的三要素：接头形式、坡口形式、焊缝形式。化工设备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定 施焊过程中焊接热的影响，而造成焊接应力、焊

18、缝金属晶粒度粗大以及气孔、未焊透等缺陷，降低了焊缝及附近区域的强度。故焊接接头往往是容器强度比较薄弱的地方。 因此在钢板许用应力基础上乘以一个等于或小于1的焊接接头系数来作为焊接接头处金属的许用应力。化工设备机械基础 化工学院第一节第一节 设计参数的确定设计参数的确定应根据受压元件的焊接接头结构及无损探伤的长应根据受压元件的焊接接头结构及无损探伤的长应根据受压元件的焊接接头结构及无损探伤的长应根据受压元件的焊接接头结构及无损探伤的长度比例确定。度比例确定。度比例确定。度比例确定。焊接接头结构焊接接头结构无损探伤长度比例无损探伤长度比例100%局部双面焊或相当于双面焊的全焊透对接焊缝1.00.8

19、5带垫板单面焊的对接焊接接头0.90.8化工设备机械基础 化工学院1 1、理论计算壁厚、理论计算壁厚又称计算厚度）又称计算厚度） 安全承受压力为安全承受压力为p p的介质，圆筒所需的最的介质，圆筒所需的最小理论厚度。小理论厚度。根据第三强度理论的强度条件根据第三强度理论的强度条件一、内压圆筒的五种壁厚及其确定方法一、内压圆筒的五种壁厚及其确定方法第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算化工设备机械基础 化工学院对对 tt进行修正。通常乘以一个修正系数，即焊接进行修正。通常乘以一个修正系数，即焊接接头系数接头系数 。 一般工艺设计确定的是容器的内径一般工艺设计确定的

20、是容器的内径DiDi，D=Di+D=Di+，代入上式得：，代入上式得：一、内压圆筒的五种壁厚及其确定方法一、内压圆筒的五种壁厚及其确定方法第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算解得解得1 1、理论计算壁厚、理论计算壁厚 （又称计算厚度）（又称计算厚度）化工设备机械基础 化工学院2 2、圆筒的设计壁厚、圆筒的设计壁厚dd又称设计厚度）又称设计厚度）（1 1钢板的实际厚度与其标注数值名义厚度存在钢板的实际厚度与其标注数值名义厚度存在正负偏差，必须考虑钢板的负偏差正负偏差，必须考虑钢板的负偏差C1 C1 ；（2 2化工设备处理的介质一般均有腐蚀性，在设计时化工设备处理

21、的介质一般均有腐蚀性，在设计时就必须考虑腐蚀所需要的厚度，即腐蚀裕量就必须考虑腐蚀所需要的厚度，即腐蚀裕量C2 C2 。将将 C1 C1 与与C2 C2 之和称为壁厚附加量之和称为壁厚附加量C C。将将与与C2 C2 之和称为设计厚度之和称为设计厚度dd，即，即一、内压圆筒的五种壁厚及其确定方法一、内压圆筒的五种壁厚及其确定方法第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算化工设备机械基础 化工学院2 2、圆筒的设计壁厚、圆筒的设计壁厚dd又称设计厚度）又称设计厚度）腐蚀裕量腐蚀裕量C2C2根据各种钢材在不同介质中的腐蚀速根据各种钢材在不同介质中的腐蚀速度和容器设计寿命

22、确定。度和容器设计寿命确定。一、内压圆筒的五种壁厚及其确定方法一、内压圆筒的五种壁厚及其确定方法第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算式中： mm/a； 寿命n年化工设备机械基础 化工学院3 3、名义厚度、名义厚度nn式中式中 钢板厚度圆整值，钢板厚度圆整值，mmmm，通常，通常 11。 C1 C1钢板负偏差，应按名义厚度钢板负偏差，应按名义厚度n n 选取，一般可按选取，一般可按p173p173表表8 81111选取。选取。注意：常用钢板厚度是注意：常用钢板厚度是5 5，6 6，8 8，1010，1212，1414，1616，1818，2020，2222，25

23、25，2828，3030，3636，40mm.40mm.第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算 将设计厚度d加上钢板负偏差C1后向上圆整至钢板标准中规定的厚度，称做壳体的名义厚度。在设计图纸上标注的壳体厚度就是此厚度。化工设备机械基础 化工学院钢板负偏差C1 （mm）3 3、名义厚度、名义厚度nn第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算化工设备机械基础 化工学院4 4、有效壁厚、有效壁厚ee有效厚度）有效厚度）钢板壁厚中真正可用于承受介质压力的那部分厚度：钢板壁厚中真正可用于承受介质压力的那部分厚度：实际上，有效厚度就是指容器在整个

24、有效使用期内实际上，有效厚度就是指容器在整个有效使用期内均可依赖其抵抗介质压力破坏的厚度。均可依赖其抵抗介质压力破坏的厚度。第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算化工设备机械基础 化工学院4 4、有效壁厚、有效壁厚ee有效厚度）有效厚度）第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算根据设备图纸求取圆筒的计算应力时，应使用有效厚度根据设备图纸求取圆筒的计算应力时，应使用有效厚度ee，即，即强度条件强度条件最大允许工作压力最大允许工作压力化工设备机械基础 化工学院壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度m

25、inmin按下述方法确定：按下述方法确定：a a 对于碳素钢和低合金钢制容器：对于碳素钢和低合金钢制容器：min min 不小于不小于3mm 3mm ；b b 对于高合金钢制容器：对于高合金钢制容器：min min 不小于不小于2mm2mm。第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算5 5最小厚度最小厚度minmin化工设备机械基础 化工学院第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算5 5最小厚度最小厚度minmin当筒体的计算厚度C1时(2)当min0.5mpc，将分母中的0.5mp近似写成0.5Pc，对分母影响很小（二）、椭圆形封头（

26、二）、椭圆形封头标准椭圆封头标准椭圆封头m ma/b=2a/b=2大多数椭圆形大多数椭圆形大多数椭圆形大多数椭圆形封头壁厚取为封头壁厚取为封头壁厚取为封头壁厚取为与筒体相同！与筒体相同！与筒体相同！与筒体相同！筒体筒体筒体筒体化工设备机械基础 化工学院最小壁厚最小壁厚（二）、椭圆形封头（二）、椭圆形封头 承受内压的标准椭圆形封头，在其赤道处将产生环向压缩薄膜应力，为了防止封头在这一压缩应力作用下出现褶皱(内压下的弹性失稳)，规定增加直边目的：增加直边目的：增加直边目的：增加直边目的： 避开在椭球边缘与圆筒壳体的连接处设置焊缝，使焊缝转移至圆筒区域，以免出现边缘应力与热应力叠加的情况。化工设备机

27、械基础 化工学院1 1、几何特点、几何特点 由三部分构成：由三部分构成：以以RcRc为半径的球面、为半径的球面、以以r r为半径的过渡圆为半径的过渡圆弧弧( (即折边即折边) )和高度和高度为为h0h0的直边。的直边。（三）（三） 、碟形封头、碟形封头-带折边球形封头带折边球形封头 碟形封头的球面半径越大，折边半径越小，则封头越浅，碟形封头的球面半径越大，折边半径越小，则封头越浅，对于人工锻打成型有利。但考虑到球面部分与过渡区联接处对于人工锻打成型有利。但考虑到球面部分与过渡区联接处的局部高应力，规定碟形封头球面部分的半径的局部高应力，规定碟形封头球面部分的半径RcRc内径内径DiDi，而折边

28、内半径而折边内半径r0.1Dir0.1Di，且，且3n3n。（三）（三） 、碟形封头、碟形封头-带折边球形封头带折边球形封头Rci=0.9DiRci=0.9Di、r=0.17Dir=0.17Di的的碟形封头，称为标准碟形碟形封头，称为标准碟形封头。封头。化工设备机械基础 化工学院2 2、强度计算、强度计算 碟形封头过渡圆弧与球面联接处的经线曲率有碟形封头过渡圆弧与球面联接处的经线曲率有突变，在内压作用下，这里将产生很大的边缘应力。突变，在内压作用下，这里将产生很大的边缘应力。因而，碟形封头的壁厚比相同条件下的椭圆形封头壁因而，碟形封头的壁厚比相同条件下的椭圆形封头壁厚要大些。厚要大些。 考虑到

29、碟形封头边缘应力的影响，在设计中引入形状考虑到碟形封头边缘应力的影响，在设计中引入形状系数或称应力增强系数系数或称应力增强系数M M，其壁厚计算公式为：，其壁厚计算公式为：（三）（三） 、碟形封头、碟形封头-带折边球形封头带折边球形封头化工设备机械基础 化工学院 当碟形封头之球面内半径当碟形封头之球面内半径RiRi0.9Di0.9Di，过渡圆弧内，过渡圆弧内半径半径r r0.17Di0.17Di时，称为标准碟形封头。此时时，称为标准碟形封头。此时M M1.3251.325，于是标准碟形封头的壁厚计算公式可以写成如，于是标准碟形封头的壁厚计算公式可以写成如下形式：下形式： 对对于于M=1.34M

30、=1.34碟碟形形封封头头，其其有有效效壁壁厚厚ee应应不不小小于于封封头头内内直直径径的的0.15%Di0.15%Di；其其他他碟碟形形封封头头应应不不小小于于0.3%Di0.3%Di。（三）（三） 、碟形封头、碟形封头-带折边球形封头带折边球形封头化工设备机械基础 化工学院1 1、无折边球形封头的结构、无折边球形封头的结构 将碟形封头的折边及直边部分都去掉，只留下将碟形封头的折边及直边部分都去掉，只留下球面部分，就构成了球冠形封头。球面部分，就构成了球冠形封头。 无折边球形封头在多数情况下用作容器中两独立受压无折边球形封头在多数情况下用作容器中两独立受压室的中间封头，也可用作端封头。封头球

31、面内半径室的中间封头，也可用作端封头。封头球面内半径RiRi可取可取为圆筒体内直径为圆筒体内直径DiDi的的0.70.7、0.80.8、0.90.9、1.01.0倍。倍。（四）、球冠形封头（四）、球冠形封头-无折边球形封头无折边球形封头球冠封头与筒体连接处存在着较大的边界应力，所以连接处的壁厚计算，都必须考虑边界应力。这种考虑体现在壁厚计算公式中的系数Q上。Q Q值远大于值远大于1 1可查表得到可查表得到化工设备机械基础 化工学院球冠形封头球冠形封头（四）、球冠形封头（四）、球冠形封头-无折边球形封头无折边球形封头化工设备机械基础 化工学院1 1、锥形封头的结构形式、锥形封头的结构形式广泛用于

32、立式容器底部以便于卸料,也常用锥形壳体将直径不等的两段塔体连接起来-变径段。第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算化工设备机械基础 化工学院锥形封头分为带折边和不带折边两种结构。不带折边锥形封头分为带折边和不带折边两种结构。不带折边的锥形封头，其半锥角不大于的锥形封头，其半锥角不大于3030，带折边的半锥角，带折边的半锥角不大于不大于6060。第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算化工设备机械基础 化工学院 锥形封头加折边的目的是为了减少锥壳与筒体连接锥形封头加折边的目的是为了减少锥壳与筒体连接处的边缘应力。折边半径不小于处的边缘

33、应力。折边半径不小于0.1Di0.1Di。第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算化工设备机械基础 化工学院2 2、锥形封头壁厚的确定、锥形封头壁厚的确定 由锥形壳体的应力分析可知，受均匀内压的锥形由锥形壳体的应力分析可知，受均匀内压的锥形封头，最大应力在锥体的大端，其值为：封头，最大应力在锥体的大端，其值为： 其强度条件为：其强度条件为：第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算化工设备机械基础 化工学院2 2、锥形封头壁厚的确定、锥形封头壁厚的确定根据第一或第三强度理论，均可将视为相当应力，得根据第一或第三强度理论，均可将视为相当应

34、力，得到强度条件到强度条件: :第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算类比碟形封头类比碟形封头化工设备机械基础 化工学院为了降低联接处的边缘应力，可以采用两种方法：1 1：将联接处附近的封头及筒体壁厚增大：将联接处附近的封头及筒体壁厚增大局部加强。局部加强。脑左图是没有局部加强的锥形封头。右图是有局部加强的脑左图是没有局部加强的锥形封头。右图是有局部加强的锥形封头。它们都直接与筒体相联，中间没有过渡圆弧锥形封头。它们都直接与筒体相联，中间没有过渡圆弧无折边锥形封头。无折边锥形封头。第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算化工设备机械

35、基础 化工学院2 2：在封头与筒体间增加一：在封头与筒体间增加一个过渡圆弧，则整个封头个过渡圆弧，则整个封头由锥体、过渡圆弧及高度由锥体、过渡圆弧及高度为为hoho的直边三部分所构成的直边三部分所构成带折边的锥形封头。带折边的锥形封头。 这两种封头的计算方这两种封头的计算方法不同。法不同。 第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算化工设备机械基础 化工学院1 1、无折边锥形封头、无折边锥形封头 无折边锥形封头或锥形筒体适用于锥体半顶角无折边锥形封头或锥形筒体适用于锥体半顶角 30 30，当半顶角，当半顶角 30 30时，锥体与筒体联接处时，锥体与筒体联接处应考虑另

36、行加强或采用带折边锥形封头。无折边锥形应考虑另行加强或采用带折边锥形封头。无折边锥形封头或筒体的壁厚按下列方法计算前述）：封头或筒体的壁厚按下列方法计算前述）：第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算考虑边界应力，写成考虑边界应力，写成考虑边界应力，写成考虑边界应力，写成简化简化简化简化Q Q Q Q值查表值查表值查表值查表P181P181P181P181化工设备机械基础 化工学院2 2、带折边锥形封头或锥形筒体、带折边锥形封头或锥形筒体 采用带折边锥体作封头或变径段可以降低转角采用带折边锥体作封头或变径段可以降低转角处的应力集中。有三种情况处的应力集中。有三种情

37、况第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算a. a. a. a. 锥体大端的半顶角锥体大端的半顶角锥体大端的半顶角锥体大端的半顶角30303030，应采用带过渡段的，应采用带过渡段的，应采用带过渡段的，应采用带过渡段的折边结构。折边结构。折边结构。折边结构。b. b. b. b. 锥壳半顶角锥壳半顶角锥壳半顶角锥壳半顶角60606060，其厚度可按平盖计算。，其厚度可按平盖计算。，其厚度可按平盖计算。，其厚度可按平盖计算。c. c. c. c. 锥体小端，半顶角锥体小端，半顶角锥体小端，半顶角锥体小端，半顶角45454545，须采用带折边的锥，须采用带折边的锥，须

38、采用带折边的锥，须采用带折边的锥形封头。形封头。形封头。形封头。化工设备机械基础 化工学院(1)(1)(1)(1)封头大端封头大端封头大端封头大端 带折边锥形封头大端的壁厚，按过渡段与相接处带折边锥形封头大端的壁厚，按过渡段与相接处带折边锥形封头大端的壁厚，按过渡段与相接处带折边锥形封头大端的壁厚，按过渡段与相接处锥体两部分分别计算。取两者中较大者。锥体两部分分别计算。取两者中较大者。锥体两部分分别计算。取两者中较大者。锥体两部分分别计算。取两者中较大者。t t 22= =j j规定：大端折边的转角半径规定：大端折边的转角半径规定：大端折边的转角半径规定：大端折边的转角半径r r r r应不小

39、于封头大端内径应不小于封头大端内径应不小于封头大端内径应不小于封头大端内径DiDiDiDi的的的的10101010，小端折边转角半径，小端折边转角半径，小端折边转角半径，小端折边转角半径rsrsrsrs应不小于封头小端应不小于封头小端应不小于封头小端应不小于封头小端内径内径内径内径DisDisDisDis的的的的5 5 5 5，且均不小于锥体厚度的，且均不小于锥体厚度的，且均不小于锥体厚度的，且均不小于锥体厚度的3 3 3 3倍。倍。倍。倍。2 2、带折边锥形封头或锥形筒体、带折边锥形封头或锥形筒体第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算a. a. 折边的计算壁厚

40、折边的计算壁厚b. b. 与折边相接处的锥壳厚度与折边相接处的锥壳厚度化工设备机械基础 化工学院 锥形封头小端与接管连接处也有边界应力存在。锥形封头小端与接管连接处也有边界应力存在。当锥壳半顶角当锥壳半顶角 45 45时，锥形封头可直接与接管连接时，锥形封头可直接与接管连接；当；当 4545时，在锥形封头小端也应加折边。时，在锥形封头小端也应加折边。 对于封头，其大小端直径相差较大，研究表明，对于封头，其大小端直径相差较大，研究表明，当大端与小端直径之比大于等于当大端与小端直径之比大于等于4 4时，小端厚度不必计时，小端厚度不必计算，取与大端相同厚度即可。算，取与大端相同厚度即可。 对于变径段

41、的小端，应按对于变径段的小端，应按GB150GB150相应规定计算。相应规定计算。（2 2 2 2封头小端封头小端封头小端封头小端2 2、带折边锥形封头或锥形筒体、带折边锥形封头或锥形筒体第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算化工设备机械基础 化工学院 圆形平板的壁厚将比同直径的筒体壁厚大得多，圆形平板的壁厚将比同直径的筒体壁厚大得多，而且平板形封头还会对筒体造成较大的边界应力。而且平板形封头还会对筒体造成较大的边界应力。 由于平板封头结构简单，制造方便，在压力不由于平板封头结构简单，制造方便，在压力不高，直径较小的容器中，采用平板封头比较经济简高，直径较小的容

42、器中，采用平板封头比较经济简便。对于压力容器的人孔、手孔等在操作时需要用便。对于压力容器的人孔、手孔等在操作时需要用盲板封闭的地方，广泛采用平板盖。盲板封闭的地方，广泛采用平板盖。 在高压容器中，平板封头用得较为普遍。这是在高压容器中，平板封头用得较为普遍。这是因为高压容器的封头很厚，直径又相对较小，凸形因为高压容器的封头很厚，直径又相对较小，凸形封头的制造较为困难。封头的制造较为困难。第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算化工设备机械基础 化工学院平板封头的计算壁厚公式为：平板封头的计算壁厚公式为： (8-17)式中：式中：DcDc计算直径，计算直径，mmmm

43、，大多为筒体内径见，大多为筒体内径见p183p183表表8 81515）；）； K K结构特征系数，见结构特征系数，见p183p183表表8 81515第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算化工设备机械基础 化工学院第二节第二节 内压容器筒体与封头厚度的计算内压容器筒体与封头厚度的计算五、计算公式的通用式五、计算公式的通用式五、计算公式的通用式五、计算公式的通用式K K值规定见值规定见P185P185 化工设备机械基础 化工学院例题例题 试计算确定一精馏塔的壳体壁厚及封头型试计算确定一精馏塔的壳体壁厚及封头型式与尺寸。该塔内径为式与尺寸。该塔内径为DiDi600

44、mm600mm，nn7mm7mm，材质为材质为16MnR16MnR，p p2.2MPa2.2MPa，工作温度，工作温度332020。解：工艺操作对封头形状无特殊要求，下面按解：工艺操作对封头形状无特殊要求，下面按凸型封头和平板封头分别进行计算，以便比较。凸型封头和平板封头分别进行计算，以便比较。知：知： Di Di600mm p600mm p2.2MPa2.2MPa， 查得查得 tt170MPa170MPa，并取，并取C2C21mm1mm化工设备机械基础 化工学院（1 1半球封头壁厚计算，由半球封头壁厚计算，由将各参数代入上式得：将各参数代入上式得： =2.4mm =2.4mm。查表知，取查表

45、知，取C1C10.3mm0.3mm，那么，那么 nn C1C1 C2C2 2.42.40.30.31 1 3.7 3.7 取取 0.3mm0.3mm，则，则nn 4mm 4mm。化工设备机械基础 化工学院（2 2标准椭圆形封头标准椭圆形封头式中取式中取1.01.0，将各参数代入上式得，将各参数代入上式得 =3.9mm =3.9mm。查表知，取查表知，取C1C10.6mm0.6mm，那么，那么 nn C1C1 C2C2 3.93.90.60.61 1 5.5 5.5 取取 0.5mm0.5mm，则，则nn 6mm 6mm。化工设备机械基础 化工学院（3 3标准碟形封头标准碟形封头式中式中1.01

46、.0，将各参数代入上式得，将各参数代入上式得 =4.7mm =4.7mm。查表知，取查表知，取C1C10.6mm0.6mm，那么，那么 nn C1C1 C2C2 4.74.70.60.61 1 6.3 6.3 取取 0.7mm0.7mm，则，则nn 7mm 7mm。化工设备机械基础 化工学院（4 4平板封头，由平板封头，由 式式中中1.01.0，Dc=600mmDc=600mm，K K取取0.25, 0.25, 将将各参数代入上式得各参数代入上式得: : =34mm =34mm。查查p173p173表表8 81111知，取知，取C1C11.1mm1.1mm，那么，那么 nn C1C1 C2C2

47、 34341.11.11 1 36.1 36.1 取取 1.9mm1.9mm，则，则nn 38mm 38mm。例：一内例：一内压圆柱形容器装有安全柱形容器装有安全阀），），Di=1000mm，设计温度温度T=220，最高工作，最高工作压力力pw=0.6MPa，材料，材料为16MnR，t=156MPa，单面面焊局部无局部无损探探伤，腐，腐蚀裕量裕量C2=2mm，C1=0.8mm，min=3mm。试计算确定算确定该反反应器器壳体的名壳体的名义厚度、有效厚度。厚度、有效厚度。解：解：p=1.1 pw=0.66Mpa，t=156MPamin=3mmd=min+ C2=3+2=5mm又min-C1n=d

48、+C1+=5+0.8+=5+0.8+0.2=6mme=n-C1-C2=6-2.8=3.2mm化工设备机械基础 化工学院第三节第三节 容器的压力试验容器的压力试验(P390)(P390)为什麽容器在制造完毕后还须进行压力试验呢？为什麽容器在制造完毕后还须进行压力试验呢？ 这是因为这是因为: :按强度、刚度计算确定的容器厚按强度、刚度计算确定的容器厚度，由于材质、钢板弯卷、焊接及安装等制造度，由于材质、钢板弯卷、焊接及安装等制造加工过程不完善，有可能导致容器不安全，会加工过程不完善，有可能导致容器不安全，会在规定的工作压力下发生过大变形或焊缝有渗在规定的工作压力下发生过大变形或焊缝有渗漏现象等，故

49、必须进行压力试验予以考核。漏现象等，故必须进行压力试验予以考核。化工设备机械基础 化工学院1.1.压力试验目的压力试验目的 检验容器在超工作压力条件下密封结构的检验容器在超工作压力条件下密封结构的检验容器在超工作压力条件下密封结构的检验容器在超工作压力条件下密封结构的严密性、焊缝的致密性和宏观强度。严密性、焊缝的致密性和宏观强度。严密性、焊缝的致密性和宏观强度。严密性、焊缝的致密性和宏观强度。 同时，观察压力试验后受压容器母材和焊同时，观察压力试验后受压容器母材和焊同时，观察压力试验后受压容器母材和焊同时，观察压力试验后受压容器母材和焊缝的残余变形量，还可及时发现材料和制造过缝的残余变形量，还

50、可及时发现材料和制造过缝的残余变形量，还可及时发现材料和制造过缝的残余变形量，还可及时发现材料和制造过程中存在的缺陷。程中存在的缺陷。程中存在的缺陷。程中存在的缺陷。第三节第三节 容器的压力试验容器的压力试验化工设备机械基础 化工学院第三节第三节 容器的压力试验容器的压力试验2.2.试验介质试验介质液体介质：液体介质： 常温水。也可用不会发生危险的其它常温水。也可用不会发生危险的其它液体试验时液体的温度应低于其闪点或沸点。液体试验时液体的温度应低于其闪点或沸点。液体液体液体液体 气体气体气体气体压力试验的试验介质为什么普遍采用液体?由于压力试验时，容器可能发生爆炸事故，因此希望试压时容器内积蓄

51、的能量越小越好。液体的压缩性较小，达到试验压力时所需做的功较少，容器内积蓄的能量也相对要小一些。而气体的压缩性较大，爆炸时突然恢复到大气压而释放出的能量很大，安全性较差。化工设备机械基础 化工学院第三节第三节 容器的压力试验容器的压力试验2.2.试验介质试验介质化工设备机械基础 化工学院第三节第三节 容器的压力试验容器的压力试验 在下列情况下，不宜用液体作为压力试验介质，而应采用气体： （1容器的结构复杂，试压时不能充满各个部位，因而无法充分检验各个部位的试压要求； （2容器内不允许有微量残留液体； （3其他难以克服的困难，如大型容器供水困难等。例如：装入贵重催化剂要求内部烘干，或容器内衬耐例

52、如：装入贵重催化剂要求内部烘干，或容器内衬耐例如：装入贵重催化剂要求内部烘干，或容器内衬耐例如：装入贵重催化剂要求内部烘干，或容器内衬耐热混凝土不易烘干，或由于结构原因不易充满液体的热混凝土不易烘干，或由于结构原因不易充满液体的热混凝土不易烘干，或由于结构原因不易充满液体的热混凝土不易烘干，或由于结构原因不易充满液体的容器以及容积很大的容器等容器以及容积很大的容器等容器以及容积很大的容器等容器以及容积很大的容器等2.2.试验介质试验介质化工设备机械基础 化工学院第三节第三节 容器的压力试验容器的压力试验3.3.试验压力试验压力试验压力试验压力试验压力试验压力在压力试验时，容器顶部的压力。在压力

53、试验时，容器顶部的压力。在压力试验时，容器顶部的压力。在压力试验时，容器顶部的压力。试验温度试验温度试验温度试验温度压力试验时，壳体的金属温度。压力试验时，壳体的金属温度。压力试验时，壳体的金属温度。压力试验时，壳体的金属温度。试验压力的最低值应按下式计算，其上限值应满试验压力的最低值应按下式计算，其上限值应满试验压力的最低值应按下式计算，其上限值应满试验压力的最低值应按下式计算，其上限值应满足压力试验前的应力校核的限制。足压力试验前的应力校核的限制。足压力试验前的应力校核的限制。足压力试验前的应力校核的限制。pT 试验压力，试验压力， MPa； p 设计压力，设计压力， MPa； 一试验温度

54、下的材料许用应力，一试验温度下的材料许用应力， MPa；t 一设计温度下的材料许用应力，一设计温度下的材料许用应力， MPa。第三节第三节 容器的压力试验容器的压力试验3.3.试验压力试验压力水压试验水压试验水压试验水压试验压力容器形式与材料压力容器形式与材料耐压试验压力系数耐压试验压力系数液（水）压液（水）压气压气压固定式钢和有色金属及搪玻璃压力容器固定式钢和有色金属及搪玻璃压力容器1.251.251.151.15铸铁压力容器铸铁压力容器2.02.0移动式压力容器（中、低压）移动式压力容器（中、低压）1.51.51.151.15气压试验气压试验气压试验气压试验化工设备机械基础 化工学院第三节

55、第三节 容器的压力试验容器的压力试验3.3.试验压力试验压力在确定试验压力值时，还应注意下列几点：在确定试验压力值时，还应注意下列几点：在确定试验压力值时，还应注意下列几点：在确定试验压力值时，还应注意下列几点： （1 1 1 1直立容器卧置做液压试验时，试验压力应为直立容器卧置做液压试验时，试验压力应为直立容器卧置做液压试验时，试验压力应为直立容器卧置做液压试验时，试验压力应为立置时的试验压力加液柱静压力。立置时的试验压力加液柱静压力。立置时的试验压力加液柱静压力。立置时的试验压力加液柱静压力。 （2 2 2 2当新容器的铭牌上规定有最大许用压力当新容器的铭牌上规定有最大许用压力当新容器的铭

56、牌上规定有最大许用压力当新容器的铭牌上规定有最大许用压力pppp时，用时，用时，用时，用pppp代表代表代表代表p p p p。 （3 3 3 3对于在用压力容器，若因腐蚀严重需要降压对于在用压力容器，若因腐蚀严重需要降压对于在用压力容器，若因腐蚀严重需要降压对于在用压力容器，若因腐蚀严重需要降压使用，且其使用，且其使用，且其使用，且其pwpwpwpw或或或或pkpkpkpk已小于原设计压力已小于原设计压力已小于原设计压力已小于原设计压力p p p p时，应该用时，应该用时，应该用时，应该用pwpwpwpw或或或或pkpkpkpk代替代替代替代替p p p p来进行计算来进行计算来进行计算来进

57、行计算pTpTpTpT。 （4 4 4 4容器各元件筒体、封头、接收、法兰紧固容器各元件筒体、封头、接收、法兰紧固容器各元件筒体、封头、接收、法兰紧固容器各元件筒体、封头、接收、法兰紧固件等所用材料不同时，应取元件材料的件等所用材料不同时，应取元件材料的件等所用材料不同时，应取元件材料的件等所用材料不同时，应取元件材料的/t/t/t/t比值中最小值。比值中最小值。比值中最小值。比值中最小值。化工设备机械基础 化工学院第三节第三节 容器的压力试验容器的压力试验4.4.压力试验前的应力校核压力试验前的应力校核压力试验前，为什么要作应力校核？压力试验前，为什么要作应力校核？ 试压时，要求器壁应力必须

58、低于材料的屈试压时，要求器壁应力必须低于材料的屈服点，因此有必要在压力试验前进行校核。服点，因此有必要在压力试验前进行校核。T T T T 应满足下列条件：应满足下列条件：应满足下列条件：应满足下列条件： 液压试验时液压试验时液压试验时液压试验时 气压试验时气压试验时气压试验时气压试验时化工设备机械基础 化工学院第三节第三节 容器的压力试验容器的压力试验5.5.水压试验程序水压试验程序充水时滞留在容器内的气体必须排净。充水时滞留在容器内的气体必须排净。充水时滞留在容器内的气体必须排净。充水时滞留在容器内的气体必须排净。试验过程中容器外表面应保持干燥。试验过程中容器外表面应保持干燥。试验过程中容

59、器外表面应保持干燥。试验过程中容器外表面应保持干燥。设备充满水后，待壁温大致相等时，缓慢升压设备充满水后，待壁温大致相等时，缓慢升压设备充满水后，待壁温大致相等时，缓慢升压设备充满水后，待壁温大致相等时，缓慢升压到规定试验压力，稳压到规定试验压力，稳压到规定试验压力，稳压到规定试验压力，稳压30min30min30min30min，然后将压力降低，然后将压力降低，然后将压力降低，然后将压力降低到试验压力的到试验压力的到试验压力的到试验压力的80808080，再保持，再保持，再保持，再保持30min30min30min30min以上。以上。以上。以上。需停泵保压。保压期间检查容器有无损坏，有需停

60、泵保压。保压期间检查容器有无损坏，有需停泵保压。保压期间检查容器有无损坏，有需停泵保压。保压期间检查容器有无损坏，有无宏观变形，有无泄漏及微量渗透。无宏观变形，有无泄漏及微量渗透。无宏观变形，有无泄漏及微量渗透。无宏观变形，有无泄漏及微量渗透。化工设备机械基础 化工学院第三节第三节 容器的压力试验容器的压力试验6.6.水压试验注意事项水压试验注意事项对于不锈钢制造的容器用水进行试验时，应限对于不锈钢制造的容器用水进行试验时，应限对于不锈钢制造的容器用水进行试验时，应限对于不锈钢制造的容器用水进行试验时，应限制水中氯离子含量不超过制水中氯离子含量不超过制水中氯离子含量不超过制水中氯离子含量不超过

61、25mg/kg25mg/kg25mg/kg25mg/kg，以防氯离子腐，以防氯离子腐，以防氯离子腐，以防氯离子腐蚀。蚀。蚀。蚀。对于碳素钢、对于碳素钢、对于碳素钢、对于碳素钢、16MnR16MnR16MnR16MnR、15MnNbR15MnNbR15MnNbR15MnNbR和正火和正火和正火和正火15MnR15MnR15MnR15MnR钢容钢容钢容钢容器，不要低于器，不要低于器，不要低于器，不要低于5 5 5 5 ；对于其他低合金钢容器，不；对于其他低合金钢容器，不；对于其他低合金钢容器，不；对于其他低合金钢容器，不要低于要低于要低于要低于15151515。如发现法兰连接处泄漏，不得带压紧固螺

62、栓。如发现法兰连接处泄漏，不得带压紧固螺栓。如发现法兰连接处泄漏，不得带压紧固螺栓。如发现法兰连接处泄漏，不得带压紧固螺栓。水压试验后及时排水，并用压缩空气及其它惰水压试验后及时排水，并用压缩空气及其它惰水压试验后及时排水，并用压缩空气及其它惰水压试验后及时排水，并用压缩空气及其它惰性气体，将容器内表面吹干。性气体，将容器内表面吹干。性气体，将容器内表面吹干。性气体，将容器内表面吹干。化工设备机械基础 化工学院第三节第三节 容器的压力试验容器的压力试验7.7.气密性试验气密性试验目的：检查容器的致密性包括容器的焊缝、目的：检查容器的致密性包括容器的焊缝、目的：检查容器的致密性包括容器的焊缝、目

63、的：检查容器的致密性包括容器的焊缝、母材及连接接头等的严密性）。母材及连接接头等的严密性）。母材及连接接头等的严密性）。母材及连接接头等的严密性）。气密性试验与气压试验是不一样的：气密性试验与气压试验是不一样的：气密性试验与气压试验是不一样的：气密性试验与气压试验是不一样的：目的不同：气密性试验是检验压力容器的严密性，目的不同：气密性试验是检验压力容器的严密性，目的不同：气密性试验是检验压力容器的严密性，目的不同：气密性试验是检验压力容器的严密性，气压试验是检验压力容器的耐压强度。气压试验是检验压力容器的耐压强度。气压试验是检验压力容器的耐压强度。气压试验是检验压力容器的耐压强度。试验压力不同

64、：气密性试验压力为容器的设计压力，试验压力不同：气密性试验压力为容器的设计压力，试验压力不同：气密性试验压力为容器的设计压力，试验压力不同：气密性试验压力为容器的设计压力，气压试验压力为设计压力的气压试验压力为设计压力的气压试验压力为设计压力的气压试验压力为设计压力的1.151.151.151.15倍。倍。倍。倍。化工设备机械基础 化工学院第三节第三节 容器的压力试验容器的压力试验7.7.气密性试验气密性试验试验压力：新制成压力容器气密性试验压力取为设计压试验压力：新制成压力容器气密性试验压力取为设计压试验压力：新制成压力容器气密性试验压力取为设计压试验压力：新制成压力容器气密性试验压力取为设

65、计压力值。力值。力值。力值。 GB150-2019 GB150-2019 GB150-2019 GB150-2019规定气密性试验应在压力试验合格后进行，规定气密性试验应在压力试验合格后进行，规定气密性试验应在压力试验合格后进行，规定气密性试验应在压力试验合格后进行，这是从安全上考虑。对要求作气压试验的容器，在气压这是从安全上考虑。对要求作气压试验的容器，在气压这是从安全上考虑。对要求作气压试验的容器，在气压这是从安全上考虑。对要求作气压试验的容器，在气压试验合格后，可免作气密性试验。试验合格后，可免作气密性试验。试验合格后，可免作气密性试验。试验合格后，可免作气密性试验。试验要求：经检查无泄

66、漏保压不少于试验要求：经检查无泄漏保压不少于试验要求：经检查无泄漏保压不少于试验要求：经检查无泄漏保压不少于30min30min30min30min为合格。为合格。为合格。为合格。加压介质：所用气体应为干燥、洁净的空气、氮气或其加压介质：所用气体应为干燥、洁净的空气、氮气或其加压介质：所用气体应为干燥、洁净的空气、氮气或其加压介质：所用气体应为干燥、洁净的空气、氮气或其他惰性气体。碳素钢和低合金钢制成的压力容器他惰性气体。碳素钢和低合金钢制成的压力容器他惰性气体。碳素钢和低合金钢制成的压力容器他惰性气体。碳素钢和低合金钢制成的压力容器, , , ,其试验其试验其试验其试验温度应不低于温度应不低

67、于温度应不低于温度应不低于5555。化工设备机械基础 化工学院第三节第三节 容器的压力试验容器的压力试验7.7.气密性试验气密性试验介质的毒性程度为极高、介质的毒性程度为极高、高度危害，或在设计上不高度危害，或在设计上不允许有微量泄漏的容器允许有微量泄漏的容器气密性试验保压10分钟降压至设计压力检查所有焊接接头和连接部位，小型容器也可浸入水中检查泄漏修 补重新进行液压试验和气密性试验合格缓慢升压至PT化工设备机械基础 化工学院第四节第四节 在用压力容器的强度校核在用压力容器的强度校核一、在用压力容器强度校核的原则一、在用压力容器强度校核的原则 （1原设计已明确提出所采用的强度设计标准的，应按该

68、强度标准进行强度校核。 若无注明所用的设计强度标准，可按设计施行的有关标准校核。 国外进口设备或按国外技术标准设计，应按国外设计规范或合同规定的设计规范校核。 注：GB150-2019是其他各种同类标准中必须遵守的最低要求。还有略高于GB150的企业标准或行业标准，以提高产品的质量与可靠性。化工设备机械基础 化工学院一、在用压力容器强度校核的原则一、在用压力容器强度校核的原则（2 2 2 2当被校核的容器材料牌号不明时，应按同类常用材当被校核的容器材料牌号不明时，应按同类常用材当被校核的容器材料牌号不明时，应按同类常用材当被校核的容器材料牌号不明时，应按同类常用材料的最低标准进行强度计算料的最

69、低标准进行强度计算料的最低标准进行强度计算料的最低标准进行强度计算 （例如碳钢（例如碳钢（例如碳钢（例如碳钢Q235-BQ235-BQ235-BQ235-B）（3 3 3 3设计新容器时，设计新容器时，设计新容器时，设计新容器时，只根据接头结构形式和探伤比例只根据接头结构形式和探伤比例只根据接头结构形式和探伤比例只根据接头结构形式和探伤比例确定，不是随意变更的，可看成定值。而对于某些在用确定，不是随意变更的，可看成定值。而对于某些在用确定，不是随意变更的，可看成定值。而对于某些在用确定，不是随意变更的，可看成定值。而对于某些在用容器，若在检验中发现了某些超标，却未见发展的缺陷，容器，若在检验中

70、发现了某些超标，却未见发展的缺陷，容器，若在检验中发现了某些超标，却未见发展的缺陷，容器，若在检验中发现了某些超标，却未见发展的缺陷，而且又不允许或无法修复时，可以采用较原设计取值为而且又不允许或无法修复时，可以采用较原设计取值为而且又不允许或无法修复时，可以采用较原设计取值为而且又不允许或无法修复时，可以采用较原设计取值为低的低的低的低的来进行强度计算。来进行强度计算。来进行强度计算。来进行强度计算。第四节第四节 在用压力容器的强度校核在用压力容器的强度校核化工设备机械基础 化工学院（4 4 4 4对于使用多年的容器在寿命的后期），或者对于使用多年的容器在寿命的后期），或者对于使用多年的容器

71、在寿命的后期），或者对于使用多年的容器在寿命的后期），或者是腐蚀比较严重的容器，其有效厚度按下式计算是腐蚀比较严重的容器，其有效厚度按下式计算是腐蚀比较严重的容器，其有效厚度按下式计算是腐蚀比较严重的容器，其有效厚度按下式计算一、在用压力容器强度校核的原则一、在用压力容器强度校核的原则cmin 受压元件实测最小厚度，受压元件实测最小厚度，mm；n检验周期，检验周期，a； 介质对钢材实测的年腐蚀率，介质对钢材实测的年腐蚀率，mm/a。第四节第四节 在用压力容器的强度校核在用压力容器的强度校核化工设备机械基础 化工学院（5 5 5 5强度校核压力强度校核压力强度校核压力强度校核压力PchPchPc

72、hPch第四节第四节 在用压力容器的强度校核在用压力容器的强度校核一、在用压力容器强度校核的原则一、在用压力容器强度校核的原则（6 6 6 6校核时的壁温，取实际最高器壁温度，低温校核时的壁温，取实际最高器壁温度，低温校核时的壁温，取实际最高器壁温度，低温校核时的壁温，取实际最高器壁温度，低温压力容器按常温取许用应力。压力容器按常温取许用应力。压力容器按常温取许用应力。压力容器按常温取许用应力。化工设备机械基础 化工学院二、强度校核的思路、公式和举例二、强度校核的思路、公式和举例思路：思路：算出容器在校核压力下的计算应力，看它是否小算出容器在校核压力下的计算应力，看它是否小于材料的许用应力于材

73、料的许用应力算出容器的最大许可压力，看它是否大于校核压算出容器的最大许可压力，看它是否大于校核压力，即力，即第四节第四节 在用压力容器的强度校核在用压力容器的强度校核化工设备机械基础 化工学院第四节第四节 在用压力容器的强度校核在用压力容器的强度校核1.1.在用容器在校核压力在用容器在校核压力P P作用下的计算应力为作用下的计算应力为K K形状系数形状系数, ,根据对象取相应值，参见根据对象取相应值，参见P185P185说明；说明；pchpch校核压力；校核压力；ee简体或封头的有效厚度，其值下列条件确定。简体或封头的有效厚度，其值下列条件确定。对于新容器筒体取对于新容器筒体取 e e nnC

74、1C1C2C2对于新容器封头取对于新容器封头取 e e nnC1C1C2C2C3C3对于使用多年的容器，或者腐蚀比较严重的容器取对于使用多年的容器，或者腐蚀比较严重的容器取化工设备机械基础 化工学院根据筒体和封头的强度条件根据筒体和封头的强度条件可得：可得：写成等式：写成等式：第四节第四节 在用压力容器的强度校核在用压力容器的强度校核2.2.在用容器最大允许工作压力在用容器最大允许工作压力对筒体和封头进行强度校核时，必须满足以下条件：对筒体和封头进行强度校核时，必须满足以下条件：化工设备机械基础 化工学院P187P187例题例题8 85 5 一台使用多年且腐蚀较严重的容器，一台使用多年且腐蚀较

75、严重的容器，经检测取得如下数据：筒体直径经检测取得如下数据：筒体直径DiDi2m2m，实测厚度，实测厚度cc8mm8mm；碟形上封头：；碟形上封头：RciRci2m2m，riri300mm300mm， cc上上 9.3mm 9.3mm，有拼接焊缝；折边锥形下封头：，有拼接焊缝；折边锥形下封头：半锥角半锥角6060度，度，riri300mm 300mm ，折边部分实测厚度，折边部分实测厚度c1c110.4mm10.4mm；锥体部分实测厚度；锥体部分实测厚度c2c211mm11mm；容；容器材质为碳钢器材质为碳钢Q235Q235A A；焊缝为带封底焊的全焊透；焊缝为带封底焊的全焊透结构，经结构，经

76、2020射线检查末发现超标缺陷。射线检查末发现超标缺陷。 现欲用该容器盛装年腐蚀率为现欲用该容器盛装年腐蚀率为0.2mm0.2mma a的常温介的常温介质，最大工作压力质，最大工作压力pwpw0.42MPa0.42MPa，使用期限定为三，使用期限定为三年，问是否允许。容器上要装安全阀的话，安全阀年，问是否允许。容器上要装安全阀的话，安全阀的开启压力应为多少？的开启压力应为多少？第四节第四节 在用压力容器的强度校核在用压力容器的强度校核化工设备机械基础 化工学院第五节第五节 容器筒体与封头的尺寸和质量容器筒体与封头的尺寸和质量第六节第六节 容器壳体在材料使用上的规定容器壳体在材料使用上的规定（自学）（自学）化工设备机械基础 化工学院本章作业：本章作业：P207 检测题检测题5,6； 习题习题5； 习题习题3。以上交。以上交。习题习题11不交。不交。