【正文】 故 錐底小端直徑 Dis=222mm 接管加強段厚度與錐體同厚 δn= 16mm 接管加強段的長度： is 43162225050 ????? ?作 業(yè) 習(xí)題： P224 13， 14 本 章 結(jié) 束 。 解： （ 2）錐體壁厚計算： ? ? Cpf pDtid ??? ???）表 1310(6 4 ??f)( 防爆膜M P ap ???? ? Cpf pDtid ??? ???mmn ???? ????代入得 （ 3）過渡區(qū)厚度計算 ? ? CpKpDtid ??? ???Di=1200mm， [ζ]300=78MPa， φ=1， C2=0 ? ? CpKpDtid ??? ???查表 1012， K=，其它參數(shù)同上，代入得 mmd ?????????統(tǒng)一直徑，取 δd=，查 P161表 1010，取C1=（估計壁厚 16mm），則 mmCdn ????? ??向上圓整后，采用 δn=16mm不銹鋼板制造。 ,錐底大端帶折邊。出料管公稱直徑 200mm，釜壁溫度為 300℃ ，試確定該錐形底的壁厚及接口管尺寸。 下部為帶折邊錐底，其半錐角為 45176。 解： （ 2）壁厚計算：標準橢圓形封頭的設(shè)計厚度 ? ? CppDtid ??? ???? ? CppDtid ??? ???P＝ ； Di=600mm； [ζ]20=170MPa； φ=（整體沖壓）， C2= ，代入得： 考慮鋼板厚度負偏差，取 C1=（估計壁厚6mm） mmd ?????? ???向上圓整后，用 δn=6mm鋼板。該塔 Di=600mm；設(shè)計壓力 p＝ ；工作溫度 t＝ 3～ 20℃ ， δ n=7mm。 平板封頭 結(jié)構(gòu)簡單、制造最易，受力狀況最差，壁厚最大。 時 ? ? ??? tccP KPD? δ圓筒 ★ 封頭的選擇：主要根據(jù)設(shè)計對象的要求，并考慮經(jīng)濟技術(shù)指標。 七、封頭的選擇 （封頭小結(jié)） 各種封頭的計算公式 半球形 標準碟形 標準橢圓形 無折邊 帶折邊 （標準） 平板 封頭 凸形 封頭 錐形 封頭 ? ? ct ic pDp ?? ??? 4 ? ? 24 CpDp ct icd ??? ??? t? = ? ? ??eeic Dp ? ?4 ? ? ?? t ? ?wp = ? ?eietD ???? ?4 ? ? ct ic pRp ?? ???? ? ct ic pDp ?? ???約 約 約 δ圓筒 ? ? ???? c os12 ??? ct ic pDp δ圓筒 ＜ δ≤ 30176。因為高壓容器封頭很厚、直徑又相對較小，凸形封頭制造困難。 用途： （ 1）低壓容器的底、蓋； 缺點： 承壓能力低，厚度較大。 石油化工設(shè)備常用的一種封頭。 根據(jù)薄板理論，受均布載荷的 平板 ，最大彎曲應(yīng)力 ζmax與 P (R／ δ)2成正比，而 薄殼 的最大拉(壓 )應(yīng)力 ζmax與 P(R／ δ)成正比。 ? ? ctiscr pDQp?????2??c os1risDL ?risDL ??加強段的長度： 圖 1031 錐形封頭的小端與接管相連時，一般不加過渡圓?。?折邊 ），但接管應(yīng)增厚，加強段厚度取錐體厚度，加強段的長度： ? 50?不管是無折邊的錐形封頭，還是帶折邊的錐形封頭， 加強段的厚度 在任何情況下 ，都不得小于與其相聯(lián)接的錐殼厚度 。 c. 半錐角 α＞ 45176。 b. 半錐角 α≤45176。 表 1013 錐殼小端 a. 半錐角 α≤45176。 錐殼大端 ? ? cticpDKp ?????a. 過渡段的計算壁厚 K－系數(shù)，查表 1012 b. 與過渡段相連接處的錐殼的計算厚度 表 1012 在相同條件下，帶折邊錐殼的壁厚比筒體大。 兩種。 r≥ 且 r≥ 3δn 標準 折邊錐形封頭有半錐角為 30176。 當(dāng)錐殼半錐角 α60176。 時，錐殼大端應(yīng)帶折邊，半錐角 α＞ 45176。 加強段厚度 折邊錐形封頭 即在錐形封頭與圓筒聯(lián)接處加 過渡圓角， 可降低聯(lián)接處的應(yīng)力集中。 加強圈的長度： ??c os1riDL ?riDL ??圖 1030 無折邊錐殼的厚度 （小結(jié)） （ 1036） ? ? ???? c os12 ??? cticpDp無折邊錐殼的各部分（大端、小端、加強段）厚度分別按右邊 4個公式確定。 加強圈的長度： ??c os1riDL ?riDL ??圖 1028 （ 2）錐殼小端 與圓筒聯(lián)接時，錐殼小端聯(lián)接處壁厚設(shè)計步驟： a. 查圖 1029，確定小端是否須局部加強 。 —— 適用于半錐角 α≤30176。 錐形封頭分無折邊和帶折邊兩類，設(shè)計方法不同。 特點：制造方便，封頭與筒體聯(lián)接處有較大的邊緣應(yīng)力。 受外壓的碟形封頭，設(shè)計步驟同橢圓形封頭，只是R0為碟形封頭球面部分外半徑 。當(dāng)采用焊接聯(lián)接時 ， 應(yīng)采用對接聯(lián)接 。 規(guī)定： Ri≤Di， r≥ 且 r≥ 3δn 相同受力條件下，碟形封頭壁厚是橢圓形封頭壁厚 ，笨重不經(jīng)濟，而且碟形封頭經(jīng)線曲率不連續(xù)（應(yīng)力分布不連續(xù)），因此沒有橢圓形封頭應(yīng)用廣泛。直邊區(qū)的作用： 使封頭與筒體的焊縫避免邊緣應(yīng)力 。球殼外半徑 R0=K1 D0， 其中 K1 = 三、 碟形封頭 又稱 帶折邊球形封頭 ， 由三部分組成：半徑為 Ri的球面 、 半徑為 r的 過渡圓弧 （ 即折邊 ） 和高度為 h的 直邊 。但為焊接方便以及降低聯(lián)接處邊緣壓力，半球形封頭 常和筒體取相同的厚度 。 K1 由長短軸比值決定，標準橢圓形封頭 K1 = b. 計算系數(shù) ? ?eRA ?/0?c. 根據(jù)材料，從 AB圖（圖 1016至圖 1020）中選用，若 A值落在設(shè)計溫度線的右方，讀出 B值，計算出許用外壓 [p] 若 A值在設(shè)計溫度線的左方，則許用外壓： ? ? ? ? 20 /0 83 eREp??eRBp?/][0?（ 1）若 p≤[p]，假設(shè)的厚度 δn可用，若小得過多，可將 δn適當(dāng)減小，重復(fù)上述計算 （ 2）若 p＞ [p]，需增大初設(shè)的 δn，重復(fù)上述計算，直至使 [p]＞ p且接近 p為止。 R0為橢圓形封頭 當(dāng)量 球殼外半徑 外壓橢圓形封頭厚度設(shè)計步驟同外壓圓筒。 橢圓封頭最大允許工作壓力計算公式 ? ? ? ?eietw KDp ????2??標準橢圓形封頭的直邊高度由表 1011確定。 一、 橢圓形封頭 受內(nèi)壓的橢圓形封頭 橢圓各點曲率半徑不同，但變化連續(xù)（無突變），故受內(nèi)壓時，薄膜應(yīng)力分布也是連續(xù)的。 作 業(yè) 習(xí)題： P224 9， 11， 12 封頭的設(shè)計 容器封頭 （端蓋） 凸形封頭 錐形封頭 平板封頭 半球形封頭 橢圓形封頭 碟形封頭 球冠形封頭 (無折邊、折邊 ) 橢圓形封頭是由半橢球和高度為 h的短圓筒 (通稱 直邊 )兩部分所構(gòu)成 。 工字鋼 角鋼 扁鋼 結(jié)構(gòu)： 加強圈的最大間距和數(shù)量 故有： mpDLDEpm et ??00/)/(][ ?鋼制短圓筒： ? ? 00//DLDEp etcr??mpDDEL et m a x)/( ??為了保證筒體能承受設(shè)計外壓 P，加強圈最大間距 （ 1029） 如加強圈的實際間距 ≤Lmax，表明圓筒能安全承受設(shè)計外壓。 63400????DL1691220280 ??eD?MP ap ][ 45 ??????? ?當(dāng) δn=14mm時 六、加強圈 在筒體上裝上一定數(shù)量的加強圈，可以提高圓筒的臨界壓力（許用外壓），從而提高圓筒的承壓能力。 122202263400????D1020240 ??eD?MP aDBp e ][ 450???????? ??查圖 1015得 A=。 92202263400????D720220 ??eD?EAB32?MP aDBp e ][ 550???????? ??121121 )( ttttEEEE??????當(dāng) δn=12mm時 查圖 1015得 A=。 簡化計算，有效厚度取 10和 12mm mmL 63405003126000 ?????解： 當(dāng) δn=9mm 時 查圖 1015得 A=。 塔的計算長度 鋼板負偏差均為 鋼板的腐蝕裕量取 1mm。 370℃ 及 真空條件下操作。 這個例題說明 ：在筒體上裝上一定數(shù)量的加強圈，可以減少筒體計算長度，提高剛性，從而提高圓筒的臨界壓力（許用外壓），即圓筒的承壓能力?，F(xiàn)按設(shè)兩個加強圈進行計算 (仍取 δ n ＝14mm)。 hi/3 hi D 0 L=10350 hi/3 （ 1）設(shè)筒體名義壁厚 δn＝ 14mm，則 D0 ＝ 1800+2 14＝ 1828mm 有效壁厚 δe＝ δn－ C＝ 14 － 2＝ 12mm L／ D0＝ 10350／ 1828＝ ； D0／ δe ＝ 1828／ 12＝ 152； (D0／ δe ＞ 20)。外壓容器按內(nèi)壓容器進行液壓試驗，試驗壓力取 ，即： PT= PT—— 試驗壓力 P—— 設(shè)計壓力 【 例 102】 試確定一外壓圓筒的壁厚。但對于 D0 / δe ＜ 4的圓筒和管子，則系數(shù) A用下式計算 ： 20 )/(eDA ??A，取 A= ??????????ee DDp???/11/2][0002BDpe???????? ?? 0 6 2 /][01 ?（ 2）計算 [P] [P]2，取小者為許用外壓 ?0取以下兩值中的較小值 ： ?0＝ 2[? ]t 或 ?0＝ ?st 或 ? （ 3）比較許用外壓 [P]與設(shè)計壓力 P，這一步與情況一 相同。若 A在溫度材料線右方，則垂直向上與材料溫度線相交，再水平向右得系數(shù) B，按式（ 1025）計算許用外壓 若 A值在材料溫度線左方，按式（ 1026）計算許用外壓 eDBp?/][ 0?eDAEp?/32][0?EAB 32?（ 4）比較許用外壓 [P]與設(shè)計壓力 P ★ 若 P＜ [P]， δn可用，若小得過多，適當(dāng)減小 δn，重復(fù)上述計算； ★ 若 P＞ [P]，需增大 δn，重復(fù)上述計算，直至使[P]≥P且接近 P為止。 A A1 A2 [D0/δe]1 [D0/δe]2 K1 K2 1020100121]/[]/[]/[]/[)(eeeeDDDDAAAA??????????外壓圓筒厚度設(shè)計方法 通過工藝計算，可確定 筒體內(nèi)徑 Di、筒體本身長度、封頭直邊深度、封頭深度及筒體的 計算長度 L。 首先根據(jù)計算得到 L/Do，在圖 1015縱坐標上找到L/Do所在點，由此點水平向右與 D0/δe線相交，再垂直向下在橫坐標上得系數(shù) A。 A（ ε） B (2/3ζ） A— B關(guān)系圖 ★ 直線段： ε 較小時（彈性狀態(tài)）， E是常數(shù)，表現(xiàn)為直線 ★ 曲線段： ε 較小時（非彈性狀態(tài)）， E不是常數(shù)，表現(xiàn)為曲線 外壓圓筒、管子和球殼厚度計算圖 ( 屈服點 σ s ＞ 207MPa 的碳素鋼和 0Cr13 、 1Cr13 鋼 ) 圖 1017 外壓圓筒、管子和球殼厚度計算圖屈服點 ＞ 的碳素鋼和 、 鋼（ 1） σ s相近的幾種鋼材合用一張圖。 ★ 垂直線，表明長圓筒失穩(wěn)時 ε與 L/D0無關(guān) ★ 傾斜線，表明短圓筒失穩(wěn)時 ε與 L/D0有關(guān) A（ ε ） L/D0 Lcr/D0 ★ 轉(zhuǎn)折點處的長度為臨界長度