gb150及壓力容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-文庫(kù)吧資料
2025-01-15 13:47本頁(yè)面
【正文】 烯 、 膨脹石墨等 金屬墊片 純鋁 、 紫銅 、 軟鋼 、 不銹鋼等 ， 用于壓力 、 溫度較高場(chǎng)合 金屬包墊片 柔性石墨 、 石棉板為芯材 ， 外包銅 、 鋁 、 不銹鋼 、 鍍鋅鐵皮 常用于中 、 低壓和較高溫度場(chǎng)合 。 HG20583 鋼制化工容器結(jié)構(gòu)規(guī)定 。 δ ≤ n。 外壓容器 —— 對(duì)開(kāi)孔截面壓縮穩(wěn)定性補(bǔ)償 ， 防止失穩(wěn) 。 筒體 Di≤ 1500或凸形封頭 d≤ 1/2Di(且筒體 d≤ 520mm) 筒體 Di1500或錐形封頭 d≤ 1/3Di(且筒體 d≤ 1000mm) 開(kāi)孔不僅削弱容器強(qiáng)度，也造成局部應(yīng)力集中，是造成容器破壞重要因素，所以開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)是壓力容器設(shè)計(jì)重要組成部分。 主要內(nèi)容 ?總論 ?受壓元件 ?外壓元件（園筒和球殼） ?開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng) ? 法蘭 ?低溫壓力容器（附錄 C） ?超壓泄放裝置（附錄 B） 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng) 適用范圍 在筒體 、 封頭上開(kāi)圓孔 ， 橢圓孔或長(zhǎng)圓孔 。 加強(qiáng)圈和園筒之間連接可采用連續(xù)焊或間斷焊 。 加強(qiáng)圈設(shè)置應(yīng)整圈圍繞在園筒上 ， 并要求有足夠截面積和組合慣性距 。許用軸向壓縮應(yīng)力取設(shè)計(jì)溫度下材料許用應(yīng)力 [σ] 和 B值的較小值。 1）周向失穩(wěn)計(jì)算 外壓容器殼體壁厚計(jì)算一般采用圖算法，根據(jù)殼體直徑（或半徑），計(jì)算長(zhǎng)度，假設(shè)壁厚 (δe) 和所用材料牌號(hào)，利用圖表查取系數(shù)，然后代入公式得到許用外壓力 [P]， 使 [P]≥Pc ；否則重新計(jì)算直至合格為止。 外壓容器園筒壁厚的計(jì)算，主要是為了防止在外壓作用下殼體的失穩(wěn)。 ? ? ??? tcckPD ??m a xm a x ＝固支簡(jiǎn)支ff ? ?? ? a xrm a xr ＝固支簡(jiǎn)支??主要內(nèi)容 ?總論 ?受壓元件 ?外壓元件（園筒和球殼） ?開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng) ? 法蘭 ?低溫壓力容器（附錄 C） ?超壓泄放裝置（附錄 B） 失穩(wěn) 外壓元件承受的壓應(yīng)力 ， 其破壞形式主要是失穩(wěn) ， 失穩(wěn)可分為周向失穩(wěn)和軸向失穩(wěn) 。 比較兩種邊界條件下得最大撓度與最大應(yīng)力 ， 可知： 撓度反映板的剛度；應(yīng)力則反映強(qiáng)度 。則應(yīng)取上述三個(gè)厚度中最大值。 大端厚度： 小端厚度： ? ? ct icr PDQP?? ??? 2? ? ct iscr PDQP?? ??? 2Q應(yīng)力增值系數(shù)，體現(xiàn)邊界應(yīng)力作用。 N2 軸向拉伸應(yīng)力 P2 大端徑向收縮，產(chǎn)生徑向彎曲應(yīng)力，并使周向應(yīng)力與壓力作用產(chǎn)生周向應(yīng)力，方向相反而相對(duì)減小，所以大端以一次軸向拉伸應(yīng)力+二次軸向彎曲應(yīng)力為強(qiáng)度控制條件 ? ??? 3?受壓元件 ——封頭 ? ??? ?2）應(yīng)力分析 小端 軸向力 T1分解成母線方向 N1和垂直于軸線方向 P1. N1 軸向拉伸應(yīng)力 P1 小端徑向張大，產(chǎn)生周向應(yīng)力。 采用無(wú)折邊結(jié)構(gòu)； α 45176。 采用無(wú)折邊結(jié)構(gòu)； α 30176。 ，按園平板計(jì)算，此時(shí)應(yīng)力以彎曲應(yīng)力為主，與薄膜理論不適應(yīng)的。 同一直徑處周向應(yīng)力等于軸向應(yīng)力 2倍；不同直徑處，應(yīng)力是不同的。 同橢圓形封頭 受壓元件 ——封頭 封頭 錐形封頭 1）定義 錐形封頭半頂角 α ≤60 176。 其中： 形狀系數(shù)， 球殼最大應(yīng)力最大總應(yīng)力?M3）穩(wěn)定性 在內(nèi)壓作用下，長(zhǎng)軸縮短，產(chǎn)生壓應(yīng)力，存在周向失穩(wěn)可能，標(biāo)準(zhǔn)控制最小厚度來(lái)保證。當(dāng) r/R越小，球面與環(huán)殼處產(chǎn)生應(yīng)力最大； r/R→1 趨于球殼，彎距 → 0；所以蝶形封頭最大應(yīng)力在球面與環(huán)殼過(guò)度區(qū)。 周向應(yīng)力 σ θ 在球面部分為均勻分布拉伸應(yīng)力，環(huán)殼上為壓縮應(yīng)力，在連接點(diǎn)到底邊逐漸減小，而在球面與環(huán)殼連接處最大。 受壓元件 ——封頭 封頭 碟形封頭 1）應(yīng)力分布 碟形封頭由球面、環(huán)殼和園筒組成，應(yīng)力分布與橢圓封頭相似。 K與 Di/2hi關(guān)系查表 受壓元件 ——封頭 3）穩(wěn)定性 在內(nèi)壓作用下，長(zhǎng)軸縮短，產(chǎn)生壓應(yīng)力，存在周向失穩(wěn)可能，標(biāo)準(zhǔn)控制最小厚度來(lái)保證。 受壓元件 ——封頭 受壓元件 ——封頭 計(jì)算公式 ? ? cticPDKP ?????可近似理解為，橢圓封頭壁厚是園筒壁厚的 K倍。出于上述考慮， GB150規(guī)定 a/b≯ 。 周向應(yīng)力 σ θ 封頭中心拉伸應(yīng)力，并沿徑線向封頭底邊逐漸減小，由拉伸應(yīng)力變?yōu)閴嚎s應(yīng)力，至底邊壓應(yīng)力最大。按中徑公式可推導(dǎo)出，球殼壁厚 適用范圍 Pc≤[ σ]tΦ，相當(dāng)于 K≤ 公式中焊接接頭系數(shù)為所有拼接焊縫接頭系數(shù)。 ??? ,H ??iDDK園筒受力圖 受壓元件 ——園筒和球殼 園筒環(huán)向應(yīng)力是軸向應(yīng)力 2倍，最大主應(yīng)力為環(huán)向應(yīng)力，所以公式中焊接接頭系數(shù)為縱向焊縫接頭系數(shù)。2 ? ? ??? t ic DP22 ? 中徑（ Di+δ ）替代 Di ? ? ct ic PDP?? ??? 41 ? ?cticPDP?? ??? 22? ? , ?? KP c 相當(dāng)于適用范圍 ??受壓元件 ——園筒和球殼 是以 薄壁容器內(nèi)徑公式導(dǎo)出，認(rèn)為應(yīng)力是均勻分布。 ） 總論 各厚度之間的相互關(guān)系 總論 設(shè)計(jì)參數(shù) 許用應(yīng)力 許用應(yīng)力是材料力學(xué)性能與相應(yīng)安全系數(shù)之比值： σ b/nb σ s/ns σ D/nD σ n/nn 當(dāng)設(shè)計(jì)溫度低于 20℃ 取 20℃ 的許用應(yīng)力。 總論 設(shè)計(jì)參數(shù) 壁厚（ 6個(gè)厚度） δ c 計(jì)算厚度 ， 由計(jì)算公式得到保證容器強(qiáng)度 ， 剛度和穩(wěn)定的厚度 δ d 設(shè)計(jì)厚度 ， δ d =δ c +C2（ 腐蝕裕量 ） δ n 名義厚度 ， δ n =δ d +C1（ 鋼材負(fù)偏差 ） +△ （ 圓整量 ） δ e 有效厚度 ， δ e=δ nC1C2=δ c+△ δ min 設(shè)計(jì)要求的成形后最小厚度 ， δ min≥δ nC1 （ GB150 、 運(yùn)輸中剛度而定；而 δ min是保證正常工況下強(qiáng)度 、 剛
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