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第 四 章 压力容器设计 CHAPTER Ⅳ Pressure Vessel Design; 4.1 概述 4.2 设计准则 4.3 常规设计 4.4 分析设计 4.5 疲劳分析 4.6 压力容器设计技术进展 ;4.3.6 支座和检查孔;1-垫板； 2-筋板； 3-支脚板 图4-39 耳式支座;1. 立式容器支座 ;4.3.6 支座和检查孔; ;标准： JB/T4712.2《腿式支座》。 A型：角钢支柱，易与容器圆筒相吻合、焊接安装较为容易； B型：钢管支柱，所有方向上具有相同截面系数、较高抗受压失稳能力，又有带垫板与不带垫板。 c型：H型钢支柱，更大的抗弯截面模量。;（4）裙式支座;2．卧式容器支座;二、检查孔 ;换热器。;保证压力容器安全运行，超压时能自动卸压，防止发生超压爆炸的附属机构。 包括安全阀、爆破片，以及两者的组合装置。;1. 安全泄放装置的额定泄放量应不小于容器的安全泄放量。 2. 有超压可能的容器，才单独配备安全泄放装置，并非每台容器都必须直接配置。; ;1. 结构与类型 ;（3）容器内压力超过额定的压力并达到安全阀的开 启压力时，介质作用于阀瓣上的力大于加载机 构加在它上面的力，于是阀瓣离开阀座，安全 阀开启，容器内的气体通过阀座排出。如果容 器的安全泄放量小于安全阀的额定排放量，经 一段时间泄放后，容器内压力会降到正常工作 压力以下（即回座压力），此时介质作用于阀 瓣上的力已低于加载机构施加在它上面的力， 阀瓣又回落到阀座上，安全阀停止排气，容器 可继续工作。;安全阀分类：;图4-45 弹簧式安全阀 （a）有提升把手及上下调节圈（b）无提升把手，有反冲盘及下调节圈;2．安全阀的选用 ; ;由爆破片元件和夹持器等组成。 爆破片元件是关键的压力敏感元件，要求在标定 的爆破压力和爆破温度下能够迅速断裂或脱落。 夹持器是固定爆破片元件位置的辅助部件，具有 额定的泄放口径。;爆破片分类：; 图4-46 正拱开缝型爆破片及夹持器;举例：图4-46;①介质为不洁净气体的压力容器，这些介质易堵塞安全阀 通道，或使安全阀开启失灵； ②物料的化学反应使压力可能迅速上升的压力容器，这类 容器内的压力可能会急剧增加，而安全阀动作滞后，不 能有效地起到安全泄放作用； ③毒性程度为极度、高度危害的气体介质或盛装贵重介质 的压力容器，由于对安全阀来说，微量泄漏是难免的， 故为防止污染环境或不允许存在微量泄漏，宜选用爆破片。 ④介质为强腐蚀性气体的压力容器，腐蚀性大的介质，用耐腐 蚀的贵重材料制造安全阀成本高，而用其制造爆破片，成本 非常低廉。;4.3.8 焊接结构设计;（a）对接接头； （b）角接接头； （c）搭接接头 图4-44 焊接接头的三种形式;结构不连续，承载后受力状态不如对接接头，应力集中 比较严重，且焊接质量也不易得到保证。;3．搭接接头 ;焊接坡口—— 为保证全熔透和焊接质量，减少焊接变形，施焊前，一般将焊件连接处预先加工成各种形状。 不同的焊接坡口，适用于不同的焊接方法和焊件厚度。;图4-45 坡口的基本形式;双V形坡口由两个V形坡口和一个I形坡口组合而成;三、压力容器焊接接头分类;图4-47 压力容器焊接接头分类;壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接 头、长颈法兰与接管连接的接头。但已规定为A、C、 D类的焊接接头除外。;易于保证焊接质量，所有的纵向及环向焊接接头、凸形封头上的拼接焊接接头，必须采用对接接头外，其它位置的焊接结构也应尽量采用对接接头。;图4-51 容器接管的角接和对接;2．尽量采用全熔透的结构，不允许产生未熔透缺陷 ;尽可能采用等厚度焊接，对于不等厚钢板的对接，应将较厚板按一定斜度削薄过渡，然后再进行焊接，以避免形状突变，减缓应力集中程度。一般当薄板厚度δ2不大于10mm，两板厚度差超过3mm；或当薄板厚度δ2大于10mm，两板厚度差超过薄板的30%，或超过5mm时，均需按图4-52的要求削薄厚板边缘。;图4-52 板厚不等时的对接接头;①尽量减少填充金属量； ②保证熔透，避免产生各种焊接缺陷； ③便于施焊，改善劳动条件； ④减少焊接变形和残余变形量