第八章-内压容器.ppt

第八章 内压容器;一、压力容器设计的内容;3、确定结构形式 4、确定壳体（筒体、封头）壁厚——强度计算 5、选取标准件：法兰、支座、开孔附件等 6、绘制设备图纸 本章主要讨论中低压化工容器筒体与封头的强度计算问题。;（1）判定在一个检验周期内，或在剩余寿命期内，容器是否还能在原设计条件下安全使用。对于已不能在原设计条件下使用的容器，应通过强度计算，为容器提出最高允许工作压力。 （2）如果容器针对某一使用条件需要判废，应为判废提供依据。;8.1 设计参数的确定;8.1 设计参数的确定;使用爆破膜作安全装置时，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确定，一般取最大工作压力的1.15～1.75倍作为设计压力。;小结：;三、设计温度t;确定设计温度的方法： （1）对类似设备实测；（2）传热计算； 不加热或不冷却的器壁，且壁外有保温，设计温度取介质温度； 用水蒸气、热水或其它液体加热或冷却的器壁，设计温度取加热（或冷却）介质的温度。;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。 （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。; 计算压力pc：在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。 当元件所承受的液体静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。 计算压力=设计压力+液柱静压力(≥5%P时计入);五、许用应力[σ]t;六、焊接接头系数j;常见的焊接形式：;常见的对接焊焊缝结构：;① 缺陷，夹渣，未焊透，晶粒粗大等，在外观看不出来； ② 熔池内金属从熔化到凝固的过程受到熔池外金属的刚性约束，内应力很大。 焊缝区强度比较薄弱; 焊接接头系数的大小决定于焊接接头的型式和无损检测的长度比率;8.2 内压容器筒体和封头厚度的计算;对于筒体，强度条件为;2. 设计厚度（δd）; 名义壁厚 δn：设计厚度加上钢材厚度负偏差C1后向上圆整至钢材标准规格的厚度，即为名义厚度。;标注在图样上的厚度即为名义厚度δn;4. 有效厚度（δe）;计算厚度;5. 最小厚度（δmin）;1）若 取;例1 设计条件如下：p=0.3MPa，Di=2m，[σ]t=113MPa，j=0.85，C2=2mm。试确定容器筒体的计算厚度、设计厚度，名义厚度、有效厚度、圆整值。;查表8-10（p171）， j=;查P168表8-7;取 ;2）确定参数 DN=600mm，筒体采用板卷， Di=600mm； pc=2.2MPa ； 因压力为中压，直径较小，故采用带垫板单面对接焊结构，局部无损探伤，查表8-10， j=0.8 ； 塔体保温，设计温度取介质温度， [σ]t=170MPa ； 腐蚀轻微，单面腐蚀， C2 =1mm 。;3）确定计算壁厚;例5 设计锅炉汽包的筒体壁厚。工作压力为15.6MPa，工作温度为350℃，其内径为1300mm。;3）计算壁厚;二、内压凸形封头厚度计算;1. 半球形封头;8.2 内压容器筒体和封头厚度的计算;;2. 标准椭圆形封头;h;查表8-6（P167）Q235B在t=100℃时，[σ]t=;2）封头 ;3. 蝶形封头;优点：过渡圆弧降低了封头深度，方便成型，且压制碟形封头的钢模加工简单，应用广泛。; 折边：折边内除了薄膜应力外，还有较大弯曲应力，总应力大于球面内的应力：;蝶形封头壁厚：;GB150-1998规定：;4. 球冠形封头; 应用：端封头或容器中两个相邻承压空间的中间封头，承压小。;三、锥形封头;带折边锥形封头;特点：结构不连续，应力分布不理想;1. 不带折边锥形封头; 实际上封头与圆筒连接处存在较大的边界应力，引入系数Q，则：;Q;2. 带折边锥形封头;令;系数f0值; 当大端与小端直径之比大于4时，小端不必计算，取与大端相同的厚度。;四、平板形封头;四、平板形封头;五、计算厚度的通式;例7：为一Di=800mm圆筒设计封头。已知：材料Q235B，设计压力p=1