内压容器教学课件PPT.ppt

3）确定计算壁厚 设计厚度 查表8-11，得C1=0.6mm 圆整为7mm，即 8.2 内压容器筒体和封头厚度的计算 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。 解： 1）选材：工作温度中温，工作压力为高压，有轻微腐蚀。 故采用低合金钢18MnMoNbR（GB6654-96)。σs=410MPa。 2）确定参数 a. 工作压力15.6MPa，是高压容器 b. 焊缝结构必须是双面对接焊结构或其他等强度焊接，100%无损探伤， j=1 c. 筒体需保温，设计温度取介质温度， [σ]350=190MPa d. 需安装安全阀，pc=p=1.1×15.6=17.16(MPa)。 e. 水蒸气对低合金钢有轻微腐蚀，且为单面腐蚀，C2=1mm。 8.2 内压容器筒体和封头厚度的计算 3）计算壁厚 设计厚度 查表得C1=1.4(mm) 名义厚度 圆整为 圆整量 8.2 内压容器筒体和封头厚度的计算 二、内压凸形封头厚度计算 封头种类 凸形封头 平板形封头 锥形封头 半球形封头 椭圆形封头 碟形封头 球冠形封头 带折边的锥形封头 不带折边的锥形封头 8.2 内压容器筒体和封头厚度的计算 1. 半球形封头 半球形封头是由半个球壳构成。 直径较小、器壁较薄的半球形封头可整体热压成形。 大直径的则先分瓣冲压，再焊接组合。 焊缝 钢板 钢板 焊缝 8.2 内压容器筒体和封头厚度的计算 8.2 内压容器筒体和封头厚度的计算 半球形封头厚度计算公式 半球形封头厚度简化计算公式 优点：薄膜应力为相同直径圆筒体的一半，最理想的结构形式。 缺点：深度大，直径小时，整体冲压困难，大直径采用分瓣冲压其拼焊工作量也较大。 应用：高压容器 8.2 内压容器筒体和封头厚度的计算 1. 半球形封头 2. 标准椭圆形封头 由半个椭球面和短圆筒（直边）组成 椭球部分 直边 椭球部分 直边 长轴半径a和短轴半径b之比a/b=2 曲面深度h=Di /4 h h0 δ DN 8.2 内压容器筒体和封头厚度的计算 h h0 δ DN 直边高度h0与封头直径有关 直边的作用：避免封头和筒体的连接焊缝处出现经向曲率半径突变，以改善焊缝的受力状况。 封头公称直径DN ≤2000 2000 封头直边高度h0 25 40 封头的直边高度h0/mm 标准椭圆形封头的壁厚计算式： 标准椭圆形封头的壁厚简化计算式： 标准椭圆形封头的计算厚度不得小于封头内径的0.15％，即 8.2 内压容器筒体和封头厚度的计算 查表8-6（P167）Q235B在t=100℃时，[σ]t= 名义厚度圆整为20mm（Δ=1.0mm），即圆筒的名义厚度δn=20mm 1）筒体 例6：已知：p=2Mpa，t=100℃ ，Di=1600mm，腐蚀裕量C2=2mm，材料Q235B，封头拚接焊缝100%探伤，其他20%探伤，双面对接焊。求：确定圆筒及标准椭圆封头的名义厚度。 解： 查表8-10（P171） j= 8.2 内压容器筒体和封头厚度的计算 C1=0.3mm 113MPa 0.85 2）封头 查表8-10（P171） j= 名义厚度圆整为18mm（Δ=1.5mm），即标准椭圆形封头的名义厚度δn=18mm 8.2 内压容器筒体和封头厚度的计算 1 C1=0.3mm 3. 蝶形封头 结构：又称带折边球形封头，由半径为Rc的球面体、半径为r的过渡圆弧（即折边）和高度为h0的短圆筒（即直边）等三部分组成 Rc h0 h r Di 折边 直边 球体部分 8.2 内压容器筒体和封头厚度的计算 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。 缺点：不连续曲面，存在较大边缘弯曲应力。边缘弯曲应力与薄膜应力叠加，使该部位的应力远远高于其它部位，故受力状况不佳。 Rc h0 h r Di 球面部分的薄膜应力： Rc：球面部分的中面半径 δ：壁厚 8.2 内压容器筒体和封头厚度的计算 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： M：碟形封头的形状系数 Rci：球面内半径 r：折边半径 1.28 4.5 1.00 1.0 1.31 5.0 1.03 1.25 1.34 5.5 1.06 1.50 1.36 6.0 1.08 1.75 1.39 6.5 1.10 2.0 1.41 7.0 1.13 2.25 1.44 7.5 1.15 2.50 1.46 8.0 1.17 2.75 1.48 8.5 1.18 3.0 1.25 1.22 1.20 M 10.0 9.5 9.0 Rci / r Rci / r 3.25 3.5 4.0 M 1.5 1.52 1.54