压力容器设计中的两个问题

第24卷 第1期 1997 有色金属设计 NON FERROU S M ETAL S DESIGN Vol .24 No.1 1997 压力容器设计中的两个问题3 李 东 宇 (昆明有色冶金设计研究院) 摘 要 阐述了压力容器设计中容器壁厚的确定方法,通过该方法可得到结构安全可靠、 经济合理的产品。分析了设计压力与最大允许压力之间的关系。 关键词 设计壁厚 设计压力 最大许用压力 收稿日期: 1996- 10- 05 在压力容器设计中,容器壁厚及设计压 力的确定看似简单,按GB150钢制压力容 器 的标准计算即可获得。但在具体计算过 程中却存在着设计的合理性问题。 怎样使设 计的产品既安全又省材,这是一个设计技巧 问题,本文就这个问题谈点体会。 1 产品厚度的确定 根据GB150钢制压力容器 第1、6条 中关于厚度的定义,对最小厚度或计算厚度 用 表示,设计厚度用 设表示,名义厚度用 n表示,几个厚度间的关系见附图。 附图 压力容器中几种壁厚关系图 设计厚度圆整至钢材标准规格的圆整值 C1钢板厚度负偏差 C2钢板腐蚀裕度 根据GB150标准的第1、6、7条,容器 制造单位应结合制造工艺条件,考虑板材实 际厚度,自行确定加工裕量,以确保容器产 品的各部位实际厚度不小于该部位的名义 厚度减去钢板厚度负偏差,即产品的厚度= +C2+(产品的交货厚度)。但在名义厚 度(即图纸上所标注厚度)的定义中包括了 钢板圆整量,如制造时又考虑加工裕量, 这将使厚度增大,设计过于保守,会造成设 备尺寸上的变化。如封头:Dg10008的直 边为25mm ,Dg100010的直边为40mm , 如果图纸上标注厚度为Dg10008,制造厂 考虑加工裕量,则要用Dg100010的封 头。原筒体长度增加了30mm ,可能造成接 管变化。因此为了使设计更合理,设计产品 的厚度(图纸上标注的厚度)应为计算厚度 加腐蚀裕度。 2 设计压力与最大允许压力之 关系 设计压力是计算容器壁厚和确定安全 泄放装置泄放压力的主要要素。在GB150 (下转第29页) 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 取0. 6%1. 0%。 桩基础是一种解决膨胀土的方法,它能 使基础延伸至含水量相对稳定的部位。 桩基 础受力明确,设计简单,可使浅基础的整个 基底不受膨胀上举力的影响,避免房屋墙体 开裂,所以,该法是既经济又合理的方法。 3 结束语 由于膨胀土及膨胀土对房屋产生的危 害在一定范围内存在着,因此,必须对膨胀 土的特性、 膨胀土对建筑造成危害的机理及 在设计中如何消除它的危害等问题进行研 究,寻求解决的途径。本文阐述的桩基础设 计原理及计算方法是可行的。 参考文献 1 中华人民共和国国家标准:膨胀土地区建筑技术规范(GBJ- 87) 2 灌注桩基础技术规程(YSJ212- 92) (上接第15页) 中,设计压力的定义是:设计压力系指在相 应设计温度下用以确定容器壳体厚度的压 力,亦即标注在铭牌上的容器设计压力,其 值不得小于最大工作压力。 在劳动部颁布的 压力容器安全技术监察规程 第24条中指 出:压力容器的设计压力不得低于最高工作 压力,装有安全泄放装置的压力容器,其设 计压力不得低于安全泄放装置的开启压力 或爆破压力。由此可看出,设计压力不能直 接用公式求得,而是根据设计依据及成熟的 经验来确定。以装有安全阀的容器为例,根 据设计压力的定义: 应使设计压力P最大工作压力P工, 但不能大得太多。如果P=P工,则安全阀会 频繁启动。怎样确定P是设计人员的一个 设计技巧,这里我们引入一个最大许用压力 P的概念。根据压力容器壁厚计算公式,可 求得壁厚: = PDi 2 t5 -P (1) 式中 P设计压力; Di容器内径; t使用温度下的许用压 力; 5 焊缝系数。 而产品的厚度为: n=+C2+ (2) 由(2)式可求出最大许用压力P,根据 P 可取安全阀的初始开启压力等于最大许 用压力,PP。对于低压容器的设计来说, 应尽量使用P,因为在薄壁容器的设计中, 其圆整量相对来说相当富余,因此在装有 安全泄放装置的低压容器设计中,应使P PP工。这样可在保证安全的基础上,得 到结构合理且又经济的设计。 对于装有爆破片的容器来说,引入最大 许用压力也很有用,根据P 确定爆破压力 可离开最大工作压力,这样可使容器长期在 最大工作压力下正常操作,又能在超压时及 时泄压确