JBT 4731XX 钢制卧式容器标准规范培训讲义教案讲稿XX标准规范电子版下.doc

JBT 4731XX 钢制卧式容器标准规范培训讲义教案讲稿XX标准规范电子版下 24（12)e2a1a c12?RM R pe?截面最低点(拉应力) （13）e2a1a c22?RM R pe?25图61筒体的轴向应力262.支座截面处圆筒体的轴向弯曲应力截面最高点(拉应力) (14)1e2a2a c32K RMRpe?截面最低点(压应力) (15)2e2a2a c42K RMRpe?式中p c计算压力；R a圆筒平均半径；e圆筒有效壁厚；K1，K2系数，根据圆筒是否被加强和支座包角查表，见JB/T4731。 3.筒体轴向应力的校核计算得到的卧式容器筒体上最大轴向应力。 计算时，应根据操作和非41?41?27操作时(指无操作压力装满物料或无试验压力装满水的情况)等不同工况，找出危险工况下可能产生的最大应力。 在操作工况条件下，轴向拉应力不得超过材料在设计温度下的许用应力，压应t?力不应超过轴向许用临界应力和材料的。 cr?t?在水压试验条件下，轴向拉应力不得超过；压应力不应超过为L Re9.0?eL eL,8.0MIN RB R材料常温屈服强度，B为轴向许用压缩应力。 应该注意到对于正压操作的容器，在盛满物料而未升压时，其压应力最大值，故取这种工况对稳定性应进行校核。 又如对有加强的筒体(图61中左侧M-M截面)，当时只需校核跨中截面的应力，反之两个截面都要校核。 21M M?6.3筒体切向剪应力剪力在支座截面处为最大，该剪力在筒体中壁引起切向剪应力，计算鞍座截面切向剪应力与该截面是否得到加强有关，所以分为以下三种情况。 （1）筒体有加强圈，但未被封头加强（），由于筒体在鞍座处有加强圈加a21R A?28强，筒体的整个横截面都能有效地承相剪力的作用，此时截面上的切向剪应力分布呈正弦函数形式，如图62（a）所示，在水平中心线处有最大值。 （16）（ie ahLA LRF K3423?式中系数K3，根据圆筒被加强情况和支座包角查表，见JB/T4731。 2930 （2）筒体未被加强，当支座截面上筒体既无加强圈，又未被封头加强时，则由于存在无效区，筒体抗剪的有效截面减少。 应力分布情况见图62(b)，最大切向剪应力在处。 剪应力的计算式与式 (16)相同，但K3数值不相同。 ?20222? (3)筒体被封头加强(即)，筒体无加强圈，但鞍座靠近封头封头对筒体支座截aR A21?面起加强作用，此时，大部分剪力先由支座(此处指左支座)的右侧跨过支座传至封头，然后又将载荷传回到支座靠封头的左测筒体，此时筒体中切向剪应力的分布呈图62（c）所示的状态，最大剪应力位于的支座角点处。 ?20222?最大剪应力可按下式计算 （17）e a3?RF K?31式中系数K3数值与前不同，根据标准JB/T4731查取。 （4）切向剪应力的校核求寻的剪应力值不得超过材料在设计温度下许用应力的0.8倍，即。 t?8.0?6.4封头应力校核圆筒体被封头加强时，封头内的附加拉应力(封头上剪应力的水平分量)为 （18）he4h?aRF K?式中:凸形封头的有效厚度；he?K4系数，根据支座包角查表，见JB/T4731。 强度校核。 ?hth25.1?32注为内压引起封头拉应力，计算公式见JB/T4731。 外压封头可不计。 h?h?6.5支座处圆筒体的周向应力1.支座处圆筒的周向压缩力和周向弯矩支座反力在与鞍座接触的筒体上还产生周向压缩力P，当筒体未被加强圈或封头加强时，在鞍座边角处的周向压缩力假设为，在支座截面筒体最低处，周向压缩4FP?力达到最大，这些周向压缩力均由壳体有效宽度来承受。 F KP5max?n a256.1?R b b?支座反力在支座处筒体截面引起切向剪应力，这些剪切应力导致在筒体径向截面产生周向弯矩M t，周向弯矩在鞍座边角处有最大值。 理论上最大周向弯矩为a6tmaxFR KM M? （19）且作用在一有效计算宽度为l的筒体抗弯截面上，l的取值与不同的筒体长径比有关，当时，l=4R i；时，8/a?R L8/a?R L。 L l21?33上面系数K 5、K6根据鞍座包角按标准查取，其中K6值还和鞍座与封头切线的相对距离A/R a有关，见JB/T4731。 342.圆筒截面最低点处的周向压应力5? (20)e255?bFk K?式中k系数；k=1，支座与圆筒体不相焊；k=0.1，支座与圆筒体相焊；厚度；当无垫板或垫板不起加强作用，则，当垫板起加强作用时，则?e?；re e?圆筒有效厚度；e?鞍度垫板有效厚度。 re?注垫板起加强作用的条件是要求垫板厚度不小于0.6倍圆筒厚度；垫板宽大于或等于b2，垫板包角不小于。 一般情况下，加强板(垫板)宜取等于壳体圆筒厚)12(?35度。 3.无加强圈圆筒体鞍座处最大周向应力 (1)鞍座边角处的最大周向应力6?当时8/a?R L (21)2e62e6234?F KbF?当8/a?R L (22)2ea62e6124?LFR KbF?式中厚度，当无垫板或垫板不起加强作用时，则；当垫板起加强作用时，?e?则以代替，以代替。 ?re e?2?re22? (2)鞍座垫板边缘处圆筒体中的周向应力6?当时8/a?R L36 (23)2e62e6234?F KbF?当8/a?R L (24)2ea62e6124?LFR KbF?注、公式中第二项为周向弯矩引起的壁厚上的弯曲应力。 式 (23)和式 (24)中6?6?K6值为鞍座板包角的相应值。 )12(?，位置见图63。 5?6?6?4.有加强圈的圆筒体 (1)加强圈位于鞍座平面上。 最大弯矩发生在鞍座边角处。 加强圈位于鞍座平面上，是指加强圈中心平面与鞍座中心平面之间在容器轴线方向的距离。 n a78.0b5.0?R X?37在鞍座边角处圆筒体的内外表面处最大弯曲应力7? (25)oa74o87Ie FRK CAFK?式中e，对内加强圈为加强圈与圆筒体组合截面形心线距圆筒体外表面的距离；对外加强圈为加强圈与圈筒体组合截面形心线距圆简体内表面的距离。 鞍座边角处加强圈内、外缘处的周向应力8? (26)oa75o88Id FRK CAFK? (2)加强圈靠近鞍座平面。 加强圈靠近鞍座平面是指加强圈中心平面与鞍座中心平面之间在容器轴线方向的距离且。 e a78.0b5.0?R X?a5.0R X?周向压应力的计算按式 (20)。 鞍座边角处周向应力的计算按式 (21)和式 (22)。 5?6?K6按选取。 最大周向应力、发生在靠近水平中心线处(在90左右)的a5.0R A?7?8?圆筒体内外表面及加强圈的内外缘。 此时K 7、K8值与加强圈在鞍座面内的情况下同。 385.周向应力校核?rt8t766t525.125.1?、397鞍座设计鞍座宽度b一般取大于或等于8，当采用标准“鞍式支座”时，b应取筋板大aR端宽度与腹板厚b0之和，筋板对称布置时，b应包括腹板厚b0(图41)。 当所用的鞍座超出标准规定的适用范围(鞍座包角120、150，地震烈度8度，钢/钢摩擦系数0.3)而重新设计鞍座时，或卧式容器上有附加载荷，或其上有配管及地震力载荷，或对需抽芯的换热器时，需对鞍座腹板/筋板组合截面进行强度校核。 图22.5鞍座腹板水平分力7.l腹板有效截面内水平平均拉应力设备给予鞍座的载荷为沿包角对应弧段的不均匀分布的径向力q，此载荷的水平?40分力将使鞍座向两侧分开，半个鞍座的水平分力的总和为。 FKF9s?当无垫板或垫板不起加强作用时鞍座腹板有效截面内的水平方向平均按应力 （27）0ss9b HF?当垫板起加强作用时 （28）rn r0ss9?bbHF?式中H s计算高度，取鞍座实际高度与中较小值；3aRb r垫板有效宽度。 取垫板宽度b4及圆筒体有效宽度两者中之小rn a256.1?R bb?者。 7.2容器轴向载荷引起的鞍座压应力地震力的轴向分力可以引起鞍座压应力。 41 (1)当地震载荷的轴向力小于或等于鞍座底板与基础静摩擦力(F Efmg)时，在轴向弯矩及垂直载荷作用下，支座腹板与筋板组合截面的压应力 (29)2(2saV ErEsasaA L AH FZH FAF? (2)当地震载荷的轴向力大于底板与基础的静摩擦力(F Efmg)时，支座腹板与筋板组合截面内产生的弯曲压力 (30)2()(saV ErsEsasaALAHFZHFf FAF? (3)温度变化使圆筒体伸缩而产生的弯曲压应力 (31)r sasaZFfHAF?以上三式中F E地震力(按容器轴向作用)；F E=amg。 42表22.5.2抗震设防烈度789设计基本地震加速度0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g地震影响系数，a0.080.120.160.240.32f鞍座底板与基础间静摩擦系数；钢底板与钢基础垫板f=0.3；钢底板与水泥面基础，f=0.4；f s鞍座钢底板对钢基础垫板的动摩擦系数，f s=0.15；H V圆筒中心至基础表面距离，mm；H圆筒最低表面至基础表面距离，mm；A sa腹圆板与筋板(小端)组合截面面积，mm2；Z r腹板与筋板(小端)组合截面系数，mm3。 7.3强度校核43鞍座计算应力的强度校核条件按JB/T4731规定。 8鞍座卧式容器的合理化设计一个设计，首先要满足工艺及结构强度要求，同时又要结构合理、节省材料。 在初定结构参数后要审查各应力是否合理或超标，依应力情况可调整各结构参数。 一般调节步骤是使A0.5R a增设鞍座垫板增加鞍座包角增设加强圈。 8.1鞍座轴向位置1.与轴向应力的关系当A0.5R a时，由于封头对圆筒体的加强作用，在鞍座承受M2弯矩时抗弯截面为整个圆截面，而A0.5R a时，抗弯截面减少为，从而使、增大，对L/D3/2?3?4?较大的长卧式容器，取A0.5R a时可能使M1偏大，这时应调整A满足0.2LA0.5R a先使、合格，再校核其他应力。 1?2?442.与切向剪应力的关系当A0.5R a或加强圈靠近鞍座平面时，式 (16)中与A有关，A增大减小。 另外，?该公式的K3在有加强圈时为0.319，无加强圈时在包角为l20、135、150时K3分别为1. 171、0. 958、0.799，而被封头加强时K3仅分别为0. 88、0. 645、0.485。 3.与周向应力的关系对无加强圈的圆筒体公式的后一项是周向弯矩产生的周向应力，其系数K6与封?头是否对筒体起加强作用有很大关系当A0.5R a时，K6=K7/4；当R aA0.5R a时，K6=(1.5A/R a-0.5)K7；当A0.5R a时，K6=K7。 可以看到，A0.5R a时的K6仅仅是AR a时K6的1/4。 可见，应尽量使A0.5R a。 8.2鞍座结构尺寸设计时应尽量使垫板起加强作用，即垫板的宽度b4不应小于b2，垫板厚度不小于450.6倍的圆筒厚度，垫板对圆筒体的包角不小于。 此时垫板可以称作加强板。 ?12? (1)鞍座垫板对、均有影响，特别是。 但应注意，由于垫板的加强作用，5?6?9?6?可能使起控制作用的周向应力转移到加强板外缘的圆筒体上。 增加厚度可使下降，6?但不会下降。 关于垫板起加强作用情况时，公式的分母中有一项，由垫板承6?9?9?r rb?受部分腹板上的水平分力(见22.5节)。 (2)鞍座包角正常情况下包角不宜小于120，增大包角在A0.5R a时，、由于3?4?K1，K2的增加而变化。 包角的增大将使K3到K8各值均有所下降，从而各应力分量亦下降。 (3)关于圆筒体垫板的包角按规定小于应当认为垫板不起加强作用，但?12?12?大于是否可以？它对周向应力有什么影响?按Zick分析，增大垫板包角至大于?12?对降低鞍座垫板外缘圆筒体上的周向应力是有益的，但目前标准规定仅校核?12?处的筒体应力。 ?12?8.3加强圈的设置46加强圈可以有效地降低鞍座处的应力状况，特别是对大型薄壁卧式容器，鞍座处的通常是控制应力。 设置加强圈常是调整周向应力的有效的办法，加强圈有内加强6?圈及外加强圈。 设鞍座平面内的加强圈应是最为有效及省材料方案。 如鞍座平面内的加强圈要求的惯性矩过大，可设靠近鞍座平面内的两个内或外加强圈，这时应对、5?进行校核。 注意计算加强圈与圆筒体的组合截面时，圆筒体的有效宽度为6?，见图42；43。 n a1356.1?R bb?行业标准体系简介AQ安全行业标准；BB包装行业标准；CB船舶行业标准，CECS工程建设推荐性标准，CH测绘行业标准，CJ城镇建设行业标准，CJJ城镇建设行业工程建设规程，CY新闻出版行业标准；DA档案行业标准，DB地震行业标准，DL电力行业标准，DZ地质矿产行业标准；EJ核工业行业标准；FZ纺织行业标准；GA公安行业标准，GH供销合作行业标准，GY广播电影电视行业标准；HB航空行业标准，HG化工行业标准，HGJ化工行业工程建设规程，HJ环保行业标准，HS海关行业标准，HY海洋行业标准；JB机械行业标准，JC建材行业标准，JG建筑行业标准，JGJ建筑行业工程建设规程，JR金融行业标准，JT交通行业标准，JY教育行业标准；LB旅游行业标准，LD劳动和劳动安全行业标准，LS粮食行业标准，LY林业行业标准；MH民用航空行业标准，MT煤炭行业标准，MZ民政行业标准；NB能源行业标准，NY农业行业