Cscbpv,压力容器,设计,审核员,培训班PPT 05压力容器设计.ppt

第4章压力容器设计，4-1概要，压力容器设计的基本要求，合理选择结构、材料、参数等，合理选择设计方法，比较常规设计与分析设计结果，设计条件，4-2设计标准，压力容器故障判断标准，压力容器故障判断，力学分析力学分析结果，实验测量故障值， 故障判定标准、压力容器设计标准4-3常规设计、一、概况、弹性故障设计标准、考虑不连续应力、二、圆筒设计、单层圆筒的优点：无层间松动等缺点，可较好地保证筒体的强度。 单层圆柱缺点： 1、单层厚壁圆柱对制造设备要求高。 2 .材料浪费很大。 3、锻炼式圆筒存在深纵、环焊，焊接和检测不方便。 板张式、整体多层卷式、(1)设置层数少、效率高、成本低。 (2)纵焊道的质量容易保证。 (1)只能嵌入短筒，筒间深环焊接较多。 (2)要求正确过盈量，筒节制造要求较高。 热套式、优点、缺点、槽带式、(1)机械化程度高、材料利用率高。 (2)整体卷绕，无环焊； (3)带层为网状，整体不裂开。 (4)扁平钢带成本低，卷绕方便。 扁钢带倾斜角偏移的公式、特征：内压圆筒强度设计、单层内压圆筒、壁厚计算、强度校验、功应力、最大允许功压力：塑性破坏设计基准：多层圆筒壁厚、注意、最小壁厚、碳钢、低合金钢制容器：min3mm、高合金钢制容器：min2mm、设计参数的选择， 设计压力p、1、设计压力由工艺条件决定，设计过程中一定值的工作压力可能在容器正常工作过程中变动，容器上部和下部的工作压力也可能不同。 2、要求设计压力在最大工作压力以上。 即，PPW，3，pc=PLm(pl5%p时，pl不能忽视)，设计压力的规定，1，在容器上安装安全阀时P=(1.051.10)PW2，在容器上安装爆破膜时P=(1.151.30)PW3，收纳液化气的容器的设计压力在工作中能够达到的最高温度如果元件的金属温度高于零度，设计温度不得低于元件能达到的最高温度，而元件的金属温度低于零度，则设计温度不得超过元件能达到的最低温度。 根据规定，钢板厚度的负偏差为0.25mm以下且不超过标称厚度的6%时，设C1=0。 在设计计算中，对于GB6654-1996、GB3531-1996种钢板(例如20R、16MnR、16MnDR等)，设为C1=0。 钢板厚度负偏差、焊接接头系数、材料容许应力、安全系数、碳钢、低合金钢和铁素体高合金钢： nb3.0 ns1.6 nd1.5 nn1.0、奥氏体高合金钢： nb3.0 ns1.5 nd1.5 nn1.0、压力试验、1、试验压力、内压容器：外压容器和套管容器：将内筒视为内压或外压容器，用内压或外压容器的试验压力式确定试验压力套管用内压容器确定试验压力。 *套筒在液压试验压力下需要检查内筒的稳定性，不满足稳定性要求时，套筒在液压试验时需要保持内筒内的压力恒定。 液压试验、直立容器放倒进行液压试验时，应施加压力检查时，PT应施加容器立起充满水时的最大液柱压力。 2、强度检查、注意、气压试验、内压容器：外压容器和真空容器：1、气压试验、2、强度检查、容器没有安全放出装置，气密性试验压力PT=1.0P。 在容器上安装安全释放装置，气密性试验压力应低于安全阀的开放压力或爆破片的设计爆破压力。 通常PT=1.0PW . 气密性试验、练习题、断裂前发生大塑性变形，容器发生明显膨胀，断裂部分厚度变薄，断裂时几乎不形成碎片。回来，韧性被破坏，压力容器在负荷的作用下，应力达到或接近材料的强度极限而产生的破坏。 特点、故障原因、容器厚度不够。 压力过大。 切口平坦，垂直于最大主应力方向。 容器断裂时有可能变成碎片飞出，往往会导致严重的结果。 断裂前无明显塑性变形，断裂时应力低，安全阀、爆破膜等安全附件不起作用，断裂有突发性。 脆性破坏，(低应力脆性破坏)器壁中的应力远低于材料强度极限时发生的破坏。 材料的脆性。 材料中的裂纹、未焊接、焊剂等缺陷。 特征、故障原因、恢复、交变负荷。 疲劳裂纹。 在疲劳破坏、交变载荷的作用下，材料中的裂纹扩展，容器被破坏。 特点：切口处有贝纹状疲劳裂纹。 断裂时容器整体应力低，断裂前无明显塑性变形。 如果材料韧性好，合理的设计可以实现“未爆炸先泄漏”。 针对故障原因、回复、回复、全面腐蚀和局部腐蚀，容器断裂前发生明显塑性变形，具有韧性破坏的特点。 对于晶粒间腐蚀和应力腐蚀，断裂前无明显塑性变形，具有脆性断裂的特点。 回来，腐蚀断裂，材料被介质腐蚀(全面腐蚀或局部腐蚀)，容器整体厚度变薄，形成局部凹陷、裂纹等，引起容器断裂。 特征、故障原因、介质腐蚀、外压圆筒设计、解析法、解法、几何参数计算图、壁厚计算图、外压圆筒设计工序： 1、真空容器中有安全装置时：无安全装置时： p=0.1Mpa、2， 对带套真空容器p真空容器的设计压力施加套压力3 .其他外压容器(包括带套的外压容器) p包括容器正常动作期间可能出现的最大内外压力差即p(p0- pi ) max、设计压力、注意：最大内外压力差的值、设计参数的规定、稳定性安全系数、 圆筒： m=3.0球壳： m=14.52，计算长度，加强环设计，两个条件，1，筒体稳定性要求： LSLmax 2，加强环稳定性要求： isI，1，筒体稳定性要求： LSLmax，2，加强环稳定性要求： isI，1，加强环的数量和间隔，3，加强环和圆2、选择加强环的材料，按型钢规格确定加强环的截面形状和尺寸，计算实际组合截面惯性矩IS。 4、将IS与I进行比较，在ISI处比较接近时，加强环的尺寸、数量和间隔满足要求。 否则，重新选择加强环，重复以上步骤直到满足要求。 补强环的设计步骤，1、补强环可以采用平钢、山形钢、h型钢或其它型钢，材料供应方便，型钢具有较大的截面惯性矩。 加强环可以设置在容器的内部或外部，必须包围容器的整个周围。 2、加强环与壳体的连接必须充分紧密，以确保加强环与壳体一起承受载荷。 加强环与外壳之间可采用连续焊接或间断焊接。 3、为保证筒体和加强环的稳定性，加强环不得任意弱化或断裂。 加强轮结构设计，外侧加强轮加强轮单侧断续焊接全长为圆筒外周长的1/2以上的内侧加强轮加强轮单侧断续焊接全长为圆筒内周长的1/3以上，外压圆筒练习问题，某圆筒形容器，内径2400mm，长度14000mm，两端为标准椭圆形盖，直角高度50mm，圆筒和盖材料均为1 c RR 采用图算法求出筒体厚度，圆筒形容器，材料为Q235-A，内径2800mm，长度10m (包括封头直线部)，两端为标准椭圆形封头，圆筒和封头名称厚度均为12mm，其中壁厚附加量为C=2mm的罐负压操作，最高操作温度50C。(1)试验容器的最大容许真空度为几mmHg)需要在该容器上设置安全控制装置？ 外压圆筒与补强圈练习题，目前的真空塔，材料为Q235-A，Di=2500mm，封接为标准椭圆形封接，塔体部分高度20m (含直边部)，设计温度250C，腐蚀馀量2.5mm。 1 .确定塔体的圆柱壁厚。 2、在塔体上均匀设置6个加强环(材料与塔体相同)后的筒体壁厚。 三、封接设计、封接形式、30、