压力容器审核人员培训教材第三部分

1、1压力容器压力容器设计审批人培训设计审批人培训（三）（三）济南石油化工设计院济南石油化工设计院 黄黄 泓泓 电话二一二年十一月2内容简介GB150.3-2011压力容器压力容器 第第3部分：设计部分：设计一、主要变化二、范围三、内压圆筒 四、内压球壳五、外压圆筒六、 外压球壳3一、主要变化对应于原GB1501998第5章：内压圆筒和内压球壳，本部分第3章增加了按外径进行壁厚设计计算的相应公式。4对应于原GB1501998第6章：外压圆筒与外压球壳，本部分第4章主要变化内容为： a） 修订了外压曲线图，增加了对应于高强度材料的外压曲线； b

2、） 增加了相对应的应力系数B 曲线图选用表； c） 加强圈的结构设计作了部分修改。5对应于原GB1501998第7章：封头，本部分第5章中主要变化内容为： a）增加了偏心锥壳、带筋平封头和拉撑结构的设计计算方法； b）调整了部分平盖的结构特征系数K； c）增加了适用于平封头与筒体全焊透连接结构的塑性分析设计方法； d）增加了/R Lcr ，对于短圆筒：LLcr, mPPPcr30e2 . 2DEPcroocrDLDeEP5 . 2/59. 273解析法:计算步骤1、假设壁厚n，计算筒体长度L，e=n-C;2、计算Lcr, ，判断L是否大于Lcr； 对于长圆筒：LLcr， 对于短圆筒： LLcr

3、，3、比较P和P，若P P且较接近，则假设的n符合要求；4、计算临界应力 ，工程上 302 . 2DemEPeDDLoocr17. 1 5 . 200e)/(59. 2DDLmEPeDPocrcr2tcr压74（2）、图算法的计算步骤1、假设壁厚n，计算筒体长度L，e=n-C;2、计算L/Do、Do/e，查A，若L/Do 50，用L/Do50查A；（GB150.3-2011图4-24-12）3、由A值向上引垂线，查B值，若交不到，则说明圆筒已发生弹性失稳，B值按下式计算 计算4、比较P和P，若P P且较接近，则假设的n符合要求EAB32 oDeBP75参数AA系数 EcrAcr临界应力E 圆筒

4、材料在设计温度下的弹性模数 应变764、加强圈设计对于短圆筒： 由此可见，增加壁厚或减小圆筒的计算长度都可以提高圆筒的许用外压，通过在筒体上设置加强圈，可以有效地减小筒体的计算长度。 当外压一定时，通过设置加强圈也可以达到减少筒体壁厚的目的。 ooDLmDeEP5 . 2/59. 277加强圈尺寸 为了保证壳体与加强圈的稳定性，加强圈必须有适当的尺寸，满足最小惯性矩要求： 式中I加强圈和有效壳体所需的组合惯性矩， Do圆筒外径，mm； Ls加强圈间的间距，mm； A等效圆筒的周向临界应变； As 加强圈的横截面积 mm2ALAeLDIssso9.10278加强圈设置79 间断焊缝的布置与间距可

5、参照下图所示的型式，间断焊缝可以相互错开或并排布置。最大间隙t，对外加强圈为8 n ，对内加强圈为12 n 。80 加强圈可设置在容器的内部或外部，应整圈围绕在圆筒的圆周上。加强圈两端的接合形式应按图中A、B 所示。81 容器内部的加强圈，若布置成图中C、D、E 或F 所示的结构时，则应取具最小惯性矩的截面进行计算。82 在加强圈上需要留出如上图中D、E 及F 所示的间隙时，则不应超过规定的弧长，否则须将容器内部和外部的加强圈相邻两部分之间接合起来，采用如上图中C 所示的结构。但若能同时满足以下条件者可以除外：a a）每圈只允许一处无支撑的壳体弧长；b）无支撑的壳体弧长不超过90；c）相邻两加

6、强圈的不受支撑的圆筒弧长相互交错180；d）圆筒计算长度L 应取下列数值中的较大者：相间隔加强圈之间的最大距离；从封头切线至第二个加强圈中心的距离再加上1/3 封头曲面深度。83 容器内部的构件如塔盘等，若设计成起加强作用时，也可作加强圈用。 加强圈与圆筒之间可采用连续或间断的焊接，当加强圈设置在容器外面时，加强圈每侧间断焊接的总长，应不少于圆筒外圆周长的1/2，当设置在容器里面时，应不少于圆筒内圆周长的1/3。焊脚尺寸不得小于相焊件中较薄件的厚度。84两个条件两个条件1、筒体不失稳、筒体不失稳要求：要求：LS Lmax2、加强圈不失稳、加强圈不失稳要求：要求：ISI851、筒体不失稳、筒体不

7、失稳要求：要求：LS Lmax5.200max)(59.2DmpEDLec862、加强圈不失稳、加强圈不失稳要求：要求：ISIALALDIsses)(9.1020ssecLADpB0871、初步取加强圈的数目和间距、初步取加强圈的数目和间距 1maxLLn1nLLs3、计算加强圈和圆筒组合而成的当量圆筒、计算加强圈和圆筒组合而成的当量圆筒所需的组合截面惯性矩所需的组合截面惯性矩I 。2、选择加强圈材料，按型钢规格初定加强圈的、选择加强圈材料，按型钢规格初定加强圈的截面形状和尺寸，计算实际组合截面惯性矩截面形状和尺寸，计算实际组合截面惯性矩IS。 4、比较、比较IS和和I，若，若IS I且比较接

8、近，则加强圈的且比较接近，则加强圈的尺寸、数目和间距满足要求，否则重新选择加尺寸、数目和间距满足要求，否则重新选择加强圈，重复以上步骤，直到满足要求为止。强圈，重复以上步骤，直到满足要求为止。 加强圈设计步骤加强圈设计步骤881、加强圈可采用扁钢、角钢、工字钢或其它型钢，、加强圈可采用扁钢、角钢、工字钢或其它型钢，这样材料供应方便且型钢具有较大的截面惯性矩。这样材料供应方便且型钢具有较大的截面惯性矩。加强圈可设置在容器的内部或外部，并应环绕容器加强圈可设置在容器的内部或外部，并应环绕容器整个圆周。整个圆周。 2、加强圈和壳体的连接必须足够紧密，以保证加、加强圈和壳体的连接必须足够紧密，以保证加

9、强圈和壳体一起承载，加强圈和壳体之间可采用连强圈和壳体一起承载，加强圈和壳体之间可采用连续焊或间断焊。续焊或间断焊。 3、为保证筒体和加强圈的稳定性，加强圈不得被、为保证筒体和加强圈的稳定性，加强圈不得被任意削弱或割断。任意削弱或割断。 加强圈结构设计加强圈结构设计89六、外压球壳1、假设壁厚n，令e=n-C，定出RO/e;2、计算A，3、根据GB150-1998图6-36-10，查B值， 计算4、比较P和P，若P P且较接近，则假设的n符合要求e)(Ro/125. 0A oDeBP oReBPe)(Ro/pB90 小结：压力容器设计的基本要求首先要满足使用要求 压力容器的结构型式、尺寸规格、使用条件(压力、温度、腐蚀介质)以及其他载荷条件是由设备在工艺装置中的功能要求决定的。因此要求设备设计必须能满足生