高压容器设计-PDF课件

高压容器设计

高压容器设计●高压容器设计概述

●高压圆筒的强度设计

●高压容器的密封结构

●高压容器的自增强技术

设计准则单层.多层强制式自紧式技术原理处理方法特殊性：材料选用、筒体结构、密封结构制造工艺、端盖与法兰结构,材料特点1高压容器设计概述1.1高压容器的结构特点一般采用细长的圆筒形结构长径比12～15，甚至28一般采用平盖或半球形封头直径小于1000mm用平盖，大型用不可拆半球形一般采用自紧式密封结构尽量避免可拆结构，尽量减小密封直径。一般应避免在筒体上开孔尽量筒体不开孔，开在封头上，目前允许开孔直径为内径的1/31高压容器设计概述1.2高压容器的材料特点强度与韧性三高：高强度、高韧性和高可焊性加工工艺性可锻性，焊接性能，塑性耐腐蚀性氢、氮和硫化氢腐蚀等，衬里其它要求复验更严，100%超声波1高压容器设计概述1.3高压容器筒体的结构型式两大类：单层式和多层式

（1）单层式整体锻造式单层卷焊式单层瓦片式无缝钢管式1高压容器设计概述1.3高压容器筒体的结构型式（2）多层式多层包扎式1高压容器设计概述1.3高压容器筒体的结构型式（2）多层式多层绕板式多层绕带式1高压容器设计概述1.3高压容器筒体的结构型式（2）多层式多层热套式无深环焊缝的多层包扎式2高压圆筒的强度设计2.1高压圆筒强度设计准则三种：弹性失效准则、塑性失效准则、爆破失效准则

（1）弹性失效设计准则2高压圆筒的强度设计2.1高压圆筒强度设计准则三种：弹性失效准则、塑性失效准则、爆破失效准则

（2）塑性失效设计准则理想塑性，全厚屈服2高压圆筒的强度设计2.1高压圆筒强度设计准则三种：弹性失效准则、塑性失效准则、爆破失效准则

（3）爆破失效设计准则日本JISB8270及日本有些企业标准采用2高压圆筒的强度设计2.2单层高压圆筒的强度计算（1）只受内压的情况将高压圆筒看成具有中径、壁厚的薄壁圆筒中径公式采用第三强度理论，可以较精确地推导出中径公式

2高压圆筒的强度设计2.2单层高压圆筒的强度计算（2）内压与温差同时作用的情况分别计算，然后叠加，再做校核，内压第四，温差简化内加热时（在外壁）：

外加热时（在内壁）：

式中：2高压圆筒的强度设计2.2单层高压圆筒的强度计算（2）内压与温差同时作用的情况分别计算，然后叠加，再做校核，内压第四，温差简化注意：我国GB150规定，中径公式的适用范围为不大于35MPa。当设计压力大于此值时，应采用前面介绍的塑性失效或爆破失效设计方法2高压圆筒的强度设计2.3多层高压圆筒的强度计算理论有预应力增强，实际制造难达到，水压试验重分布厚度计算不考虑预应力，仍按单层，许用应力不同：

直径不太大的双层或多层热套高压容器，可以用机械加工的方法保证过盈量的精度，这时可采用优化的设计方法，求得各层等强度情况下的最小总厚度。加权平均3高压容器的密封结构高压密封设计要求：（Ⅰ）密封可靠，在正常工作时能保证容器的密封性；（Ⅱ）拆装方便，拆装劳动强度小，密封元件重复使用；（Ⅲ）制造方便，加工精度要求不太高，制造费用低；（Ⅳ）结构紧凑，占高压空间小，紧固件简单，锻件小。高压密封的两大类：强制式密封：结构简单，螺栓力大，只用于小直径场合自紧式密封：结构复杂，螺栓力小，可用于大直径场合3高压容器的密封结构3.1强制式密封（1）平垫密封3高压容器的密封结构3.1强制式密封（2）卡扎里密封3高压容器的密封结构3.2自紧式密封（1）双锥密封3高压容器的密封结构3.2自紧式密封（2）伍德密封3高压容器的密封结构3.2自紧式密封（3）“C”形环密封3高压容器的密封结构3.2自紧式密封（4）空心金属“O”

形环密封3高压容器的密封结构3.2自紧式密封（5）楔形密封3高压容器的密封结构3.2自紧式密封（6）三角垫、B形环、八角垫与椭圆垫密封3高压容器的密封结构3.3高压管道密封特点：线接触，自位性，强制性受压受拉4高压容器的自增强技术4.1自增强技术原理形成预应力通过预应力提高容器弹性承载能力4高压容器的自增强技术4.2自增强处理压力4.3自增强处理应力塑性区的残余应力4高压容器的自增强技术4.3自增强处理应力弹性区残余应力4高压容器的自增强技术4.3自增强处理应力残余应力工作应力4高压容器的自增强技术4.4自增强处理半径主要考虑：（Ⅰ）自增强处理卸压后不发生反向屈服；（Ⅱ）