压力容器常规设计-外压封头的设计.ppt

1、压力容器的常规设定修正外压密封头的设定修正、目录、一、压力容器的整体构造二、压力容器的外压分析的必要性三、压曲故障的设定修正基准四、压力容器的受力分析五、密封头的设定修正一、密封头的分类二、密封头的受压的修正公式、外压的公式和修正过程，一、 压力容器的整体构造2-保持件3-头拼接焊接4-密封头5环焊接6-加强环7-人孔8-纵焊接9-筒体10-压力修正11-安全阀12-液面修正、一、压力容器的整体构造、密封头、二、压力容器的外压分析的必要性、一、 压力容器的内压：产生应力和变形的明显变形破坏外压：设备中承受外压的外壳的外表面承受的压力比大气压强高，比内表面承受的压力大。 例如深海操作设备、用于加

2、热或蒸发制冷的夹套容器的内层外壳。 外壳外面接受大气压强，内部为真空。 例如，真空操作的箱体。 二、压力容器外压分析的必要性，二、失稳现象；失稳则是稳定性故障，即受力部件失去保持稳定平衡的能力。 外压失稳：容器外部压力大于内部压力。 力量。 压力容器壳体在受到均布外压作用时，在壳体壁上产生压缩应力，其大小与受到相等内压时的抗拉应力相同。 外压负荷增大到某个值时，壳体会失去突然地原的形状，被压扁，出现波纹，解除负荷后，不能恢复原状态，这种现象称为外压壳体的压曲。 二、压力容器进行外压分析的必要性、压曲的现象、图2的圆筒压曲时出现的波纹、图3的圆筒形壳体压曲后的形状、二、压力容器进行外压分析的必要

3、性、临界压力壳体压曲时受到的相应压力称为临界压力，用Pcr表示，此时壳体中的应力称为临界应力，用表示。 1 .外压低于Pcr，变形在释放压力后恢复原来的形状，即弹性变形。 2.PCR以上时，生成的曲波形无法恢复。 三、压曲故障的设定修正在基准压力容器的设定修正中，必须防止压曲的发生。 举例来说，对于仅承受均布外压的圆筒，外压必须小于周向临界压力的弯曲力矩或弯曲力矩与压力共同产生的轴心受压，压缩应力必须小于轴向临界应力。 四、压力容器的受力分析、一、薄壁圆筒的应力分析薄壁圆筒在均匀内压p的作用下，圆筒上的任意一点b产生双向应力：一是内压作用于封头而产生的轴向抗拉应力，称为“轴向应力”。 第二，由

4、于内压的作用，圆筒均匀地向外膨胀，在圆筒的切线方向上产生抗拉应力，因此被称为“周向应力”。 另外，器壁在壁厚方向上存在径向应力，但由于远远小于最初的2种应力，因此在薄壁圆筒中不予考虑。四、压力容器的受力分析，图4薄壁圆筒内压引起的应力，t，其中t-圆筒厚度Di-圆筒内径D-圆筒中面直径Do-圆筒外径，4， 压力容器的受力分析t- -1 .封装头的分类半球状封装头：半个或接近半个球形的壳椭圆型封装头：由半个椭圆体壳和圆筒体直边构成的皿型封装头：大半径Ri的球冠、小半径r的环形壳， 由筒体直边构成的球冠型密封头：部分球壳(球冠)、五、密封设计、密封头(e )、无卷边锥头(f )、卷边锥头(g )、

5、平头、五、卷头设定修正、2 .卷头承受内压的修正公式、外压的常用于高压容器，使用范围： k为1.33以下，相当于式5-1、5，密封头设定修订，外压半球状密封头压曲的临界压力导入稳定性安全系数m=14.52，得到球壳的容许外压令，根据式5-2、式5-3得到式5-5、图7、图7 工序上：图算法图算法步骤：1.首先，用式5-5补正a，然后，根据选择的材料选择图4-12到图4-15，从a开始调查，再用式5-6补正允许外压。 2.a的值落到材料温度线的左边后，直接用式5-3修正p，最后将压力Pc和p进行比较，如果p很大，需要重复上述步骤，直到接近Pc为止。 五、封头设定修订、椭圆形封头内压1 .封头中的

6、应力=薄膜应力封头与圆筒连接部的不连续应力2 .在一定条件下，椭圆形封头中的最大应力与圆筒轴方向薄膜应力之比与椭圆形封头长轴与短轴比a/b有关。 图8、密封头中的最大应力的位置和大小都随a/b的变化而变化，五、密封头设定、椭圆形密封头内压3 .应力增强系数或形状系数4.K=密封头上的最大总应力/圆筒上周的薄膜应力k=密封头上的最大总应力/球壳上薄膜应力5 椭圆型封头内压6 .封头厚度7 .时，标准椭圆封头，此时K=1，封头厚度修正公式为：8.椭圆型封头最大工作压力，5，封头设定修正，椭圆型封头外压相同：外压稳定性修正公式与图算法步骤相同外不同： Ro 五、密封头设定修正、皿密封头内压1 .用r/Ri的关系表示过渡环的最大总应力与中心球面部分的最大总应力之比时，球面部分的最大总应力的近似校正因数、m、图9、5、密封头设定修正、皿密封头内压2 .皿密封头过渡区域的总应力与球面部分应力的皿形密封头的过渡区域相抗拉应力球面部分是压缩应力，有发生压曲的潜在危险，为了防止密封头的压曲的厚度修正运算仍然可以使用半球状密封头的外压修正公式和图算法步骤，但其中的Ri由球面部分的外半径代替。、五、密封头设定修正、锥型密封头、图10的锥壳结构模式、五、密封头设定修正、锥型密封头外压锥壳的临界压力，其中等效圆柱体的临界压力可表示均布侧外压圆筒的临界压力修正公式几何关系以