3 压力容器常规设计

1. 3 压力容器常规设计 3.4 开孔接管及补强设计 GB150规定，在设计压力不大于2.5MPa的容器上开孔，如果两相邻开孔中心的间距大于两孔直径之和的两倍，且接管公称直径不大于89mm时，只要接管最小壁厚满足表3.7要求，就可不另行补强。

2. 3 压力容器常规设计 3.4 开孔接管及补强设计 3.4.1 补强结构与设计规则 （1）补强结构

3. 3 压力容器常规设计 3.4 开孔接管及补强设计 3.4.1 补强结构与设计规则 （1）补强结构

4. 规范设计 ① 等面积补强准则 有效补强截面积＝开孔减少截面积 优点：有使用经验,简单易行（设计,结构） 缺点：只考虑平均应力,没考虑应力集中 分析设计 ② 极限分析补强准则 以极限载荷为依据的补强结构设计 优点：具有相同的应力集中系数 缺点：弹塑性分析，较难实现 3.4 开孔接管及补强设计 3.4.1 补强结构与设计规则 （2）补强设计准则

5. 所需补强截面积 有效补强截面积 3.4 开孔接管及补强设计 3.4.2 等面积补强设计 （1）有效补强范围

7. 所需补强截面积 有效补强截面积 3.4 开孔接管及补强设计 3.4.2 等面积补强设计 （1）有效补强范围

8. （2）所需截面积 （3）补强截面积 ＝有效补强范围内焊缝金属截面积 3.4 开孔接管及补强设计 3.4.2 等面积补强设计

9. （Ⅰ）对于圆筒， 时，最大孔径 且 ； 时， 且 ； （Ⅱ）凸形封头（半球形封头，椭圆封头，碟形封头）或球壳上开孔最大直径 ； （Ⅲ）锥壳（或锥形封头）上开孔最大直径 ， 为开孔中心处的锥壳内径； （Ⅳ）在椭圆或碟形封头过渡部分开孔时，其孔的中心线宜垂直于封头表面。 3.4 开孔接管及补强设计 3.4.2 等面积补强设计 （4）适用的开孔范围

10. 3 压力容器常规设计 3.5 容器支座的结构与选型 3种型式：立式支座、卧式支座、球形容器支座

11. 3 压力容器常规设计 3.5 容器支座的结构与选型 3种型式：立式支座、卧式支座、球形容器支座

12. 3 压力容器常规设计 3.5 容器支座的结构与选型 3种型式：立式支座、卧式支座、球形容器支座

13. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 n=5 n=3 n=4 n=2 临界失稳压力那个大？ 圆柱形筒体失稳后的形状

14. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 圆筒设计计算 圆筒的稳定性 圆坏的稳定性 外压容器设计 加强圈的设计 封头设计计算 本章内容及思路

15. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 力学模型 3.6.1 圆环的稳定性分析 平衡 几何 应力变形关系

16. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 n=2最小 (2个波) 3.6.1 圆环的稳定性分析 挠曲线微分方程

17. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 n=2最小 (2个波) 3.6.1 圆环的稳定性分析 挠曲线微分方程

18. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 长圆筒 短圆筒 3.6.2 圆柱形筒体的稳定性分析

19. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 3.6.2 圆柱形筒体的稳定性分析 （1）长圆筒 筒体上取出单位长度的圆环与单位长度的圆环区别：弯曲刚度 ?

20. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 3.6.2 圆柱形筒体的稳定性分析 （1）长圆筒 筒体上取出单位长度的圆环与单位长度的圆环区别：弯曲刚度

21. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 简化 3.6.2 圆柱形筒体的稳定性分析 （2）短圆筒

22. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 简化 3.6.2 圆柱形筒体的稳定性分析 （2）短圆筒 特点：n＞2；与L有关；大于长圆筒

23. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 短圆筒 长圆筒 3.6.2 圆柱形筒体的稳定性分析 （3）临界长度

24. 1/3

25. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 假定 求 判断长短 求 求 3 定计算式 ＜ ＜ 若 或 重新假定 重算 3.6.3 外压圆筒的设计计算

27. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 3.6.4 外压封头的设计计算 m=14.52 （1）半球形封头 （2）椭圆形封头

28. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 3.6.4 外压封头的设计计算 （3）碟形封头 3.6.5 加强圈设计

29. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 3.6.5 加强圈设计 （1）加强圈的结构

30. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 3.6.5 加强圈设计 （1）加强圈的结构

32. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 3.6.5 加强圈设计 （2）加强圈的间距

33. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 3.6.5 加强圈设计 （3）所需组合惯性矩

34. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 3.6.5 加强圈设计 （4）实际组合惯性矩

35. 3 压力容器常规设计 3.6 外压容器稳定性设计 （Ⅰ）初定加强圈数量和间距，每一间距应相等，并小于临界长度； （Ⅱ）选择加强圈的材料并初定截面尺寸，计算其横截面积和实际组合惯性矩 ； （Ⅲ）求取所需组合惯性矩 ； （Ⅳ）比较 和 值，若 且较接近，则所选的加强圈截面尺寸符合要求；否则应另选截面尺寸，重复上述步骤，直到满足要求为止 3.6.5 加强圈设计 （5）加强圈计算步骤

36. 3 压力容器常规设计 工作压力（操作压力） ：正常工作条件下，容器顶部可能达到的最高表压。 设计压力 P：相应于设计温度下的容器顶部的最大压力，一般 计算压力 ：相应于设计温度下，用于确定壳体各部分厚度的压力。 + 其他附加载荷 例如 液柱静压（ 时考虑） 3.7 设计参数及压力试验 3.7.1 设计参数 （1）设计压力与计算压力

37. 3 压力容器常规设计 3.7 设计参数及压力试验 3.7.1 设计参数 （1）设计压力与计算压力

39. 介质的操作温度：正常操作情况下，介质所能达到的最高温度。介质的操作温度：正常操作情况下，介质所能达到的最高温度。 容器的设计温度：正常工作情况下，在相应的设计压力下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的平均温度） 几个概念： （1）设计温度（器壁平均温度） ≠ 介质最高温度 ≠ 器壁最高温度 （2）设计温度主要影响 （3）设计温度是选材的依据之一 材料的适用温度范围: 碳钢：—19 ～ 475℃ 低合金钢：—40 ～ 475℃ 奥氏体不锈钢：—196 ～ 700 ℃ 3.7 设计参数及压力试验 3.7.1 设计参数 （2）设计温度

40. 3.7 设计参数及压力试验 3.7.1 设计参数 （2）设计温度

41. 3.7 设计参数及压力试验 3.7.1 设计参数 （3）许用应力

42. 3.7 设计参数及压力试验 3.7.1 设计参数 （3）许用应力

43. 3.7 设计参数及压力试验 3.7.1 设计参数 （3）许用应力

44. 焊缝削弱容器强度 ，因此给[σ]乘一个系数φ≤1。 φ=f（焊缝结构，检测情况） 3.7 设计参数及压力试验 3.7.1 设计参数 （4）焊接接头系数

45. 厚度附加量 C = 钢板（钢管）负偏差 C1 + 腐蚀裕量 C2 （1）C1（>0）= 名义厚度 实际厚度 （2）C2 = ΚaВ 腐蚀速率Κa（mm/a）→ 手册，试验 容器设计寿命В（年）→ 8 ～ 15 年 3.7 设计参数及压力试验 3.7.1 设计参数 （5）厚度附加量 正常情况下,碳钢和低合金钢:C2 ≥ 1;不锈钢允许 C2 = 0

47. （强度需要） = + C1 + 圆整（图样厚度） = － C = + 圆整（实际强度） 毛坯厚度 = +加工减薄量（制造需要） 3.7 设计参数及压力试验 3.7.1 设计参数 （5）厚度附加量 计算厚度，设计厚度，名义厚度，有效厚度，毛坯厚度

48. 3.7 设计参数及压力试验 3.7.1 设计参数 （5）厚度附加量 计算厚度，设计厚度，名义厚度，有效厚度，毛坯厚度

49. 3.7 设计参数及压力试验 3.7.1 设计参数 （5）厚度附加量 计算厚度，设计厚度，名义厚度，有效厚度，毛坯厚度

50. 压力试验（目的：宏观强度；强制性的，必须做）压力试验（目的：宏观强度；强制性的，必须做） 气密性试验（目的：密封性；毒性为极度和高度危害的做） 液压试验（通常采用，安全） 气压试验（不宜做液压时-液体排出困难，危险） 容器试验 压力试验 （1）液压试验 ——常温许用应力（试验在常温下） ② 试验温度tT tT tT 主要取决于材料无塑性转变温度和水的密度。 ③ 试验方法 缓慢升压至PT → 保压30 min → 降压至0.8PT → 检查 → 缓慢卸压 3.7 设计参数及压力试验 3.7.2 压力试验