常压容器最小厚度计算
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目前,我国压力容器设计依据GB150-98《钢制压力容器》,是国内普遍遵循的原则。
一般情况下,板厚增加,元件强度会提高,但有时板厚增加强度反而降低。
如何按照该标准进行厚度的恰当选取,更好地满足强度需求,对压力容器设计具有重要意义。
GB150-98规定,计算厚度是指按各章公式计算得到的厚度;设计厚度是指计算厚度与腐蚀裕量之和;名义厚度指设计厚度加上钢板厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格厚度,即标注在图样上的厚度;有效厚度指名义厚度减去腐蚀裕量和钢板厚度负偏差。
我们这里讨论的厚度是名义厚度。
从定义中可以看出,名义厚度不包括加工减薄量,元件的加工减薄量由制造单位根据各自的加工工艺和加工能力自行选取,只要保证产品的实际厚度不小于名义厚度减去钢材厚度负偏差就可以。
这样可以使制造单位根据自身条件调节加工减薄量,从而更能主动地保证产品强度所要求的厚度,更切合实际地符合制造要求。
按照GB150-98等国家标准的原则,制造工艺人员要根据图样厚度考虑加工减薄量而增加制造元件的毛坯厚度。
在我国材料标准中,钢板厚度范围变化,钢板的σb、σs也有变化,一般是板厚增加,σb、σs有所降低。
我国压力容器用钢板许用应力随板厚厚度范围增厚而有所降低,因而可能出现虽然有时板厚增加,强度反而降低的现象,尤其是封头,这种现象更明显。
2 实例为了证明上述现象存在,举例如下:首先我们给出常用钢板在不同状态下的强度指标,如下表所示:常用钢板在不同状态下的强度指标表2.1 例1某台储气罐,其封头为标准椭圆形,材质15MnVR,设计内径Di=2000mm,腐蚀裕度C2=1mm,焊缝系数φ=1,设计压力P=2.6MPa,设计温度t=20℃,标准椭圆封头形状系数K=1,侧十图样上封头名义厚度δn=16mm.制造厂选用18mm厚度钢板压制封头,该制造厂压制封头时最大成型减薄量为δx10%,即18x10%=1.8(包含钢板厚度负偏差在内)。
(1)选用18mm厚度钢板压制封头,满足GB150-98设计要求。
压力容器、常压容器钢板壁厚计算选择和标准公式容器标准:《GB 150-2011压力容器》《NB/T 47003.1-2009钢制焊接常压容器》钢材标准:《GB 713-2008锅炉和压力容器用钢板》―― GB 150碳素钢和低合金钢的钢板标准牌号Q245R、Q345R、Q370R、18MnMoNbR、13MnNiMoR、15CrMoR、14Cr1MoR、12Cr2Mo1R、12Cr1MoVR 《GB/T 3274-2007碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》——GB150 Q235B钢板标准《GB 24511-2009承压设备用不锈钢钢板及钢带》――GB150高合金钢的钢板标准《GB/T 4237-2007不锈钢热轧钢板和钢带》―― NB/T 47003高合金钢板标准,化学成分、力学性能《GB/T 3280-2007不锈钢冷轧钢板和钢带》《GB/T 20878-2007不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》《GB/T 699-1999优质碳素结构钢》牌号08F、10F、15F、08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、15Mn、20Mn、25Mn、30Mn、35Mn、40Mn、45Mn、50Mn、60Mn、65Mn、70Mn《GB/T 700-2006 碳素结构钢》――牌号Q195、Q215、Q235、Q275《GB/T 709-2006热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量级允许偏差》不锈钢牌号对照表圆筒直径:钢板卷焊的筒体,规定内径为公称直径。
其值从300〜6000mm , DN1000 以内50mm 进一档,DN1000 〜6000mm 以100mm 进一档。
钢板厚度:《GB 150-2011压力容器》,Q235B钢板厚度,用于容器壳体时 < 16mm用于其他受压元件时 < 30mm《NB/T 47003.1-2009钢制焊接常压容器》不包括腐蚀裕量的圆筒最小厚度:对碳素钢及低合金钢为3mm;对高合金钢为2 mm。
压力容器壁厚计算
椭圆型封头
压力容器壁厚计算公式:
圆桶壁厚:封头壁厚S':
S
计算壁厚,mm P
计算压力,MPa D
内径,mm σ
设计温度下材料的许用应力,MPa(150℃以下Q235钢取113)φ焊接接头系数(一般取0.8)K
封头形状系数(标准椭圆形封头K=1)条件:
P
0.60MPa D
800.00mm σ
113.00MPa ρ
7930.00kg/m3φ
0.80K
1.00计算结果:
圆桶壁厚S
2.66mm 封头壁厚S' 2.6592798mm
设计圆桶壁厚:20
mm 设计封头壁厚:20
mm 桶体高度:
1800mm 圆桶的内表面积:
4.5216m2圆桶的体积:
0.90432m3圆桶的质量:
717.126kg 封头的内表面积:
0.785m2封头的质量:
124.501kg 容器共有2
个椭圆形封头容器的内表面积:
6.0916m2容器的总重:966.128kg
常规压力容器,CS每吨制造价:10000SUS304每吨制造价:60000内衬天然橡胶3mm,单价每平米:160内衬天然橡胶5mm,单价每平米:250EPOXY 防腐,单价每平米:85FRP 防腐,单价每平米:150容器的制造价:9661.2776衬胶费用:1522.9总价:11184.178
X 1.2=13421.013P PD s -=σφ2P
KPD
s 5.02'-=σφ。
压力容器壁厚计算公式压力容器是用于存储或传递压缩气体、液体、气固混合物或纯固体物质的容器。
它们在许多工业和农业应用中起着重要的作用,如石油化工、核能、航空航天等领域。
压力容器的设计需要考虑许多因素,其中之一是壁厚的计算。
1.设计压力(P):设计压力是指容器的最大使用压力。
它通常由设计标准或规范中规定的最大压力确定。
2.直径(D):直径是指容器横截面的最大宽度。
在计算壁厚时,需要考虑所选材料的强度和直径的大小。
3.容器材料:容器材料是选择合适的材料进行壁厚计算的重要因素。
材料的强度和抗压性能直接影响壁厚的计算。
4.强度计算:根据所选材料的特性,可以使用不同的强度计算公式,如薄壁理论、光滑壁薄壁理论、屈曲强度等来计算壁厚。
根据ASME(美国机械工程师学会)的规定,常用的薄壁理论公式如下:t=(P*D)/(2*S*F-0.2*P)其中,t表示壁厚,P表示设计压力,D表示直径,S表示所选材料的允许应力,F表示安全系数。
根据这个公式,壁厚的计算与设计压力、直径、材料的强度及安全系数有关。
这个公式是基于假设容器的压力均匀分布在容器壁上,并且不考虑应力集中和其他非均匀应力因素。
因此,在实际设计过程中,还需要考虑其他因素,如焊缝的强度、结构的稳定性等。
此外,在进行壁厚计算时,还需要参考相关的设计规范和标准,如ASME标准Section VIII,其中提供了更为详细和准确的壁厚计算方法,并考虑了更多的因素。
总之,压力容器壁厚的计算是设计过程中不可或缺的一部分,它需要考虑设计压力、直径、材料的强度等因素,并使用合适的计算公式和规范来确保容器的安全使用。
在实际设计过程中,还需要注意其他因素的影响,并根据实际情况进行调整。
罐体壁厚计算公式
罐体壁厚计算公式是指用于计算储罐或容器壁厚的公式。
一般而言,储罐或容器的壁厚需要根据储存物品的性质和压力等因素进行选择和设计。
以下是常见的储罐或容器壁厚计算公式:
1. 圆筒形储罐或容器壁厚计算公式:
t= (P*D)/(2*S*E+0.2*P)
其中,t为壁厚,P为设计压力,D为圆筒直径,S为材料的允许应力值,E为材料的弹性模量。
2. 球形储罐或容器壁厚计算公式:
t= (P*D)/(4*S*E+0.6*P)
其中,t为壁厚,P为设计压力,D为球半径,S为材料的允许应力值,E为材料的弹性模量。
需要注意的是,壁厚计算公式是依据一定的前提假设得出的,并不适用于所有情况。
因此,在进行储罐或容器设计时,还需要对实际情况进行综合考虑,包括物品性质、环境条件、安全要求等多方面因素,以确定最终的壁厚值。