压力容器设计的力学基础学习资料ppt课件-PPT精品文档

• 压力容器用钢常见显微组织有铁素体、渗 碳体、珠光体、奥氏体、马氏体、贝氏体、 魏氏体七种组织。
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• 压力容器用钢的基本要求： • 1．冶金质量 • 2．钢材要满足强度及韧性的要求 • 3．可焊接 • 4．冷(热)加工性能 • 5．耐蚀性
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• 国内主要压力容器用钢： • (1)碳素钢 • (2)低合金钢 • (3)低温用钢 • (4)中温用钢 • (5)高合金钢 • (6)复合钢板
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• 压力容器用其它金属材料： • 1．铸铁 • 2．铸钢 • 3．钛和钛合金 • 4．铝和铝合金 • 5．铜和铜合金
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• 金属由于环境介质的化学或电化学作用(包括机械或生物 等因素的共同作用)而遭受的破坏叫做金属腐蚀。
• 金属腐蚀根据金属腐蚀破坏形态来分类比较直观实用的 分类方法有下列10种：
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• 压力容器的分类按制造方法分： • 铆接容器 • 焊接容器 • 铸造容器 • 锻造容器 • 热套容器 • 多层包扎式容器 • 绕带式容器等
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• 按制造材料分： • 钢制容器 • 铸铁容器 • 有色金属容器 • 非金属容器等。
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• 按壁厚分： • 薄壁容器(K=D0/Di≤1.1～1.2) • 厚壁容器(K>1.2 ，式中K是容器外径与内
• 压力容器安全泄放量：为了保证容器内的 介质压力在达到规定的最高值以后不再升 高而必须排放的流量。
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• 圆筒形壳体周向应力为径向应力的两倍 • 球形壳体球壳各处应力相等 • 圆锥形壳体应力随r增加而增加 • 第一强度理论又称最大主应力理论。 • 第二强度理论又称最大伸长应变理论。 • 第三强度理论又称最大剪应力理论。 • 第四强度理论又称形状改变比能理论。
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法兰型式
密封面形式
9.支座（JB/T 4712.1~4712.4-2007）
鞍式支座
腿式支座 耳式支座 支承式支座
鞍式支座

适用范围（DN159~DN4000） 120°包角，150°包角两种 标记方法：支座A2600-F,A2600-S
腿式支座

适用范围（DN400~DN1600） 标记方法：支腿A4-1000

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1、想要体面生活，又觉得打拼辛苦；想要健康身体，又无法坚持运动。人最失败的，莫过于对自己不负责任，连答应自己的事都办不到，又何必抱怨这个世界都和你作对？人生的道理很简单，你想要什么，就去付出足够的努力。 2、时间是最公平的，活一天就拥有24小时，差别只是珍惜。你若不相信努力和时光，时光一定第一个辜负你。有梦想就立刻行动，因为现在过的每一天，都是余生中最年轻的一天。 3、无论正在经历什么，都请不要轻言放弃，因为从来没有一种坚持会被辜负。谁的人生不是荆棘前行，生活从来不会一蹴而就，也不会永远安稳，只要努力，就能做独一无二平凡可贵的自己。 4、努力本就是年轻人应有的状态，是件充实且美好的事，可一旦有了表演的成分，就会显得廉价，努力，不该是为了朋友圈多获得几个赞，不该是每次长篇赘述后的自我感动，它是一件平凡而自然而然的事，最佳的努力不过是：但行好事，莫问前程。愿努力，成就更好的你！ 5、付出努力却没能实现的梦想，爱了很久却没能在一起的人，活得用力却平淡寂寞的青春，遗憾是每一次小的挫折，它磨去最初柔软的心智、让我们懂得累积时间的力量；那些孤独沉寂的时光，让我们学会守候内心的平和与坚定。那些脆弱的不完美，都会在努力和坚持下，改变模样。 6、人生中总会有一段艰难的路，需要自己独自走完，没人帮助，没人陪伴，不必畏惧，昂头走过去就是了，经历所有的挫折与磨难，你会发现，自己远比想象中要强大得多。多走弯路，才会找到捷径，经历也是人生，修炼一颗强大的内心，做更好的自己！ 7、“一定要成功”这种内在的推动力是我们生命中最神奇最有趣的东西。一个人要做成大事，绝不能缺少这种力量，因为这种力量能够驱动人不停地提高自己的能力。一个人只有先在心里肯定自己，相信自己，才能成就自己！ 8、人生的旅途中，最清晰的脚印，往往印在最泥泞的路上，所以，别畏惧暂时的困顿，即使无人鼓掌，也要全情投入，优雅坚持。真正改变命运的，并不是等来的机遇，而是我们的态度。 9、这世上没有所谓的天才，也没有不劳而获的回报，你所看到的每个光鲜人物，其背后都付出了令人震惊的努力。请相信，你的潜力还远远没有爆发出来，不要给自己的人生设限，你自以为的极限，只是别人的起点。写给渴望突破瓶颈、实现快速跨越的你。 10、生活中，有人给予帮助，那是幸运，没人给予帮助，那是命运。我们要学会在幸运青睐自己的时候学会感恩，在命运磨练自己的时候学会坚韧。这既是对自己的尊重，也是对自己的负责。 11、失败不可怕，可怕的是从来没有努力过，还怡然自得地安慰自己，连一点点的懊悔都被麻木所掩盖下去。不能怕，没什么比自己背叛自己更可怕。 12、跌倒了，一定要爬起来。不爬起来，别人会看不起你，你自己也会失去机会。在人前微笑，在人后落泪，可这是每个人都要学会的成长。 13、要相信，这个世界上永远能够依靠的只有你自己。所以，管别人怎么看，坚持自己的坚持，直到坚持不下去为止。 14、也许你想要的未来在别人眼里不值一提，也许你已经很努力了可还是有人不满意，也许你的理想离你的距离从来没有拉近过......但请你继续向前走，因为别人看不到你的努力，你却始终看得见自己。 15、所有的辉煌和伟大，一定伴随着挫折和跌倒；所有的风光背后，一定都是一串串揉和着泪水和汗水的脚印。 16、成功的反义词不是失败，而是从未行动。有一天你总会明白，遗憾比失败更让你难以面对。 17、没有一件事情可以一下子把你打垮，也不会有一件事情可以让你一步登天，慢慢走，慢慢看，生命是一个慢慢累积的过程。 18、努力也许不等于成功，可是那段追逐梦想的努力，会让你找到一个更好的自己，一个沉默努力充实安静的自己。 19、你相信梦想，梦想才会相信你。有一种落差是，你配不上自己的野心，也辜负了所受的苦难。 20、生活不会按你想要的方式进行，它会给你一段时间，让你孤独、迷茫又沉默忧郁。但如果靠这段时间跟自己独处，多看一本书，去做可以做的事，放下过去的人，等你度过低潮，那些独处的时光必定能照亮你的路，也是这些不堪陪你成熟。所以，现在没那么糟，看似生活对你的亏欠，其 实都是祝愿。

其热影响区的缺陷处，在焊接接头 存在气孔、夹渣、裂纹、未焊透、 未熔合及咬边等：在某些区域性能 显著下降以及存在较大的附加应力 所至。
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第二讲 压力容器安全装置
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常见的压力容器安全装置：
泄压装置、警报装置、计量装置、联锁装置和其他 安全保护等装置。
压力容器超压的原因：
操作失误或零件破损 充装过量液体受热膨胀 器内燃烧爆炸生成高温高压气体 器内化学反应失控 器内液化气体以外受热饱和蒸气压增大
请分析安全阀安装使用的有关安全要求规定。安全阀的安 全要求：
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⑵ 爆破片的安装：
爆破片与容器的连接管线应为直管，泄放管线应尽可能 垂直安装，管线通道横截面积不得小于爆破元件的泄放面积。
若流体为易燃、有毒或剧毒介质时，则应引至安全地点作 妥善处理。
爆破片应与容器液面以上的气相空间相连。 爆破片的安装要可靠，夹紧装置和密封垫圈表面不得由 油污，夹持螺栓要上紧，以防爆破元件受压后滑脱。
注：焊接的圆筒形容器，公 称直径是指它的内径；无缝钢管 制作的圆筒形容器，公称直径是 指它的外径。
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压力容器设计、制造、安装安全管理
1、压力容器的安全设计包括：
合理选用材料
结构便于制造
选择合适的结构形式
结构便于无损检验
满足强度的要求
尽量减少构件上作用的局部
结构安 全可靠 的基础
附加应力和应力集中 缺陷与应
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1、压力容器安全管理“三零”理念： 压力容器安全管理的追求目标： 零缺陷、零故障、零事故 零缺陷：大量的缺陷是隐蔽的、潜在的、尚未
形成的功能故障。
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压力容器操作标准化；
即：操作人员持证上岗率达到100％； 操作规程制定率达到100％； 压力容器应知应会抽查考试合格 率达到100％。

设计单位应在设计图样上注明压力容器设计使用寿命。 注意：压力容器的设计寿命不一定等于实际使用寿命，它仅仅是设计者预期 的使用条件而给出的估计值，需要考虑设备建造费用、更换周期以及材料、 结构、防腐、限制蠕变或疲劳等因素，结合经验给出。
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1、总论—压力容器设计寿命主要考虑因素
压力容器设计寿命主要考虑因素：
需要时，还需考虑 GB150.1中4.3.2其他
载荷
δc 计算厚度，由计算公式得到，保证容器强度，刚度和稳定的厚 度
δd 设计厚度，δd =δc +C2（腐蚀裕量）保证规定使用寿命所需厚
度
δn 名义厚度，δn =δd +C1（钢材负偏差）+△（圆整量） δe 有效厚度，δe=δn-C1-C2=δc+△ （决定元件的承载能力） δmin 设计要求的成形后最小厚度，δmin≥δn-C1 （GB150 4.3.7壳体加工成形后最小厚度是为了满足安装、运输 中 刚 度 而 定 ； 而 δmin是 保 证 正 常 工 况 下 强 度 、 刚 度 、 寿 命 要 求 而
锈钢的最低使用温度为-253℃（对应液氢设计温度），S31008最高使用温度 为800℃，部分奥氏体不锈钢最高使用温度为700℃。
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1、总论-GB150适用范围
适用的压力范围：
钢制容器适用于设计压力不大于35MPa，不低于0.1MPa 及真空度高于0.02MPa 。特殊材质容器的设计压力按相应 标准。
对“成型后的最小厚 度” 。
一般图样上封头应标注名义厚度（最小成形厚度），标注最小成形厚度可 避免制造厂为保证“名义厚度减负偏差”选购材料厚度二次圆整导致材料浪费 。
成形封头实测的最小厚度不得小于封头名义厚度减去钢板厚度负偏差C1,但 当设计图样标注了封头成形后的最小厚度，实测最小厚度不小于图样标注的最 小成形厚度。

基本假设
1、连续性假设 以为物体旳一切物理量，如应力、应变、位移等 都是物体所占空间点旳连续函数。基于这一假设 我们就能够用数学工具来分析线弹性力学问题。
2、均匀性假设 以为物体是由同一类型旳均匀固体材料构成，其 各部分旳物理性质是相同旳。基于这一假设我们 就能够从研究体中取出任一单元来分析。
基本假设
x xy xz I3 xy y yz
xz yz z
强度理论
VAS: sp3 ANSYS: sint
VAS: sp4 ANSYS: seqv
多种强度理论旳合用范围及其应用
脆性断裂 选用第一、第二强度理论
屈服失效 选用第三、第四强度理论
1.在三向几乎等拉旳应力状态下(1230)，不论是塑性材料还是脆性 材料均不会发生屈服破坏。宜用第一强度理论。
Y P
N
x
内力与应力
对于单轴拉伸
max
N A
弯曲
max
M max Wz
剪切
扭转
max
mmax W
内压薄壁圆筒
pDi 2t
pDi 2t
pDi 4t
基于弹性力学旳板壳理论能够处理 旳问题
筒体
球壳 锥形封头
回转壳体旳无力矩理论－－薄膜应力
凸形封头
平板封头-----圆平板理论
4.第三和第四强度理论都是以屈 服失效为破坏标志旳强度理论， 从试验成果来看第四强度理论更 接近试验成果，但第三强度理论 以其形式简朴，而且偏于安全旳 特点，与第四强度理论平分秋色。
气体压力，液柱静压力
内力与应力
内力
• 弹性体受外力作用时，其内部因外力而引起旳力，称为内力， 该内力总是试图抵抗外力，并不外力相平衡。在弹性范围内， 内力随外力增大而增大。

压力容器的材料选择
压力容器的材料选择对容器的性能和寿命有重要影响。常用的材料有钢材、合金材料等，选材时需要考虑其力 学性能和腐蚀性。
压力容器设计的流程
压力容器设计通常包括需求分析、参数确定、结构设计、强度校核、材料选 择等多个步骤，每个步骤都需要严格符合相关标准和规范。
压力容器设计案例分析
通过实际案例的分析，了解不同类型压力容器的设计过程和关键要点，帮助 我们理解和应用所学的设计基础知识。
压力容器是一种能够承受内部压力的密封容器，根据其用途和结构特点可以 分为多种不同的类型，如储气罐、储液罐、反应器等。
压力容器设计的基本原理
压力容器的设计需要考虑到力学原理、材料力学、热力学等知识，确保容器 在工作条件下能够安全可靠地工作。
压力容器设计的考虑因素
在设计压力容器时，需要考虑多个因素，如工作压力、温度、容器形状、安 全性要求等，以确保容器能够满足工作条件。
《压力容器设计基础》 PPT课件
本课件旨在介绍压力容器的设计基础知识，涵盖了背景介绍、定义和分类、 基本原理、考虑因素、材料选择、设计流程和案例分析等内容。

背景介绍
压力容器是在工业领域中广泛应用的设备，承受着高压力下的气体或液体。了解背景信息有助于我们理解其重 要性和广泛应用。
压力容器的定义和分类

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2. 压力容器的基本要求 1) 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、腐蚀条件）以及其他载荷条件在 工艺装置中的功能要求决定的，因此要求设备必须能满 足生产条件下处理物料的功能要求。
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2).安全可靠性： 确保设备安全使用的基本要求是设备的强度、刚度、稳
定性、密封性和耐腐蚀性。 a）承压设备所有零部件间除个别螺栓连接之外基本都是
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4. 法律、法规、规范及技术标准 1）中国特种设备法规体系构成
“法律—行政法规、法规性文件、地方性法规—部 门规章、地方政府规章—规范性文件、安全技术规范— 引用标准”五个层次。 第一层次：法律—根据宪法和立法法的规定，全国人民 代表大会及其常委会制定的法律：
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第二层次：行政法规、法规性文件、地方性法规—由国 家最高行政机关国务院制定的行政法规和省、自治区、 直辖市以及省会市和较大市人大及其常委会制定的地方 性法规：
TSG
XX
XXX-----XXXX
特种设备安全技术规范拼音标志
规范种类号 规范顺序号 颁布年份
规范种类号 （Z—综合类；G---锅炉；R---压力容器；D---
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（5）介质毒性危害程度和爆炸危险程度的确定
按照HG20660—2000《压力容器中化学介质毒性危
害和爆炸危险程度分类》确定介质毒性危害程度和爆炸危
险程度。HG20660没有规定的，由压力容器设计单位参 照GB5044—85《职业性接触毒物危害程度分级》的原则， 决定介质组别。
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（6）腐蚀介质
《压力容器基础知识》
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第一章： 概述 随着我们国家经济的发展和工业的进步，压力容器已
经广泛的用于各行各业；如：石油、化工、机械、冶金、 轻工、航空、航天、国防等工业部门的生产以及人民的生 活。在化肥、炼油、化工、农药、医药、有机合成等行业 ，压力容器是主要的生产设备，例如在年产30万吨的乙烯 装置中，压力容器约占设备总量的35%。

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压力原理
解释压力如何在容器内部产生，以及对容器壁的作用。
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静力平衡
探讨压力如何保持容器内外的平衡，确保容器安全。
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材料选择
介绍不同材料在压力容器中的应用及其特性。
压力容器承受的力和应力
内压和外压力
解释压力容器内外部分别承受的压力。
应力分布
分析容器壁上的应力分布情况。
切向力和轴向力
探讨容器壁上由压力产生的切向和轴向力。
蠕变应力
解释高温下容器壁材料的蠕变性质及其对应 力的影响。
压力容器的设计和安全性评估
设计原则
介绍压力容器设计的基本原则和常用标准。
安全性评估
探讨评估压力容器安全性的方法和标准。
常见的压力容器失效模式
腐蚀
分析腐蚀对压力容器的危害 和预防措施。
疲劳
讨论疲劳导致的压力容器失 效，并介绍相关预防措施。
应力腐蚀开裂
探讨应力和腐蚀共同引起的 开裂失效，并提供相应的预 防方法。
压力容器的维修与检测
维修方法 非破坏性检测
破坏性检测
介绍常用的压力容器维修方法和程序。
讨论常见的非破坏性检测技术以及其在压力容 器检测中的应用。
介绍破坏性检测方法，如拉伸试验和冲击试验。器力学基础的重点知识。
《压力容器力学基础》 PPT课件
欢迎观看《压力容器力学基础》课件，本课程将为您介绍压力容器的定义、 分类、基本原理、受力和应力、设计和安全性评估、失效模式、维修与检测。
压力容器的定义和分类
定义
详细介绍压力容器的定义和其在工程中的作用。
分类
介绍常见的压力容器类型，以及它们在不同行业 中的应用。
压力容器的基本原理
2 应用广泛