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第13章 压力容器的开孔与补强本章重点内容及对学生的要求：（1） 回转壳体上开小孔造成的应力集中；（2） 开孔补强的原则、补强结构和补强计算；（3） 不另行补强的要求；（4） GB150-98对容器开孔及补强的有关规定。
第一节 容器开孔附近的应力集中1、 相关概念（1）容器开孔应力集中（Opening and stress concentration ）在压力容器或设备上开孔是化工过程操作所决定的，由于工艺或者结构的需要，容器上经常需要开孔并安装接管，例如：人孔、手孔、进料与出料口等等。
容器开孔接管后在应力分布与强度方面会带来下列影响：◆ 开孔破坏了原有的应力分布并引起应力集中。
◆ 接管处容器壳体与接管形成结构不连续应力。
◆ 壳体与接管连接的拐角处因不等截面过渡而引起应力集中。
上述三种因素均使开孔或开孔接管部位的引力比壳体中的膜应力大，统称为开孔或接管部位的应力集中。
（2）应力集中系数（stress concentration factor ）常用应力集中系数Kt 来描述开孔接管处的力学特性。
若未开孔时的名义应力为σ，开孔后按弹性方法计算出的最大应力为σmax ，则弹性应力集中系数为：σσmax =t K （1） 压力容器设计中对于开孔问题研究的两大方向是：✧ 研究开孔应力集中程度，估算K t 值；✧ 在强度上如何使因开孔受到的削弱得到合理的补强。
2、平板开小孔的应力集中Fig. 1 Variation in stress in a plate containing a circular hole and subjected to uniform tension设有一个尺寸很大的巨型薄平板，开有一个圆孔，其小圆孔的应力集中问题可以利用弹性力学的方法进行求解。
承受单向拉伸应力开小圆孔的应力集中如图1所示，只要板宽在孔径的5倍以上，孔附近的应力分量为：⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=θστθσσσθσσσθθ2sin 32122cos 312122cos 34121242224222422222r a r a r a r a r a r a r a r r （2） 平板开孔的最大应力在孔边 2πθ±=处， 孔边沿a r =处：σσστπθθθ3,0max 2===±=r 应力集中系数：0.3max ==σσt K 3、薄壁球壳开小圆孔的应力集中如图2所示，球壳受双向均匀拉伸应力作用时，孔边附近任意点的受力为：Fig. 2 Variation in stress in a sphere shell containing a circular hole孔边处r=a ，σσ2max = , 应力集中系数0.2max ==σσt K 4、薄壁圆柱开小圆孔的应力集中如图3所示，薄壁柱壳两向薄膜应力δσ21pD =，δσ42pD =，如果开有小圆孔，则孔边附近任意点的受力为：⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=θστθσσσθσσσσθθ2sin 32142cos 3141432cos 34122312422214212242222122r a r a r a r a r a r a r a r r （3）Fig. 3 Variation in stress in a cylindrical shell containing a circular hole孔边处r 1r 3r=a,=0,=(-con2),=02θθσσθστ。
D类压力容器设计知识填空题D类压力容器设计知识填空题一、设计总论1、按无力矩理论求得的应力为薄膜应力，薄膜应力是沿壁厚均匀分布的。
2、容器计算中所用的弹性名义应力是指材料进入塑性后，假定应力与应变关系仍服从虎克定律。
3、内压筒体壁厚计算公式适用于单层、多层、热套筒体的计算。
4、在GB150中，是以Do/δe≥20 为界线区分薄壁圆筒和厚壁圆筒的。
5、压力容器的常见破坏型式有：塑性破坏、脆性破坏、疲劳破坏、蠕变破坏、腐蚀破坏等。
6、压力容器的失效形式有三种：强度失效、刚度失效和稳定性失效。
7、压力容器的失效准则有三种：弹性失效、塑性失效和爆破失效。
8、GB150采用的是弹性失效准则，以壳体的基本薄膜应力不超过材料的许用应力值，而由于总体结构不连续的附加应力，则以应力增强系数引入壁厚计算。
9、GB150在总体上采用的是常规设计方法，但在某些局部处也体现了应力分析的设计方法。
10、内压圆筒计算方法虽有所不同，但大体都是以中径公式为基础导出的。
11、内压圆筒壁厚计算公式的理论依据是第一强度理论;公式的适用范围是计算压力P c≤0.4［σ］tφ，这也是GB150适用于厚壁圆筒的限制条件。
12、任何情况下，容器壳体的名义厚度不得小于最小厚度与腐蚀裕量之和。
13、容器筒体的最小壁厚是由强度、刚度、稳定性确定的。
壳体加工成形后的最小厚度是为满足制造、运输、安装过程中刚度要求而规定的。
14、计算压力是指在相应设计温度下，用以确定容器各个受压元件厚度的压力，它包括液柱静压力。
15、对于同时承受两个室压力作用的受压元件，其设计参数中的计算压力应考虑两室间可能出现的最大压力差。
16、压力容器的设计压力用来确定容器的试验压力和类别；设计温度是容器选材和确定材料许用应力的基本设计参数。
17、最大允许工作压力是根据容器壳体的有效厚度计算所得，且取各受压元件的最小值。
18、压力容器的设计寿命是从腐蚀欲量中体现出来的。
19、内压锥壳的壁厚计算是将锥壳作为当量圆筒处理，其中圆筒内径D i以D c COSα代替，D c为锥壳大端直径。
中北大学信息商务学院课程设计说明书学生姓名：王米雪学号： X07系别：机械工程系专业：进程装备与操纵工程题目：（35）M3液氯储罐设计指导教师：陆辉山职称: 副教授2021年06月29日中北大学信息商务学院课程设计任务书2021/2021 学年第二学期系别：机械工程专业：进程装备与操纵工程学生姓名：王米雪学号：X07课程设计题目：（35）M3液氯储罐设计起迄日期：06 月29日～07月10日课程设计地址：校内指导教师：陆辉山系主任：暴建刚下达任务书日期: 2021年06月29日目录一工艺设计1. 存储量2. 设备的选型及轮廓尺寸二机械设计1. 材料选择2. 设计压力3. 厚度设计4. 接管及接管法兰、人孔设计5. 鞍座的设计6. 焊接7. 校核8. 内压圆筒校核 9. 内压椭圆形封头校核 10. 法兰的校核 11. 开孔补强计算 12. 卧式容器（双鞍座）三 参考文献 四 终止语一 工艺设计1. 存储量盛装液化气体的压力容器设计存储量t V W ρφ=式中：W ——贮存量，t ； φ——装载系数；t ρ——设计温度下的饱和溶液的密度，3m t；依照设计条件t V W ρφ==×35×= 2. 设备选型及轮廓尺寸筒体直径一样由工艺条件决定，可是要符合压力容器的公称直径。
标准椭圆 型封头是中低压容器常常采纳的封头形式。
封头公称直径必需与筒体的公称直径相一致。
依照公式 ： 4π2i D L ＝35L/D=4得D i =2233mm,圆整得D i =2200mm.可选用标准椭圆封头的公称直径DN ＝2200mm ，总深度H ＝590mm ，内表面积 ＝2mm ，容积V ＝3m现在封头现在封头体积为1V ，筒体所占容积为2V354221==+V LD V π L=8394mm 可取L=8400mm L/D=>3 符合要求那么储罐实际体积为V ＝21V 2V +＝4221LD V π+＝³ 误差分析%0657.0%1003535023.35=⨯-<5% 符合要求 因此可确信筒体公称直径为DN ＝2200 mm ，筒体长度为L=8400mm ；二 机械设计1. 材料选择依照液氯的特性，选择16MnR 。
20121225考题-D类D压力容器设计单位考试题（jsk1）-2010 -7-16姓名________ 得分___一、判断题（每题1分，计30分）1、按GB150-1998《钢制压力容器》中规定：需要焊后热处理的容器，一般应在热处理前进行返修。
如在热处理后返修时，补焊后应作必要的热处理。
（）2、内压圆筒强度计算公式的理论依据是第一强度理论。
（）3、GB150-1998规定设计厚度系指计算厚度与腐蚀裕量之和，有效厚度系指名义厚度减去厚度附加量。
（）4、《固定式容规》规定，使用境外进口压力容器用材料，压力容器制造单位应当对材料的化学成分和力学性能进行验证性复验。
（）5、《固定式容规》规定：制造单位对原设计文件的修改，应当取得原设计单位同意修改的书面证明文件，并且对改动部位作详细记载，如果本单位有相应的设计资格，可以自己进行设计更改，并做好记录。
（）6、在耐压试验，圆筒薄膜应力不得超过试验温度下抗拉强度的90％。
（）7、GB151-1999《管壳式换热器》中规定：隔板槽封面应与环形密封面平齐，或略高于环形密封面(控制在0.3mm内)。
（）8、按GB150-1998《钢制压力容器》中规定：对于有防腐要求的不锈钢以及复合钢板制压力容器可在防腐面采用硬印作为焊工的识别标记。
（）9、《固定式容规》2009，产品铭牌上增加规定：必须打设备代码。
（）10．外压容器因开孔削弱，所需补强面积比内压容器开孔削弱所需的补强面积大。
（）11.外压容器圆筒体的不圆度是造成其失稳的原因之一。
（）12.管壳式换热器当设计温度高于300℃时，换热管与管板的连接允许采用强度胀接的连接形式。
（）13.如果固定管板换热器的管板和法兰全部采用纯不锈钢，且设备的管程和壳程的工作温度都大于320度，则管板处的连接螺栓应采用35CrMoA的螺栓。
（）14.JB/T4745-2002 《钛制焊接容器》规定：钛复合钢板应尽量采用热成形。
（）15.压力容器筒体上开设长圆孔，当长轴与短轴之比≤2，且短轴平行于筒体轴线时，开孔补强应按长圆形孔的长轴计算。
DATA SHEET OF PROCESSEQUIPMENT DESIGN工程名：PROJECT设备位号：ITEM设备名称：EQUIPMENT图号：DWG NO。
设计单位：DESIGNER内筒体内压计算计算单位计算条件筒体简图计算压力 P c 2.20MPa 设计温度 t 80.00︒ C 内径 D i 313.00mm 材料20(GB8163) ( 管材 )试验温度许用应力 [σ]152.00MPa 设计温度许用应力 [σ]t148.25MPa 试验温度下屈服点 σs 245.00MPa 钢板负偏差 C 1 0.75mm 腐蚀裕量 C 2 2.00mm 焊接接头系数 φ1.00厚度及重量计算 计算厚度 δ = P D P c it c 2[]σφ- = 2.34mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 3.25 mm 名义厚度 δn = 6.00mm 重量56.64Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值 P T = 1.25P [][]σσt = 2.7640 (或由用户输入)MPa 压力试验允许通过 的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0.90 σs = 220.50MPa试验压力下 圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 134.48 MPa校核条件 σT ≤ [σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]=2δσφδe t i e []()D += 3.04704MPa 设计温度下计算应力 σt= P D c i e e()+δδ2= 107.04 MPa [σ]tφ 148.25 MPa校核条件 [σ]t φ ≥σt 结论 合格内筒上封头内压计算计算单位计算条件椭圆封头简图计算压力P c 2.20 MPa设计温度 t 80.00 ︒ C内径D i 313.00 mm曲面高度h i 75.00 mm材料 Q245R (板材)设计温度许用应力[σ]t 147.25 MPa试验温度许用应力[σ] 148.00 MPa钢板负偏差C1 0.30 mm腐蚀裕量C2 2.00 mm焊接接头系数φ 1.00厚度及重量计算形状系数 K = 16222+⎛⎝⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥Dhii= 1.0590计算厚度δ =KP DPc itc205[].σφ- = 2.49mm有效厚度δe =δn - C1- C2= 3.70mm最小厚度δmin = 3.00mm名义厚度δn =6.00mm结论满足最小厚度要求重量 6.14 Kg压力计算最大允许工作压力[P w]=205[].σφδδtei eKD+= 3.26902MPa结论合格内筒下封头内压计算计算单位计算条件椭圆封头简图计算压力P c 2.20 MPa设计温度 t 80.00 ︒ C内径D i 313.00 mm曲面高度h i 75.00 mm材料 Q245R (板材)设计温度许用应力[σ]t 147.25 MPa试验温度许用应力[σ] 148.00 MPa钢板负偏差C1 0.30 mm腐蚀裕量C2 2.00 mm焊接接头系数φ 1.00厚度及重量计算形状系数 K = 16222+⎛⎝⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥Dhii= 1.0590计算厚度δ =KP DPc itc205[].σφ- = 2.49mm有效厚度δe =δn - C1- C2= 3.70mm最小厚度δmin = 3.00mm名义厚度δn =6.00mm结论满足最小厚度要求重量 6.14 Kg压力计算最大允许工作压力[P w]=205[].σφδδtei eKD+= 3.26902MPa结论合格。
固定管板换热器设计计算计算单位太原理工大学化学化工学院设计计算条件壳程管程设计压力p s 1.0992 MPa设计压力p t 2.9678 MPa 设计温度t s150 ︒C设计温度t t160 ︒C 壳程圆筒内径D i1200 mm 管箱圆筒内径D i1200 mm 材料名称Q345R 材料名称Q345R简图计算内容壳程圆筒校核计算前端管箱圆筒校核计算前端管箱封头(平盖)校核计算后端管箱圆筒校核计算后端管箱封头(平盖)校核计算管箱法兰校核计算开孔补强设计计算管板校核计算前端管箱筒体计算计算单位太原理工大学化学化工学院计算条件筒体简图计算压力 P c 2.97MPa 设计温度 t 160.00︒ C 内径 D i 1200.00mm 材料Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 [σ] 189.00MPa 设计温度许用应力 [σ]t 187.80MPa 试验温度下屈服点 σs 345.00MPa 钢板负偏差 C 1 0.30mm 腐蚀裕量 C 2 1.00mm 焊接接头系数 φ1.00厚度及重量计算 计算厚度 δ = P D Pc it c 2[]σφ- = 9.56mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 13.40mm 名义厚度 δn =14.70mm 重量264.21Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值 P T = 1.25P [][]σσt =3.7335 (或由用户输入)MPa 压力试验允许通过 的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0.90 σs = 310.50 MPa试验压力下 圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 169.04MPa 校核条件 σT ≤ [σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]= 2δσφδe t i e []()D += 4.14788MPa 设计温度下计算应力σt =P D c i e e()+δδ2= 134.37 MPa[σ]t φ 187.80MPa 校核条件 [σ]t φ ≥σt结论 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度10.00mm,合格前端管箱封头计算计算单位太原理工大学化学化工学院计算条件椭圆封头简图计算压力P c 2.98 MPa设计温度t160.00 ︒ C内径D i1200.00 mm曲面高度h i300.00 mm材料Q345R (板材)设计温度许用应力[σ]t187.80 MPa试验温度许用应力[σ]189.00 MPa钢板负偏差C10.60 mm腐蚀裕量C2 1.00 mm焊接接头系数φ 1.00厚度及重量计算形状系数K = 16222+⎛⎝⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥Dhii= 1.0000计算厚度δ =KP DPc itc205[].σφ-= 9.55mm有效厚度δe =δn - C1- C2=14.40mm最小厚度δmin = 3.00mm名义厚度δn =15.00mm 结论满足最小厚度要求重量163.84Kg压力计算最大允许工作压力[P w]=205[].σφδδtei eKD+= 3.55133MPa结论合格后端管箱筒体计算计算单位太原理工大学化学化工学院计算条件筒体简图计算压力 P c 2.97MPa 设计温度 t 160.00︒ C 内径 D i 1200.00mm 材料Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 [σ] 189.00MPa 设计温度许用应力 [σ]t 187.80MPa 试验温度下屈服点 σs 345.00MPa 钢板负偏差 C 1 0.60mm 腐蚀裕量 C 2 1.00mm 焊接接头系数 φ1.00厚度及重量计算 计算厚度 δ = P D Pc it c 2[]σφ- = 9.56mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 13.40mm 名义厚度 δn =14.70mm 重量264.21Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值 P T = 1.25P [][]σσt =3.7335 (或由用户输入)MPa 压力试验允许通过 的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0.90 σs = 310.50 MPa试验压力下 圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 169.04MPa 校核条件 σT ≤ [σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]= 2δσφδe t i e []()D += 4.14788MPa 设计温度下计算应力σt =P D c i e e()+δδ2= 134.37 MPa[σ]t φ 187.80MPa 校核条件 [σ]t φ ≥σt结论 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度10.00mm,合格后端管箱封头计算计算单位太原理工大学化学化工学院计算条件椭圆封头简图计算压力P c 2.97 MPa设计温度t160.00 ︒ C内径D i1200.00 mm曲面高度h i300.00 mm材料Q345R (板材)设计温度许用应力[σ]t187.80 MPa试验温度许用应力[σ]189.00 MPa钢板负偏差C10.30 mm腐蚀裕量C2 1.00 mm焊接接头系数φ 1.00厚度及重量计算形状系数K = 16222+⎛⎝⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥Dhii= 1.0000计算厚度δ =KP DPc itc205[].σφ-= 9.52mm有效厚度δe =δn - C1- C2=11.40mm最小厚度δmin = 3.00mm名义厚度δn =14.70mm 结论满足最小厚度要求重量163.84Kg压力计算最大允许工作压力[P w]=205[].σφδδtei eKD+= 3.55133MPa结论合格壳程圆筒计算计算单位太原理工大学化学化工学院计算条件筒体简图计算压力 P c 1.11MPa 设计温度 t 150.00︒ C 内径 D i 1200.00mm 材料Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 [σ] 189.00MPa 设计温度许用应力 [σ]t 189.00MPa 试验温度下屈服点 σs 345.00MPa 钢板负偏差 C 1 0.30mm 腐蚀裕量 C 2 1.00mm 焊接接头系数 φ1.00厚度及重量计算 计算厚度 δ = P D Pc it c 2[]σφ- = 3.53mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 9.40mm 名义厚度 δn =10.70mm 重量2236.28Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值 P T = 1.25P [][]σσt =3.7100 (或由用户输入)MPa 压力试验允许通过 的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0.90 σs = 310.50 MPa试验压力下 圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 238.66MPa 校核条件 σT ≤ [σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]= 2δσφδe t i e []()D += 2.93799MPa 设计温度下计算应力σt =P D c i e e()+δδ2= 71.34 MPa[σ]t φ 189.00MPa 校核条件 [σ]t φ ≥σt结论 筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度10.00mm,合格延长部分兼作法兰固定式管板设计单位太原理工大学化学化工学院设计计算条件简图设计压力p s 1.099 MPa设计温度T s150 C︒平均金属温度t s 93.5 ︒C装配温度t o15 ︒C壳材料名称Q345R设计温度下许用应力[σ]t189 Mpa程平均金属温度下弹性模量E s 2.032e+05Mpa平均金属温度下热膨胀系数αs 1.148e-05 mm/mm ︒C圆壳程圆筒内径D i1200 mm壳程圆筒名义厚度δs10.7 mm 壳程圆筒有效厚度δse9.4 mm 筒壳体法兰设计温度下弹性模量E f’2e+05 MPa 壳程圆筒内直径横截面积A=0.25πD i2 1.131e+06 mm2 壳程圆筒金属横截面积A s=πδs(D i+δs) 3.571e+04 mm2管设计压力p t 2.968 MPa 箱设计温度T t 160 ︒C圆材料名称Q345R筒设计温度下弹性模量E h 1.992e+05 MPa 管箱圆筒名义厚度(管箱为高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)δh 35 mm管箱圆筒有效厚度δhe 34 mm 管箱法兰设计温度下弹性模量E t” 1.992e+05 MPa 材料名称20(GB8163)换管子平均温度t t 127.4 ︒C设计温度下管子材料许用应力[σ]t t 138.2 MPa 设计温度下管子材料屈服应力σs t207.2 MPa 热设计温度下管子材料弹性模量E t t 1.884e+05 MPa 平均金属温度下管子材料弹性模量E t 1.899e+05 MPa 平均金属温度下管子材料热膨胀系数αt 1.172e-05 mm/mm︒C管管子外径d25 mm 管子壁厚δt 2.5 mm管箱法兰计算计算单位太原理工大学化学化工学院设 计 条 件简 图设计压力 p 2.978 MPa 计算压力 p c 2.978 MPa 设计温度 t 160.0 ︒ C 轴向外载荷 F 0.0 N 外力矩 M 0.0 N .mm壳 材料名称 Q345R 体 许用应力 nt[]σ 187.8 MPa 法 材料名称 16Mn 许用 [σ]f 170.0 MPa 兰 应力 [σ]t f 144.2 MPa 材料名称30CrMoA 螺 许用 [σ]b 167.0 MPa 应力[σ]t b144.4 MPa 栓 公称直径 d B 36.0 mm 螺栓根径 d 1 31.7 mm 数量 n 44个D i 1200.0 D o 1450.0垫 结构尺寸 D b 1380.0 D 外 1308.0 D 内 1238.0 δ0 28.0 mm L e35.0 L A 48.0 h 48.0 δ142.0 材料类型 软垫片N 35.0 m 2.00 y (MPa) 11.0压紧面形状1a,1bb10.58D G1286.8片 b 0≤6.4mm b = b 0b 0≤6.4mm D G = ( D 外+D 内 )/2b 0 > 6.4mm b =2.530bb 0 > 6.4mm D G = D 外 - 2b螺 栓 受 力 计 算 预紧状态下需要的最小螺栓载荷W a W a = πbD G y = 470656.2 N 操作状态下需要的最小螺栓载荷W p W p = F p + F = 4382185.0N 所需螺栓总截面积 A m A m = max (A p ,A a ) = 30347.5 mm 2 实际使用螺栓总截面积 A bA b = 214d nπ= 34660.8 mm 2力 矩 计 算 操 F D = 0.785i 2D p c = 3365879.0 N L D = L A + 0.5δ1 = 69.0mm M D = F D L D= 232245648.0 N .mm 作 F G = F p= 509351.4 N L G = 0.5 ( D b - D G ) = 46.6mmM G = F G L G= 23727496.0 N .mm M pF T = F -F D = 504736.6NL T =0.5(L A + δ1 + L G )= 68.3mmM T = F T L T = 34469408.0N .mm外压: M p = F D (L D - L G )+F T (L T -L G ); 内压: M p = M D +M G +M T M p = 290442560.0N .mm 预紧M aW = 5428195.0 NL G = 46.6mmM a =W L G = 252865616.0N .mm 计算力矩 M o = M p 与M a [σ]f t /[σ]f 中大者 M o = 290442560.0N .mm。
过滤分离器设计方案用户：沙雅燃气长输管道有限公司型号： XFS28A-19 任务书编号： SR11003 工作令： SWA11088-1~2 图号： SW03-011-00编制：日期：1、设计标准本设计中过滤分离器器属于中压容器，应以安全为前提，综合考虑质量保证的各个环节，尽可能做到经济合理，可靠的密封性，足够的安全寿命。
设计标准如下：a. TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》b. GB150-1998《钢制压力容器》c. HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》d. JB4712.1-2007《容器支座》2、工作原理过滤分离器是用来清除气体中的固体、液态颗粒状杂质的设备，适用于各种燃气及其他非腐蚀性气体。
该型设备内部有两种过滤分离元件，第一种：滤芯支撑组件，主要用来过滤；第二种：叶片束组件，主要用来分离。
滤芯支撑组件可完全过滤0.5μ以上的固定颗粒，过滤效率达到99.98%；滤芯型号：PPEF-336（图一），气体通过过滤器的最大压降不超过0.05MPa，通过清洁滤芯的最大压降不超过0.014MPa，密封结构无泄漏。
图一、PPEF-336滤芯叶片束组件（图二）是分离夹杂在燃气或水蒸气中液滴的最好系统，因为它功效高、压降低、价格便宜，而且只需要很少的维护费用。
当气体进入分离器时，气体被叶片分割成许多垂直带状流，每一束气流都经过多次改变流向，这样便在叶片壁上产生了半紊流和旋流，夹杂在气体中的液滴被迫撞到叶片壁上并粘附在上面，液滴进去叶片的沟槽中并因重力作用而下落到液体收集器中，当液滴在收集器中积累到一定量时被排除或最终利用。
图二、叶片束组件3、设计步骤其设计的主要步骤如下：①根据介质特性，选择合适的壳体材料、接管、法兰等部件材料；②设计参数的确定；③根据用户提供的设计条件及参数，根据GB150公式，预设壳体壁厚；④从连接的密封性、强度等出发，按标准选用法兰、垫片及紧固件；⑤使用化工设备中心站开发的正版软件，SW6校核设备强度，确定壳体厚度及接管壁厚；⑥焊接接头型式的选择；⑦根据以上的容器设计计算，画出设计总设备图及零件图。
浅谈压力容器开孔补强的方法及计算发布时间：2021-08-13T10:44:23.333Z 来源：《科学与技术》2021年4月10期作者：韩秋菊[导读] 本文论述了在压力容器的设计中，采用开孔补强的设计方法，由于开孔补强有很多种，本文对其中几种进行深入的分析比较。
浅谈压力容器开孔补强的方法及计算韩秋菊中石化上海工程有限公司上海 ?200120摘要：本文论述了在压力容器的设计中，采用开孔补强的设计方法，由于开孔补强有很多种，本文对其中几种进行深入的分析比较。
关键词：压力容器，开孔补强，计算1.引言随着工业化的发展，压力容器在化工行业越来越普遍，其安全性也越来越受到重视。
开孔补强计是压力容器设计中必不可少的一部分，压力容器开孔后，不仅整体强度削弱，而且还因为开孔造成的应力集中造成开孔边缘局部的高应力，在制造过程中，开孔部分不可避免的形成缺陷与残余应力，于是，开孔附近就往往成为容器的破坏源,因此，在压力容器设计中必须充分考虑开孔补强问题。
2.开孔补强常用的方法2．1等面积补强法等面积补强法是我国压力容器标准GB150中介绍的一种补强方法。
等面积补强法的原则是：在容器和接管连接处周围补强的截面积等于壳体因开孔所减少的截面积。
这种补强的方法是以双向受拉伸的无限大平板上开有小孔时孔边的应力集中作为理论基础的，即仅考虑壳体中存在的拉伸薄膜应力，且以补强壳体的一次应力强度作为设计准则，故对小直径的开孔安全可靠。
同时该方法比较安全可靠，使用简便，在中低压容器设计中较多采用，这也是我们平时设计中最为常见的一种补强方法。
2．2压力面积补强法压力面积补强法是西德AD压力容器规范中采用的补强方法，它的设计原理和等面积法补强方法相同，不同的是对于壳体补强有效范围规定不同。
压力面积补强法开孔率可达0.8，所以当开孔率超过等面积补强时，可以采用压力面积补强。
经过许多实例考证，由于此法计算结果与实际应力相差较大，所以在设计中此种补强方法并不常见。
