2019最新第4章幻灯片1压力容器设计物理

46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
低温压力容器的设计
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天

设计单位许可资格与责任
(1)设计单位应当对设计质量负责，压力容器设计单位的许可资格、 设计类别、品种和级别范围应当符合《压力容器压力管道设计 许可规则》的规定；
(2)总体采用规则设计标准，局部参照分析设计标准进行压力容器 受压元件分析计算的单位，可以不取得应力分析设计许可项目 资格；
压力容器总体采用规则设计标准，对某些局部或结构可以采用应力分析方法进行强度校核， 但校核所取材料许用应力应当是规则设计标准中规定的材料许用应力；其设计、制造仍按规则 设计制造标准进行。对这种情况，该容器的设计单位或者进行强度校核的单位不需要取得应力 分析设计许可项目资格。
设计许可印章：
(1)压力容器的设计总图上，必须加盖特种设备（压力容器）设计许可印章（复印 章无效），设计许可印章失效的设计图样和已加盖竣工图章的图样不得用于制 造压力容器；
(2)压力容器设计许可印章中的设计单位名称必须与所加盖的设计图样中的设计单 位名称一致。
设计条件： 压力容器的设计委托方应当以正式书面形式向设计单位提出压力容器设计条件。 设计条件至少包含以下内容：
• 对压力容器的基本要求
（1）安全可靠 1）强度 是设备在载荷作用下抵抗永久变形和断裂
的能力。
2）刚度 是设备在载荷作用下保持原有形状的能力 。
3）韧性 是指材料断裂前吸收变形能量的能力。 4）密封性 是指过程设备防止介质泄漏的能力。
（2）满足过程要求 功能要求；寿命要求； （3）综合经济好 生产效率高、消耗系数低；
6.对多腔压力容器(换热器的管程和壳程、余热锅炉的汽包和换 热室、带夹套压力容器的内筒和夹套等) 类别划分等作出了规 定:
a) 对各压力腔进行类别划定时,设计压力取本压力腔的设计压力, 容积取本压力腔的几何容积;

（3）对于厚壁锻造结构，各向异性明显，韧脆转变温度较高
（4）加工困难，需专用设备
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多层圆筒的结构特点：
第4章 压力容器设计
层板包扎圆筒：先用12~25mm钢板卷焊成内筒节（只有纵焊缝）、焊缝经
100%射线探伤或超声波探伤，磨平。再用4~12mm钢板卷
成与内筒节等长的半圆筒（180°）或瓦片（< 180°）。 将两个半圆筒或多个瓦片（层板）包在内筒节上，用钢丝 绳扎紧，在接缝处点焊固定在内筒节上，然后松开钢丝绳， 焊接层板纵焊缝，磨平。仿照此法逐层包扎，使达到设计 要求的总壁厚。内筒与各层板的纵焊缝应错开75°，各外 筒上预先钻出安全孔，它能使层间气体受热后排出，也能
计算厚度与名义厚度、计算应力
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技术图样（纸）的内容：总图和零件图
总图上应注明下列内容：
压力容器名称、类别 设计条件 防腐蚀要求 无损检测要求
使用年限
主要受力零件的材料及有关要求 主要特性参数(容积、换热面积等) 制造要求 热处理要求
耐压试验和气密性试验要求
安全附件规格 铭牌的安装位置 包装和运输要求 现场组焊和安装要求
加工。然后用宽度与内筒等长的3~5mm薄钢板连续缠绕在圆筒上，一直缠到 所需厚度为止，缠绕时保持一定的预紧力。绕板的起端和内筒相焊，末端和
外层绕板相焊。为使起端和末端平滑，起端需磨成楔型端头，末端需对接楔
型端头——先将末端和楔型端头点焊固定，再焊对接焊缝。最外层像层板包 扎圆筒那样包裹半圆筒或瓦片，然后焊好纵焊缝。 绕板圆筒的端面加工与层板包扎圆筒相同。
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第4章 压力容器设计
b. 刚度失效
c. 失稳失效
d. 泄漏失效——接头处的密封失效
失效判据与设计准则

热处理工艺应根据材料种类、厚度、结构形式等因素综合考虑，以确保热处理效果和效率。
热处理过程中应严格控制加热速度、保温时间、冷却速度等参数，以确保热处理效果和效率。
热处理工艺
无损检测工艺是高压容器制造中的必要环节，用于检测容器的缺陷和损伤。
无损检测前应对容器进行预处理，如清洁、干燥等，以确保检测质量和效率。
焊接前应对材料进行预处理，如清洁、除锈、切割等，以确保焊接质量。
焊接过程中应严格控制焊接参数，如电流、电压、焊接速度等，以确保焊接质量和效率。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
焊接工艺
热处理工艺是高压容器制造中的重要环节，涉及到材料的性能和容器的稳定性。
热处理前应对材料进行预处理，如切割、矫形等，以确保热处理质量和效率。
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一旦发生高压容器事故，应迅速启动应急预案，采取有效措施控制事故扩大，并按照相关规定及时报告。
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案例分析
某化工厂高压容器在生产过程中发生爆炸，造成严重的人员伤亡和财产损失。
事故描述
容器超压运行，安全阀失效；设备维护不当，存在严重腐蚀和损伤；操作人员失误，未及时发现异常。
原因分析
加强设备维护和检查，确保安全附件完好；严格控制工艺参数，防止超压；加强员工培训，提高操作技能和安全意识。
要点一
要点二
详细描述
压力容器是一种用于存储液体或气体的密闭设备，其设计必须能够承受内部压力，并保证安全可靠地运行。根据不同的压力和用途，压力容器有多种分类方式。按照压力等级，可以分为低压容器（0.1MPa≤p<1.6MPa）、中压容器（1.6MPa≤p<10MPa）、高压容器（10MPa≤p<100MPa）和超高压容器（p≥100MPa）等。此外，根据用途和结构特点，压力容器还可以分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器和储存压力容器等。

第四章 外压容器设计
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二、受均布侧向外压的长圆筒的临界压力

(一) 圆环的临界载荷
–当受径向均布载荷的圆环的均布压缩载 荷q达到某一值时，其圆形横截面处于不 稳定状态，发生了微小的弹性弯曲变形 ，变成近似的椭圆形状。 圆环的挠度曲线微分方程 圆环的力矩方程式
d 2w MR 2 w 2 EJ d
第四章 外压容器设计
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第一节 概述
第四章 外压容器设计
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第一节 概述
2. 临界压力的影响因素： 在相同约束条件的前提下，Pcr除与圆筒材料的E、μ有关外， 主要和圆筒长度与直径之比(L/D)值、壁厚与直径(t/D)的比值 有关。
•弹性失稳：t/D很小时，失稳时筒壁内的压缩应力在材料的比 例极限以下。
第四章 外压容器设计
第一节 概述
第二节 外压薄壁圆筒的稳定性计算
第三节 外压圆筒的设计计算
第四节 外压封头和法兰设计
第四章 外压容器设计
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第一节 概述 一、外压容器的失效形式
外压容器的失效形式有两种：

强度破坏：压缩屈服破坏; 稳定性破坏：当外压达到一定的数值时，壳体 的径向挠度随压缩应力的增加急剧增大，直至 容器压扁。 薄壁圆筒的三种失稳外压工况：
D0 L f t ， D 0 e
–对于一个壁厚和直径已经确定的筒体（即该筒的D0/te的值）来说 ，筒体失稳时的环向应变ε值将只是L/D0的函数，不同的L/D0值的 圆筒体，失稳时将产生不同的ε值。以ε为横坐标，以L/D0为纵坐 标，就可得到一系列具有不同D0/te值筒体的ε－L/D0的关系曲线图 ，图中以系数A代替ε。
第四章 外压容器设计 25
二、图算法的原理