压力容器的强度计算
压力容器是一种主要用于储存或输送气体、液体等在内部产生较高压
力的装置。它广泛应用于化工、石油、煤炭、电力、冶金等行业中。为了
确保压力容器的安全运行，需要对压力容器的强度进行计算。
1.壁厚计算：压力容器壁厚的计算是压力容器强度计算的基础。壁厚
设计应满足以下条件：①确保容器在内部压力作用下不会破裂；②具有足
够的刚度以保证容器的稳定性；③合理分配应力，避免过度集中应力。
壁厚计算可采用多种方法，如薄壁理论、弹性理论、塑性理论等。其
基本原理是根据容器内部压力、容器几何形状、容器材料的力学性能等参数，计算容器受到的应力，并根据相应的材料强度参数确定壁厚。
2.焊缝强度计算：焊接是制造压力容器常用的连接方法之一、焊接连
接的强度计算主要涉及焊缝的强度计算和热影响区的强度计算。
焊缝的强度计算包括焊缝的有效截面计算和焊缝应力计算。焊缝的有
效截面计算可采用T型焊缝强度的判定公式，根据焊缝的几何尺寸确定其
有效截面积。焊缝应力计算可采用焊缝剖面应力法或其他适用的方法，根
据应力计算公式计算焊缝的应力。
热影响区的强度计算涉及焊缝附近材料的力学性能变化分析。焊接过
程中，受到焊接热源的加热作用，原有材料的晶体结构和性能会发生改变。根据焊缝热影响区的材料力学性能参数，进行强度计算。
3.耐久性计算：压力容器的耐久性计算主要是考虑容器的疲劳寿命。
在容器内部压力交替作用下，会导致材料发生疲劳损伤。
耐久性计算主要涉及应力幅计算和疲劳寿命计算。应力幅计算是根据容器的工作条件、材料疲劳强度参数等，计算容器内部压力作用下的应力幅度。疲劳寿命计算是根据材料的疲劳性能参数，计算容器的疲劳寿命。
总之，压力容器的强度计算是确保容器安全运行的重要环节。通过合理计算容器的壁厚、焊缝强度和耐久性，能够保证容器在内部压力作用下不会发生破裂和泄漏，从而确保生产过程的安全。
第11章压力容器的强度计算 本章重点要讲解内容： （1）理解内压容器设计时主要设计参数（容器内径、设计压力、设计温度、许用应力、焊缝系数等）的意义及其确定原则； （2）掌握五种厚度（计算壁厚、设计壁厚、名义壁厚、有效壁厚、最小壁厚）的概念、相互关系以及计算方法；能熟练地确定腐蚀裕度和钢板负偏差； （3）掌握内压圆筒的厚度设计； （4）掌握椭圆封头、锥形封头、半球形封头以及平板封头厚度的计算。（5）熟悉内压容器强度校核的思路和过程。 第一节设计参数的确定 1、我国压力容器标准与适用范围 我国现执行GB150－98 “钢制压力容器”国家标准。该标准为规则设计，采用弹性失效准则和稳定失效准则，应用解析法进行应力计算，比较简便。 JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》，其允许采用高的设计强度，相同设计条件下，厚度可以相应地减少，重量减轻。其采用塑性失效准则、失稳失效准则和疲劳失效准则，计算比较复杂，和美国的ASME 标准思路相似。 2、容器直径（diameter of vessel）
考虑压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要，容器筒体和封头的直径都有规定。对于用钢板卷制的筒体，以内径作为其公称直径。 表1 压力容器的公称直径（mm） 如果筒体是使用无缝钢管直接截取的，规定使用钢管的外径作为筒体的公称直径。 表2 无缝钢管制作筒体时容器的公称直径（mm） 3、设计压力（design pressure） （1）相关的基本概念（除了特殊注明的，压力均指表压力） ?工作压力P W：在正常的工作情况下，容器顶部可能达到的最高压 力。 ①由于最大工作压力是容器顶部的压力，所以对于塔类直立容器， 直立进行水压试验的压力和卧置时不同； ②工作压力是根据工艺条件决定的，容器顶部的压力和底部可能不 同，许多塔器顶部的压力并不是其实际最高工作压力（the maximum allowable working pressure）。 ③标准中的最大工作压力，最高工作压力和工作压力概念相同。 ?设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起 作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。 ①对最大工作压力小于0.1Mpa 的内压容器，设计压力取为 0.1Mpa； ②当容器上装有超压泄放装置时，应按“超压泄放装置”的计算方法规定。
项目一压力容器 任务四压力容器的强度计算及校核 容器按厚度可以分为薄壁容器和厚壁容器，通常根据容器外径Do与内径Di 的比值K来判断，K＞1.2为厚壁容器，K≤1.2为薄壁容器。工程实际中的压力容器大多为薄壁容器。 为判断薄壁容器能否安全工作，需对压力容器各部分进行应力计算与强度校核。 一、圆筒体和球形壳体 1.壁厚计算公式 圆筒体计算壁厚： 圆筒体设计壁厚： 球形容器计算壁厚： 球形容器设计壁厚： 式中δ——圆筒计算厚度，mm δd——圆筒设计厚度，mm pc——计算压力，MPa。pc=p+p液，当液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略 Di——圆筒的内直径，mm [σ]T——设计温度T下，圆筒体材料的许用应力，MPa（可查表） φ——焊接接头系数，φ≤1.0 C2——腐蚀裕量，mm
2.壁厚校核计算式 在工程实际中有不少的情况需要进行校核性计算，如旧容器的重新启用、正在使用的容器改变操作条件等。这时容器的材料及壁厚都是已知的，可由下式求设计温度下圆筒的最大允许工作压力[pw]。 式中δe——圆筒的有效厚度，mm 设计温度下圆筒的计算应力σT： σT值应小于或等于[σ]Tφ。 设计温度下球壳的最大允许工作压力[pw]： 设计温度下球壳计算应力σT： σT值应小于或等于[σ]Tφ。 二、封头的强度计算 1.封头结构 封头是压力容器的重要组成部分，常用的有半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、锥形封头和平封头（即平盖），如图1-4所示。工程上应用较多的是椭圆形封头、半球形封头和碟形封头，最常用的是标准椭圆形封头。以下只介绍椭圆形封头的计算，其他形式封头的计算可查阅GB150—2011。
第章压力容器的强度计算 本章重点要讲解内容： （）理解内压容器设计时主要设计参数（容器内径、设计压力、设计温度、许用应力、焊缝系数等）的意义及其确定原则； （）掌握五种厚度（计算壁厚、设计壁厚、名义壁厚、有效壁厚、最小壁厚）的概念、相互关系以及计算方法；能熟练地确定腐蚀裕度和钢板负偏差； （）掌握内压圆筒的厚度设计； （）掌握椭圆封头、锥形封头、半球形封头以及平板封头厚度的计算。 （）熟悉内压容器强度校核的思路和过程。 第一节设计参数的确定 、我国压力容器标准与适用范围 我国现执行－“钢制压力容器”国家标准。该标准为规则设计，采用弹性失效准则和稳定失效准则，应用解析法进行应力计算，比较简便。 《钢制压力容器—分析设计标准》，其允许采用高的设计强度，相同设计条件下，厚度可以相应地减少，重量减轻。其采用塑性失效准则、失稳失效准则和疲劳失效准则，计算比较复杂，和美国的标准思路相似。 、容器直径（） 考虑压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要，容器筒体和封头的直径都有规定。对于用钢板卷制的筒体，以内径作为其公称直径。 表压力容器的公称直径（） 如果筒体是使用无缝钢管直接截取的，规定使用钢管的外径作为筒体的公称直径。 表无缝钢管制作筒体时容器的公称直径（）
、设计压力（） （）相关的基本概念（除了特殊注明的，压力均指表压力） ?工作压力：在正常的工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。 ①由于最大工作压力是容器顶部的压力，所以对于塔类直立容器，直立进行水压试 验的压力和卧置时不同； ②工作压力是根据工艺条件决定的，容器顶部的压力和底部可能不同，许多塔器顶 部的压力并不是其实际最高工作压力（）。 ③标准中的最大工作压力，最高工作压力和工作压力概念相同。 ?设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条 件，其值不低于工作压力。 ①对最大工作压力小于的内压容器，设计压力取为； ②当容器上装有超压泄放装置时，应按“超压泄放装置”的计算方法规定。 ③对于盛装液化气体的装置，在规定的充满系数范围内，设计压力由工作条件下，可 能达到的最高金属温度确定。（详细内容，参考，附录（标准的附录），超压泄 放装置。） ?计算压力是新增加的内容，是指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压 力，其中包括液柱静压力，当静压力值小于％的设计压力时，可略去静压力。 ①注意与对设计压力规定的区别； 《钢制压力容器》规定设计压力是指在相应设计温度下，用以确定容器壳壁计算厚度的压力，亦是标注在铭牌上的设计压力，取略高或等于最高工作压力。当容器受静压力值大于％设计压力时，应取设计压力与液柱静压力之和进行元件的厚度计算。 使许多设计人员误将设计压力和液柱静压力之和作为容器的设计压力。 ②一台设备的设计压力只有一个，但受压元件的计算压力在不同部位可能有所变化。 ③计算压力在压力容器总图的技术特性中不出现，只在计算书中出现。 、设计温度（） 设计温度是指容器在正常工作情况下，在相应的设计压力下，设定的受压元件的金属温度。主要用于确定受压元件的材料选用、强度计算中材料的力学性能和许用应力，以及热应力计算时设计到的材料物理性能参数。 ●设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度； ●当设计温度在℃以下时，不得高于元件金属可能达到的最低温度； ●当容器在各部分工作状态下有不同温度时，可分别设定每一部分的设计温度； 、许用应力( ) 许用应力是以材料的极限应力除以适当的安全系数，在设计温度下的许用应力的大小，直接决定容器的强度，对钢板、锻件、紧固件均规定了材料的许用应力。 表钢制压力容器中使用的钢材安全系数
内筒体下段内压计算 计算单位 工程公司 计算所依据的标准 GB/T 150.3-2011 计算条件 筒体简图 计算压力 p c 0.52 MPa 设计温度 t -196.00 ︒ C 内径 D i 3000.00 mm 材料 S30408(Rp1.0)# ( 板材 ) 试验温度许用应力 [σ] 166.60 MPa 设计温度许用应力 [σ]t 166.60 MPa 试验温度下屈服点 R eL 250.00 MPa 负偏差 C 1 0.30 mm 腐蚀裕量 C 2 0.00 mm 焊接接头系数 φ 1.00 厚度及重量计算 计算厚度 δ = c t i c ][2P D p -φσ = 4.69 mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 7.70 mm 名义厚度 δn = 8.00 mm 重量 899.22 Kg 压力试验时应力校核 压力试验类型 气压试验 试验压力值 p T = 1.10p [][] σσt = 0.3900 MPa 压力试验允许通过 的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0.80 R eL = 200.00 MPa 试验压力下 圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 76.17 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 ]= 2δσφ δe t i e []()D += 0.85302 MPa 设计温度下计算应力 σt = e e i c 2) (δδ+D p = 101.56 MPa [σ]t φ 166.60 MPa 校核条件 [σ]t φ ≥σt 结论 合格
薄壁圆筒强度计算公式 The document was finally revised on 2021
压力容器相关知识 一、压力容器的概念 同时满足以下三个条件的为压力容器，否则为常压容器。 1、最高工作压力P ：×104Pa ≤P ≤×106Pa ，不包括液体静压力； 2、容积V ≥25L ，且P ×V ≥1960×104L Pa; 3、介质：为气体，液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。 二、强度计算公式 1、受内压的薄壁圆筒 当K=～，压力容器筒体可按薄壁圆筒进行强度计算，认为筒体为二向应力状态，且各受力面应力均匀分布，径向应力σr =0，环向应力σt =PD/4s ，σz = PD/2s ，最大主应力σ1＝PD/2s ，根据第一强度理论，筒体壁厚理论计算公式， δ理＝ P PD －σ][2 考虑实际因素， δ＝P PD φ－σ][2+C 式中，δ—圆筒的壁厚（包括壁厚附加量），㎜； D — 圆筒内径，㎜； P — 设计压力，㎜； [σ] — 材料的许用拉应力，值为σs /n ，MPa ； φ— 焊缝系数，～； C — 壁厚附加量,㎜。 2、受内压P 的厚壁圆筒 ①K ＞，压力容器筒体按厚壁容器进行强度计算，筒体处于三向应力状态，且各受力面应力非均匀分布（轴向应力除外）。
径向应力σr ＝--1(222a b Pa 22 r b ） 环向应力σθ＝+-1(222a b Pa 22 r b ） 轴向应力σz =222 a b Pa - 式中，a —筒体内半径，㎜；b —筒体外半径，㎜； ②承受内压的厚壁圆筒应力最大的危险点在内壁，内壁处三个主应力分别为： σ1＝σθ＝P K K 11 22-+ σ2=σz =P K 11 2- σ3=σr =-P 第一强度理论推导处如下设计公式 σ1＝P K K 11 22-+≤[σ] 由第三强度理论推导出如下设计公式 σ1－σ3＝P K K 11 22-+≤[σ] 由第四强度理论推导出如下设计公式： P K K 132 -≤[σ] 式中，K ＝a/b 3、受外压P 的厚壁圆筒 径向应力σr ＝－--1(222 a b Pb 22r a ） 环向应力σθ＝－+-1(222a b Pb 22 r a ） 4、一般形状回转壳体的应力计算
压力容器常用计算公式 压力容器是一种用于存储和输送高压气体或液体的装置，常用于化工、石油、冶金等行业。在设计和使用压力容器时，必须严格遵循相关的计算 公式，以确保容器的安全可靠性。下面将介绍一些常用的压力容器计算公式。 1.容器内外径计算公式 压力容器的内径和外径是设计中的重要参数，通常采用以下公式进行 计算： 内径=2×壁厚+内尺寸 外径=内径+2×壁厚 2.容器壁厚计算公式 压力容器的壁厚是保证容器能够承受内外压力的关键参数。常用的壁 厚计算公式有以下几种： a.板材强度计算公式 压力容器壁厚=P×R/(2×S×W) 其中，P为设计压力，R为容器半径，S为板材的允许应力，W为板材 的制作强度。 b.图表法计算公式 根据国家标准或专业手册提供的图表，根据设计压力、容器直径和材 料等参数，直接读取相应壁厚数值。
3.容器的承受外压力计算公式 在一些情况下，压力容器还需要承受外部外压力，此时需要考虑容器的外弯矩和翘曲应力。常用的计算公式有以下几种： a.贝克公式 容器的翘曲应力=(P×R)/(2×S×V) 其中，P为设计压力，R为容器半径，S为材料的抗拉强度，V为容器截面面积。 b.ASMEVIII-2规范 根据ASMEVIII-2规范中的公式计算承受外压的壁厚，具体公式较为复杂，需要参照相关规范进行计算。 4.容器的圆周接缝强度计算公式 容器的圆周接缝是容器壁上的焊缝，焊缝的强度评估是容器设计的关键部分，常用的圆周接缝强度计算公式有以下几种： a.波带法 利用波带法计算焊缝的最小强度，并与设计压力进行比较，以确定焊缝的强度是否足够。 b.BS5500+PD5500规范 根据BS5500+PD5500规范中的公式计算焊缝的强度，具体公式较为复杂，需要参照相关规范进行计算。 5.容器的底部头板计算公式
压力容器的强度计算 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020
第11章压力容器的强度计算 本章重点要讲解内容： （1）理解内压容器设计时主要设计参数（容器内径、设计压力、设计温度、许用应力、焊缝系数等）的意义及其确定原则； （2）掌握五种厚度（计算壁厚、设计壁厚、名义壁厚、有效壁厚、最小壁厚）的概念、相互关系以及计算方法；能熟练地确定腐蚀裕度和钢板负偏差； （3）掌握内压圆筒的厚度设计； （4）掌握椭圆封头、锥形封头、半球形封头以及平板封头厚度的计算。（5）熟悉内压容器强度校核的思路和过程。 第一节设计参数的确定 1、我国压力容器标准与适用范围 我国现执行GB150－98 “钢制压力容器”国家标准。该标准为规则设计，采用弹性失效准则和稳定失效准则，应用解析法进行应力计算，比较简便。 JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》，其允许采用高的设计强度，相同设计条件下，厚度可以相应地减少，重量减轻。其采用塑性失效准则、失稳失效准则和疲劳失效准则，计算比较复杂，和美国的ASME标准思路相似。 2、容器直径（diameter of vessel）
考虑压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要，容器筒体和封头的直径都有规定。对于用钢板卷制的筒体，以内径作为其公称直径。 表1 压力容器的公称直径（mm） 如果筒体是使用无缝钢管直接截取的，规定使用钢管的外径作为筒体的公称直径。 表2 无缝钢管制作筒体时容器的公称直径（mm） 3、设计压力（design pressure） （1）相关的基本概念（除了特殊注明的，压力均指表压力） ?工作压力P W：在正常的工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。 ①由于最大工作压力是容器顶部的压力，所以对于塔类直立容器，直立 进行水压试验的压力和卧置时不同； ②工作压力是根据工艺条件决定的，容器顶部的压力和底部可能不同，许 多塔器顶部的压力并不是其实际最高工作压力（the maximum allowable working pressure）。 ③标准中的最大工作压力，最高工作压力和工作压力概念相同。 ?设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为 设计载荷条件，其值不低于工作压力。 ①对最大工作压力小于的内压容器，设计压力取为； ②当容器上装有超压泄放装置时，应按“超压泄放装置”的计算方法规定。 ③对于盛装液化气体的装置，在规定的充满系数范围内，设计压力由工作 条件下，可能达到的最高金属温度确定。（详细内容，参考GB150- 1998，附录B（标准的附录），超压泄放装置。）
压力容器检验常用强度计算公式 C —厚度附加量mm ；对多层包扎圆筒只考虑内筒；对热套圆筒只考虑内侧第一层套合圆筒的C 值；C ＝C 1+C 2 +C 3 C 1—钢材厚度负偏差，mm ； C 2—腐蚀裕量，mm ； C 3—机械加工减薄量，mm ； D i —圆筒或球壳的内直径，mm ； D o —圆筒或球壳的外直径(D o = D i +2δn )，mm ； P T —试验应力，MPa ； P c —计算压力,MPa ； [p w ]—圆筒或球壳的最大允许工作压力，MPa ； δ—圆筒或球壳的计算厚度，mm ； δe —圆筒或球壳的有效厚度，mm ； δn —圆筒或球壳的名义厚度，mm ； бt —设计温度下圆筒或球壳的计算应力，MPa ； 〔б〕t —设计温度下圆筒或球壳材料的许用应力，MPa ； бs —材料的屈服强度，MPa ； ø—焊接接头系数； 1、承受内压圆筒计算厚度 δ=P PcD t i -∮][2σ 2、承受内压球壳计算厚度
δ=P PcD t i -∮][4σ 3、承受内压椭圆形封头计算厚度 a ）标准椭圆形封头 δ=P PcD t i 5.0∮][2-σ b ）非标准椭圆形封头 δ=P kPcD t i 5.0∮][2-σ ])2(2[612i i h D k += 2、应力校核 a 、液压试验时，圆筒的薄膜应力校核 бT =e e D P i T δδ2)(+《0.9бs ø b 、气压试验时，圆筒的薄膜应力校核 бT =e e D P i T δδ2)(+《0.8бs ø c 、液压试验时，球形容器的薄膜应力校核 бT =e e D P i T δδ4)(+《0.9бs ø d 、气压试验时，球形容器的薄膜应力校核 бT =e e D P i T δδ4)(+《0.8бs ø 3、最大允许工作压力计算 a 、圆筒最大允许工作压力计算 〔P w 〕＝e i t e D δσδ+Φ][2
蒸汽轮机压力容器的强度计算 蒸汽轮机是一种能量转换机械，利用高温高压的水蒸汽驱动涡轮旋转，从而输出机械能或电能。蒸汽轮机的压力容器是其中重要的组成部分之一。在使用中，高温高压的蒸汽会对容器产生巨大的力量，所以其强度的计算就显得尤为重要。 1. 压力容器分类 一般而言，压力容器可以分为两类：裸露式压力容器和封闭式压力容器。对于裸露式压力容器来说，在外部环境的压力下，容器的内部压力承受的是一个向外的力。而对于封闭式压力容器，由于它具有完全封闭的特性，所以它内部的压力承载能力要比外部的环境压力高得多。 2. 强度计算基本原理 强度计算是指根据所采用的强度假设和设计载荷，来确定机械结构的强度状况是否符合要求的一种计算方法。具体来说，蒸汽轮机压力容器的强度计算可以分为以下几个步骤： (1) 确定材料的弹性模量和屈服强度； (2) 确定容器的边角张力，涡轮或传动机构的作用力和容器壁的温度场； (3) 计算容器壁的应力和应变； (4) 判断容器的安全性和可用性。 3. 设计计算方法 为了对蒸汽轮机压力容器进行强度计算，一般会采用以下两种方法： (1) 基于弹性力学的计算方法。这种方法假设容器是一种理想的弹性体，可以通过对应力平衡条件下的位移和应变场进行分析。
(2) 基于材料本构理论的计算方法。此方法采用弹塑性理论，考虑容器所使用 材料的塑性变形，进而得到容器的设计载荷和变形。 在进行强度计算时，除了要保证容器的强度，还要注意一些细节问题，例如容 器的几何形状、挠度、外加载荷分布、连接方式等。为了确保蒸汽轮机的安全运行，还要进行一些检测和监控，及时处理容器的故障，保证机组运行的可靠性和稳定性。 4. 结尾 从以上分析可以看出，蒸汽轮机压力容器的强度计算非常重要。在保护环境、 保障人们的生命财产安全的前提下，蒸汽轮机压力容器的设计必须符合国家和行业标准，这样才能确保蒸汽轮机的正常运行。同时，在使用中还要经常进行检测和监控，避免容器的故障发生，确保整个机组的安全和可靠性。
压力容器壁厚计算及说明 一、压力容器的概念 同时满足以下三个条件的为压力容器，否则为常压容器。 1、最高工作压力P ：9.8×104Pa ≤P ≤9.8×106Pa ，不包括液体静压力； 2、容积V ≥25L ，且P ×V ≥1960×104L Pa; 3、介质：气体，液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。 二、强度计算公式 1、受内压的薄壁圆筒 当K=1.1～1.2，压力容器筒体可按薄壁圆筒进行强度计算，认为筒体为二向应力状态，且各受力面应力均匀分布，径向应力σr =0，环向应力σt =PD/4s ，σz = PD/2s ，最大主应力σ1＝PD/2s ，根据第一强度理论，筒体壁厚理论计算公式， δ理＝ P PD －σ][2 考虑实际因素， δ＝P PD φ－σ][2+C 式中，δ—圆筒的壁厚（包括壁厚附加量），㎜； D — 圆筒内径，㎜； P — 设计压力，㎜； [σ] — 材料的许用拉应力，值为σs /n ，MPa ； φ— 焊缝系数，0.6～1.0； C — 壁厚附加量,㎜。 2、受内压P 的厚壁圆筒 ①K ＞1.2，压力容器筒体按厚壁容器进行强度计算，筒体处于三向应力状态，且各受力面应力非均匀分布（轴向应力除外）。 径向应力σr ＝--1(222a b Pa 22 r b ） 环向应力σθ＝+-1(222a b Pa 22 r b ） 轴向应力σz =2 22 a b Pa - 式中，a —筒体内半径，㎜；b —筒体外半径，㎜； ②承受内压的厚壁圆筒应力最大的危险点在内壁，内壁处三个主应力分别为： σ1＝σθ＝P K K 1 122-+ σ2=σz =P K 1 12-
压力容器强度校核公式 压力容器是一种用于贮存或输送气体、液体等物质的设备，在工业生 产中广泛应用。其使用中的安全性是至关重要的，因此需要根据相关标准 和规范进行强度校核。本文将介绍压力容器强度校核的公式及其相关内容。 首先，需要明确的是，压力容器的强度校核是通过计算容器的应力及 变形情况来判断容器是否足够强度，能够承受内部或外部的压力。强度校 核的公式会涉及到容器的几何尺寸、材料性能、内外压力等参数。 根据国际标准，常见的压力容器强度校核公式有以下几种： 1.材料强度校核公式： 根据材料的特性，常见的强度校核公式有拉伸强度计算公式、屈服强 度计算公式、冲击强度计算公式等。具体选择一个适合的公式需要根据所 用材料以及工作条件来确定。 2.壁厚校核公式： 压力容器的壁厚是直接影响其强度的因素之一、常见的壁厚校核公式 有以下几种： -索刚公式：T=[PD]/[2S+0.6P] -拉普拉斯公式：P=[S]/[R] -强度理论公式：T=[PD]/[2S-0.2P] 其中，T为壁厚，P为内压力，D为内径，S为许用应力，R为外半径。 3.焊缝强度校核公式：
在压力容器制作过程中，常常需要对焊缝进行强度校核。 - 焊缝强度校核公式：F = [2P(h + a)]/[lt + 2a] -波动系数公式：I=[l+(0.5+e/a)h]/[(t+a)(1+e/b)] 其中，F为焊强度，P为内压力，h为坡口深度，a为根宽，l为焊缝 长度，t为焊缝壁厚，e为焊缝波动系数。 此外，还需要考虑容器的安全系数以及相关的载荷作用的影响等因素。根据具体的使用条件和所需的安全性能，选择合适的公式进行强度校核， 并确保满足相关标准和规范的要求。 需要注意的是，以上公式仅是一些常见的压力容器强度校核公式，并 不能涵盖所有情况。在实际应用中，还需要根据具体的情况选择合适的校 核公式，并结合相应的标准和规范进行设计。 总结起来，压力容器的强度校核是保证容器安全可靠运行的重要环节。根据材料的强度、壁厚、焊缝强度等因素进行计算，并结合安全系数和标 准规范来确定容器的强度校核。压力容器的设计和制造过程中需要严格遵 循相关的标准和规范，并进行必要的试验验证，确保容器的设计强度满足 运行要求，保障工业生产的安全性。
压力容器相关知识 一、压力容器的概念 同时满足以下三个条件的为压力容器，否则为常压容器。 1、最高工作压力P ：9.8×104Pa ≤P ≤9.8×106Pa ，不包括液体静压力； 2、容积V ≥25L ，且P ×V ≥1960×104L Pa; 3、介质：为气体，液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。 二、强度计算公式 1、受内压的薄壁圆筒 当K=1.1～1.2，压力容器筒体可按薄壁圆筒进行强度计算，认为筒体为二向应力状态，且各受力面应力均匀分布，径向应力σr =0，环向应力σt =PD/4s ，σz = PD/2s ，最大主应力σ1＝PD/2s ，根据第一强度理论，筒体壁厚理论计算公式， δ理＝ P PD －σ][2 考虑实际因素， δ＝P PD φ－σ][2+C 式中，δ—圆筒的壁厚（包括壁厚附加量），㎜； D — 圆筒内径，㎜； P — 设计压力，㎜； [σ] — 材料的许用拉应力，值为σs /n ，MPa ； φ— 焊缝系数，0.6～1.0； C — 壁厚附加量,㎜。 2、受内压P 的厚壁圆筒 ①K ＞1.2，压力容器筒体按厚壁容器进行强度计算，筒体处于三向应力状态，且各受力面应力非均匀分布（轴向应力除外）。 径向应力σr ＝--1(222a b Pa 22 r b ） 环向应力σθ＝+-1(222a b Pa 22 r b ） 轴向应力σz =2 22 a b Pa - 式中，a —筒体内半径，㎜；b —筒体外半径，㎜； ②承受内压的厚壁圆筒应力最大的危险点在内壁，内壁处三个主应力分别为： σ1＝σθ＝P K K 1 122-+ σ2=σz = P K 1 12- σ3=σr =-P 第一强度理论推导处如下设计公式
压力容器的强度计算 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
第11章压力容器的强度计算 本章重点要讲解内容： （1）理解内压容器设计时主要设计参数（容器内径、设计压力、设计温度、许用应力、焊缝系数等）的意义及其确定原则； （2）掌握五种厚度（计算壁厚、设计壁厚、名义壁厚、有效壁厚、最小壁厚）的概念、相互关系以及计算方法；能熟练地确定腐蚀裕度和钢板负偏差； （3）掌握内压圆筒的厚度设计； （4）掌握椭圆封头、锥形封头、半球形封头以及平板封头厚度的计算。 （5）熟悉内压容器强度校核的思路和过程。 第一节设计参数的确定 1、我国压力容器标准与适用范围 我国现执行GB150－98 “钢制压力容器”国家标准。该标准为规则设计，采用弹性失效准则和稳定失效准则，应用解析法进行应力计算，比较简便。 JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》，其允许采用高的设计强度，相同设计条件下，厚度可以相应地减少，重量减轻。其采用塑性失效准则、失稳失效准则和疲劳失效准则，计算比较复杂，和美国的ASME标准思路相似。 2、容器直径（diameter of vessel） 考虑压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要，容器筒体和封头的直径都有规定。对于用钢板卷制的筒体，以内径作为其公称直径。 表1 压力容器的公称直径（mm） 如果筒体是使用无缝钢管直接截取的，规定使用钢管的外径作为筒体的公称直径。 表2 无缝钢管制作筒体时容器的公称直径（mm） 3、设计压力（design pressure） （1）相关的基本概念（除了特殊注明的，压力均指表压力） 工作压力P W：在正常的工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。 ①由于最大工作压力是容器顶部的压力，所以对于塔类直立容器，直立进行 水压试验的压力和卧置时不同； ②工作压力是根据工艺条件决定的，容器顶部的压力和底部可能不同，许多塔 器顶部的压力并不是其实际最高工作压力（the maximum allowable working pressure）。 ③标准中的最大工作压力，最高工作压力和工作压力概念相同。 设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载 荷条件，其值不低于工作压力。 ①对最大工作压力小于的内压容器，设计压力取为； ②当容器上装有超压泄放装置时，应按“超压泄放装置”的计算方法规定。 ③对于盛装液化气体的装置，在规定的充满系数范围内，设计压力由工作条 件下，可能达到的最高金属温度确定。（详细内容，参考GB150-1998，附录 B（标准的附录），超压泄放装置。）
压力容器的强度计算
第11章压力容器的强度计算 本章重点要讲解内容： （1）理解内压容器设计时主要设计参数（容器内径、设计压力、设计温度、许用应力、 焊缝系数等）的意义及其确定原则；（2）掌握五种厚度（计算壁厚、设计壁厚、名义壁厚、有效壁厚、最小壁厚）的概念、 相互关系以及计算方法；能熟练地确定腐 蚀裕度和钢板负偏差； （3）掌握内压圆筒的厚度设计； （4）掌握椭圆封头、锥形封头、半球形封头以及平板封头厚度的计算。 （5）熟悉内压容器强度校核的思路和过程。 第一节设计参数的确定 1、我国压力容器标准与适用范围 我国现执行GB150－98 “钢制压力容器”国家标准。该标准为规则设计，采用弹性失效准则和稳定失效准则，应用解析法进行应力计算，比较简便。 JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》，其允许采用高的设计强度，相同设计条件
细内容，参考GB150-1998，附录B（标准的附录），超压泄放装置。） 计算压力P C是GB150-1998 新增加的内容，是指在相应设计温度下，用以确定元件 厚度的压力，其中包括液柱静压力，当静压 力值小于5％的设计压力时，可略去静压 力。 ①注意与GB150-1989 对设计压力规定的区 别； 《钢制压力容器》规定设计压力是指在相应设计温度下，用以确定容器壳壁计算厚 度的压力，亦是标注在铭牌上的设计压力，取略高或等于最高工作压力。当容器受静压 力值大于5％设计压力时，应取设计压力与 液柱静压力之和进行元件的厚度计算。使 许多设计人员误将设计压力和液柱静压力 之和作为容器的设计压力。 ②一台设备的设计压力只有一个，但受压元件的计算压力在不同部位可能有所变化。 ③计算压力在压力容器总图的技术特性中不出现，只在计算书中出现。