当前位置:文档之家› 第七篇 外压容器设计

第七篇 外压容器设计

第七篇 外压容器设计
第七篇 外压容器设计

第七章 外压容器设计

第一节 外压容器设计

【学习目标】 掌握外压容器稳定性概念,了解加强圈设置规定;掌握外压圆筒、封头、加强圈的设计计算;掌握外压容器压力试验规定。

一、外压容器的稳定性

容器在正常操作时,凡壳体外部压力高于内部者,均称为外压容器,这类容器有两种:真空容器;两个压力腔的夹套容器。

但是对于薄壁容器,承受外压作用时,往往在强度条件能够满足、应力远低于材料屈服强度的情况下,容器有可能因为不能保持自己原有的形状而出现扁塌,这种现象称为结构丧失了稳定性,即失稳。失稳是由于外压容器刚度不足而引起的,因此,保证容器有足够的稳定性(刚度)是外压容器能够正常工作的必要条件,也是外压容器设计中首先应该考虑的问题。

按圆筒的破坏情况,外压圆筒可分为长圆筒、短圆筒和刚性圆筒三类。

长圆筒刚性最差,最易失稳,失稳时呈现两个波形。短圆筒刚性较好,失稳时呈现两个以上的波形。刚性圆筒具有足够的稳定性,破坏时属于强度失效。

1、临界压力

外压容器由原平衡状态失去稳定性而出现扁塌时对应的压力称之为临界压力(p cr )。影响临界压力的因素有:

① 圆筒的几何尺寸

δ/D (壁厚与直径的比值)、L /D (长度与直径的比值)是影响外压圆筒刚度的两个重要参数。δ/D 的值越大,圆筒刚度越大,临界压力p cr 值也越大;L /D 的值越大,圆筒刚度越小,临界压力p cr 也越小。

② 材料的性能

材料的弹性模量E 值和泊松比μ值对临界压力有直接影响,但是这两个值主要由材料的合金成分来决定,对已有材料而言无法改变,因此讨论弹性模量E 值和泊松比μ值的影响意义不大。

③ 圆筒的不圆度

圆筒的不圆度会影响圆筒抵抗变形的能力,降低临界压力p cr ,因此在圆筒制造过程中要控制不圆度。

2、许用外压力

与内压容器强度设计要取安全系数类似,外压容器刚度设计也要设定稳定系数,我国标准规定外压容器稳定系数m=3,故许用外压力[]3cr p p ≤。

二、外压圆筒的计算长度

外压圆筒的计算长度对许用外压值影响很大。从理论上说,计算长度的选取应是判断在该圆筒长度的两端能否保持足够的约束,使其真正能起支撑线的作用,从而在圆筒失稳时仍能保持圆形,不致被压塌。

支撑线系指该处的截面有足够的惯性矩,不致在圆筒失稳时也出现失稳现象。

圆筒计算长度,应取圆筒上两相邻支撑线之间的距离,见图7-1。

三、加强圈的设置

GB150.3第4章“外压圆筒和外压球壳”对加强圈的设置做出了规定。

1、加强圈可设置在容器的内部或外部,应整圈围绕在圆筒的圆周上。加强圈两端的接合形式应按图7-2中A、B所示。

2、容器内部的加强圈,若布置成图7-2中C、D、E或F所示之结构时,则应取具最小惯性矩的截面进行计算。

3、在加强圈上需要留出如图7-2中D、E及F所示的间隙时,则不应超过图7-3规定的弧长,否则须将容器内部和外部的加强圈相邻两部分之间接合起来,采用如图7-2中C所示的结构。但若能同时满足以下条件者可以除外:

a)每圈只允许一处无支撑的壳体弧长;

b)无支撑的壳体弧长不超过90°圆周;

c)相邻两加强圈的不受支撑的圆筒弧长相互交错180°;

d)圆筒计算长度L应取下列数值中的较大者:

——相间隔加强圈之间的最大距离;

——从封头切线至第二个加强圈中心的距离再加上1/3封头曲面深度。

图7-2 外压容器加强圈的各种布置图

4、容器内部的构件如塔盘等,若设计成起加强作用时,也可作加强圈用。

5、加强圈与圆筒之间可采用连续的或间断的焊接,当加强圈设置在容器外面时,加强圈每侧间断焊接的总长,应不少于圆筒外圆周长的1/2,当设置在容器里面时,应不小于圆筒内圆周长的1/3。焊脚尺寸不得小于相焊件中较薄件的厚度。

间断焊缝的布置与间距可参照图7-4所示的型式,间断焊缝可以相互错开或并排布置。最大间隙t,对外加强圈为8δn,对内加强圈为12δn。

图7-3 圆筒上加强圈允许的间断弧长值

图7-4 加强圈与圆筒的连接

四、外压圆筒的稳定性校核

GB 150.3第4章“外压圆筒和外压球壳”规定了外压圆筒的稳定性校核计算。 4.3.2 D 0/δe ≥20的圆筒 4.3.2.1 确定外压应变系数A

根据L/D o 和D o /δe 由图4-2或表4-2查取外压应变系数A 值 4.3.2.2 确定外压应力系数B

按所用材料,查表4-1确定对应的外压应力系数B 曲线图

4.3.2.3 确定许用外压力[]p

[]e

D B

p δ/0=

计算得到的[]p 应大于或等于c p ,否则须调整设计参数,重复上述计算,直到满足设计要求。

4.3.3 D 0/δe <20的圆筒(略)

五、外压封头的计算

1、外压球壳的计算

GB 150.3第4章“外压圆筒和外压球壳”规定了外压球壳的计算。 4.4.1 确定外压应变系数A

根据R o /δe ,用式(4-5)计算系数A 值:

()

e R A δ/125

.00=

4.4.2 确定外压应力系数B

按所用材料,查表4-1确定对应的外压应力系数B 曲线图,由A 值查取B 值(遇中间值用内插法);

4.4.3 确定许用外压力[]p

根据B 值,按式(4-6)计算许用外压力[]p 值: []()

e R B

p 0=

计算得到的[]p 应大于或等于c p ,否则须调整设计参数,重复上述计算,直到满足设计要求。

2、受外压(凸面受压)椭圆形封头的计算

GB 150.3第5章“封头”规定了受外压(凸面受压)椭圆形封头的计算。 以下内容摘选自GB 150.3第5章“封头”。

5.3.3 凸面受压椭圆形封头的厚度计算应采用本部分第4章外压球壳设计方法,其中R 0为椭圆形封头的当量球壳外半径,R 0=K 1D 0。

K 1——由椭圆形长短轴比值决定的系数,见表5-2。 3、其他型式外压封头

六、外压圆筒加强圈的计算

GB 150.3第4章“外压圆筒和外压球壳”规定了外压圆筒加强圈的计算。 4.5.1.1 惯性矩计算

选定加强圈材料与截面尺寸,计算其横截面积A S 和加强圈与圆筒有效段组合截面的惯性矩I S ;圆筒有效段系指在加强圈中心线两侧有效宽度各为e D δ055.0的壳体。

若加强圈中心线两侧圆筒有效宽度与相邻加强圈的圆筒有效宽度相重叠,则该圆筒的有效宽度中相重叠部分每侧按一半计算。 4.5.1.2 确定外压应力系数B

按式(4-7)计算B 值:

()

s s e c L A D p B /0

+=

δ (4-7)

4.5.1.3 确定外压应变系数A

a )按所用材料,查表4-1确定对应的外压应力系数B 曲线图,由B 值查取A 值(遇中间值用内插法);

b )若B 值超出设计温度下曲线的最大值,则取对应温度下曲线的右端点的纵坐标值为

A 值;

c )若B 值小于设计温度下曲线的最小值,则按式(4-8)计算A 值:

t

E B

A 23=

(4-8) 4.5.1.4 确定所需的惯性矩I

按式(4-9)计算加强圈与圆筒组合段所需的惯性矩I 值:

()A L A L D I s s e s 9

.10/20+=δ (4-9)

I S 应大于或等于I ,否则须另选一具有较大惯性矩的加强圈,重复上述步骤,直到I S 大

于且接近I 为止。

第二节 外压容器计算示例

【学习目标】 在学习外压容器稳定性及外压容器图算法设计的基础上,通过外压容器计算示例,掌握外压容器的刚度设计。

计算示例

真空分馏塔的内径2000mm ,筒体长度为6000mm ,采用标准椭圆形封头。筒体、封头拟用8mm 、Q345R 钢板制造,技术参数见下表,试设计该塔体加强圈。

技术参数表

内外压容器计算2008版昆明版资料

内外压容器——受压元件设计中国石化工程建设公司桑如苞 向全国压力容器设计同行问好!

内外压容器——受压元件设计 压力容器都离不开一个为建立压力所必须的承压外壳—压力壳。 内外压容器设计即是指对组成压力壳的各种元件在压力作用下的设计计算。 压力壳必须以一定方式来支承: 当采用鞍式支座支承时成为卧式容器的形式,由于自重、物料等重力作用,在压力壳上(特别是支座部位)产生应力,其受力相当于一个两端外伸的简支梁,对其计算即为卧式容器标准的内容。 当采用立式支承时成为立(塔)式容器的形式,由于自重、物料重力、风载、地震等作用,在压力壳上产生应力,其受力相当于一个直立的悬臂梁,对其计算即为塔式容器标准的内容。 当压力壳做成球形以支腿支承时,即成为球罐,在自重、物料重力、风载、地震等作用下的计算即为球形储罐标准的内容。 一、压力容器的构成 圆筒—圆柱壳压力作用下,以薄膜应力 承载,为此整体上产生 球形封头—球壳一次薄膜应力,控制值1倍 许用应力。但在相邻元件连 壳体椭圆封头(椭球壳)接部位,会因变形协调产生 局部薄膜应力和弯曲应力, 碟封(球冠与环壳)称二次应力,控制值3倍 许用应力。 典型板壳锥形封头(锥壳) 结构 圆平板(平盖)压力作用下,以弯曲应力承 载,为此整体上产生一次弯 环形板(开孔平盖)曲应力,控制值1.5倍 平板许用应力。 环(法兰环) 弹性基础圆平板(管板)

二、压力容器受压元件计算 1.圆筒 1)应力状况:两相薄膜应力、环向应力为轴向应力的两倍。 2)壁厚计算公式:c i c ][2p D p t -=?σδ符号说明见GB 150。称中径公式:适用范围,K ≤1.5,等价于p c ≤0.4[σ]t ? 3)公式来由:内压圆筒壁厚计算公式是从圆筒与内压的静力平衡条件得出的。 设有内压圆筒如图所示(两端设封头)。 (1)圆筒受压力p c 的轴向作用: p c 在圆筒轴向产生的总轴向力: F 1= c 2i 4p D π 圆筒横截面的面积: f i =πD i δ 由此产生的圆筒轴向应力: σh = δδππ 44i c i c 2i D p D p D = 当控制σh ≤[σ]t ?时,则: δ1= ?σt D p ][4i c 此即按圆筒轴向应力计算的壁厚公式。 (2)圆筒受压力p c 的径向作用(见图) p c 对圆筒径向作用,在半个圆筒投影面上产生的合力(沿图中水平方向): F 2=p c ·D i ·l 承受此水平合力的圆筒纵截面面积: f 2=2δl

第三章-内压薄壁容器设计

第三章内压薄壁容器设计 第一节内压薄壁圆筒设计 【学习目标】通过内压圆筒应力分析和应用第一强度理论,推导出内压圆筒壁厚设计公式。掌握内压圆筒壁厚设计公式,了解边缘应力产生的原因及特性。 一、内压薄壁圆筒应力分析 当圆筒壁厚与曲面中径之比δ/D≤0.1或圆筒外径、内径之比K=D0/D i≤1.2时,可认为是薄壁圆筒。 1、基本假设 ①圆筒材料连续、均匀、各向同性; ②圆筒足够长,忽略边界影响(如筒体两端法兰、封头等影响); ③圆筒受力后发生的变形是弹性微小变形; ④壳体中各层纤维在受压(中、低压力)变形中互不挤压,径向应力很小,忽略不计; ⑤器壁较薄,弯曲应力很小,忽略不计。 2、圆筒变形分析 图3-1 内压薄壁圆筒环向变形示意图 筒直径增大,说明在其圆周的切线方向有拉应力存在,即环向应力(周向应力) 圆筒长度增加,说明在其轴向方向有轴向拉应力存在,即经向应力(轴向应力)。 圆筒直径增大还意味着产生弯曲变形,但由于圆筒壁厚较薄,产生的弯曲应力相对环向应力和经向应力很小,故忽略不计。 另外,对于受低、中压作用的薄壁容器,垂直于圆筒壁厚方向的径向应力相对环向应力和经向应力也很小,忽略不计。 3、经向应力分析 采用“截面法”分析。 根据力学平衡条件,由于内压作用产生的轴向合力(外力)与壳壁横截面上的轴向总应

力(内力)相等,即: 124 δσππ D p D = 由此可得经向应力: δ σ41pD = 图3-2 圆筒体横向截面受力分析 4、环向应力分析 采用“截面法”分析。 图3-3 圆筒体纵向截面受力分析 根据力学平衡条件,由于内压作用产生的环向合力(外力)与壳壁纵向截面上的环向总应力(内力)相等,即: 22δσL LDp = (3-3) 由此可得环向应力: δ σ22pD = (3-4) 5、结论 通过以上分析可以得到结论:122σσ=,即环向应力是经向应力的2倍。因此,对于圆筒形内压容器,纵向焊接接头要比环向焊接接头危险程度高。在圆筒体上开设椭圆形人孔或手孔时,应当将短轴设计在纵向,长轴设计在环向,以减少开孔对壳体强度的影响。 6、薄壁无力矩理论 在以上薄壁圆筒应力分析过程中,只考虑由于内压作用在筒壁产生的环向拉伸应力和经向拉伸应力,而由于弯曲应力值很小忽略不计、径向应力值很小忽略不计,采用这一近似方

压力容器设计习题答案

“压力容器设计”习题答案 一、选择题: 1.我国钢制压力容器设计规范<>采用的强度理论为: ( A ) (A )Ⅰ; (B )Ⅱ; (C )Ⅲ; (D )Ⅳ。 2.毒性为高度或极度危害介质PV ≥0.2MPa ·m 3的低压容器应定为几类容器? ( C ) (A )Ⅰ类; (B )Ⅱ类; (C )Ⅲ类; (D )其他。 3.一空气贮罐,操作压力为0.6Mpa ,操作温度为常温,若设计厚度超过10毫米,则下列碳素钢材中不能够使用的钢种为: ( A ) (A )Q235AF (A3F );(B )Q235A (A3);(C )20R 。 4.在弹性力学平面应力问题中,应力和应变分量分别为: ( C ) (A )бZ ≠0、εZ =0;(B )бZ ≠0、εZ ≠0 ;(C )бZ =0、εZ ≠0。 5.受均匀内压作用的球形容器,经向薄膜应力σ?和周向薄膜应力σθ的关系为 ( C ) (A )σ? < σθ (B )σ? > σθ (C )σ?=σθ=pR/2t (D )σ?=σθ=pR/t 6.受均匀内压作用的圆柱形容器,经向薄膜应力σ?和周向薄膜应力σθ的关系为 ( B ) (A )σθ=2σ?=pR/2t ;(B )σθ=2σ?=pR/t ;(C )σ?=2σθ=pR/t ;(D )σ?=2σθ=pR/2t 7.均匀内压作用的椭圆形封头的顶点处,经向薄膜应力σ?和周向薄膜应力σθ的关系为 ( A )。 A 、σ?=σθ B 、σ? < σθ C 、σ? > σθ D 、σ? > 1/2σθ 8.由边缘力和弯矩产生的边缘应力,影响的范围为 (A )Rt ; (B )Rt 2; (C )Rt 2; (D )Rt 9.受均布横向载荷作用的周边简支圆形薄平板,最大径向弯曲应力在: ( A ) (A ) 中央; (B )周边;( C )1/2半径处; D. 3/8半径处。 10.受均布横向载荷作用的周边固支圆形薄平板,板上最大应力为周边径向弯曲应力,当载荷一定时,降低最大应力的方法有: ( A ) (A ). 增加厚度;(B )采用高强钢;(C )加固周边支撑;(D )增大圆板直径。 11.容器下封头采用圆平板,由于封头与筒体和裙座全部焊牢,其受力状态近似于固支,工作时,板上最大应力和挠度变形为: ( C ) (A )最大应力为径向应力σr ,位于封头中心,最大挠度变形位于封头周边;

外压容器设计

外压容器设计 一、外压容器的稳定性 1、外压容器的稳定性概念 外压容器的失效形式 强度不足 破裂 刚度不足 失稳 2、临界压力 (1)临界压力( P 临):导致筒体失稳时的外压。 临界压应力(σ临):筒体在P 临作用下筒体内存在 的环向应力。 (2)许用压应力 为保证外压容器的使用安全,设计压力应当满足如下条件: ∴ P 临≥mP P 临≥3P (3)影响临界压力的因素 ①P 临与筒体尺寸的关系 (i)当L/D 相同时,S/D 抗弯曲 P 临 (ii)当S/D 相同时,L/D 圆筒越短 P 临 L/D 圆筒越长 P 临 短圆筒:能得到封头支撑作用的圆筒 长圆筒:得不到封头支撑作用的圆筒 ∴ S/D 相同时,短圆筒的P 临高 (iii )当S/D 、 L/D 都相同时,有加强圈者P 临高 ② P 临与材料性质的关系 因圆筒体失稳时,其压应力并没达到材料的屈服极限, 说明P 临与材料的屈服极限无直接关系。 而材料的弹性模量E 对 E —抗变形能力, P 临 各种材料的E 值相差不大,所以采用高强度钢代替一般碳钢制造外压容器并不能提高圆筒的P 临,相反还增加了容器的成本。 材料的组织不均匀性合同体的不圆度将使P 临下降。 ][P m P p =≤临

二、外压容器的设计 1、理论公式计算法 (1)壁厚的计算 钢制长圆 : 钢制短圆筒: 将P 临≥3P 代入可得 1)钢制长圆筒: mm 2)钢制短圆筒: mm 3)刚性圆筒 一般:S L 的圆筒叫刚性圆筒 一般不存在失稳,因此只考虑强度即可 (2)临界长度 L 临 当短圆筒的长度大到某一临界值L 临时,封头对筒体的支撑作用将完全消失,这时短圆筒的P 临将下降到长圆筒的P 临, 即: 解得: 为区别长短圆筒的临界长度 当 L< L 临时, 为短圆筒 L>L 临时,为长圆筒 (3)用理论公式设计的步骤 ①设理论壁厚为S 。,并选定材料 ②计算L 临 ③比较确定圆筒类型L 与L 临,确定圆筒类型 ④根据圆筒类型计算P 临 ⑤计算许用应力[P]= P 临/3 比较:设计压力P 与P 临 若P ≤[P],且接近,假设的S 。合适 若p>[p],这说明假设S 。过薄,需重新假设 ⑥实际壁厚S=S 。+C 2、图算法 (1)算图的由来 临界压应力: 30)(2.2D S E p =临D L D S E P 5.20)(6.2=临C E P D S +=32.23C D L E P D S +?=4.0)6.23(D L D S E 5 .20)(6.230)(2.2D S E =017.1S D D L =临0 2S D P 临临=σ

压力容器设计审核考题含答案

2***年度压力容器设计人员考核试卷 部门:姓名:岗位:成绩: 一、填空题(每题2分,共30分) 1、对于压力容器,适用的设计压力范围是(不大于35MPa)。 2、适用的设计温度范围是(-269℃~900℃)。 3、GB150标准直接或间接考虑了如下失效模式(脆性断裂)(韧性断裂)(接头 泄漏)(弹性或塑性失稳)(蠕变断裂)(腐蚀破坏)。 17、GB/T151—2014使用的换热器型式是(固定管板式换热器)、(浮头式换热器)、(U 形管式换热器)、(釜式重沸器)、(填料函式换热器)和(高压管壳式换热器);换热管与管板连接的型式有(胀接)、(焊接)、(胀焊并用)和(内孔焊)。 4、泄漏试验包括(气密性试验)、(氨检漏试验)、(卤素检漏试验)和(氦检 漏试验)。 5、焊接接头由(焊缝)、(熔合区)(热影响区)三部分组成。 6、GB/T17616规定S1表示(铁素体型)钢,S2表示(奥氏体-铁素体型)钢,S3 表示(奥氏体型)钢,S4表示(马氏体型)钢。 7、壳体开孔处引起的应力可分为三种:(局部薄膜应力)(弯曲应力)和(峰值应力)。 8、对于(第III类)压力容器,设计时应当出具包括(主要失效模式)和(风险控 制)等内容的风险评估报告。 9、低温容器受压元件禁用硬印标记是为了降低(脆断)风险,而有耐腐蚀要求的不 锈钢以及复合钢板的耐腐蚀面则是为了降低(腐蚀失效)风险。 10、PWHT的意思是(焊后热处理)。 11、封头各种不相交的拼接焊缝中心线间距离至少为封头的钢材厚度的(3)倍,且 不小于(100mm)。 12、TSG 21-2016规定判断规程的适用范围用的是(工作)压力,在附录A压力容器 类别划分时采用的是(设计)压力。 13、压力容器的选材应当考虑材料的(力学性能)、(化学性能)、(物理性能) 和(工艺性能)。

第十四章液体的压强学案教案修订稿

第十四章液体的压强学 案教案 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

九年级物理第十四章第二节《液体的压强》教学案 【教学目标】 一、知识与技能 1.理解液体内部压强的规律 2.理解船闸的工作原理并能运用所学知识解释日常生活中的一些现象. 3.学会探究问题的一般方法 二、过程与方法 1.通过多媒体演示及生活中的经验说明液体压强的存在. 2.通过学生实验探究液体压强的大小与哪些因素有关. 3.通过对生活现象的分析进一步加深对液体压强的理解 三、情感态度价值观 1.通过课堂上的观察分析活动,养成善于观察思考的良好学习习惯。 2.通过了解生活实际中物理知识的应用,增强学习物理、学习科学知识的兴趣。 3.激发学生对于科学探究的兴趣,养成与同学合作交流的意识,体验利用知识解决问题的喜悦,培养创新意识。 【教学过程】 一:预习导学: 1.、将水倒入上端开口、下端和侧壁开口处扎有橡皮膜的圆筒内,发现橡皮膜凸出,表明液体对容器底(填有或没有)压强,并且看到下面一个橡皮膜比上面橡皮膜凸出明显,说明。 2、关于液体内部的压强,可以得出的结论是: (1)液体内部向各个方向(都有/都没有)压强; (2)在液体内同一深度处,液体向各个方向的压强大小; (3)液体内部的压强,随深度的增加而; (4)液体内部的压强大小还与液体的有关,在不同液体的同一深度处,液体的密度越大,压强 . 3、据报道,由于长江上游的植被受到破坏,造成大量水土流失,江水浑浊,致使江水的增大,故相同深度的江水对堤坝的会增大,从而使堤坝受到破坏的可能性增加 二、课内探究: (一)引入新课: 1、带鱼生活在深海中。你见过活的带鱼吗为什么 2、潜水艇都用抗压能力很强的厚钢板制成,为什么 (二)液体压强的特点:

设备设计课程设计(卧式内压容器)

目录 第1章设计数据及设备简图------------------------------------------- 1第2章设计计算------------------------------------------------------ 3 2.1圆筒厚度的设计------------------------------------------------ 3 2.2封头厚度的计算------------------------------------------------ 4 第3章应力校核------------------------------------------------------ 5 3.1 计算容器的重量载荷与支座反力 --------------------------------- 5 3.2 计算筒体的轴向应力 ------------------------------------------- 5 3.3 鞍座切应力校核 ----------------------------------------------- 7 3.4 鞍座筒体的周向应力校核 --------------------------------------- 7 3.5 鞍座腹板应力校核 --------------------------------------------- 8 第4章设计结果汇总------------------------------------------------- 10参考文献------------------------------------------------------------ 12

外压容器的设计计算

外压容器的设计计算 哈尔滨市化工学校 徐 毅 李喜华 在外压容器设计时,筒体的壁厚计算按文献 〔1〕和〔3〕应采用图算法。图算法要先假设筒体 的壁厚,通过查图表后计算使P≤〔P〕且较接 近,则所设壁厚可用;否则应重新假设,直至满足 为止。为简化设计计算,本文将外压容器的解析法 与图算法结合,使外压容器的壁厚的假设一次完 成。 1 壁厚的计算 按文献〔2〕外压容器壁厚的计算公式 S≥D0( m pL 2.6ED0 )0.4+C(1) 式中S———外压容器筒体的壁厚,mm;D0———外压容器的外径,mm;L———外压容器的计算长度, mm;C———壁厚附加量, mm;m———稳定系数, m=3;P———设计压力, MPa;E———材料在设计温度时的弹性模量, MPa; 设壁厚为S,计算步骤如下: 1.计算壁厚S0=S-C,算出所要设计筒体的L/D0和D0/S0值; 2.按文献〔2〕在图6-10(文献〔2〕)的左侧纵坐标上找到L/D0值,由此点引水平线向右与相应D0/S0线相交。若L/D0>50,则按L/D0=50查图,由交点沿铅垂方向向下求得横坐标系数A(即ε); 3.根据筒体材料选用相应的材料温度线。文献〔2〕中的图6-12、6-13、6-14,在图的下方横坐标找到由2求得的系数A,若A在材料温度线的右方,则由此点沿铅垂上移,与材料温度线相交,再将此点沿水平方向向右求得纵坐标系数B; 4.按系数B用式〔P〕=BS0/D0〔2〕求得许用外压〔P〕; 5.比较设计外压P与许用外压〔P〕,若P≤〔P〕,则所假设的壁厚可用。 6.根据钢板规格,最后确定所用钢板厚度。2 计算实例 设计氨合成塔的内筒,已知筒体外径D0= 410mm,计算长度L=4m,材料为oCr18Ni19Ti,弹性模量E=1.58×105MPa,壁温为480℃,壁厚附加量C=0.8m m,所受外压P=0.5MPa,试确定其壁厚。 由(1)式得: S≥D0(m pL 2.6ED0 )0.4+C=410 ( 3×0.5×4×103 2.6×1.58×105×410 )0.4+0.8=7.6mm 假设壁厚S=7.6mm,计算S0=S-C=7.6-0.8 =6.8mm,L/D0=4/0.41=9.75D0/S0=410/6.8 =60.28 按文献〔2〕在图6-10查得A=0.00032 按文献〔2〕在图6-14查得B=34MPa  按文献〔2〕式〔P〕=BS0/D0=34×6.8/410 =0.57MPa 比较P<〔P〕,即0.5MPa<0.57MPa,即假设壁厚可用。 按文献〔4〕,最后确定所用钢板厚度为8mm。3 结语 筒体的壁厚计算是外压容器设计中重要的内容,但按文献〔1〕和〔3〕进行设计计算时,一般至少要试算3~5次,若运用本文的方法可使筒体的壁厚计算一次成功。 参考文献 1 钢制石油化工压力容器设计规定,全国压力容器标准化技术委员会, 1993 2 余国琼.化工容器的设备.化学工业出版社, 1980 3 全国压力容器标准化技术委员会.G B150-89钢制压力容器.学苑出版社, 1989 4 《化工设备设计手册》.上海人民出版社, 1993 (编辑 毛丽青) ? 7 1 ? 《机械工程师》 1997. 2

化工设备基础-第四章-王绍良-教案

第四章压力容器 一、容器的分类与结构 (一)结构 图2-1卧式容器的结构简图 (二)分类 第一种:按设计压力分类 按承压方式,压力容器可分为压容器与外压容器。压容器又可按设计压力(P)大小分为四个压力等级。 外压容器中,当容器的压力小于0.1MPa时又称为真空容器。 第二种:按作用原理(即用途)分类 第三种:按安全技术管理分类 第四种:按容器壁温分类,可分为常温、中温、高温和低温容器四种。 第五种:按壁厚分类,分为薄壁容器(δ/D i≤0.1)和厚壁容器δ/D i>0.1 二、容器机械设计的基本要求 在进行压力容器机械设计时,它的总体尺寸、零部件尺寸由工艺条件决定或由经验所得,因此我们这里主要是指结构设计。 要求有以下几个方面。 (一)安全性 1、强度:强度就是容器抵抗外力破坏的能力。容器应有足够的强度,否则造成事故。 2、刚度:是指容器或构件在外力作用下维持原有形状的能力。承受压力的容器或构件,必须保证足够的稳定性,以防止被压瘪或出现折皱。 3、密封性:设备密封的可靠性是安全生产的重要保证之一,因为化工厂中所处理的物料中很多是易燃、易爆或有毒的, 设备的物料如果泄漏出来,不但会造成生产上的损失,更重要的是会使操作人员中毒,甚至引起爆炸; 反过来,如果空气混入负压设备,亦会影响工艺过程的进行或引起爆炸事故。 因此,化工设备必须具有可靠的密封性,以保证安全和创造良好的劳动环境以及维持正常的操作条件。

4、耐久性:化工设备的设计使用年限一般为10年一15年,但实际使用年限往往超过这个数字, 腐蚀、疲劳、蠕变或振动等,都会影响耐久性,尤其是腐蚀,所以以后的设计中会看到考虑腐蚀余量。 (二)可行性 包括制造、安装、操作、维修及运输的可能性、方便性。 (三)经济性指五个方面。 ①单位生产能力; ②消耗系数; ③设备价格; ④管理费用:包括劳动工资、维护和检修费用等。管理费用降低,产品成本也随之降低。但管理费用不是一个孤立的因素, 例如有时采用高度自动化的设备,管理费用是降低了,但投资则会增加。 ⑤产品总成本:是生产中一切经济效果的综合反映。一般要求产品的总成本愈低愈好,但如果一个化工设备是生产中间产品, 则为了使整个生产的最终产品的总成本为最低,此中间产品的成本就不一定选择最低的指标,而应从整个生产系统的经济效果来确定。 三、容器零部件的标准化 1.标准化的意义 ①组织现代化生产的重要手段之一。实现标准化,有利于成批生产,缩短生产周期,提高产品质量,降低成本从而提高产品的竞争能力。 ②标准化为组织专业化生产提供了有利条件。有利于合理地利用国家资源,节省原材料,能够有效地保障人民的安全与健康; 采用国际性的标准化.可以消除贸易障碍提高竞争能力,实现标准化可以增加零部件的互换性。 有利于设计、制造、安装和检修,提高劳动生产率。我国有关部门已经制定了一系列容器零部件的标准, 例如圆简体、封头、法兰、支座、人孔、手孔、视镜和液面计等。 2、容器零部件标准化的基本参数——公称直径DN和公称压力PN。 ①公称直径:是将容器及管子直径加以标准化以后的标准直径。 A.压力容器(筒体、封头)的公称直径:由钢板卷制的筒体,公称直径是指它的径; B.当筒体的直径较小,直接采用无缝钢管制作时,容器的公称直径应是指无缝钢管的外径; 封头的公称直径与筒体一致。 B.管子:公称直径既不是它的径,也不是外径,而是小于管于外径的一个数值。

《过程设备设计基础》教案-4压力容器

《过程设备设计基础》 教案 4—压力容器设计 课程名称:过程设备设计基础 专业:过程装备与控制工程 任课教师:

第4章压力容器设计 本章主要介绍压力容器设计准则、常规设计方法和分析设计方法,重点是常规设计的基本原理和设计方法。 §4-1 概述 4.1概述 教学重点:压力容器设计的基本概念、设计要求 教学难点:无 压力容器发展趋势越来越大型化、高参数、选用高强度材料,本章着重介绍压力容器设计思想、常规设计方法和分析设计方法。 什么是压力容器的设计? 压力容器设计是指根据给定的工艺设计条件,遵循现行规范标准的规定,在确保安全的前提下,经济正确地选取材料,并进行结构、强(刚)度和密封设计。 结构设计--------确定合理、经济的结构形式,满足制造、检验、装配和维修等要求。 强(刚)度设计---------确定结构尺寸,满足强度、刚度和稳定性要求,以确保容器安全、可靠地运行。

密封设计--------选择合适的密封结构和材料保证密封性能良好。 4.1.1设计要求 设计的基本要求是安全性和经济性的统一,安全是前提,经济是目标,在充分保证安全的前提下尽可能做到经济,经济性包括材料的节约、经济的制造过程和经济的安装维修。 4.1.2设计文件 压力容器的设计文件包括:设计图样 技术条件 设计计算书 必要时包括设计或安装使用说明书. 分析设计还应提供应力分析报告 强度计算书包括: ★设计条件、所用的规范和标准、材料、腐蚀裕量、计算厚度、名义厚度、计算应力等。 ★装设安全泄放装置的压力容器,还应计算压力容器安全泄放量安全阀排量和爆破片泄放面积。 ★当采用计算机软件进行计算时,软件必须经“压力容器标准化技术委员会”评审鉴定,并在国家质量技术监督局认证备案,打印结果中应 有软件程序编号、输入数据和计算结果等内容。 设计图样包括:总图和零部件图 总图包括压力容器名称、类别、设计条件; 主要受压元件设计材料牌号及材料要求; 主要受压元件材料牌号及材料要求; 主要特性参数(如容积、换热器换热面积和程数) 制造要求;热处理要求;防腐蚀要求;无损检测要求;耐压试验和气密 性试验要求;安全附件的规格;压力容器铭牌位置; 包装、运输、现场组焊和安装要求;以及其他特殊要求。 4.1.3设计条件 设计条件可用设计条件图表示(设计任务所提供的原始数据和工艺要求) 设计条件图包含设计要求、简图、接管表等 简图-------示意性的画出容器本体、主要内件部分结构尺寸、接管位置、支座形式及其他需要表达的内容。

内外压容器——受压元件设计

内外压容器——受压元件设计

内外压容器——受压元件设计中国石化工程建设公司桑如苞 向全国压力容器设计同行问好!

内外压容器——受压元件设计 压力容器都离不开一个为建立压力所必须的承压外壳—压力壳。 内外压容器设计即是指对组成压力壳的各种元件在压力作用下的设计计算。 压力壳必须以一定方式来支承: 当采用鞍式支座支承时成为卧式容器的形式,由于自重、物料等重力作用,在压力壳上(特别是支座部位)产生应力,其受力相当于一个两端外伸的简支梁,对其计算即为卧式容器标准的内容。 当采用立式支承时成为立(塔)式容器的形式,由于自重、物料重力、风载、地震等作用,在压力壳上产生应力,其受力相当于一个直立的悬臂梁,对其计算即为塔式容器标准的内容。 当压力壳做成球形以支腿支承时,即成为球罐,在自重、物料重力、风载、地震等作用下的计算即为球形储罐标准的内容。 一、压力容器的构成 圆筒—圆柱壳压力作用下,以薄膜应力承载,为此整 球形封头—球壳体上产生一次薄膜应力,控制值1倍 壳体椭圆封头(椭球壳)许用应力。但在相邻元件连接部位,会 碟封(球冠与环壳)因变形协调产生局部薄膜应力和弯曲应 典型板壳结构锥形封头(锥壳)力,称二次应力,控制值3倍许用应力。 圆平板(平盖)

压力作用下,以弯曲应力承载,为此整 平板 环形板(开孔平盖) 体上产生一次弯曲应力,控制值1.5倍 环(法兰环) 许用应力。 弹性基础圆平板(管板) 二、压力容器受压元件计算 1.圆筒 1)应力状况:两相薄膜应力、环向应力为轴向应力的两倍。 2)壁厚计算公式:c i c ][2p D p t -= ?σδ符号说明见GB 150。称中径公式:适用范 围,K ≤1.5,等价于p c ≤0.4[σ]t ? 3)公式来由:内压圆筒壁厚计算公式是从圆筒与内压的静力平衡条件得出的。 设有内压圆筒如图所示(两端设封头)。 (1)圆筒受压力p c 的轴向作用: p c 在圆筒轴向产生的总轴向力: F 1= c 2i 4 p D π 圆筒横截面的面积: f i =πD i δ 由此产生的圆筒轴向应力: σh = δ δ ππ 44 i c i c 2i D p D p D = 当控制σh ≤[σ]t ?时,则: δ1= ? σt D p ][4i c 此即按圆筒轴向应力计算的壁厚公式。 (2)圆筒受压力p c 的径向作用(见图)

压力容器设计基础(一)

压力容器地强度与设计 <江苏省压力容器检验员培训考核班专题讲座) 董金善 南京工业大学过程装备研究所 第一节概述 一、容器地结构 在工厂中可以看到许多设备.在这些设备中,有地用来储存物料,如各种储罐、计量罐;有地进行热量交换,如各种换热器、蒸发器、冷凝器、结晶器等;有地用来进行化学反应,如反应釜、聚合釜、发酵罐、合成塔等.这些设备虽然尺寸大小不一,形状结构不同,内部构件地型式更是多种多样,但是它们都有一个外壳,这个外壳就叫作容器. 容器一般是由筒体<圆筒)、封头<端盖)、法兰、支座、接管、人孔<手孔)、视镜、安全附件等组成<图1).它们统称为压力容器通用零部件,常、低压压力容器通用零部件大都已有标准,设计时可直接选用. 图-1 容器地结构 二、压力容器常用标准 1.国务院《特种设备安全监察条例》(2003> 2.国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》 (1999> 3.国家质量监督检验检疫总局《特种设备行政许可工作程序》 (2003> 4.国家质量监督检验检疫总局《特种设备行政许可实施办法》 (2003>

5.国家质量监督检验检疫总局《特种设备行政许可分级实施范围》 (2003> 6.国家质量监督检验检疫总局《锅炉压力容器制造监督管理办法》 (2003> 7.国家质量监督检验检疫总局《锅炉压力容器制造许可工作程序》 (2003> 8.国家质量监督检验检疫总局《锅炉压力容器制造许可条件》 (2003> 9.国家质量监督检验检疫总局《锅炉压力容器产品安全性能监督检验 规则》 (2003> 10.国家质量监督检验检疫总局《压力容器压力管道设计单位资格许可 与管理规则》 (2002> 11.G B150-1998《钢制压力容器》 12.G B151-1999《管壳式换热器》 13.J B/T4735-1997《钢制焊接常压容器》 14.J B4710-1992《钢制塔式容器》 15.J B4731-XXXX《钢制卧式容器》 16.H G/T20569-1994《机械搅拌设备》 17.G B12337-1998《钢制球形储罐》 18.G B16749-1997《压力容器波形膨胀节》 19.J B4732-1994《钢制压力容器-分析设计标准》 20.H G20580-1998《钢制化工容器设计基础规定》 21.H G20581-1998《钢制化工容器材料选用规定》 22.H G20582-1998《钢制化工容器强度计算规定》 23.H G20583-1998《钢制化工容器结构设计规定》 24.H G20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》 25.H G20585-1998《钢制低温压力容器技术规定》 26.H G20531-1993《铸钢、铸铁容器》

化机基础习题解答上网(第四章,内压薄壁圆筒与封头的强度设计).

《化工设备机械基础》习题解答 第四章内压薄壁圆筒与封头的强度设计 二、填空题 A组: 1.有一容器,其最高气体工作压力为1.6Mpa,无液体静压作用,工作温度≤150℃且装有安全阀, 试确定该容器的设计压力p=(1.76 )Mpa;计算压力p c=( 1.76 )Mpa;水压试验压力p T=(2.2 )MPa. 2.有一带夹套的反应釜,釜内为真空,夹套内的工作压力为0.5MPa,工作温度<200℃,试确定: (1)釜体的计算压力(外压)p c=( -0.6 )MPa;釜体水压试验压力p T=( 0.75 )MPa. (2)夹套的计算压力(内压)p c=( 0.5 )MPa;夹套的水压试验压力p T=( 0.625 )MPa. 3.有一立式容器,下部装有10m深,密度为ρ=1200kg/m3的液体介质,上部气体压力最高达 0.5MPa,工作温度≤100℃,试确定该容器的设计压力p=( 0.5 )MPa;计算压力 p c=( 0.617 )MPa;水压试验压力p T=(0.625 )MPa. 4.标准碟形封头之球面部分内径R i=( 0.9 )D i;过渡圆弧部分之半径r=( 0.17 )D i. 5.承受均匀压力的圆平板,若周边固定,则最大应力是(径向)弯曲应力,且最大应力在圆平板 的(边缘)处;若周边简支,最大应力是( 径向)和( 切向)弯曲应力,且最大应力在圆平板的( 中心)处. 6.凹面受压的椭圆形封头,其有效厚度Se不论理论计算值怎样小,当K≤1时,其值应小于封头内 直径的( 0.15 )%;K>1时,Se应不小于封头内直径的( 0.3 )%. 7.对于碳钢和低合金钢制的容器,考虑其刚性需要,其最小壁厚S min=( 3 )mm;对于高合金钢 制容器,其最小壁厚S min=( 2 )mm. 8.对碳钢,16MnR,15MnNbR和正火的15MnVR钢板制容器,液压试验时,液体温度不得低于 ( 5 ) ℃,其他低合金钢制容器(不包括低温容器),液压试验时,液体温度不得低于( 15 ) ℃. 三、判断是非题(是者画√;非者画×) 1.厚度为60mm和6mm的16MnR热轧钢板,其屈服点是不同的,且60mm厚钢板的σs大于6mm 厚钢板的σs. ( ×) 2.依据弹性失效理论,容器上一处的最大应力达到材料在设计温度下的屈服点σs(t)时,即宣告该 容器已经”失效”. ( √) 3.安全系数是一个不断发展变化的数据,按照科学技术发展的总趋势,安全系数将逐渐变小. ( √) 4.当焊接接头结构形式一定时,焊接接头系数随着监测比率的增加而减小. ( ×) 5.由于材料的强度指标σb和σs(σ0.2)是通过对试件作单向拉伸试验而侧得,对于二向或三向应 力状态,在建立强度条件时,必须借助于强度理论将其转换成相当于单向拉伸应力状态的相当应力. ( √) 四、工程应用题 A组: 1、有一DN2000mm的内压薄壁圆筒,壁厚Sn=22mm,承受的最大气体工作压力p w=2MPa,容器上 装有安全阀,焊接接头系数φ=0.85,厚度附加量为C=2mm,试求筒体的最大工作应力. 【解】(1)确定参数:p w=2MPa; p c=1.1p w =2.2MPa(装有安全阀); D i= DN=2000mm( 钢板卷制); S n =22mm; S e = S n -C=20mm φ=0.85(题中给定); C=2mm(题中给定). (2)最大工作应力:

第八章内压薄壁容器设计基础

本文由891711995贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。第八章内压薄壁容器设计基础 按照壁厚容器可分为:薄壁容器和厚壁容器 D0 ≤0.1或K = ≤1.2 Di Di §8.1 回转壳体的几何特征§8.2 回转壳体薄膜应力分析§8.3 典型回转壳体的应力分析§8.4 内压圆筒边缘应力的概念 δ §8.1 回转壳体的几何特征 工程实际中,应用较多的是薄壁容器,并且,这些容器的几何形状常常是轴对称的,而且所受到的介质压力也常常是轴对称的,甚至于它的支座,或者说约束条件都对称于回转轴,我们把几何形状、所受外力、约束条件都对称于回转轴的问题称为轴对称问题。 §8.1 回转壳体的几何特征 回转壳体中的几个重要的几何概念 (一)面中间面:平分壳体厚度的曲面称为壳体的中间面,中间面与壳体内外表面等距离,它代表了壳体的几何特性。 回转壳体中的几个重要的几何概念 (二)线1、母线:绕回转轴回转形成中间面的平面曲线。2、经线:过回转轴的平面与中间面的交线。3、法线:过中间面上的点且垂直于中间面的直线称为中间面在该点的法线(法线的延长线必与回转轴相交)。4、纬线(平行圆):以法线为母线绕回转轴回转一周所形成的圆锥法截面与中间面的交线。 回转壳体中的几个重要的几何概念 (三)、半径1、第一曲率半径:中间面上任一点M处经线的曲率半(1 + y / 2 ) 径为该点的“第一曲率半径”R1,R1=MK1。= R1 // |y | 2、第二曲率半径:通过经线上一点M的法线作垂直于经线的平面与中间面相割形成的曲线ME,此曲线在M 点处的曲率半径称为该点的第二曲率半径R2。第二曲率半径的中心落在回转轴上,其长度等于法线段MK2,即R2=MK2。 2.基本假设:基本假设:基本假设 (1)小位移假设小位移假设。壳体受压变形,各小位移假设点位移都小于壁厚。简化计算。直法线假设。沿厚度各点法向位(2)直法线假设直法线假设移均相同,即厚度不变。(3)不挤压假设不挤压假设。沿壁厚各层纤维互不挤压假设不挤压,即法向应力为零。 三维转化为二维进行研究 §8.2 回转壳体薄膜应力分析 薄膜应力理论的应力计算公式 壳体的外载荷只是由中间面的应力来平衡,这种处理方法,称为薄膜理论或无力矩理论。无力矩状态只是壳体可能的应力状态之一无力矩状态下,薄壳中的应力沿壁厚均匀分布,可无力矩状态下,薄壳中的应力沿壁厚均匀分布,使材料强度得到合理利用,是最理想的应力状态。使材料强度得到合理利用,是最理想的应力状态。无力矩理论可使壳体的应力分析大为简化,无力矩理论可使壳体的应力分析大为简化,薄壳的应力分析以无力矩理论为基础。薄壳的应力分析以无力矩理论为基础。 pR2 σ基本回转体应力公式:m = 2δ

压力容器设计总复习思考题

简答题 1、 压力容器失效形式有几种?(书P109-110) Re: 压力容器实效形式有四种: (1) 强度失效:因为材料屈服或断裂引起的失效。 (2) 刚度失效:容器发生弹性变形,导致运输、安装困难或丧失正常工作能力 (3) 稳定失效(失稳失效):容器在载荷作用下突然失去其原有的规则几何形状引 起的失效。 (4) 泄漏失效:由于泄漏超过了运行的泄漏量引起的失效。 (5) 2、 薄壁容器&厚壁容器如何划分?其强度设计的理论基础是什么?有何区别? Re :容器的外径(D o )与其内径(D i )之比K= D o / D i ≤1.2,为薄壁容器,反之为厚壁容器。 薄壁容器:强度设计的理论基础:回转薄壳的无力矩理论,采用直法线假定;由此计算的应力都是沿壁厚均匀分布的薄膜应力,且忽略了垂直于容器壁面的径向应力,是一种近似计算方法,但可控制在工程允许的误差范围内。 厚壁容器:强度计算的理论基础是弹性力学应力分析导出的拉美公式。为三向应力。其中周向应力沿壁厚为非线形分布,承受内压时,内壁应力的绝对值最大,外壁最小。但轴向应力沿壁厚均匀封闭。拉美公式展示的是厚壁筒中的应力较好地与实际情况符合,反映了应力的客观分布规律。它既适合厚壁容器,也适用于薄壁容器。 内压作用下的容器,有由薄膜理论计算的周向薄膜应力较由拉美公式算出的内壁最大周向应力低,其误差随k 值增大而增加。当K =1.5时,以内径为基础按薄膜理论计算的周向应力较拉美公式计算的内壁周向应力低23%。当以中径为基础时,按薄膜理论计算的周向应力只比拉美公式计算的内壁周向应力低3.8%。对于一般压力容器,此误差是在允许范围内。为此GB150中将内压圆筒的计算公式采用了以内径为基础的薄膜理论公式。其适用条件即为K ≤1.5,此条件等同于[]?σt c p 4.0≤(公式在书P122) 3、 根据回转薄壳的无力矩理论,轴对称载荷作用下,壳体任一点处的两向薄膜应力?σ和θ σ由什么方程和什么方程确定?薄膜应力沿壁厚方向呈如何分布?其中经向应力?σ垂直于 壳体什么截面,周向应力θσ垂直于壳体 什么截面? Re :薄膜应力?σ由区域平衡方程确定,θσ由拉普拉斯方程(或微元体平衡方程,最好为前 者)确定。两者在厚度方向均匀分布,经向应力?σ垂直于纬线平面,周向应力θσ垂直于壳体经线截面。 4、 试阐述回转薄壳应力分析的无力矩理论与有力矩理论的内涵、两者的差异与联系、应用 条件,以及在压力容器设计中的应用等。 Re :在回转薄壳承受的内力中,包括因中面拉伸、压缩和剪切变形而产生的薄膜内力和因中面的曲率和扭率改变而产生的横向剪力、弯矩和扭矩等弯曲内力。在应力分析时,如果同时考虑薄膜内力和弯曲内力时的理论称为有力矩理论或弯曲理论。而省略弯曲内力的壳体理论则称为无力矩理论或薄膜理论。 无力矩理论适用的条件是: (1) 壳体必须光滑连续——R1、R2、d 及材质(如E 、m 等)无突变;

第七篇 外压容器设计

第七章 外压容器设计 第一节 外压容器设计 【学习目标】 掌握外压容器稳定性概念,了解加强圈设置规定;掌握外压圆筒、封头、加强圈的设计计算;掌握外压容器压力试验规定。 一、外压容器的稳定性 容器在正常操作时,凡壳体外部压力高于内部者,均称为外压容器,这类容器有两种:真空容器;两个压力腔的夹套容器。 但是对于薄壁容器,承受外压作用时,往往在强度条件能够满足、应力远低于材料屈服强度的情况下,容器有可能因为不能保持自己原有的形状而出现扁塌,这种现象称为结构丧失了稳定性,即失稳。失稳是由于外压容器刚度不足而引起的,因此,保证容器有足够的稳定性(刚度)是外压容器能够正常工作的必要条件,也是外压容器设计中首先应该考虑的问题。 按圆筒的破坏情况,外压圆筒可分为长圆筒、短圆筒和刚性圆筒三类。 长圆筒刚性最差,最易失稳,失稳时呈现两个波形。短圆筒刚性较好,失稳时呈现两个以上的波形。刚性圆筒具有足够的稳定性,破坏时属于强度失效。 1、临界压力 外压容器由原平衡状态失去稳定性而出现扁塌时对应的压力称之为临界压力(p cr )。影响临界压力的因素有: ① 圆筒的几何尺寸 δ/D (壁厚与直径的比值)、L /D (长度与直径的比值)是影响外压圆筒刚度的两个重要参数。δ/D 的值越大,圆筒刚度越大,临界压力p cr 值也越大;L /D 的值越大,圆筒刚度越小,临界压力p cr 也越小。 ② 材料的性能 材料的弹性模量E 值和泊松比μ值对临界压力有直接影响,但是这两个值主要由材料的合金成分来决定,对已有材料而言无法改变,因此讨论弹性模量E 值和泊松比μ值的影响意义不大。 ③ 圆筒的不圆度 圆筒的不圆度会影响圆筒抵抗变形的能力,降低临界压力p cr ,因此在圆筒制造过程中要控制不圆度。 2、许用外压力 与内压容器强度设计要取安全系数类似,外压容器刚度设计也要设定稳定系数,我国标准规定外压容器稳定系数m=3,故许用外压力[]3cr p p ≤。 二、外压圆筒的计算长度

2018 RQ-1压力容器基础知识习题

2018 RQ-1压力容器基础知识习题 一、单选题【本题型共50道题】 1.按照TSG21-2016固定式压力容器安全技术监察规程,中压容器的设计压力p范围为()。 A.1.6MPa ≤ p <10MPa B.1.6MPa <p ≤10MPa C.0.1MPa ≤ p <1.6MPa D.10MPa ≤ p <100MPa 正确答案:[A] 用户答案:[A] 得分:1.90 2.图片所示的气瓶为()。 A.焊接气瓶 B.无缝气瓶 C.缠绕气瓶 D.深冷气瓶 正确答案:[B] 用户答案:[B] 得分:1.90 3.一台新制造的固定式压力容器,进行壁厚实际测定时得到的壁厚值应不小于()。

A.计算厚度 B.设计厚度 C.名义厚度 D.有效厚度 正确答案:[B] 用户答案:[D] 得分:0.00 4.按照TSG21-2016固定式压力容器安全技术监察规程,夹套式压力容器的分类原则是()。 A.按照内容器进行类别划分 B.按照夹套进行类别划分 C.内容器和夹套单独进行类别划分,然后取最低类别为整台设备的类别。 D.内容器和夹套单独进行类别划分,然后取最高类别为整台设备的类别。 正确答案:[D] 用户答案:[D] 得分:1.90 5.在设计压力容器时,GB150和JB4732之间的关系为:()。 A.可以混用,以经济指标为准则 B.完全不能混用 C.当主体采用GB150进行设计,一些特殊结构没有给出计算方法时,可以采用JB4732进行设计 D.当主体采用GB150进行设计,一些特殊结构没有给出计算方法时,可以采用JB4732进行设计, 但材料许用应力应当按照JB4732选取 正确答案:[C] 用户答案:[D] 得分:0.00 6.爆破片的作用是()。 A.防止容器内部超压造成损坏,并能够防止无限制排放

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档