Cscbpv 壓力容器 設(shè)計(jì) 審核員 培訓(xùn)班PPT 2《外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)》桑如苞

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1、壓力容器設(shè)計(jì)審批員培訓(xùn)考核班內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)桑如苞中國(guó)石化工程公司內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)一、壓力容器的構(gòu)成經(jīng)典板殼結(jié)構(gòu)圓筒—圓柱殼球形封頭—球殼殼體橢圓封頭（橢球殼）以薄膜應(yīng)力承載碟封（球冠與環(huán)殼）錐形封頭（錐殼）內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)一、壓力容器的構(gòu)成圓平板（平蓋）平板環(huán)形板（開孔平蓋）以彎曲應(yīng)力承載環(huán)（法蘭環(huán)）彈性基礎(chǔ)圓平板（管板）內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算1.圓筒1）應(yīng)力狀況：兩向薄膜應(yīng)力、環(huán)向應(yīng)力為軸向應(yīng)力的兩倍。2）壁厚計(jì)算公式：符號(hào)說明見GB150。稱中徑公式：適用范圍，K≤1.5，等價(jià)于pc≤0.4[σ]tφ3）公式來由：內(nèi)壓

2、圓筒壁厚計(jì)算公式是從圓筒與內(nèi)壓的靜力平衡條件得出的。內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算上述計(jì)算公式認(rèn)為應(yīng)力是沿圓筒壁厚均勻分布的，它們對(duì)薄壁容器是適合的。但對(duì)于具較厚壁厚的圓筒，其環(huán)向應(yīng)力并不是均勻分布的。薄壁內(nèi)徑公式與實(shí)際應(yīng)力存在較大誤差。對(duì)厚壁圓筒中的應(yīng)力情況以由彈性力學(xué)為基礎(chǔ)推導(dǎo)得出的拉美

3、公式較好地反映了其分布。內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算由拉美公式知：厚壁筒中存在的三個(gè)方向的應(yīng)力，其中只有軸向應(yīng)力是沿厚度均勻分布的。環(huán)向應(yīng)力和徑向應(yīng)力均是非均勻分布的，且內(nèi)壁處為最大值。筒壁三向應(yīng)力中，周向應(yīng)力最大，內(nèi)壁處達(dá)最大值，外壁處為最小值，內(nèi)外壁處的應(yīng)力差值隨K=D0/Di增大而增大。當(dāng)K=1.5時(shí)，由薄壁公式按均勻分布假設(shè)計(jì)算的環(huán)向應(yīng)力值比按拉美公式計(jì)算的圓筒內(nèi)壁處的最大環(huán)向應(yīng)力要偏低23%，存在較大的計(jì)算誤差。內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算由于薄壁公式形式簡(jiǎn)單，計(jì)算方便、適于工程應(yīng)用。為了解決厚壁筒時(shí)薄壁公式引起的較大誤差，由此

4、采取增大計(jì)算內(nèi)徑，以適應(yīng)增大應(yīng)力計(jì)算值的要求。為此將圓筒計(jì)算內(nèi)徑改為中徑，即以（Di+δ）代替Di代入薄壁內(nèi)徑公式中：內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算4）公式計(jì)算應(yīng)力的意義：一次總體環(huán)向薄膜應(yīng)力，控制值[σ]。5）焊接接頭系數(shù)：指縱縫接頭系數(shù)。內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算2.球殼1）應(yīng)力狀況：各向薄膜應(yīng)力相等2）厚度計(jì)算式：稱中徑公式，適用范圍pc≤0.6[σ]等價(jià)于K≤1.3533）公式來由：同圓筒軸向應(yīng)力作用情況4）計(jì)算應(yīng)力的意義：一次總體、薄膜應(yīng)力（環(huán)向、經(jīng)向）控制值：[σ]。內(nèi)外壓容器

5、——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算2.球殼5）焊縫接頭系數(shù)：指所有拼縫接頭系數(shù)（縱縫、環(huán)縫）。注意包括球封與圓筒的連接環(huán)縫系數(shù)。6）與圓筒的連接結(jié)構(gòu)：見GB150附錄J圖J1（d）、（e）、（f）。連接原則：不能削薄圓筒，局部加厚球殼。內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算3.橢圓封頭A、內(nèi)壓作用下1）應(yīng)力狀況a.薄膜應(yīng)力a）標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭薄膜應(yīng)力分布：內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算經(jīng)向應(yīng)力：最大應(yīng)力在頂點(diǎn)。環(huán)向應(yīng)力：最大拉應(yīng)力在頂點(diǎn)，最大壓應(yīng)力在底邊。b)變形特征：趨圓。c)計(jì)算對(duì)象意義：拉應(yīng)力

6、——強(qiáng)度計(jì)算壓應(yīng)力——穩(wěn)定控制b.彎曲應(yīng)力（與圓筒連接）a)變形協(xié)調(diào)，形成邊界力。b)產(chǎn)生二次應(yīng)力內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算c.橢圓封頭的應(yīng)力：薄膜應(yīng)力加彎曲應(yīng)力。最大應(yīng)力的發(fā)生部位、方向、組成。內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算K=內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算4）焊縫接頭系數(shù)。指拼縫，但不包括橢封與圓筒的連接環(huán)縫的接頭系數(shù)。5）內(nèi)壓穩(wěn)定：a.a/b≯2.6限制條件b.防止失穩(wěn)，限制封頭最小有效厚度：a/b≤2，即K≤1δ

7、min≥0.15%Dia/b＞2，即K＞1δmin≥0.30%Di內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算B.外壓作用下：1）封頭穩(wěn)定以薄膜應(yīng)力為對(duì)象計(jì)算：a.變形特征：趨扁。b.計(jì)算對(duì)象過渡區(qū)——不存在穩(wěn)定問題。封頭中心部分——“球面區(qū)”存在穩(wěn)定。c.計(jì)算意義，按外壓球殼。當(dāng)量球殼：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭；當(dāng)量球殼計(jì)算外半徑：Ro=0.9Do。Do——封頭外徑。內(nèi)外壓容器——受壓元件設(shè)計(jì)二、壓力容器受壓元件計(jì)算2）對(duì)對(duì)接圓筒的影響。外壓圓筒計(jì)算長(zhǎng)度L的意義：L為兩