壓力容器設(shè)計基礎(chǔ)ppt課件.ppt

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1、壓力容器設(shè)計人員培訓(xùn)2010-11-30上海長寧BV工業(yè)部　設(shè)計審核師盧　　楊1壓力容器設(shè)計人員培訓(xùn)四個主題：一．壓力容器設(shè)計制造的主要特點(diǎn)二．壓力容器的分類三.壓力容器主要失效方式四．壓力容器設(shè)計基礎(chǔ)知識一．壓力容器設(shè)計制造的主要特點(diǎn)壓力容器設(shè)計人員培訓(xùn)IBRSeminar一、壓力容器設(shè)計制造的主要特點(diǎn)壓力容器設(shè)計一般包括結(jié)構(gòu)設(shè)計（選擇）、設(shè)計計算與材料選擇。其中結(jié)構(gòu)是設(shè)計計算的基礎(chǔ)，即根據(jù)各類承壓零部件不同的結(jié)構(gòu)、形狀，分別進(jìn)行設(shè)計計算。壓力容器設(shè)計計算一般要解決三類問題：1.強(qiáng)度——在內(nèi)壓作用下不允許產(chǎn)生塑性（永久）變形，是涉及安全的主要問題，如筒體

2、、封頭等；2.剛性——在外力作用（制造、運(yùn)輸、安裝與使用）下產(chǎn)生不允許的彈性變形，如法蘭（密封）、管板等；3.穩(wěn)定性——在外壓作用下防止突然失去原有形狀的穩(wěn)定性，如外壓及真空容器。一、壓力容器設(shè)計制造的主要特點(diǎn)依各類承壓零部件不同的結(jié)構(gòu)、形狀，采用不同的加工方法分別制造，然后通過多種方法（焊接、法蘭螺栓、螺紋）連接在一起，構(gòu)成一臺完整的容器，其中焊接是主要方法。一、壓力容器設(shè)計制造的主要特點(diǎn)IBRSeminar壓力容器設(shè)計人員培訓(xùn)二．壓力容器的分類按壓力、品種、介質(zhì)毒性及易燃介質(zhì)分類按壓力分為低、中、高及超高壓，前三種在材料、失效判據(jù)（準(zhǔn)則）、計算方法、制

3、造要求上基本一致，而超高壓則截然不同。按介質(zhì)毒性及易燃性分類，主要基于安全考慮，即一旦發(fā)生事故（爆炸、泄漏等）的危害程度。二、壓力容器的分類按制造許可級別分類：a)安全性及制造難易程度的不同，這里涉及P、P·V、介質(zhì)特性、材料強(qiáng)度級別等；b)工作（安放）位置分為固定與移動，移動的安全要求高于固定，且應(yīng)對減輕自重、防沖擊、各類儀表的裝設(shè)做特殊考慮；c)材料,金屬與非金屬制容器在制造與檢驗方法上有很大不同；d)考慮制造特點(diǎn)，利于專業(yè)化生產(chǎn)，如球罐。對不同制造許可級別的企業(yè)，提出不同的資源條件與安全質(zhì)量要求二、壓力容器的分類按生產(chǎn)工藝過程中作用原理分類：分為反應(yīng)

4、、換熱、分離、儲存四類，其中反應(yīng)容器安全性要求最高，因其在進(jìn)行物理、化學(xué)反應(yīng)時，可能造成壓力、溫度的變化。二、壓力容器的分類其他常見的分類方法：按形狀分類，如圓筒形、球形、組合型、方形、矩形等；按筒體結(jié)構(gòu)分為整體式、組合式。按制造方法分為焊接、鍛造、鑄造。按材料分為金屬與非金屬兩大類，其中：金屬中分為鋼、鑄鐵、有色金屬與合金。鋼中以其化學(xué)成份又分為碳素鋼、低合金鋼及高合金鋼二、壓力容器的分類三.壓力容器主要失效方式壓力容器可能存在的八種失效方式：1.過量的彈性變形，包括彈性不穩(wěn)定；2.過量的塑性變形；3.脆性斷裂；4.由應(yīng)力引起破壞/蠕變變形；5.塑性不穩(wěn)

5、定—漸增的垮塌；6.高應(yīng)變、低循環(huán)疲勞；7.應(yīng)力腐蝕；8.腐蝕疲勞。壓力容器的常規(guī)設(shè)計方法是基于彈性失效準(zhǔn)則；三、壓力容器主要失效方式彈性失效準(zhǔn)則下的四個強(qiáng)度理論：第一強(qiáng)度理論（最大主應(yīng)力理論）認(rèn)為材料的三個主應(yīng)力中只要最大的拉應(yīng)力σ1達(dá)到了極限應(yīng)力，材料就發(fā)生破壞。強(qiáng)度條件：б1≤[б]t第二強(qiáng)度理論（最大變形理論）認(rèn)為材料的最大的應(yīng)變達(dá)到了極限狀態(tài)，材料就發(fā)生破壞。強(qiáng)度條件：εmax≤[ε]第三強(qiáng)度理論（最大剪應(yīng)力理論）材料的最大剪應(yīng)力τmax達(dá)到了極限應(yīng)力，材料就發(fā)生破壞。強(qiáng)度條件：τmax=（σ1-σ3）≤[σ]t三、壓力容器主要失效方式第四強(qiáng)度理

6、論（剪切變形能理論）材料變形時，即內(nèi)部變形能量達(dá)到材料的極限值時，材料破壞。強(qiáng)度條件：σe=√[(σ1-σ2)2+(σ2-σ3)2+(σ3-σ1)2]≤[σ]t三、壓力容器主要失效方式四.壓力容器設(shè)計基礎(chǔ)知識壓力容器設(shè)計人員培訓(xùn)1.壓力容器設(shè)計應(yīng)遵循的基本法規(guī)和規(guī)程《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》TSGR0003-2007《簡單壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》TSGR1001-2008《壓力容器壓力管道設(shè)計許可規(guī)則》四、壓力容器設(shè)計基礎(chǔ)知識2.標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)（規(guī)程）的關(guān)系?！度菀?guī)》第1.8條規(guī)定：本規(guī)程規(guī)定了壓力容

7、器的基本安全要求，有關(guān)壓力容器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理制度等，不得低于本規(guī)程的要求。因此，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)或規(guī)程有不一致時，應(yīng)按法規(guī)（或規(guī)程）的規(guī)定執(zhí)行。四、壓力容器設(shè)計基礎(chǔ)知識3.壓力容器的含義（定義）《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》的第八章“附則”中：壓力容器，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0．1MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于2．5MPa·L的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體的固定式容器和移動式容器；盛裝公稱工作壓力大于或者等于0．2MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于1．

8、0MPa·L的氣體、液化氣體和標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)等于或者低于60℃液體的氣瓶