最新壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)概要教學(xué)講義PPT.ppt

《最新壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)概要教學(xué)講義PPT.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)概要4.3常規(guī)設(shè)計(jì)4.1概述4.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則4.3常規(guī)設(shè)計(jì)4.4分析設(shè)計(jì)4.5疲勞分析4.6壓力容器設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)展4.3.3封頭設(shè)計(jì)4.3.4密封裝置設(shè)計(jì)4.3.5開孔和開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)4.3.6支座和檢查孔4.3.7安全泄放裝置4.3.2圓筒設(shè)計(jì)4.3.1概述4.3.8焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.3.9壓力試驗(yàn)2力載荷處理，不考慮交變載荷，也不區(qū)分短期載荷和永久載荷，不涉及容器的疲勞壽命問題。區(qū)別于分析設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)思想——“按規(guī)則設(shè)計(jì)”（DesignbyRules），只考慮單一的最大載荷工況，按一次施加的靜應(yīng)力求解——依據(jù)材料力學(xué)及板殼理論，按最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則來推導(dǎo)受壓元件的強(qiáng)度尺寸計(jì)

2、算公式。校核——受壓元件的應(yīng)力強(qiáng)度<材料許用應(yīng)力（強(qiáng)度）<材料許用外壓力（失穩(wěn)）邊緣應(yīng)力——采用分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定和思想，確定結(jié)構(gòu)的某些相關(guān)尺寸范圍，或由經(jīng)驗(yàn)引入各種系數(shù)。4.3.1概述4.3.1概述3表4-1按彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的內(nèi)壓厚壁圓筒強(qiáng)度計(jì)算式二、彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（續(xù)）形狀改變比能準(zhǔn)則中徑公式最大切應(yīng)力準(zhǔn)則最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則筒體計(jì)算厚度δ筒體徑比K應(yīng)力強(qiáng)度σeqi設(shè)計(jì)準(zhǔn)則4.3.1概述7二、彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（續(xù)）psi為內(nèi)壁初始屈服時(shí)所對(duì)應(yīng)的壓力。psi/σs代表筒體的彈性承載能力。圖4-1各種強(qiáng)度理論的比較4.3.1概述84.3.2圓筒設(shè)計(jì)4.3.2圓筒設(shè)計(jì)筒體結(jié)構(gòu)單層

3、式組合式優(yōu)點(diǎn)——簡(jiǎn)單①深環(huán)、縱焊縫，焊接缺陷檢測(cè)和消除困難；且結(jié)構(gòu)本身缺乏阻止裂紋快速擴(kuò)展的能力；②大型鍛件、厚鋼板性能比薄鋼板差，不同方向力學(xué)性能差異大，韌脆轉(zhuǎn)變溫度較高，發(fā)生低應(yīng)力脆性破壞的可能性也較大；③加工設(shè)備要求高。缺點(diǎn)——4.3.2.1筒體結(jié)構(gòu)94.3.2.1圓筒結(jié)構(gòu)一、多層包扎式圖4-2(a)多層包扎筒節(jié)104.3.2.1圓筒結(jié)構(gòu)1、結(jié)構(gòu)：2、制造：用裝置將層板逐層、同心地包扎在內(nèi)筒上；借縱焊縫的焊接收縮力使層板和內(nèi)筒、層板與層板之間互相貼緊，產(chǎn)生一定的預(yù)緊力；筒節(jié)上均開有安全孔——報(bào)警。筒體內(nèi)層——12～25mm外層——4～12mm的多層層板深環(huán)焊縫筒節(jié)為避免裂紋沿

4、壁厚方向擴(kuò)展，各層板之間的縱焊縫應(yīng)相互錯(cuò)開75°。筒節(jié)的長(zhǎng)度視鋼板的寬度而定，層數(shù)則隨所需的厚度而定。一、多層包扎式114.3.2.1圓筒結(jié)構(gòu)一、多層包扎式(續(xù))5、應(yīng)用：目前世界上使用最廣泛、制造和使用經(jīng)驗(yàn)最為豐富的組合式筒體結(jié)構(gòu)。3、優(yōu)點(diǎn)：制造工藝簡(jiǎn)單，不需大型復(fù)雜加工設(shè)備；安全可靠性高，層板間隙具有阻止缺陷和裂紋向厚度方向擴(kuò)展的能力；減少了脆性破壞的可能性；包扎預(yù)應(yīng)力改善筒體的應(yīng)力分布；對(duì)介質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，可選擇合適的內(nèi)筒材料。4、缺點(diǎn)：筒體制造工序多、周期長(zhǎng)、效率低、鋼材利用率低（僅60%左右）；深環(huán)焊縫對(duì)制造質(zhì)量和安全有顯著影響。①無損檢測(cè)困難，環(huán)焊縫的兩側(cè)均有層板，無法用超

5、聲檢測(cè)，只能射線檢測(cè)；②焊縫部位存在很大的焊接殘余應(yīng)力，且焊縫晶粒易變得粗大而韌性下降；③環(huán)焊縫的坡口切削工作量大，且焊接復(fù)雜。124.3.2.1圓筒結(jié)構(gòu)1、結(jié)構(gòu)，制造：厚鋼板（厚度>30mm）卷焊成直徑不同但可過盈配合的筒節(jié)，將外層筒節(jié)加熱到計(jì)算的溫度進(jìn)行套合，冷卻收縮后得到緊密貼合的厚壁筒節(jié)。圖4-2(b)熱套筒節(jié)二、熱套式134.3.2.1圓筒結(jié)構(gòu)2、優(yōu)點(diǎn)：工序少，周期短，且具有包扎式筒體的大多數(shù)優(yōu)點(diǎn)。3、缺點(diǎn)：筒體要有較準(zhǔn)確的過盈量，卷筒的精度要求很高，且套合時(shí)需選配套合；套合時(shí)貼緊程度不很均勻；套合后，需熱處理以消除套合預(yù)應(yīng)力及深環(huán)焊縫的焊接殘余應(yīng)力。二、熱套式(續(xù))14

6、4.3.2.1圓筒結(jié)構(gòu)1、結(jié)構(gòu)：由內(nèi)筒、繞板層和外筒三部分組成，是在多層包扎式筒體的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。2、制造：內(nèi)筒與多層包扎式內(nèi)筒相同，外層是在內(nèi)筒外面連續(xù)纏繞若干層3～5mm厚的薄鋼板而構(gòu)成筒節(jié)，只有內(nèi)外兩道縱焊縫，需要2個(gè)楔形過渡段，外筒為保護(hù)層，由兩塊半圓或三塊“瓦片”制成。3、優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械化程度高，制造效率高，材料利用率高（可達(dá)90%以上）。4、缺點(diǎn)：中間厚兩邊薄，累積間隙。圖4－2（c）繞板式三、繞板式154.3.2.1圓筒結(jié)構(gòu)1、結(jié)構(gòu)：錯(cuò)開環(huán)縫和采用液壓夾鉗逐層包扎的筒體結(jié)構(gòu)。2、制造：?將內(nèi)筒拼接到所需的長(zhǎng)度，兩端焊上法蘭或封頭；?在整個(gè)長(zhǎng)度上逐層包扎層板，待全長(zhǎng)度上

7、包扎好并焊完磨平后再包扎第二層，直至所需厚度。3、優(yōu)點(diǎn)：環(huán)、縱焊縫錯(cuò)開，筒體與封頭或法蘭間的環(huán)焊縫為一定角度的斜面焊縫，承載面積增大。內(nèi)筒包扎層板端部法蘭底封頭圖4－3整體多層包扎式厚壁容器筒體四、整體多層包扎式164.3.2.1圓筒結(jié)構(gòu)以鋼帶纏繞在內(nèi)筒外面獲得所需厚度的圓筒的方法。兩種結(jié)構(gòu)型槽繞帶式扁平鋼帶傾角錯(cuò)繞式型槽繞帶式——用特制的型槽鋼帶螺旋纏繞在特制的內(nèi)筒上纏繞時(shí)，鋼帶先經(jīng)電加熱，再進(jìn)行螺旋纏繞，繞制后依次用空氣和水進(jìn)行冷卻，使其收縮產(chǎn)生預(yù)緊力，可保證每層