化工機(jī)械基礎(chǔ) 4章教案內(nèi)壓容器設(shè)計(jì)

1、1第四章第四章 內(nèi)壓薄壁圓筒內(nèi)壓薄壁圓筒與封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)與封頭的強(qiáng)度設(shè)計(jì)4.1強(qiáng)度設(shè)計(jì)的基本知識(shí)4.1.1 關(guān)于彈性失效的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 容器上一處的最大應(yīng)力達(dá)到材料在設(shè)計(jì)溫度下的屈服點(diǎn)，該容器即告破壞。 強(qiáng)度安全條件強(qiáng)度安全條件： n0當(dāng)24.1.2 強(qiáng)度理論及其相應(yīng)的強(qiáng)度條件由薄膜理論,圓筒壁內(nèi)應(yīng)力為經(jīng)向應(yīng)力、環(huán)向應(yīng)力、法向應(yīng)力（被認(rèn)為是0）。024Zm SpD SpD04 2321zmSpDSpD則三項(xiàng)主應(yīng)力為：3第三強(qiáng)度理論的強(qiáng)度條件為： 31當(dāng)因此圓筒強(qiáng)度條件為：SpD244.2 4.2 內(nèi)壓薄壁圓筒殼與球殼的強(qiáng)度設(shè)計(jì)內(nèi)壓薄壁圓筒殼與球殼的強(qiáng)度設(shè)計(jì)4.2.1 強(qiáng)度計(jì)算公式依據(jù)第三強(qiáng)度理論，

2、強(qiáng)度公式為：參數(shù)變換參數(shù)變換：1.將中徑換算為圓筒內(nèi)徑，D=Di+S;2.壓力換為計(jì)算壓力Pc ；3.考慮到焊縫處因氣孔、夾渣等缺陷以及熱影響區(qū)晶粒粗大等造成的強(qiáng)度削弱，引進(jìn)焊縫系數(shù)焊縫系數(shù)f f(1)；4.材料的許用應(yīng)力與設(shè)計(jì)溫度有關(guān)。 pDS25內(nèi)壓圓筒強(qiáng)度計(jì)算公式：內(nèi)壓圓筒強(qiáng)度計(jì)算公式： 21)(4 (mm) pDpScticf再考慮腐蝕裕量C2 ,于是得到圓筒的設(shè)計(jì)壁厚設(shè)計(jì)壁厚為： 222)(4 (mm) CpDpScticdf計(jì)算壁厚計(jì)算壁厚公式：6 在公式（42）基礎(chǔ)上，考慮到鋼板的負(fù)偏差C1（鋼板在軋制時(shí)產(chǎn)生了偏差） 名義壁厚名義壁厚公式： 3 212)(4 (mm) CCpDp

3、Scticnf再根據(jù)鋼板標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格向上圓整向上圓整。 最終名義厚度名義厚度。 這是寫(xiě)在圖紙上的鋼板厚度這是寫(xiě)在圖紙上的鋼板厚度！7() 5)(4 SSDpteeic 2t式中Se有效壁厚有效壁厚， Se=圓整后的壁厚（Sn）C1C2 。 6)(4 (MPa) SDSpeietw 2f強(qiáng)度校核公式：強(qiáng)度校核公式：1）在工作壓力及溫度下，現(xiàn)有容器強(qiáng)度夠否？2）現(xiàn)有容器的最大允許工作壓力如何？8球形容器強(qiáng)度計(jì)算公式？球形容器強(qiáng)度計(jì)算公式？ 由薄膜理論：0404213zm SpD SpD即由第三強(qiáng)度理論，強(qiáng)度條件： SpD4當(dāng)則導(dǎo)出壁厚計(jì)算公式： (mm) CC pDp S(mm) C pDp S(mm

4、) pDpScticncticdctic122444 fff名義壁厚設(shè)計(jì)壁厚計(jì)算壁厚9() 4 4 tceietWteeicp SDSp SSDpff球殼允許工作壓力：球殼應(yīng)力校核公式：104.2.2.設(shè)計(jì)參數(shù)的確定設(shè)計(jì)參數(shù)的確定1. 1.壓力壓力11 工作壓力工作壓力pw-正常工作情況下，容器頂部可能達(dá)到的最高壓力。 由工藝計(jì)算確定： 化學(xué)反應(yīng)所要求的； 傳遞過(guò)程所必需的； 由液化氣體的飽和蒸汽壓所決定的。12設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)壓力p：設(shè)定的容器頂部的最高壓力-設(shè)計(jì)載荷。取值方法：取值方法：（1）容器上裝有安全閥取不低于安全閥開(kāi)啟壓力 ： p （1.051.1）pw系數(shù)取決于彈簧起跳壓力 。13（

5、2）容器內(nèi)有爆炸性介質(zhì)，安裝有防爆膜時(shí)：取 設(shè)計(jì)壓力為爆破片設(shè)計(jì)爆破壓力加制造范圍上限。設(shè)計(jì)壓力為爆破片設(shè)計(jì)爆破壓力加制造范圍上限。P89 表-3，表4-4。防爆膜裝置示意圖14（3）無(wú)安全泄放裝置取 p=（1.01.1）pw 。（4）盛裝液化氣容器 設(shè)計(jì)壓力應(yīng)根據(jù)工作條件下可能達(dá)到的最高金屬溫度確定。（地面安裝的容器按不低于最高飽和蒸汽壓考慮，如40，50，60時(shí)的氣體壓力）。 注意：要考慮實(shí)際工作環(huán)境，如放置地區(qū)，保溫，遮陽(yáng)，噴水等。例如例如：液氨儲(chǔ)罐。金屬壁溫最高工作為50，氨的飽和蒸汽壓為2.07MPa。 1.容器的設(shè)計(jì)壓力？ 2.若容器安放有安全閥，設(shè)計(jì)壓力？15（5）外壓容器取 p

6、正常操作下可能產(chǎn)生的最大壓差。 注意：注意：“正常操作正常操作”含空料，真空檢漏，含空料，真空檢漏，穩(wěn)定生產(chǎn)，中間停車(chē)等情況。穩(wěn)定生產(chǎn)，中間停車(chē)等情況。（6）真空容器不設(shè)安全閥時(shí)，取0.1MPa ； 設(shè)有安全閥時(shí) 取Min（1.25p ,0.1MPa) 。16釜壁可能承受壓力情況： 釜內(nèi)空料，夾套內(nèi)充蒸汽-外壓0.2MPa; 釜內(nèi)真空，夾套內(nèi)充蒸汽-外壓0.3MPa; 釜內(nèi)0.3MPa，夾套內(nèi)0.2MPa-內(nèi)壓0.1MPa; 釜內(nèi)0.3MPa，夾套內(nèi)空料-內(nèi)壓0.3MPa;釜壁承受的最大壓差:內(nèi)壓0.3MPa或外壓0.3MPa.（7）帶夾套容器取正常操作時(shí)可能出現(xiàn)的最大內(nèi)外壓差。例例如如 帶夾

7、套的反應(yīng)釜：夾套內(nèi)蒸汽壓力為0.2MPa,釜內(nèi)開(kāi)始抽真空，然后釜內(nèi)升壓至0.3MPa。該釜壁承受壓力如何？17計(jì)算壓力計(jì)算壓力pc在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下，用以確定元件厚度的壓力，其中包括液柱靜壓力。當(dāng)元件所承受的液柱靜壓力小于5%設(shè)計(jì)壓力時(shí)，可忽略不計(jì)。即計(jì)算壓力計(jì)算壓力 設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)壓力 液柱靜壓力液柱靜壓力( (5%P時(shí)計(jì)入時(shí)計(jì)入)可見(jiàn)，計(jì)算壓力計(jì)算壓力設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)壓力工作壓力工作壓力 容器頂部表壓容器頂部表壓 例：一立式容器，工作壓力0.5MPa，液體深10m， 重度為10,000N/m3。pw=0.5MPa, p=0.5MPapc=0.5+(1010,000)/1,000,000=0.6MP

8、a182.設(shè)計(jì)溫度設(shè)計(jì)溫度指容器在正常工作情況下，設(shè)定的元件的金屬溫度（沿元件金屬截面的溫度平均值）。設(shè)計(jì)溫度在容器設(shè)計(jì)溫度在容器設(shè)計(jì)中的作用：設(shè)計(jì)中的作用： 選擇材料；選擇材料； 確定許用應(yīng)力。確定許用應(yīng)力。確定設(shè)計(jì)溫度的方法：（1）對(duì)類(lèi)似設(shè)備實(shí)測(cè)；（2）傳熱計(jì)算；（3）參照書(shū)P90表4-5。 例如：不被加熱或冷卻的器壁，且壁外有保溫，取介質(zhì)溫度；用水蒸氣、熱水或其它液體加熱或冷卻的器壁，取熱介質(zhì)的溫度；等等。193.許用應(yīng)力和安全系數(shù)許用應(yīng)力和安全系數(shù)定義式： ）安全系數(shù)（）極限應(yīng)力（n0（1 1）許用應(yīng)力許用應(yīng)力 的確定的確定：bbssnnMin,)(2 . 0工作溫度為中溫中溫，取bt

9、bsttsnnMin,)(2 . 0工作溫度為常溫常溫（200） 取20工作溫度為高溫高溫，取DtDntnsttsnnnMin,)(2 .0式中 nt Dt-設(shè)計(jì)溫度下材料的蠕變強(qiáng)度和 持 久強(qiáng)度。 nn,nD-蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度的安全系數(shù)。21（2 2）安全系數(shù)及其確定：）安全系數(shù)及其確定：影響安全系數(shù)的因素：計(jì)算方法的準(zhǔn)確性、可靠性和受力分析的精度；材料質(zhì)量和制造的技術(shù)水平；容器的工作條件及其在生產(chǎn)中的重要性和危險(xiǎn)性。 安全系數(shù) 材料 nb ns nD nn碳素鋼、低合金鋼3.01.61.51.0 高合金鋼3.01.51.51.0224.焊接接頭系數(shù)（焊接接頭系數(shù)（f f）容器上存在有：縱

10、焊縫A類(lèi)焊縫環(huán)焊縫B類(lèi)焊縫需要進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)。檢驗(yàn)方法主要是：X射線檢查射線檢查和超聲波檢查超聲波檢查。23常見(jiàn)的焊接形式：242526272829 缺陷，夾渣，未焊透，晶粒粗大等，在外觀看不出來(lái)； 熔池內(nèi)金屬?gòu)娜刍侥痰倪^(guò)程受到熔池外金屬的剛性約束，內(nèi)應(yīng)力很大。焊縫區(qū)強(qiáng)度比較薄弱焊縫區(qū)強(qiáng)度比較薄弱。30焊接缺陷31 為綜合考慮筒體強(qiáng)度，設(shè)計(jì)公式中將鋼板母材的許用應(yīng)力乘以f（1）。 f32焊接接頭系數(shù)（f）：焊接接頭結(jié)構(gòu)100%無(wú)損檢驗(yàn) 局部無(wú)損檢驗(yàn)示意圖雙面對(duì)接焊 1.0 0.85 帶墊板單面對(duì)接焊 0.90 0.80331.可否采用搭接焊結(jié)構(gòu)制作壓力容器殼體？為什麼？2.焊縫處為什麼要進(jìn)行

11、無(wú)損探傷檢查？3.焊縫系數(shù)（）為什麼小于等于1？4.取焊縫系數(shù)的依據(jù)是什麼？5.壁厚計(jì)算公式中的t是鋼板的許用應(yīng)力，還是焊縫材料的許用應(yīng)力？6.帶墊板的焊縫結(jié)構(gòu)中，墊板的作用是什麼？是否起加強(qiáng)作用？345.壁厚附加量壁厚附加量容器壁厚附加量（1）鋼板或鋼管厚度負(fù)偏差負(fù)偏差 C1: 例如，35 在設(shè)計(jì)容器壁厚時(shí)要在設(shè)計(jì)容器壁厚時(shí)要 預(yù)先考慮負(fù)偏差預(yù)先考慮負(fù)偏差。 鋼板負(fù)偏差參見(jiàn)p93表4-9選??； 鋼管厚度負(fù)偏差參見(jiàn)P93表4-10。36（2）腐蝕裕量腐蝕裕量C2 容器元件由于腐蝕或機(jī)械磨損厚度減薄。在設(shè)計(jì)壁厚時(shí)要考慮容器使用壽命期內(nèi)的安全性！在設(shè)計(jì)壁厚時(shí)要考慮容器使用壽命期內(nèi)的安全性！具體規(guī)定

12、具體規(guī)定如下：對(duì)有腐蝕或磨損的元件: C2=KaB Ka-腐蝕速率（mm/a），由材料手冊(cè)或?qū)嶒?yàn)確定。 B-容器的設(shè)計(jì)壽命，通常為1015年。一般情況, Ka=0.050.13mm/a的輕微腐蝕時(shí)， 對(duì)單面腐蝕單面腐蝕取C2=12mm; 對(duì)雙面腐蝕雙面腐蝕取C2=24mm。 對(duì)于不銹鋼，一般取0。 37 1. 確定腐蝕裕度的依據(jù)？2.腐蝕裕度的有效期？3.列管換熱器的管子、殼體腐蝕裕度如何定？ 容器各元件受到的腐蝕程度不同時(shí)，設(shè)計(jì)中可采用不同的腐蝕裕量。 介質(zhì)為壓縮空氣、水蒸氣或水的碳鋼或低合金鋼容器，單面腐蝕裕量不小于1mm； 對(duì)不銹鋼容器，腐蝕輕微時(shí)可取C2=0。386.直徑系列與鋼板厚度

13、直徑系列與鋼板厚度 要按照鋼板厚度尺寸系列厚度尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)GB709-88的規(guī)定選取。P95表4-13。 壓力容器的直徑系列直徑系列已經(jīng)施行標(biāo)準(zhǔn)化（GB9019-88)，筒體與封頭的公稱(chēng)直徑配套。見(jiàn)P56表2-5。394.2.3 容器的壁厚和最小壁厚容器的壁厚和最小壁厚1.容器壁厚實(shí)際壁厚不得小于名義壁厚減去鋼板負(fù)偏差，可保證強(qiáng)度要求！熱加工封頭時(shí)，加工單位應(yīng)預(yù)先考慮加工減薄量！402.最小壁厚 為保證容器制造、運(yùn)輸、安裝時(shí)的剛度要求剛度要求，限定容器實(shí)際最小壁厚（指不含腐蝕裕量的壁厚）：碳鋼和低合金鋼制容器3mm。 高合金鋼制容器2mm。1.標(biāo)注在圖紙上的容器壁厚是如何確定的？2.壁厚加工減

14、薄量由誰(shuí)定？3.加工后容器的實(shí)際壁厚不能小于多厚才可以在使用壽命期內(nèi)保證安全？4.規(guī)定容器最小壁厚的目的是什麼？414.2.4 壓力試驗(yàn)及強(qiáng)度校核壓力試驗(yàn)及強(qiáng)度校核壓力試驗(yàn)的時(shí)機(jī)壓力試驗(yàn)的時(shí)機(jī)：1）容器制成后； 2）檢修后。試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)?zāi)康模?）檢驗(yàn)容器宏觀強(qiáng)度是否出現(xiàn)裂紋,是否變形過(guò)大； 2）密封點(diǎn)及焊縫的密封情況。 要知道！要知道！ （1）需要焊后熱處理的容器，須熱處理后進(jìn)行 壓力試驗(yàn)和氣密試驗(yàn)； （2）須分段交貨的容器，在工地組裝并對(duì)環(huán)焊 縫進(jìn)行熱處理后，進(jìn)行壓力試驗(yàn)； （3）塔器須安裝后進(jìn)行水壓試驗(yàn)；42壓力試驗(yàn)分類(lèi)壓力試驗(yàn)分類(lèi)：液壓試驗(yàn)液壓試驗(yàn)介質(zhì)：一般為水；過(guò)程：充水排氣設(shè)計(jì)壓力無(wú)

15、泄漏開(kāi)始試驗(yàn)壓力下保壓30分鐘卸壓吹凈結(jié)束試驗(yàn)壓力的80%保壓檢查43注意： 不銹鋼容器水中氯離子不得超過(guò)25mg/L25mg/L。 試壓合格的條件試壓合格的條件： 1）無(wú)滲漏； 2）無(wú)可見(jiàn)變形； 3）試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)異常響聲； 4）b 540MPa的材料，表面經(jīng)無(wú)損檢驗(yàn) 無(wú)裂紋。44氣壓試驗(yàn)氣壓試驗(yàn)不適合液壓試驗(yàn)的，如因結(jié)構(gòu)緣故排液或充液困難，或容器內(nèi)不允許殘留微量液體時(shí)采用。氣密試驗(yàn)氣密試驗(yàn)針對(duì)介質(zhì)具有毒性程度為極度或具有高度危害的容器； 在液壓試驗(yàn)后進(jìn)行； 氣密試驗(yàn)壓力取設(shè)計(jì)壓力。45 壓力試驗(yàn)強(qiáng)度校核名義壁厚確定后，校核壓力試驗(yàn)條件下的強(qiáng)度是否滿(mǎn)足要求，以免進(jìn)行壓力試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)危險(xiǎn)。1).

16、試驗(yàn)壓力的確定：內(nèi)壓容器的試驗(yàn)壓力試驗(yàn)壓力：ttpp15.1p 25.1p TT氣壓試驗(yàn)液壓試驗(yàn)p設(shè)計(jì)壓力 MPa ;元件材料在實(shí)驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力，MPa;t元件材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，MPa。46【注】（1）容器銘牌上規(guī)定有最大允許工作壓力時(shí)，公式中應(yīng)以最大允許工作壓力代替設(shè)計(jì)壓力。 （2）容器各元件（圓筒、封頭、接管、法蘭及緊固件）所用材料不同時(shí)，應(yīng)取各元件材料的/t比值中較小者。思考：1.壓力試驗(yàn)?zāi)康?？壓力試?yàn)強(qiáng)度校核目的？何時(shí)進(jìn)行？2.在進(jìn)行壓力試驗(yàn)過(guò)程中，檢查什麼？何時(shí)檢查？3.是否所有壓力容器在制成後都要進(jìn)行氣密試驗(yàn)檢查？472). 壓力試驗(yàn)應(yīng)力校核壓力試驗(yàn)應(yīng)力校核式中T圓筒

17、壁在試驗(yàn)壓力下的計(jì)算應(yīng)力，MPa； Di圓筒內(nèi)徑，mm； pT試驗(yàn)壓力，MPa； Se圓筒的有效壁厚，mm； s（0.2）圓筒材料在試驗(yàn)溫度下的屈服點(diǎn) （或條件屈服點(diǎn)），MPa； f圓筒的焊接接頭系數(shù)。氣壓試驗(yàn)液壓試驗(yàn)計(jì)算應(yīng)力應(yīng)滿(mǎn)足： )(8 . 0 )(9 . 02)(2 . 02 . 0TffSSeeiTSSDp48例題例題例1：設(shè)計(jì)乙烯精餾塔。由工藝計(jì)算得出塔體公稱(chēng)直徑為600mm,工作壓力為2.2MPa（不計(jì)液注高度），工作溫度t=-3-20，塔體保溫。確定該塔壁厚及選用的材料?！窘狻?.選材 介質(zhì)腐蝕性輕微；工作溫度低溫； 工作壓力中壓。故選用16MnR。 2.確定參數(shù) （1） 由D

18、N=600mm,筒體采用板卷， Di=600mm； （2） 由題意“不計(jì)液注高度”，無(wú)安全泄放裝置，pc=2.2MPa ； （3）因壓力為中壓，直徑較小，故采用帶墊板單面對(duì)接 焊結(jié)構(gòu)，局部無(wú)損探傷，查表48， f0.8 ； （4）塔體保溫，由表45，設(shè)計(jì)溫度取介質(zhì)溫度， t=170MPa ；（5）常溫屈服點(diǎn)s=345MPa；（6） 腐蝕輕微，單面腐蝕， C2 =1mm 。49（3）確定計(jì)算壁厚 )(9 . 42 . 28 . 017026002 . 22mmpDpScticf由S+C2=4.9+1.0=5.9(mm),16MnR屬GB6654-96標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的材料，查表4-9，得C1=0.25mm

19、，則 C=C1+C2=0.25+1.0=1.25(mm)。名義壁厚Sn=S+C+圓整量 ，S+C=4.9+1.25=6.15(mm), 圓整為7mm。（4）校核水壓試驗(yàn)強(qiáng)度水壓試驗(yàn)強(qiáng)度條件為：SeeiTSSDpf9 . 02)(T50式中pT=1.25p=1.252.2=2.75(MPa),(/t1); Se=Sn-C1-C2=7-0.25-1.0=5.75(mm)則 )(2 .1544 . 52)75. 5600(75. 2MPaT而 0.9sf0.93450.8248.4（MPa)可見(jiàn) T 0.9sf ，所以水壓試驗(yàn)強(qiáng)度足夠。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖：51例2 設(shè)計(jì)鍋爐汽包的筒體壁厚。工作壓力為15.6M

20、Pa,工作溫度為350,其內(nèi)徑為1300mm?！窘狻?.選材：選材：工作溫度中溫，工作壓力為高壓，有輕微腐蝕。 故采用低合金鋼18MnMoNbR（GB6654-96)。s=410MPa。2.確定參數(shù)確定參數(shù)（1）工作壓力15.6MPa,是高壓容器，屬于三類(lèi)容器。其焊縫結(jié)構(gòu)必須是雙面對(duì)接焊結(jié)構(gòu)或其他等強(qiáng)度焊接，100%無(wú)損探傷， =1 。（2） 筒體需保溫，則筒壁設(shè)計(jì)溫度取介質(zhì)溫度， 350190MPa（3）需安裝安全閥，pc=p=1.115.6=17.16(MPa)。（4）水蒸氣對(duì)低合金鋼有輕微腐蝕，且為單面腐蝕，C2=1mm。52 3.計(jì)算壁厚計(jì)算壁厚 61.5(mm) 130017.16

21、pDpSctic16.17119022f4.4.設(shè)計(jì)壁厚設(shè)計(jì)壁厚： Sd=S+C2=61.5+1.0=62.5(mm), 查表4-9得C1=1.8(mm)C1=1.8(mm) 壁厚附加量C=C1+C2=0.25+1.0=1.25(mm)5.5.名義厚度名義厚度 Sn=S+C+圓整量 61.5+1.25=62.75(mm) ， 圓整后為65（mm)。536.校核水壓試驗(yàn)強(qiáng)度校核水壓試驗(yàn)強(qiáng)度水壓試驗(yàn)強(qiáng)度條件為：SeeiTSSDpf9 . 02)(T式中 )(45.2119019016.1725. 125. 1pTMPaptSe=Sn-C=65-2.8=62.2(mm)則 T=234.9(MPa)。

22、而 0.9fs=0.91410=369(MPa)T 0.9fs水壓試驗(yàn)合格。54例3 校驗(yàn)舊氣瓶。資料記載該氣瓶材質(zhì)為40Mn2A，系無(wú)縫鋼管收口而成。實(shí)測(cè)其外徑為219mm,最小壁厚為6.5mm。查材料手冊(cè)得該材料的b=785MPa,s=510MPa,d5=18%。（1）常溫下可否充15MPa氧氣？（2）如強(qiáng)度不夠，最高允許工作壓力多少？【解】1.確定參數(shù)確定參數(shù) pc=15MPa, DO=219mm, Sn=6.5mm, 無(wú)縫鋼管f1， C2=1mm, 實(shí)測(cè)壁厚6.5mm ，則C1=0, Se=6.5-1=5.5mm, 許用應(yīng)力求取： t=minb/nb ,s/ns=min785/3 ,5

23、10/1.6=262(MPa) 。552.強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核校核公式為() )(262)(2915 . 52)5 . 5219(152t0tMPa MPa SSDpteecf充15MPa強(qiáng)度不夠。 3. 3.確定最高允許工作壓力確定最高允許工作壓力 計(jì)算公式為)(48.135 . 52195 . 5126220MPa2 p (MPa) SDSpweetwf該氣瓶的最大安全使用壓力為13.48MPa。56注意注意 “實(shí)測(cè)壁厚”概念。即無(wú)需考慮負(fù)偏差問(wèn)題，C1=0 。無(wú)縫鋼管制的容器公稱(chēng)直徑為外經(jīng)，壁厚計(jì)算公式中應(yīng)采用外徑。公式應(yīng)該如何？自己試推導(dǎo)一下。574.3 內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)計(jì)內(nèi)壓圓筒封頭的設(shè)

24、計(jì)584.3.1 4.3.1 半球形封頭半球形封頭1.結(jié)構(gòu)：（1）整體半球殼體； （2）焊接半球殼體瓜瓣組焊。 (mm) c pDpScticnf4 3.與筒體連接結(jié)構(gòu)與筒體連接結(jié)構(gòu)： 與筒體連接部位要圓滑過(guò)渡。(為什麼？） 與筒體連接的環(huán)焊縫屬于球殼內(nèi)的部分，確定封頭厚度時(shí)應(yīng)考慮這一環(huán)焊縫的焊接接頭系數(shù)。2.壁厚計(jì)算公式：594.3.2 橢圓形封頭橢圓形封頭橢圓殼應(yīng)力分布橢圓殼應(yīng)力分布601.橢圓封頭的結(jié)構(gòu)橢圓封頭的結(jié)構(gòu) ：為什麼要有直邊？為什麼要有直邊？（1）保證封頭的制造質(zhì)量；（2）不連續(xù)點(diǎn)與環(huán)焊縫分開(kāi)，從而避免邊緣應(yīng)力與焊接應(yīng)力、膜應(yīng)力集聚，降低合應(yīng)力。 2. 壁厚的計(jì)算公式壁厚的計(jì)算

25、公式 橢球殼壁內(nèi)應(yīng)力的大小及變化受a/b值的影響，形狀系數(shù)K。 厚度計(jì)算公式為： (mm) c pDKpScticn5.02f61名義壁厚名義壁厚 計(jì)算壁厚計(jì)算壁厚 壁厚附加量壁厚附加量 圓整量圓整量標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭(a/b=2)K1。橢圓形封頭的最大允許工作壓力計(jì)算公式： (MPa) SKDSpeietw5.02f注意注意：1.加工減薄量由制作單位確定。 2.各參數(shù)的單位- 公式中只用公式中只用 MPa MPa 和和 mmmm 。 3.對(duì)于同一容器上的圓筒與橢圓形封頭，如果壁厚相同，橢圓形封頭的強(qiáng)度高于圓筒。所以，水壓試驗(yàn)強(qiáng)度校核時(shí)，校核筒體強(qiáng)度就可以了。（為什麼?） 4.直邊高度按P101表4

26、-15選取。624.3.3 碟形封頭碟形封頭 碟形殼的應(yīng)力分布：碟形殼的應(yīng)力分布：631.碟形封頭的結(jié)構(gòu)碟形封頭的結(jié)構(gòu)：2. 2.壁厚計(jì)算公式：壁厚計(jì)算公式： (mm) c pRMpScticn5 . 02f式中M形狀系數(shù)。 （Ri/r值不同；球面與摺邊連接處的曲率突變。） 標(biāo)準(zhǔn)碟形封頭標(biāo)準(zhǔn)碟形封頭 壁厚計(jì)算公式為： (mm) c pDpScticn5 . 022 . 1f644.3.4 球冠形封頭（無(wú)折邊球形封頭）65 (mm) 2 ctcpDipQS式中 Di封頭和筒體的內(nèi)直徑； Q 系數(shù)，見(jiàn)書(shū)圖4-9。2.壁厚計(jì)算公式：664.3.5 4.3.5 常用錐形封頭常用錐形封頭 錐殼應(yīng)力分布？

27、錐殼應(yīng)力分布？67 為減小邊緣應(yīng)力，錐形封頭結(jié)構(gòu)常有如下結(jié)構(gòu)為減小邊緣應(yīng)力，錐形封頭結(jié)構(gòu)常有如下結(jié)構(gòu)（1）局部加強(qiáng)30的大端及45 的小端(2)加過(guò)渡圓弧 30的大端及45 的小端受內(nèi)壓無(wú)折邊錐形封頭受內(nèi)壓帶折邊錐形封頭684.3.6 圓平板封頭691.平板內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)周邊簡(jiǎn)支：根據(jù)強(qiáng)度條件：t0.31pDS70周邊固支： tpDS 188.0根據(jù)強(qiáng)度條件： 實(shí)際情況是介于簡(jiǎn)支和固支中間實(shí)際情況是介于簡(jiǎn)支和固支中間，系數(shù)在0.1880.31之間，歸結(jié)為一個(gè)結(jié)構(gòu)特征系數(shù)K, 平板壁厚計(jì)算公式為： (mm) c KpDStccpf 見(jiàn)表19714.3.7 例題 確定精流塔封頭形式及尺寸。塔徑確定精流塔封頭形式及尺寸。塔徑DiDi=600mm=600mm，壁厚，壁厚SnSn=7mm=7mm，材，材質(zhì)為質(zhì)為16MnR16MnR（GB6654-96) GB6654-96) ，計(jì)算壓力，計(jì)算壓力Pc=2.2MPa, Pc=2.2MPa, 工作溫度工