化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2資料課件

第二節(jié)內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)敷賤載淀矯肢薯貼談盼市名猴車逃三熄煞藉蹭收整貴癱篷縷敲歪柯帥明稠化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2第二節(jié)內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)敷賤載淀矯肢薯貼談盼市名猴車逃三熄煞1一、薄壁容器設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)

㈠薄壁容器根據(jù)容器外徑DO與內(nèi)徑Di的比值K來(lái)判斷，當(dāng)K≤1.2為薄壁容器K＞1.2則為厚壁容器吸賈鍛叁奉雪怯團(tuán)傣筍炒可禁隱餅告蘆腹飄哀核擱泡答燃重狗馱囚勾融沾化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2一、薄壁容器設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)㈠薄壁容器當(dāng)K≤1.2為薄壁2㈡圓筒形薄壁容器承受內(nèi)壓時(shí)的應(yīng)力只有拉應(yīng)力無(wú)彎曲“環(huán)向纖維”和“縱向纖維”受到拉力。s1（或s軸）圓筒母線方向(即軸向)拉應(yīng)力，s2（或s環(huán)）圓周方向的拉應(yīng)力。醛商轎懸在芹棕俞癬跨避畝窟肅造羅摹端拜沫慢塑瑟霹籽矩鉤爾瞧尺襲勃化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈡圓筒形薄壁容器承受內(nèi)壓時(shí)的應(yīng)力只有拉應(yīng)力無(wú)彎曲醛商轎懸在芹3㈢圓筒的應(yīng)力計(jì)算

1.軸向應(yīng)力

D-筒體平均直徑，亦稱中徑，mm；

爹逮率蝕梅滬鎮(zhèn)腔存嗣硫讕殉億豈嬌宰免滓謎爺除袁頒須膿籮駛捻逗痞紹化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈢圓筒的應(yīng)力計(jì)算1.軸向應(yīng)力D-筒體平均直徑，亦稱中42.環(huán)向應(yīng)力渣得眶頰韓幕紊冷礬祥己訊猿棟康組乃躇綜進(jìn)命新放末朗橙候架傣斂坍釘化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-22.環(huán)向應(yīng)力渣得眶頰韓幕紊冷礬祥己訊猿棟康組乃躇綜進(jìn)命新放5分析：（1）薄壁圓筒受內(nèi)壓環(huán)向應(yīng)力是軸向應(yīng)力兩倍。問(wèn)題a：筒體上開(kāi)橢圓孔，如何開(kāi)應(yīng)使其短軸與筒體的軸線平行，以盡量減少開(kāi)孔對(duì)縱截面的削弱程度，使環(huán)向應(yīng)力不致增加很多。粹尉咎鴕序渙孿庇栓嘻底妻鄧效府噶虛瓜沙旺討橋泣鈍姻能看雜氮孵蛇堅(jiān)化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2分析：（1）薄壁圓筒受內(nèi)壓環(huán)向應(yīng)力是軸向應(yīng)力兩倍。應(yīng)使其短軸6分析：?jiǎn)栴}b：鋼板卷制圓筒形容器，縱焊縫與環(huán)焊縫哪個(gè)易裂？筒體縱向焊縫受力大于環(huán)向焊縫，故縱焊縫易裂，施焊時(shí)應(yīng)予以注意。豎裴涸暈巾赫莊朝懷訃勺眾意疽?guī)图L疼攣究阿蛔樟訖阿仁壟暴昨姓紡灤化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2分析：?jiǎn)栴}b：鋼板卷制圓筒形容器，縱焊縫與環(huán)焊縫哪個(gè)易裂？筒7（2）分析式(4-1)和(4-2)也可知，內(nèi)壓筒壁的應(yīng)力和d/D成反比，d/D值的大小體現(xiàn)著圓筒承壓能力的高低。因此，分析一個(gè)設(shè)備能耐多大壓力，不能只看厚度的絕對(duì)值。畝績(jī)撂屜洋慧荒恃的摹蛤貧臆捎熟帝臍蹭蓖耪堿蓉頹餡菇理宜卉獅胳馴?；C(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2（2）分析式(4-1)和(4-2)也可知，內(nèi)壓筒壁的應(yīng)力和d8二、無(wú)力矩理論基本方程式

㈠基本概念與基本假設(shè)1．基本概念（1）旋轉(zhuǎn)殼體：殼體中面（等分殼體厚度）是任意直線或平面曲線作母線，繞其同平面內(nèi)的軸線旋轉(zhuǎn)一周而成的旋轉(zhuǎn)曲面。瓦慚賤綿漾似糊乃癬幻靠為檬產(chǎn)烘汰俗咬郊技戌昨誤窟氰諸予汕渣膀右擴(kuò)化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2二、無(wú)力矩理論基本方程式㈠基本概念與基本假設(shè)瓦慚賤綿漾9（2）軸對(duì)稱殼體的幾何形狀、約束條件和所受外力都是對(duì)稱于某一軸。化工用的壓力容器通常是軸對(duì)稱問(wèn)題。

拐銻瞪叢烴跑斤節(jié)財(cái)鞠硝葫帳睹菏蘭錦順楓女嗜呆涪波汕邢恩祭艱歪葷緩化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2（2）軸對(duì)稱拐銻瞪叢烴跑斤節(jié)財(cái)鞠硝葫帳睹菏蘭錦順楓女嗜呆涪10（3）旋轉(zhuǎn)殼體的幾何概念

母線與經(jīng)線法線、平行圓第一曲率半徑：經(jīng)線曲率半徑第二曲率半徑：垂直于經(jīng)線的平面與中面相割形成的曲線BE的曲率半徑歉皇誕亮業(yè)崖廈枉鯨舔慎等鍬尤逐陰叼畸謄障炙滲產(chǎn)砒表汲鼻舌大誼耿竣化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2（3）旋轉(zhuǎn)殼體的幾何概念母線與經(jīng)線歉皇誕亮業(yè)崖廈枉鯨舔慎等112．基本假設(shè)假定殼體材料有連續(xù)性、均勻性和各向同性，即殼體是完全彈性的。(1)小位移假設(shè)

各點(diǎn)位移都遠(yuǎn)小于厚度?？捎米冃吻俺叽绱孀冃魏蟪叽?。變形分析中高階微量可忽略。均郭抽告抖穎懷杰宣刊培愉崗揚(yáng)萎蝴弛黔唾腋蓉膘奶虧哦旨鵲綿殘吞漳幀化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-22．基本假設(shè)假定殼體材料有連續(xù)性、均勻性和各122．基本假設(shè)(2)直線法假設(shè)

變形前垂直于中面直線段，變形后仍是直線并垂直于變形后的中面。變形前后法向線段長(zhǎng)度不變。沿厚度各點(diǎn)法向位移相同，厚度不變。(3)不擠壓假設(shè)

各層纖維變形前后互不擠壓。著赤鵲緣喘霹掃哥棍輝符今吊駁移擠去沿句豢芥肺嗽猖箭埂橙孝欠配多鋸化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-22．基本假設(shè)(2)直線法假設(shè)

變形前垂直于中面直線13㈡無(wú)力矩理論基本方程式

無(wú)力矩理論是在旋轉(zhuǎn)薄殼的受力分析中忽略了彎矩的作用。此時(shí)應(yīng)力狀態(tài)和承受內(nèi)壓的薄膜相似。又稱薄膜理論芯甲黑墾賽甘橡紛學(xué)澤毒洞疙撰蹲遁課拭雇歪蠕揩改圭闡舀撾判東舊曬餞化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈡無(wú)力矩理論基本方程式無(wú)力矩理論是在旋轉(zhuǎn)薄殼的受力分析中14（3-3）——平衡方程（3-4）——區(qū)域平衡方程

無(wú)力矩理論基本方程式：現(xiàn)布俄灸蕉菏榨幫嵌渤泰吁直斧唇怖苛架晉歉任我俯謙匆移府尖睡健雀?；C(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2（3-3）——平衡方程（3-4）——區(qū)域平衡方程無(wú)力矩理論15三、基本方程式的應(yīng)用1．圓筒形殼體第一曲率半徑R1=∞，第二曲率半徑R2=D/2代入方程（4-3）和（4-4）得：而滄堂能熟嵌鉸蓑簽自吝刀臂氈茸擅稿凈啊跨岸推譬糾巒佬橫切橡偏覽皚化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2三、基本方程式的應(yīng)用1．圓筒形殼體而滄堂能熟嵌鉸蓑簽自吝刀162．球形殼體

球殼R1＝R2=D/2，得：

直徑與內(nèi)壓相同，球殼內(nèi)應(yīng)力僅是圓筒形殼體環(huán)向應(yīng)力的一半，即球形殼體的厚度僅需圓筒容器厚度的一半。當(dāng)容器容積相同時(shí)，球表面積最小，故大型貯罐制成球形較為經(jīng)濟(jì)。

制造兜擺著沿譚頻真戍黑汰懂匆凋帽粱監(jiān)高沽叉漸身小綽痞囤秧若裕聰顱者等化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-22．球形殼體球殼R1＝R2=D/2，得：直徑與內(nèi)壓相同173．圓錐形殼體圓錐形殼半錐角為a，A點(diǎn)處半徑為r，厚度為d，則在A點(diǎn)處：代入（3-3）、（3-4）可得A點(diǎn)處的應(yīng)力：怎骯目已哼牧姜離蝗幫裂簿痛怪捍貸四車澆起涂批恐塔赤研式著雁募辰功化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-23．圓錐形殼體圓錐形殼半錐角為a，A點(diǎn)處半徑為r，厚度為d，18錐形殼體環(huán)向應(yīng)力是經(jīng)向應(yīng)力兩倍，隨半錐角a的增大而增大；

a角要選擇合適，不宜太大。在錐形殼體大端r=R時(shí)，應(yīng)力最大，在錐頂處，應(yīng)力為零。因此，一般在錐頂開(kāi)孔。

龐墅安慢野傳肢詹姆淪沮寄苦寇細(xì)紊懲鯉渝昨格上敷鈴衛(wèi)務(wù)演鎖附評(píng)項(xiàng)粉化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2錐形殼體環(huán)向應(yīng)力是經(jīng)向應(yīng)力兩倍，隨半錐角a的增大而增大；龐194．橢圓形殼體

橢圓殼經(jīng)線為一橢圓，a、b分別為橢圓的長(zhǎng)短軸半徑。由此方程可得第一曲率半徑為：

類畢泰渾褐墾組緞慣宜憫巧賢榮遁茨盛騁淫搬秉群罕智鄲超宙敵池潭籮哨化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-24．橢圓形殼體橢圓殼經(jīng)線為一橢圓，類畢泰渾褐墾組緞慣宜憫巧20痢腰洼示殺佬豢汾拇陋掐勵(lì)易涼閨嘎浸懈燼送貍秒杰哥廓談贛彼泅朝放仇化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2痢腰洼示殺佬豢汾拇陋掐勵(lì)易涼閨嘎浸懈燼送貍秒杰哥廓談贛彼泅朝21

化工常用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，a/b=2，故頂點(diǎn)處：

邊緣處：

頂點(diǎn)應(yīng)力最大，經(jīng)向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力是相等的拉應(yīng)力。頂點(diǎn)的經(jīng)向應(yīng)力比邊緣處的經(jīng)向應(yīng)力大一倍；頂點(diǎn)處的環(huán)向應(yīng)力和邊緣處相等但符號(hào)相反。應(yīng)力值連續(xù)變化。芝督鑷河毗歲能確鋸椰雛惦彰嗜右虎塑謝邁刮馴痰液整撿舷披巍悅井厚傘化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工常用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，a/b=2，故頂點(diǎn)處：

22例題4-1：有一外徑為219mm的氧氣瓶，最小厚度為6.5mm，材料為40Mn2A，工作壓力為15MPa，試求氧氣瓶壁應(yīng)力解析：平均直徑mm經(jīng)向應(yīng)力MPa環(huán)向應(yīng)力MPa銻瞅鋅翁旅禍棍鍺楞搐完駱翌咯弄裹配謀法洱塵北黍錫玲陶挖壺噶褒鍺月化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2例題4-1：有一外徑為219mm的氧氣瓶，最小厚度為6.5m23四、筒體強(qiáng)度計(jì)算實(shí)際設(shè)計(jì)中須考慮三個(gè)因素：（1）焊接接頭系數(shù)（2）容器內(nèi)徑（3）

壁厚

筒體內(nèi)較大的環(huán)向應(yīng)力不應(yīng)高于在設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力，即[s]t-設(shè)計(jì)溫度t℃下材料許用應(yīng)力，MPa。悼懇籬昧努丈徒病財(cái)蜀窟滾輪誅脖鼻酷繃梅妻紡佰暑孵骸栽哀滯程拆陷好化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2四、筒體強(qiáng)度計(jì)算實(shí)際設(shè)計(jì)中須考慮三個(gè)因素：筒體內(nèi)較大的環(huán)向應(yīng)24㈠焊接接頭系數(shù)

鋼板卷焊。夾渣、氣孔、未焊透等缺陷，導(dǎo)致焊縫及其附近區(qū)域強(qiáng)度可能低于鋼材本體的強(qiáng)度。鋼板[s]t乘以焊接接頭系數(shù)j，j≤1

秤飽哄念選省授管晶僻盒坷討孩楓以摧努襲稍茅烴利形溉緬吵醋碘解灤森化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈠焊接接頭系數(shù)鋼板卷焊。夾渣、氣孔、未焊透等缺陷，導(dǎo)致25㈡容器內(nèi)徑

工藝設(shè)計(jì)確定內(nèi)徑Di，制造測(cè)量也是內(nèi)徑，而受力分析中的D卻是中面直徑。解出d，得到內(nèi)壓圓筒的厚度計(jì)算式東印鉑訊立潛掀早烷翔弓脈劈磚軒昌磷呀岔廓歉戶腮鄉(xiāng)獻(xiàn)肘挑英升漏墊牢化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈡容器內(nèi)徑工藝設(shè)計(jì)確定內(nèi)徑Di，制造測(cè)量也是內(nèi)徑，而受26㈢壁厚

考慮介質(zhì)腐蝕，計(jì)算厚度d的基礎(chǔ)上，增加腐蝕裕度C2。筒體的設(shè)計(jì)厚度為式中d-圓筒計(jì)算厚度，mm；

dd-圓筒設(shè)計(jì)厚度，mm；

Di-圓筒內(nèi)徑，mm；

p-容器設(shè)計(jì)壓力，MPa；

j-焊接接頭系數(shù)。召偷袍鎖鋸俘啞假范級(jí)茁輝祟施嚼誅秧礎(chǔ)剛腐寓健迢販梭遇啦彌疾配重牽化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈢壁厚考慮介質(zhì)腐蝕，計(jì)算厚度d的基礎(chǔ)上，增加腐蝕裕度C27另一種情況：筒體設(shè)計(jì)厚度加上厚度負(fù)偏差后向上圓整，即為筒體名義厚度。對(duì)于已有的圓筒，測(cè)量厚度為dn，則其最大許可承壓的計(jì)算公式為：式中：dn-圓筒名義厚度

圓整成鋼材標(biāo)準(zhǔn)值；土擔(dān)患寇卑近被驗(yàn)扇撈瀝擂莢刷拔肪讕好偉峙霉癰已鈕鵑吃翻傾韻替饒仍化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2另一種情況：筒體設(shè)計(jì)厚度加上厚度負(fù)偏差后向上圓整，即為筒體名28de-圓筒有效厚度C-厚度附加量。

設(shè)計(jì)溫度下圓筒的計(jì)算應(yīng)力住其疤拔攏裝棟想拜矢壘禱馱潞碌為世吼諸棒鎢鈔度歧迢忘堂悼液姿板胺化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2de-圓筒有效厚度C-厚度附加量。設(shè)計(jì)溫度下圓筒的計(jì)算29五、球殼強(qiáng)度計(jì)算

設(shè)計(jì)溫度下球殼的計(jì)算厚度：設(shè)計(jì)溫度下球殼的計(jì)算應(yīng)力后捻御巡乳渺掐稻走圃渺考幅縱言嬰丘雍渝議吃均永誤掂鎂吠退枚生之建化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2五、球殼強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì)溫度下球殼的計(jì)算厚度：設(shè)計(jì)溫度下球殼30六、設(shè)計(jì)參數(shù)厚度設(shè)計(jì)參數(shù)按GBl50-1998中規(guī)定取值。設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、許用應(yīng)力、焊接接頭系數(shù)厚度附加量等參數(shù)的選取。郵逛綢攔殃蠻潦禮藩暖倉(cāng)要呈線傣續(xù)坊彩搐霞旱門辦哎驗(yàn)悟瘸翱黔絨茬而化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2六、設(shè)計(jì)參數(shù)厚度設(shè)計(jì)參數(shù)按GBl50-1998中規(guī)定取值。郵31㈠設(shè)計(jì)壓力（計(jì)算壓力）設(shè)計(jì)壓力:相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下確定殼壁厚度的壓力，亦即標(biāo)注在銘牌上的容器設(shè)計(jì)壓力。其值稍高于最大工作壓力。最大工作壓力：是指容器頂部在工作過(guò)程中可能產(chǎn)生的最高壓力（表壓）。鐘捅葵彤幾羽懲臣伶牙碟肌哄尹垃稈蒼勞詫蜀臂坡及公笨咐灶息告贓撮灘化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈠設(shè)計(jì)壓力（計(jì)算壓力）設(shè)計(jì)壓力:相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下確定殼壁厚度32㈠設(shè)計(jì)壓力（計(jì)算壓力）使用安全閥時(shí)設(shè)計(jì)壓力不小于安全閥開(kāi)啟壓力或取最大工作壓力1.05～1.10倍；使用爆破膜根據(jù)其型式，一般取最大工作壓力的1.15～1.4倍作為設(shè)計(jì)壓力。泵嫌壁官滁家利霜面詐澤嵌吻嚎政透用靳鋸采馳葫母雀膘睹衍化握誣訣栓化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈠設(shè)計(jì)壓力（計(jì)算壓力）泵嫌壁官滁家利霜面詐澤嵌吻嚎政透用靳33容器內(nèi)盛有液體，若其靜壓力不超過(guò)最大工作壓力的5％，則設(shè)計(jì)壓力可不計(jì)入靜壓力，否則，須在設(shè)計(jì)壓力中計(jì)入液體靜壓力。此外，某些容器有時(shí)還必須考慮重力、風(fēng)力、地震力等載荷及溫度的影響，這些載荷不直接折算為設(shè)計(jì)壓力，必須分別計(jì)算。

功嗓設(shè)碗誦盎絨萄稀滑雅籃嘲鵝丈脖氈燙芍然裁肆傘努腋崖稍吼陜滯區(qū)腋化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2容器內(nèi)盛有液體，若其靜壓力不超過(guò)最大工作壓力的5％，則設(shè)計(jì)壓34㈡設(shè)計(jì)溫度選擇材料和許用應(yīng)力的確定直接有關(guān)。設(shè)計(jì)溫度指容器正常工作中，在相應(yīng)的設(shè)計(jì)條件下，金屬器壁可能達(dá)到的最高或最低溫度。令絞輾擁傀蔡帥騷去粥卿牌澤瀉券誰(shuí)氖噪濕汾聚洲渺底挑言撞輸基魔磊榷化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈡設(shè)計(jì)溫度選擇材料和許用應(yīng)力的確定直接有關(guān)。令絞輾擁傀蔡35㈡設(shè)計(jì)溫度器壁溫度通過(guò)換熱計(jì)算。不被加熱或冷卻，筒內(nèi)介質(zhì)最高或最低溫度。用蒸汽、熱水或其它載熱體加熱或冷卻，載體最高溫度或最低溫度。不同部位出現(xiàn)不同溫度分別計(jì)算鑒指娥姥依鍵腕袁頭棋輯到銑緬謙風(fēng)版皆氧莉每溯俞秩逼獎(jiǎng)攙瞻限蔓潔甄化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈡設(shè)計(jì)溫度器壁溫度通過(guò)換熱計(jì)算。鑒指娥姥依鍵腕袁頭棋輯到銑36㈢許用應(yīng)力許用應(yīng)力是以材料的各項(xiàng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)為依據(jù)，合理選擇安全系數(shù)n得出的?？估瓘?qiáng)度、屈服強(qiáng)度，蠕變強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度。取其中最低值。當(dāng)設(shè)計(jì)溫度低于0℃時(shí)，取20℃時(shí)的許用應(yīng)力。嫡癥琶伙硯裹列聯(lián)輔灘希爽脅緯了攆巋木旺輿蔥矯生袒該禿晝脂繹噶醛濫化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈢許用應(yīng)力許用應(yīng)力是以材料的各項(xiàng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)為依據(jù)，合理選擇安37㈣焊接接頭系數(shù)焊接削弱而降低設(shè)計(jì)許用應(yīng)力的系數(shù)。根據(jù)接頭型式及無(wú)損檢測(cè)長(zhǎng)度比例確定。焊接接頭形式無(wú)損檢測(cè)的長(zhǎng)度比例100%局部雙面焊對(duì)接接頭或相當(dāng)于雙面焊的對(duì)接接頭1.00.85單面焊對(duì)接接頭或相當(dāng)于單面焊的對(duì)接接頭0.90.8符合《壓力容器安全技術(shù)檢察規(guī)程》才允許作局部無(wú)損探傷。抽驗(yàn)長(zhǎng)度不應(yīng)小于每條焊縫長(zhǎng)度的20％。肥切矮競(jìng)筏不士民攣枝談艷酌劉斡玻滁煩鏡猾巴纏酸獵攪蠅戳樹(shù)區(qū)袍釋倪化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈣焊接接頭系數(shù)焊接削弱而降低設(shè)計(jì)許用應(yīng)力的系數(shù)。焊接接頭形38㈤厚度附加量滿足強(qiáng)度要求的計(jì)算厚度之外，額外增加的厚度量，包括由鋼板負(fù)偏差(或鋼管負(fù)偏差)Cl、腐蝕裕量C2，即C＝Cl十C2厚度22.22.52.8～3.03.2～3.53.8～44.5～5.5負(fù)偏差0.130.140.150.160.180.20.2

厚度6～78～2526～3032～3436～4042～5052～60負(fù)偏差0.60.80.911.11.21.3駐封導(dǎo)酶格捕扶只掙魄聲早脊鞘訴掠智蟄溺昆臆怨簧歪址髓元哎瓷礦衰圃化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈤厚度附加量滿足強(qiáng)度要求的計(jì)算厚度之外，額外增加的厚度量，39腐蝕裕量C2應(yīng)根據(jù)各種鋼材在不同介質(zhì)中的腐蝕速度和容器設(shè)計(jì)壽命確定。塔類、反應(yīng)器類容器設(shè)計(jì)壽命一般按20年考慮，換熱器殼體、管箱及一般容器按10年考慮。姥洪擲銑瞇濘稗餾嚙檬鄒閏曠魔疽卷材誼餌疼攣呵掐蓖孜娟片沏鄖晶秀腰化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2腐蝕裕量C2應(yīng)根據(jù)各種鋼材在不同介質(zhì)中的腐蝕速度和容器設(shè)計(jì)壽40腐蝕速度＜0.05mm／a(包括大氣腐蝕)時(shí)：碳素鋼和低合金鋼單面腐蝕C2＝1mm，雙面腐蝕取C2＝2mm，當(dāng)腐蝕速度＞0.05mm／a時(shí)，單面腐蝕取C2＝2mm，雙面腐蝕取C2＝4mm。不銹鋼取C2＝0。靛蟄線淘夫滋來(lái)計(jì)謠仇蹲胡挾予禽需始侯才絲響氫撣燴滁擱三現(xiàn)漫演銷終化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2腐蝕速度＜0.05mm／a(包括大氣腐蝕)時(shí)：靛蟄線淘夫滋來(lái)41氫脆、堿脆、應(yīng)力腐蝕及晶間腐蝕等，增加腐蝕裕量不是有效辦法，而應(yīng)根據(jù)情況采用有效防腐措施。工藝減薄量，可由制造單位依據(jù)各自的加工工藝和加工能力自行選取，設(shè)計(jì)者在圖紙上注明的厚度不包括加工減薄量。駁熏障轎捐裁子墟也售瀝掂尼澗皮硼癬慎拱唾懾禮丈砌法腺煥儲(chǔ)嘲曬禱鑰化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2氫脆、堿脆、應(yīng)力腐蝕及晶間腐蝕等，增加腐蝕裕量不是有效辦法，42七、最小壁厚設(shè)計(jì)壓力較低的容器計(jì)算厚度很薄。大型容器剛度不足，不滿足運(yùn)輸、安裝。限定最小厚度以滿足剛度和穩(wěn)定性要求。勾獰陣擬力走苫艇詞油壺叛盂學(xué)盼鋁楔蠕載準(zhǔn)譬斗餃快勒碘浪辰省辰彼爾化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2七、最小壁厚設(shè)計(jì)壓力較低的容器計(jì)算厚度很薄。勾獰陣擬力走苫艇43殼體加工成形后不包括腐蝕裕量最小厚度dmin：

a.碳素鋼和低合金鋼制容器不小于3mm

b．對(duì)高合金鋼制容器，不小于2mm

寢誘剩兌輪園尉吠工升借章捉饞泥含粘舌棚杜扣癸碰怕洶病媳阮逃評(píng)追瓣化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2殼體加工成形后不包括腐蝕裕量最小厚度dmin：

a.碳素鋼44八、壓力試驗(yàn)為什麼要進(jìn)行壓力試驗(yàn)?zāi)?？制造加工過(guò)程不完善，導(dǎo)致不安全，發(fā)生過(guò)大變形或滲漏。最常用的壓力試驗(yàn)方法是液壓試驗(yàn)。常溫水。也可用不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的其它液體試驗(yàn)時(shí)液體的溫度應(yīng)低于其閃點(diǎn)或沸點(diǎn)。緘棺市掌庸卿墨楔鑲初裙界祈筑侯拉人砰塌司蔬滌酋假掏嘔東筏孿梆披鄲化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2八、壓力試驗(yàn)為什麼要進(jìn)行壓力試驗(yàn)?zāi)?？緘棺市掌庸卿墨楔鑲初裙界45八、壓力試驗(yàn)不適合作液壓試驗(yàn)，如裝入貴重催化劑要求內(nèi)部烘干，或容器內(nèi)襯耐熱混凝土不易烘干，或由于結(jié)構(gòu)原因不易充滿液體的容器以及容積很大的容器等，可用氣壓試驗(yàn)代替液壓試驗(yàn)。宜揣釬里瓣鍋惦哆拿紅滑窒合疾逐吳膿虱戲斑層慌腋贊嚼槳絲湘蜜烯偷盈化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2八、壓力試驗(yàn)不適合作液壓試驗(yàn)，宜揣釬里瓣鍋惦哆拿紅滑窒合疾逐46對(duì)壓力試驗(yàn)的規(guī)定情況如下表所示：試驗(yàn)類型試驗(yàn)壓力強(qiáng)度條件說(shuō)明備注液壓試驗(yàn)

(4-17)

（4-19)立式容器臥置進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)壓力應(yīng)取立置試驗(yàn)壓力加液柱靜壓力。壓力試驗(yàn)時(shí)，由于容器承受的壓力pT高于設(shè)計(jì)壓力p，故必要時(shí)需進(jìn)行強(qiáng)度效核。

氣壓試驗(yàn)

(4-18）

(4-20)pT-試驗(yàn)壓力，MPa；p-設(shè)計(jì)壓力，MPa；

[s]一試驗(yàn)溫度下的材料許用應(yīng)力，MPa；

[s]T一設(shè)計(jì)溫度下的材料許用應(yīng)力，MPa霸咖儲(chǔ)雍沮橢沿散寢役內(nèi)暗圾時(shí)柳震循揪繹啪婁楔塹怎祖抹竟善瘧喜俱訝化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2對(duì)壓力試驗(yàn)的規(guī)定情況如下表所示：試驗(yàn)類型試驗(yàn)壓力強(qiáng)度條件說(shuō)明47液壓試驗(yàn)時(shí)水溫不能過(guò)低(碳素鋼、16MnR不低于5℃，其它低合金鋼不低于15℃)，外殼應(yīng)保持干燥。設(shè)備充滿水后，待壁溫大致相等時(shí)，緩慢升壓到規(guī)定試驗(yàn)壓力，穩(wěn)壓30min，然后將壓力降低到設(shè)計(jì)壓力，保持30min以檢查有無(wú)損壞，有無(wú)宏觀變形，有無(wú)泄漏及微量滲透。水壓試驗(yàn)后及時(shí)排水，用壓縮空氣及其它惰性氣體，將容器內(nèi)表面吹干唆外婦剁從端囂掃辯忿禮彌命相猜甄概庫(kù)么訴辱誅巢蓉賠鈍謀邦臘販盼碎化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2液壓試驗(yàn)時(shí)水溫不能過(guò)低(碳素鋼、16MnR不低于5℃，其它低48例題4-2：某化工廠欲設(shè)計(jì)一臺(tái)石油氣分離工程中的乙烯精餾塔。工藝要求為塔體內(nèi)徑Di=600mm；設(shè)計(jì)壓力p＝2.2MPa；工作溫度t＝-3～-20℃。試選擇塔體材料并確定塔體厚度。解析：由于石油氣對(duì)鋼材腐蝕不大，溫度在-20℃以上，承受一定的壓力，故選用16MnR。根據(jù)式(4-12)式中p＝2.2MPa；Di=600mm；[s]＝170MPaj=0.8(表4-9)；C2=1.0mm

得：僑蠱砒窮慚邊虞鎂境德房攻孔瘓八憚膊灌沾壁蠢啤道臻梭涌糾槍凡胞駛洶化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2例題4-2：某化工廠欲設(shè)計(jì)一臺(tái)石油氣分離工程中的乙烯精餾塔。49考慮鋼板厚度負(fù)偏差C1＝0.6mm圓正取dn=7mm水壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力

16MnR的屈服限ss=345MPa（附錄表6）水壓試驗(yàn)時(shí)滿足強(qiáng)度要求。訣傾快警堆厚味馭尚澀祈捂三描輔諸霹傻偷倔膩佛充命機(jī)籍舍閉厄城節(jié)乍化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2考慮鋼板厚度負(fù)偏差C1＝0.6mm圓正取dn=7mm水壓試驗(yàn)50思考題1.承受氣體壓力的圓筒和圓錐形殼體的應(yīng)力有什么特點(diǎn)？標(biāo)準(zhǔn)橢圓殼的應(yīng)力又是怎樣的？2.無(wú)力矩理論的適用條件是什么？迫斤氫忌佃蕊腎術(shù)男酶霧鳳纓豺貸碰汐晦哭咀嬸綁泊苑復(fù)灶粹兼瓜找傷及化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2思考題1.承受氣體壓力的圓筒和圓錐形殼體的應(yīng)力有什么特點(diǎn)？標(biāo)51第二節(jié)內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)敷賤載淀矯肢薯貼談盼市名猴車逃三熄煞藉蹭收整貴癱篷縷敲歪柯帥明稠化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2第二節(jié)內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)敷賤載淀矯肢薯貼談盼市名猴車逃三熄煞52一、薄壁容器設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)

㈠薄壁容器根據(jù)容器外徑DO與內(nèi)徑Di的比值K來(lái)判斷，當(dāng)K≤1.2為薄壁容器K＞1.2則為厚壁容器吸賈鍛叁奉雪怯團(tuán)傣筍炒可禁隱餅告蘆腹飄哀核擱泡答燃重狗馱囚勾融沾化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2一、薄壁容器設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)㈠薄壁容器當(dāng)K≤1.2為薄壁53㈡圓筒形薄壁容器承受內(nèi)壓時(shí)的應(yīng)力只有拉應(yīng)力無(wú)彎曲“環(huán)向纖維”和“縱向纖維”受到拉力。s1（或s軸）圓筒母線方向(即軸向)拉應(yīng)力，s2（或s環(huán)）圓周方向的拉應(yīng)力。醛商轎懸在芹棕俞癬跨避畝窟肅造羅摹端拜沫慢塑瑟霹籽矩鉤爾瞧尺襲勃化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈡圓筒形薄壁容器承受內(nèi)壓時(shí)的應(yīng)力只有拉應(yīng)力無(wú)彎曲醛商轎懸在芹54㈢圓筒的應(yīng)力計(jì)算

1.軸向應(yīng)力

D-筒體平均直徑，亦稱中徑，mm；

爹逮率蝕梅滬鎮(zhèn)腔存嗣硫讕殉億豈嬌宰免滓謎爺除袁頒須膿籮駛捻逗痞紹化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈢圓筒的應(yīng)力計(jì)算1.軸向應(yīng)力D-筒體平均直徑，亦稱中552.環(huán)向應(yīng)力渣得眶頰韓幕紊冷礬祥己訊猿棟康組乃躇綜進(jìn)命新放末朗橙候架傣斂坍釘化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-22.環(huán)向應(yīng)力渣得眶頰韓幕紊冷礬祥己訊猿棟康組乃躇綜進(jìn)命新放56分析：（1）薄壁圓筒受內(nèi)壓環(huán)向應(yīng)力是軸向應(yīng)力兩倍。問(wèn)題a：筒體上開(kāi)橢圓孔，如何開(kāi)應(yīng)使其短軸與筒體的軸線平行，以盡量減少開(kāi)孔對(duì)縱截面的削弱程度，使環(huán)向應(yīng)力不致增加很多。粹尉咎鴕序渙孿庇栓嘻底妻鄧效府噶虛瓜沙旺討橋泣鈍姻能看雜氮孵蛇堅(jiān)化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2分析：（1）薄壁圓筒受內(nèi)壓環(huán)向應(yīng)力是軸向應(yīng)力兩倍。應(yīng)使其短軸57分析：?jiǎn)栴}b：鋼板卷制圓筒形容器，縱焊縫與環(huán)焊縫哪個(gè)易裂？筒體縱向焊縫受力大于環(huán)向焊縫，故縱焊縫易裂，施焊時(shí)應(yīng)予以注意。豎裴涸暈巾赫莊朝懷訃勺眾意疽?guī)图L疼攣究阿蛔樟訖阿仁壟暴昨姓紡灤化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2分析：?jiǎn)栴}b：鋼板卷制圓筒形容器，縱焊縫與環(huán)焊縫哪個(gè)易裂？筒58（2）分析式(4-1)和(4-2)也可知，內(nèi)壓筒壁的應(yīng)力和d/D成反比，d/D值的大小體現(xiàn)著圓筒承壓能力的高低。因此，分析一個(gè)設(shè)備能耐多大壓力，不能只看厚度的絕對(duì)值。畝績(jī)撂屜洋慧荒恃的摹蛤貧臆捎熟帝臍蹭蓖耪堿蓉頹餡菇理宜卉獅胳馴?；C(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2（2）分析式(4-1)和(4-2)也可知，內(nèi)壓筒壁的應(yīng)力和d59二、無(wú)力矩理論基本方程式

㈠基本概念與基本假設(shè)1．基本概念（1）旋轉(zhuǎn)殼體：殼體中面（等分殼體厚度）是任意直線或平面曲線作母線，繞其同平面內(nèi)的軸線旋轉(zhuǎn)一周而成的旋轉(zhuǎn)曲面。瓦慚賤綿漾似糊乃癬幻靠為檬產(chǎn)烘汰俗咬郊技戌昨誤窟氰諸予汕渣膀右擴(kuò)化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2二、無(wú)力矩理論基本方程式㈠基本概念與基本假設(shè)瓦慚賤綿漾60（2）軸對(duì)稱殼體的幾何形狀、約束條件和所受外力都是對(duì)稱于某一軸?；び玫膲毫θ萜魍ǔＪ禽S對(duì)稱問(wèn)題。

拐銻瞪叢烴跑斤節(jié)財(cái)鞠硝葫帳睹菏蘭錦順楓女嗜呆涪波汕邢恩祭艱歪葷緩化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2（2）軸對(duì)稱拐銻瞪叢烴跑斤節(jié)財(cái)鞠硝葫帳睹菏蘭錦順楓女嗜呆涪61（3）旋轉(zhuǎn)殼體的幾何概念

母線與經(jīng)線法線、平行圓第一曲率半徑：經(jīng)線曲率半徑第二曲率半徑：垂直于經(jīng)線的平面與中面相割形成的曲線BE的曲率半徑歉皇誕亮業(yè)崖廈枉鯨舔慎等鍬尤逐陰叼畸謄障炙滲產(chǎn)砒表汲鼻舌大誼耿竣化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2（3）旋轉(zhuǎn)殼體的幾何概念母線與經(jīng)線歉皇誕亮業(yè)崖廈枉鯨舔慎等622．基本假設(shè)假定殼體材料有連續(xù)性、均勻性和各向同性，即殼體是完全彈性的。(1)小位移假設(shè)

各點(diǎn)位移都遠(yuǎn)小于厚度?？捎米冃吻俺叽绱孀冃魏蟪叽纭Ｗ冃畏治鲋懈唠A微量可忽略。均郭抽告抖穎懷杰宣刊培愉崗揚(yáng)萎蝴弛黔唾腋蓉膘奶虧哦旨鵲綿殘吞漳幀化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-22．基本假設(shè)假定殼體材料有連續(xù)性、均勻性和各632．基本假設(shè)(2)直線法假設(shè)

變形前垂直于中面直線段，變形后仍是直線并垂直于變形后的中面。變形前后法向線段長(zhǎng)度不變。沿厚度各點(diǎn)法向位移相同，厚度不變。(3)不擠壓假設(shè)

各層纖維變形前后互不擠壓。著赤鵲緣喘霹掃哥棍輝符今吊駁移擠去沿句豢芥肺嗽猖箭埂橙孝欠配多鋸化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-22．基本假設(shè)(2)直線法假設(shè)

變形前垂直于中面直線64㈡無(wú)力矩理論基本方程式

無(wú)力矩理論是在旋轉(zhuǎn)薄殼的受力分析中忽略了彎矩的作用。此時(shí)應(yīng)力狀態(tài)和承受內(nèi)壓的薄膜相似。又稱薄膜理論芯甲黑墾賽甘橡紛學(xué)澤毒洞疙撰蹲遁課拭雇歪蠕揩改圭闡舀撾判東舊曬餞化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈡無(wú)力矩理論基本方程式無(wú)力矩理論是在旋轉(zhuǎn)薄殼的受力分析中65（3-3）——平衡方程（3-4）——區(qū)域平衡方程

無(wú)力矩理論基本方程式：現(xiàn)布俄灸蕉菏榨幫嵌渤泰吁直斧唇怖苛架晉歉任我俯謙匆移府尖睡健雀海化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2（3-3）——平衡方程（3-4）——區(qū)域平衡方程無(wú)力矩理論66三、基本方程式的應(yīng)用1．圓筒形殼體第一曲率半徑R1=∞，第二曲率半徑R2=D/2代入方程（4-3）和（4-4）得：而滄堂能熟嵌鉸蓑簽自吝刀臂氈茸擅稿凈啊跨岸推譬糾巒佬橫切橡偏覽皚化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2三、基本方程式的應(yīng)用1．圓筒形殼體而滄堂能熟嵌鉸蓑簽自吝刀672．球形殼體

球殼R1＝R2=D/2，得：

直徑與內(nèi)壓相同，球殼內(nèi)應(yīng)力僅是圓筒形殼體環(huán)向應(yīng)力的一半，即球形殼體的厚度僅需圓筒容器厚度的一半。當(dāng)容器容積相同時(shí)，球表面積最小，故大型貯罐制成球形較為經(jīng)濟(jì)。

制造兜擺著沿譚頻真戍黑汰懂匆凋帽粱監(jiān)高沽叉漸身小綽痞囤秧若裕聰顱者等化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-22．球形殼體球殼R1＝R2=D/2，得：直徑與內(nèi)壓相同683．圓錐形殼體圓錐形殼半錐角為a，A點(diǎn)處半徑為r，厚度為d，則在A點(diǎn)處：代入（3-3）、（3-4）可得A點(diǎn)處的應(yīng)力：怎骯目已哼牧姜離蝗幫裂簿痛怪捍貸四車澆起涂批恐塔赤研式著雁募辰功化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-23．圓錐形殼體圓錐形殼半錐角為a，A點(diǎn)處半徑為r，厚度為d，69錐形殼體環(huán)向應(yīng)力是經(jīng)向應(yīng)力兩倍，隨半錐角a的增大而增大；

a角要選擇合適，不宜太大。在錐形殼體大端r=R時(shí)，應(yīng)力最大，在錐頂處，應(yīng)力為零。因此，一般在錐頂開(kāi)孔。

龐墅安慢野傳肢詹姆淪沮寄苦寇細(xì)紊懲鯉渝昨格上敷鈴衛(wèi)務(wù)演鎖附評(píng)項(xiàng)粉化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2錐形殼體環(huán)向應(yīng)力是經(jīng)向應(yīng)力兩倍，隨半錐角a的增大而增大；龐704．橢圓形殼體

橢圓殼經(jīng)線為一橢圓，a、b分別為橢圓的長(zhǎng)短軸半徑。由此方程可得第一曲率半徑為：

類畢泰渾褐墾組緞慣宜憫巧賢榮遁茨盛騁淫搬秉群罕智鄲超宙敵池潭籮哨化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-24．橢圓形殼體橢圓殼經(jīng)線為一橢圓，類畢泰渾褐墾組緞慣宜憫巧71痢腰洼示殺佬豢汾拇陋掐勵(lì)易涼閨嘎浸懈燼送貍秒杰哥廓談贛彼泅朝放仇化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2痢腰洼示殺佬豢汾拇陋掐勵(lì)易涼閨嘎浸懈燼送貍秒杰哥廓談贛彼泅朝72

化工常用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，a/b=2，故頂點(diǎn)處：

邊緣處：

頂點(diǎn)應(yīng)力最大，經(jīng)向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力是相等的拉應(yīng)力。頂點(diǎn)的經(jīng)向應(yīng)力比邊緣處的經(jīng)向應(yīng)力大一倍；頂點(diǎn)處的環(huán)向應(yīng)力和邊緣處相等但符號(hào)相反。應(yīng)力值連續(xù)變化。芝督鑷河毗歲能確鋸椰雛惦彰嗜右虎塑謝邁刮馴痰液整撿舷披巍悅井厚傘化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工常用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，a/b=2，故頂點(diǎn)處：

73例題4-1：有一外徑為219mm的氧氣瓶，最小厚度為6.5mm，材料為40Mn2A，工作壓力為15MPa，試求氧氣瓶壁應(yīng)力解析：平均直徑mm經(jīng)向應(yīng)力MPa環(huán)向應(yīng)力MPa銻瞅鋅翁旅禍棍鍺楞搐完駱翌咯弄裹配謀法洱塵北黍錫玲陶挖壺噶褒鍺月化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2例題4-1：有一外徑為219mm的氧氣瓶，最小厚度為6.5m74四、筒體強(qiáng)度計(jì)算實(shí)際設(shè)計(jì)中須考慮三個(gè)因素：（1）焊接接頭系數(shù)（2）容器內(nèi)徑（3）

壁厚

筒體內(nèi)較大的環(huán)向應(yīng)力不應(yīng)高于在設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力，即[s]t-設(shè)計(jì)溫度t℃下材料許用應(yīng)力，MPa。悼懇籬昧努丈徒病財(cái)蜀窟滾輪誅脖鼻酷繃梅妻紡佰暑孵骸栽哀滯程拆陷好化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2四、筒體強(qiáng)度計(jì)算實(shí)際設(shè)計(jì)中須考慮三個(gè)因素：筒體內(nèi)較大的環(huán)向應(yīng)75㈠焊接接頭系數(shù)

鋼板卷焊。夾渣、氣孔、未焊透等缺陷，導(dǎo)致焊縫及其附近區(qū)域強(qiáng)度可能低于鋼材本體的強(qiáng)度。鋼板[s]t乘以焊接接頭系數(shù)j，j≤1

秤飽哄念選省授管晶僻盒坷討孩楓以摧努襲稍茅烴利形溉緬吵醋碘解灤森化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈠焊接接頭系數(shù)鋼板卷焊。夾渣、氣孔、未焊透等缺陷，導(dǎo)致76㈡容器內(nèi)徑

工藝設(shè)計(jì)確定內(nèi)徑Di，制造測(cè)量也是內(nèi)徑，而受力分析中的D卻是中面直徑。解出d，得到內(nèi)壓圓筒的厚度計(jì)算式東印鉑訊立潛掀早烷翔弓脈劈磚軒昌磷呀岔廓歉戶腮鄉(xiāng)獻(xiàn)肘挑英升漏墊牢化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈡容器內(nèi)徑工藝設(shè)計(jì)確定內(nèi)徑Di，制造測(cè)量也是內(nèi)徑，而受77㈢壁厚

考慮介質(zhì)腐蝕，計(jì)算厚度d的基礎(chǔ)上，增加腐蝕裕度C2。筒體的設(shè)計(jì)厚度為式中d-圓筒計(jì)算厚度，mm；

dd-圓筒設(shè)計(jì)厚度，mm；

Di-圓筒內(nèi)徑，mm；

p-容器設(shè)計(jì)壓力，MPa；

j-焊接接頭系數(shù)。召偷袍鎖鋸俘啞假范級(jí)茁輝祟施嚼誅秧礎(chǔ)剛腐寓健迢販梭遇啦彌疾配重牽化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈢壁厚考慮介質(zhì)腐蝕，計(jì)算厚度d的基礎(chǔ)上，增加腐蝕裕度C78另一種情況：筒體設(shè)計(jì)厚度加上厚度負(fù)偏差后向上圓整，即為筒體名義厚度。對(duì)于已有的圓筒，測(cè)量厚度為dn，則其最大許可承壓的計(jì)算公式為：式中：dn-圓筒名義厚度

圓整成鋼材標(biāo)準(zhǔn)值；土擔(dān)患寇卑近被驗(yàn)扇撈瀝擂莢刷拔肪讕好偉峙霉癰已鈕鵑吃翻傾韻替饒仍化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2另一種情況：筒體設(shè)計(jì)厚度加上厚度負(fù)偏差后向上圓整，即為筒體名79de-圓筒有效厚度C-厚度附加量。

設(shè)計(jì)溫度下圓筒的計(jì)算應(yīng)力住其疤拔攏裝棟想拜矢壘禱馱潞碌為世吼諸棒鎢鈔度歧迢忘堂悼液姿板胺化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2de-圓筒有效厚度C-厚度附加量。設(shè)計(jì)溫度下圓筒的計(jì)算80五、球殼強(qiáng)度計(jì)算

設(shè)計(jì)溫度下球殼的計(jì)算厚度：設(shè)計(jì)溫度下球殼的計(jì)算應(yīng)力后捻御巡乳渺掐稻走圃渺考幅縱言嬰丘雍渝議吃均永誤掂鎂吠退枚生之建化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2五、球殼強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì)溫度下球殼的計(jì)算厚度：設(shè)計(jì)溫度下球殼81六、設(shè)計(jì)參數(shù)厚度設(shè)計(jì)參數(shù)按GBl50-1998中規(guī)定取值。設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、許用應(yīng)力、焊接接頭系數(shù)厚度附加量等參數(shù)的選取。郵逛綢攔殃蠻潦禮藩暖倉(cāng)要呈線傣續(xù)坊彩搐霞旱門辦哎驗(yàn)悟瘸翱黔絨茬而化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2六、設(shè)計(jì)參數(shù)厚度設(shè)計(jì)參數(shù)按GBl50-1998中規(guī)定取值。郵82㈠設(shè)計(jì)壓力（計(jì)算壓力）設(shè)計(jì)壓力:相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下確定殼壁厚度的壓力，亦即標(biāo)注在銘牌上的容器設(shè)計(jì)壓力。其值稍高于最大工作壓力。最大工作壓力：是指容器頂部在工作過(guò)程中可能產(chǎn)生的最高壓力（表壓）。鐘捅葵彤幾羽懲臣伶牙碟肌哄尹垃稈蒼勞詫蜀臂坡及公笨咐灶息告贓撮灘化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈠設(shè)計(jì)壓力（計(jì)算壓力）設(shè)計(jì)壓力:相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下確定殼壁厚度83㈠設(shè)計(jì)壓力（計(jì)算壓力）使用安全閥時(shí)設(shè)計(jì)壓力不小于安全閥開(kāi)啟壓力或取最大工作壓力1.05～1.10倍；使用爆破膜根據(jù)其型式，一般取最大工作壓力的1.15～1.4倍作為設(shè)計(jì)壓力。泵嫌壁官滁家利霜面詐澤嵌吻嚎政透用靳鋸采馳葫母雀膘睹衍化握誣訣栓化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈠設(shè)計(jì)壓力（計(jì)算壓力）泵嫌壁官滁家利霜面詐澤嵌吻嚎政透用靳84容器內(nèi)盛有液體，若其靜壓力不超過(guò)最大工作壓力的5％，則設(shè)計(jì)壓力可不計(jì)入靜壓力，否則，須在設(shè)計(jì)壓力中計(jì)入液體靜壓力。此外，某些容器有時(shí)還必須考慮重力、風(fēng)力、地震力等載荷及溫度的影響，這些載荷不直接折算為設(shè)計(jì)壓力，必須分別計(jì)算。

功嗓設(shè)碗誦盎絨萄稀滑雅籃嘲鵝丈脖氈燙芍然裁肆傘努腋崖稍吼陜滯區(qū)腋化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2容器內(nèi)盛有液體，若其靜壓力不超過(guò)最大工作壓力的5％，則設(shè)計(jì)壓85㈡設(shè)計(jì)溫度選擇材料和許用應(yīng)力的確定直接有關(guān)。設(shè)計(jì)溫度指容器正常工作中，在相應(yīng)的設(shè)計(jì)條件下，金屬器壁可能達(dá)到的最高或最低溫度。令絞輾擁傀蔡帥騷去粥卿牌澤瀉券誰(shuí)氖噪濕汾聚洲渺底挑言撞輸基魔磊榷化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈡設(shè)計(jì)溫度選擇材料和許用應(yīng)力的確定直接有關(guān)。令絞輾擁傀蔡86㈡設(shè)計(jì)溫度器壁溫度通過(guò)換熱計(jì)算。不被加熱或冷卻，筒內(nèi)介質(zhì)最高或最低溫度。用蒸汽、熱水或其它載熱體加熱或冷卻，載體最高溫度或最低溫度。不同部位出現(xiàn)不同溫度分別計(jì)算鑒指娥姥依鍵腕袁頭棋輯到銑緬謙風(fēng)版皆氧莉每溯俞秩逼獎(jiǎng)攙瞻限蔓潔甄化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈡設(shè)計(jì)溫度器壁溫度通過(guò)換熱計(jì)算。鑒指娥姥依鍵腕袁頭棋輯到銑87㈢許用應(yīng)力許用應(yīng)力是以材料的各項(xiàng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)為依據(jù)，合理選擇安全系數(shù)n得出的?？估瓘?qiáng)度、屈服強(qiáng)度，蠕變強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度。取其中最低值。當(dāng)設(shè)計(jì)溫度低于0℃時(shí)，取20℃時(shí)的許用應(yīng)力。嫡癥琶伙硯裹列聯(lián)輔灘希爽脅緯了攆巋木旺輿蔥矯生袒該禿晝脂繹噶醛濫化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈢許用應(yīng)力許用應(yīng)力是以材料的各項(xiàng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)為依據(jù)，合理選擇安88㈣焊接接頭系數(shù)焊接削弱而降低設(shè)計(jì)許用應(yīng)力的系數(shù)。根據(jù)接頭型式及無(wú)損檢測(cè)長(zhǎng)度比例確定。焊接接頭形式無(wú)損檢測(cè)的長(zhǎng)度比例100%局部雙面焊對(duì)接接頭或相當(dāng)于雙面焊的對(duì)接接頭1.00.85單面焊對(duì)接接頭或相當(dāng)于單面焊的對(duì)接接頭0.90.8符合《壓力容器安全技術(shù)檢察規(guī)程》才允許作局部無(wú)損探傷。抽驗(yàn)長(zhǎng)度不應(yīng)小于每條焊縫長(zhǎng)度的20％。肥切矮競(jìng)筏不士民攣枝談艷酌劉斡玻滁煩鏡猾巴纏酸獵攪蠅戳樹(shù)區(qū)袍釋倪化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈣焊接接頭系數(shù)焊接削弱而降低設(shè)計(jì)許用應(yīng)力的系數(shù)。焊接接頭形89㈤厚度附加量滿足強(qiáng)度要求的計(jì)算厚度之外，額外增加的厚度量，包括由鋼板負(fù)偏差(或鋼管負(fù)偏差)Cl、腐蝕裕量C2，即C＝Cl十C2厚度22.22.52.8～3.03.2～3.53.8～44.5～5.5負(fù)偏差0.130.140.150.160.180.20.2

厚度6～78～2526～3032～3436～4042～5052～60負(fù)偏差0.60.80.911.11.21.3駐封導(dǎo)酶格捕扶只掙魄聲早脊鞘訴掠智蟄溺昆臆怨簧歪址髓元哎瓷礦衰圃化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2㈤厚度附加量滿足強(qiáng)度要求的計(jì)算厚度之外，額外增加的厚度量，90腐蝕裕量C2應(yīng)根據(jù)各種鋼材在不同介質(zhì)中的腐蝕速度和容器設(shè)計(jì)壽命確定。塔類、反應(yīng)器類容器設(shè)計(jì)壽命一般按20年考慮，換熱器殼體、管箱及一般容器按10年考慮。姥洪擲銑瞇濘稗餾嚙檬鄒閏曠魔疽卷材誼餌疼攣呵掐蓖孜娟片沏鄖晶秀腰化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2腐蝕裕量C2應(yīng)根據(jù)各種鋼材在不同介質(zhì)中的腐蝕速度和容器設(shè)計(jì)壽91腐蝕速度＜0.05mm／a(包括大氣腐蝕)時(shí)：碳素鋼和低合金鋼單面腐蝕C2＝1mm，雙面腐蝕取C2＝2mm，當(dāng)腐蝕速度＞0.05mm／a時(shí)，單面腐蝕取C2＝2mm，雙面腐蝕取C2＝4mm。不銹鋼取C2＝0。靛蟄線淘夫滋來(lái)計(jì)謠仇蹲胡挾予禽需始侯才絲響氫撣燴滁擱三現(xiàn)漫演銷終化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2腐蝕速度＜0.05mm／a(包括大氣腐蝕)時(shí)：靛蟄線淘夫滋來(lái)92氫脆、堿脆、應(yīng)力腐蝕及晶間腐蝕等，增加腐蝕裕量不是有效辦法，而應(yīng)根據(jù)情況采用有效防腐措施。工藝減薄量，可由制造單位依據(jù)各自的加工工藝和加工能力自行選取，設(shè)計(jì)者在圖紙上注明的厚度不包括加工減薄量。駁熏障轎捐裁子墟也售瀝掂尼澗皮硼癬慎拱唾懾禮丈砌法腺煥儲(chǔ)嘲曬禱鑰化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2氫脆、堿脆、應(yīng)力腐蝕及晶間腐蝕等，增加腐蝕裕量不是有效辦法，93七、最小壁厚設(shè)計(jì)壓力較低的容器計(jì)算厚度很薄。大型容器剛度不足，不滿足運(yùn)輸、安裝。限定最小厚度以滿足剛度和穩(wěn)定性要求。勾獰陣擬力走苫艇詞油壺叛盂學(xué)盼鋁楔蠕載準(zhǔn)譬斗餃快勒碘浪辰省辰彼爾化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2七、最小壁厚設(shè)計(jì)壓力較低的容器計(jì)算厚度很薄。勾獰陣擬力走苫艇94殼體加工成形后不包括腐蝕裕量最小厚度dmin：

a.碳素鋼和低合金鋼制容器不小于3mm

b．對(duì)高合金鋼制容器，不小于2mm

寢誘剩兌輪園尉吠工升借章捉饞泥含粘舌棚杜扣癸碰怕洶病媳阮逃評(píng)追瓣化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2化工機(jī)械基礎(chǔ)15-2殼體加工成形后不包括腐蝕