壓力容器設(shè)計參數(shù)選擇

1、1、壓力容器設(shè)計參數(shù)的選擇，2，本節(jié)主要內(nèi)容為，設(shè)計壓力設(shè)計溫度和設(shè)計壓力的組合厚度附加量安全系數(shù)和容許應(yīng)力焊接接頭分類和焊接接頭系數(shù)，3，1，設(shè)計壓力的定義，零件受到的液柱靜壓力小于設(shè)計壓力的5%時，可以忽略。 否則，取設(shè)計壓力和液柱靜壓力之和，進(jìn)行該部位或機(jī)器的設(shè)計計算。 2、設(shè)計壓力是指設(shè)定的容器頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計溫度一起作為設(shè)計負(fù)荷條件，其值不低于容器的工作壓力，即產(chǎn)品銘牌上顯示的容器設(shè)計壓力。 3、計算壓力是指根據(jù)設(shè)計溫度決定元件厚度的壓力，包括液體柱靜壓。 1、工作壓力是指正常工作時容器上部的最高壓力。 工作壓力、最大工作壓力、最高工作壓力GB150-98 GB150-8

2、9容積規(guī)三個概念相同，規(guī)壓力、4、1，設(shè)計壓力的選擇，中低壓容器設(shè)計壓力取1.10倍的工作壓力，高壓容器取1.05倍的工作壓力。 容器的設(shè)計壓力不得低于最高工作壓力。 壓力容器沒有安全放水裝置時，容器的設(shè)計壓力取(1.01.1 )工作壓力，壓力容器安裝安全閥時，設(shè)計壓力不得低于安全閥開放壓力(安全閥開放壓力取1.051.10倍的工作壓力)。閥閥開始上升，介質(zhì)開始排出，閥閥達(dá)到規(guī)定的高度，5、設(shè)計壓力的選擇，壓力容器中有爆破片的情況下，設(shè)計壓力取爆破片的設(shè)計爆破壓力和制造范圍的上限。 壓力可能迅速上升，選擇爆破片。 爆破片有一定的制造范圍，6 )，設(shè)計壓力的選擇，對于裝固定式液化氣的容器，在規(guī)定

3、的填充系數(shù)范圍內(nèi)，設(shè)計壓力必須根據(jù)作業(yè)條件下能達(dá)到的最高金屬溫度來決定。液化氣臨界溫度在50以上，有能實現(xiàn)可靠保冷設(shè)施的最高工作溫度下的飽和蒸汽壓力，可靠的保冷設(shè)施沒有50的飽和蒸汽壓力，液化氣的臨界溫度不到50，可靠的保冷設(shè)施實測到最高工作溫度下的飽和蒸汽壓力， 可靠的保冷設(shè)施在設(shè)計中規(guī)定的最大填充量下的溫度為50的沒有氣體壓力的固定式液氨容器，7、設(shè)計壓力的選擇，固定式液化氣液氨，移動式壓力容器的罐體常見的設(shè)計壓力為容規(guī) P23， 8、8、設(shè)計壓力的選擇，無套管真空容器、安全放出裝置，設(shè)計壓力為小值，0.1MPa，1.25倍內(nèi)外最大差，沒有安全放出裝置，設(shè)計壓力為0.1MPa外壓容器的設(shè)計

4、壓力在正常工作條件下可能發(fā)生的最大內(nèi)內(nèi)外差壓以上，兩側(cè)的壓力容器元件一般為兩側(cè)的設(shè)計壓力只要沒有特別措施，最好將兩側(cè)的最大差壓作為設(shè)計壓力。 9、設(shè)計壓力的選擇、套為內(nèi)壓的真空容器，容器(真空)，設(shè)計外壓由無套真空容器的規(guī)定選擇套(內(nèi)壓)，設(shè)計壓力由內(nèi)壓容器選擇，套為真空的真空容器，設(shè)計壓力由內(nèi)壓容器選擇，套(真空)，設(shè)計外壓由無套真空容器容器(內(nèi)壓)、10、設(shè)計壓力的選擇，套管是內(nèi)壓的真空容器，容器(真空)，設(shè)計外壓是無套管的真空容器選擇，套管(內(nèi)壓)，設(shè)計壓力是由內(nèi)壓容器選擇，套管水壓試驗作為外壓檢查的計算壓力，11、設(shè)計壓力的選擇，、 壓力：內(nèi)筒上密封頭：內(nèi)筒下密封頭：被夾套包圍的圓筒：

5、夾套圓筒：夾套密封頭：水壓試驗壓力：夾套內(nèi)筒、12、設(shè)計壓力的選定、工作壓力：真空度： 填充工作壓力：0.6MPa、和壓力容器的各設(shè)計參數(shù)， 設(shè)計壓力：內(nèi)筒：外壓0.1MPa夾套：內(nèi)壓0.6MPa壓力：內(nèi)筒上密封頭3360的外壓0.1MPa內(nèi)筒下密封頭3360的外壓0.75MPa被夾套包圍圓筒3360的外壓0.75MPa夾套33330 計算壓力0.6MPa水壓試驗壓力：夾套：1.25x0.6=0.75MPa內(nèi)筒25x0.1=0.125MPa，13，2，設(shè)計溫度的選擇，設(shè)計溫度是指在容器正常工作的情況下，設(shè)定的元件的金屬溫度(沿著元件的金屬截面的溫度平均值設(shè)計溫度與設(shè)計壓力一起作為設(shè)計負(fù)荷條件。

6、 產(chǎn)品銘牌上的設(shè)計溫度必須是外殼設(shè)計溫度的最高值或最低值。14、設(shè)計溫度的選定，2、壓力容器設(shè)置在室外，外殼金屬溫度受大氣環(huán)境的氣溫條件影響時，其最低設(shè)計溫度以往年月平均溫度的最低值為最低設(shè)計溫度。 在0以下的金屬溫度下，設(shè)計溫度不得超過元件金屬能到達(dá)的最低溫度。 3、容器內(nèi)的介質(zhì)用蒸汽直接加熱，或用內(nèi)置的加熱元件間接加熱時，設(shè)計溫度為最高溫度。 15、試驗溫度的選定、試驗溫度是指壓力試驗時容器殼體的金屬溫度。 規(guī)定壓力試驗溫度是為了防止液壓和氣壓試驗時低溫引起的容器的脆性破壞。 有關(guān)規(guī)定：碳鋼16MnR和正火15MnVR鋼制壓力容器在液壓試驗時的液體溫度在5以上。 其他低合金鋼液壓試驗時的溫

7、度在15以上。以、16、容器運(yùn)行中的設(shè)計壓力條件下的對應(yīng)操作溫度為設(shè)計溫度的基礎(chǔ)，由此確定的設(shè)計壓力、設(shè)計溫度能使容器承受最苛刻的運(yùn)行條件，3、設(shè)計溫度和設(shè)計壓力的組合、介質(zhì)：飽和水蒸氣工作壓力： 0.2MPa工作溫度： 68.7是壓力標(biāo)準(zhǔn)， 介質(zhì)：飽和水蒸氣設(shè)計壓力： 0.3MPa設(shè)計溫度： 75.4 、17、18、4，厚度附加量c，厚度附加量C=C1 C2，mm； 式中： C1為鋼板或鋼管的厚度負(fù)偏差，mm； C2可以根據(jù)相應(yīng)的鋼板或鋼管的標(biāo)準(zhǔn)選定腐蝕馀量2，C1。 如果鋼板厚度的負(fù)偏差在0.25mm以下，且不超過標(biāo)稱厚度的6%，則負(fù)偏差可以忽略。 C1=0。 3、16MnR(GB6654

8、 )、低溫壓力容器用鋼板(16MnDR、15MnNiDR )的所有厚度的負(fù)偏差都是0.25mm。 對于、19、厚度負(fù)偏差C1、表1常用鋼板厚度負(fù)偏差C1值、表2常用無縫鋼管厚度負(fù)偏差C1值、20、腐蝕馀量c2、1、與工作介質(zhì)接觸的圓筒、封頭、接收管、工作孔及內(nèi)部構(gòu)件等，考慮腐蝕馀量。 2、用涂裝涂料可以有效防止環(huán)境腐蝕的容器外部部件，如底座、腳、底板、托架、塔頂衣架等原則上不考慮腐蝕馀量，但不包括裙子。 3 .介質(zhì)是指不銹鋼沒有腐蝕作用、有不銹鋼、不銹鋼復(fù)合管板、不銹鋼堆焊的元件時，不考慮腐蝕馀量，有可靠耐腐蝕襯層的基材，如襯鉛、襯橡膠、襯塑料等。 法蘭密封面管殼式換熱器的換熱管、拉桿、定距離

9、管、擋板和支撐板。a、確定腐蝕裕度的原則、21、腐蝕裕度c2、1、有腐蝕和磨損的元件，必須根據(jù)預(yù)期的容器壽命和介質(zhì)對金屬材料的腐蝕速度來確定腐蝕裕度。 對于有經(jīng)驗的人，可以根據(jù)經(jīng)驗來選擇。 2 .容器筒體、封頭腐蝕馀量。 介質(zhì)是壓縮空氣、水蒸氣或水的碳鋼或低合金鋼制容器，腐蝕馀量C2為1mm以上的不銹鋼中，介質(zhì)的腐蝕性極少的情況下，設(shè)為C2=0。 其他情況下，可以根據(jù)表3決定筒體、封頭的腐蝕馀量。 選擇、b、腐蝕裕量、22、腐蝕裕量c2、3、容器接管腐蝕裕量，通常取筒體的腐蝕裕量。 4、容器的內(nèi)容物與筒體的材料相同的情況下，容器的內(nèi)容物的單面腐蝕裕量，b，腐蝕裕量的選擇，內(nèi)容物不能分解，內(nèi)容物

10、不能分解，或可以從人孔取出，受力取得筒體的腐蝕裕量，受力是筒體的腐蝕裕量的1/2 受力取筒體腐蝕馀量的1/2，不受力、不受力、不受力、不受力、不受力、不受力、不受力、不受力、不受力、不受力、不受力、不受力、不受力的元件.兩側(cè)同時與介質(zhì)接觸的元件7、容器地腳螺栓根徑的腐蝕馀量一般為3mm。 8、碳鋼、低合金鋼裙子圓筒的腐蝕馀量必須在2mm以上。b、腐蝕裕度的選擇、c、影響腐蝕裕度的因素、介質(zhì)材料的腐蝕速度的防腐手冊、一般容器的設(shè)計壽命，除了特殊要求，塔、反應(yīng)器等主要容器一般不應(yīng)該在15年以下的一般容器和熱交換器等應(yīng)該在8年以上腐蝕裕度一般只以均勻腐蝕為對象，根據(jù)各種類型的相關(guān)技術(shù)資料和實際經(jīng)驗確

11、定防腐蝕技術(shù)方案。 24、腐蝕裕量C2、GBl50 鋼制壓力容器，厚度附加量不得計入加工制造的薄量，壓力容器零件的加工制造薄量由制造單位根據(jù)各自的加工技術(shù)和加工能力自行選擇，保證產(chǎn)品的實際厚度沒有從名義厚度中減去鋼材厚度的負(fù)偏差通過這樣處理，制造單位可以根據(jù)自己的條件調(diào)節(jié)加工減薄量。 因此，能可靠地保證產(chǎn)品強(qiáng)度所要求的厚度，符合容器制造的實際情況。25、最小厚度，為了滿足制造工藝的要求和運(yùn)輸和安裝中的剛性要求，容器殼體加工成形后不含腐蝕裕量的最小厚度應(yīng)滿足以下規(guī)定： (1)碳鋼和低合金鋼制容器，3mm以上；(2)高合金鋼制容器，2mm以上碳鋼和低合金鋼塔容器的最小厚度為2/1000塔內(nèi)徑，4m

12、m以上不銹鋼塔容器的最小厚度為3mm以上(4)殼管式熱交換器外殼的最小厚度必須符合GB151 管殼式換熱器的規(guī)定。 提高殼體剛性，減少變形，便于管板和管束的安裝。 對于名義厚度依賴于最小厚度、公稱直徑大、厚度薄的容器，為了在制造、運(yùn)輸、安裝時不發(fā)生過大變形，可根據(jù)情況采取暫時的加強(qiáng)措施(在容器內(nèi)部設(shè)置暫時的支撐部件等)。、26、5、容許應(yīng)力和安全系數(shù)、容許應(yīng)力是容器外殼等受壓元件的材料容許強(qiáng)度，材料的極限強(qiáng)度除以相應(yīng)的安全系數(shù)。，常溫強(qiáng)度的極限，-設(shè)計溫度下的強(qiáng)度極限，-常溫屈服極限，沒有明顯的屈服步驟的塑性材料總是產(chǎn)生0.2%塑性應(yīng)變時的應(yīng)力，常溫下的容許應(yīng)力，一般設(shè)計溫度下的容許應(yīng)力，27

13、，容許應(yīng)力和安全系數(shù)，容許應(yīng)力與容器殼體等的受壓元件的材料容許強(qiáng)度，材料的極限強(qiáng)度相應(yīng)的影響安全系數(shù)數(shù)值的因素有：計算方法和計算式的精度和可靠性材料性能的穩(wěn)定性和可能存在的偏差制造、檢測、設(shè)置的容許偏差工藝操作條件(如壓力、溫度等)的變動和安全放出裝置的誤差使用場合的重要性和事故后的危害性迄今為止不知道的其他因素。，28，6，焊接接頭系數(shù)，1，為什么導(dǎo)入焊接接頭系數(shù)？ 1、焊接接頭是容器及其受壓元件上的弱點。 2 .壓力容器因各種原因產(chǎn)生的破水環(huán)，大部分都發(fā)生在焊接接頭上。 焊接部強(qiáng)度降低是因為焊接時出現(xiàn)在焊接部。 3 .一般來說，焊接金屬的強(qiáng)度都在被焊接母材金屬的強(qiáng)度以上。 4 .但是，在焊

14、接熱影響部存在熱應(yīng)力，焊接金屬的晶粒粗大，韌性降低的焊接和冷卻的過程中，焊接中心部和其他部位存在溫度差，熱膨脹收縮時的變形不同，有可能引起大的焊接殘留應(yīng)力和龜裂5，焊接中產(chǎn)生高溫的氣體和燃燒生成物等，焊接中有氣孔、 6 .因此，除了規(guī)定合理的焊接工藝條件外，還需要引入焊接接頭系數(shù)，以補(bǔ)償焊接引起的強(qiáng)度減弱。 29、焊接接頭系數(shù)，焊接時存在焊接缺陷，焊接熱影響區(qū)往往形成粗大的晶粒部，降低強(qiáng)度和塑性，受結(jié)構(gòu)鋼性的制約，焊接接頭的內(nèi)應(yīng)力過大。 焊接接頭是通過焊接連接的接頭，焊接接頭通過焊接、焊接區(qū)域和熱影響區(qū)域連接。 (焊接專業(yè))焊接是指焊接接頭的延長測量(壓力容器)、1、焊接接頭系數(shù)的定義，是指焊

15、接接頭強(qiáng)度與母材強(qiáng)度的比，用于反映焊接原因使焊接接頭強(qiáng)度減弱的程度。 2、焊接強(qiáng)度變?nèi)醯脑颉?0、焊接接頭系數(shù)、GB150 鋼制壓力容器規(guī)定，焊接接頭系數(shù)的大小由焊接接頭的型號和無損檢測的長度比率決定。 焊接接頭系數(shù)是雙面焊接對接接頭和相當(dāng)于雙面焊接的全焊接對接接頭100%無損探傷局部無損探傷單面焊接對接接頭(沿焊接根部全長緊貼在基本金屬上) 100%無損探傷局部無損探傷，31，焊接接頭系數(shù)是根據(jù)計算式選擇的焊接接頭系數(shù)焊接接頭樣式因部位而異時，在該部位的位置選擇計算式中，并用該部位的焊接接頭系數(shù)。 同一容器中有多個焊接接頭類型時，分別計算后，將其較大的值作為容器的計算壁厚。 容器中主要存在縱對接焊接接頭和環(huán)對接焊接接頭兩種對接焊接接頭。 由此從容器強(qiáng)度的計算中導(dǎo)出縱焊接接頭系數(shù)和環(huán)方向焊接接頭系數(shù)這兩個焊接接頭系數(shù)。 顯然，當(dāng)受壓圓筒根據(jù)周向應(yīng)力計算厚度時，環(huán)形焊接接頭必須體現(xiàn)縱向焊接接頭系數(shù)的作用，相應(yīng)地，環(huán)形焊接接頭主要受到軸向應(yīng)力的作用，因此受壓圓筒在進(jìn)行軸向應(yīng)力檢查計算時，必