压力容器设计
2018-09-17 21:57:00 14 举报AI智能生成
四川大学出版社教材《过程设备设计》学习思维导图
作者其他创作
大纲/内容
概述P96
设计要求
安全性和经济性
设计文件
强度计算书，应力分析报告，设计图样，制造技术条件，风险评估报告，安装及使用维修说明
设计条件
设计参数，压力容器使用地及自然条件，介质组分和特性，预期使用年限，几何参数和管口方位，设计需要的其他必要条件
设计准则
压力容器失效模式P98
强度失效
因材料屈服或者断裂引起的压力容器失效
刚度失效
由于压力容器的变形大到足以影响其正常工作而引起的失效
屈曲失效
在压应力作用下，压力容器失去其原有的规则几何形状而引起的失效
泄露失效
压力容器或者其连接件失去密封功能
压力容器设计准则
强度失效设计准则P101
弹性失效设计准则
将容器总体部位的初始屈服视为失效
失效判据
单向拉伸应力作用下
最大拉应力（第一强度理论）
任意应力状态
tresca屈服失效判据（最大切应力失效判据）（第三强度理论）
mises屈服失效判据（形状改变比能失效判据）（第四强度理论）
塑性失效设计准则
以危险点的应力强度达到许用应力为依据
失效判据
全屈服压力
爆破失效设计准则
爆破作为失效状态
失效判据
爆破压力
弹塑性失效设计准则
载荷变化范围达到安定载荷，容器就会失效
失效判据
安定载荷
疲劳失效设计准则
按低周疲劳设计曲线确定的许用循环次数不超过容器所需的循环次数，容器就不会发生疲劳失效
蠕变失效设计准则
应力限制在蠕变极限和持久强度确定的许用应力以内，便可防止容器在使用寿命内发生蠕变失效
脆性断裂失效设计准则
指导压力容器的选材和设计
在役压力容器的安全评定
刚度失效设计准则P104
位移和转角不超过规定的数值
屈曲失效设计准则P104
仅受外压容器，外压应小于周向临界压力
弯矩或由弯矩引起的轴向压缩，压应力应小于轴向临界压力
泄露失效设计准则P104
容器发生的泄露率不超过允许泄漏率
常规设计
概述P105
设计思想
最大拉应力准则
圆筒设计
结构
单层式
组合式
内压圆筒的强度设计P110
单层圆筒
K≤1.5
公式4-13
K>1.5
公式4-16
多层厚壁圆筒
设计技术参数P112
设计压力
容器顶部的最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件
其值不得低于工作压力
设计温度
容器正常工作下，设定的原件的金属温度
厚度及厚度附加量
计算厚度δ
按有关公式采用计算压力得到的厚度
设计厚度δd
计算厚度与腐蚀裕量之和
名义厚度δn
标注在图样上的厚度
设计厚度加上钢材负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度
有效厚度δe
名义厚度减去腐蚀裕量和钢材负偏差
不小于对应材料下的最小厚度
焊接接头系数Φ
表示焊接金属与母材强度的比值，反应容器强度受削弱的程度
许用应力
材料强度失效判据的极限值与相应的安全系数之比
外压圆筒设计P116
方法
解析法
比较繁琐
图算法
外压应力系数A
外压应变系数B
图算法设计步骤
薄壁圆筒
公式4-26,4-27
厚壁圆筒
公式4-29,4-30
圆筒轴向许用压应力的确定
有关设计参数的确定
设计压力
稳定性安全系数
外压计算长度
加强圈的设计计算
加强圈的间距
公式4-33
加强圈尺寸的确定
公式4-38
加强圈与筒体的连接结构
封头设计
凸形封头
半球形封头
受内压的半球形封头
受外压的半球形封头（图算法）
球形封头是最理想的结构形式
椭圆形封头
要点
折边
最大应力
周向失稳
碟形封头
要点
直边段
应力增强系数M
最小有效厚度
r的限制
球冠形封头
锥壳
受内压无折边锥壳
锥壳厚度、锥壳大端
受内压折边锥壳
受外压锥壳
平盖
锻制平封头
密封装置设计P134
密封机理及分类
密封机理
垫片比压力y、垫片系数m
按获得密封比压力方法不同分为
强制式密封、自紧式密封
影响密封性能的主要因素
螺栓预紧力、垫片性能、压紧面质量
螺栓法兰连接设计
法兰结构类型
松式法兰、整体法兰、任意式法兰
法兰标准
公称压力、公称直径
容器法兰标准、管法兰标准
标准法兰的选用
非标准法兰设计
选定法兰结构
螺栓设计
法兰力矩计算
应力计算和校核
高压密封设计
开孔及开孔补强设计P157
补强结构
补强圈补强、厚壁接管补强、整锻件补强
开孔补强设计准则
等面积补强法、压力面积补强法、极限载荷补强法
允许不另行补强的最大开孔直径
等面积补强法
允许开孔的范围
支座和检查孔P163
立式容器支座：耳式支座、支承式支座、腿式支座、裙式支座；卧式容器支座
超压泄放装置P165
超压泄放原理
安全阀、爆破片
焊接结构设计P168
耐压试验P174
公式4-94/4-95
泄露试验
分析设计
概述
压力容器的应力分类
一次应力、二次应力、峰值应力
应力强度计算
例4-3
应力强度限制
疲劳分析
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