内外压容器受压元件设计.docx
《内外压容器受压元件设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《内外压容器受压元件设计.docx(14页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、内外压容器受压元件设计中国石化工程建设公司 桑如苞向全国压力容器设计同行问好!内外压容器受压元件设计压力容器都离不开一个为建立压力所必须的承压外壳压力壳。内外压容器设计即是指对组成压力壳的各种元件在压力作用下的设计计算。压力壳必须以一定方式来支承:当采用鞍式支座支承时成为卧式容器的形式,由于自重、物料等重力作用,在压力壳上(特别是支座部位)产生应力,其受力相当于一个两端外伸的简支梁,对其计算即为卧式容器标准的内容。当采用立式支承时成为立(塔)式容器的形式,由于自重、物料重力、风载、地震等作用,在压力壳上产生应力,其受力相当于一个直立的悬臂梁,对其计算即为塔式容器标准的内容。当压力壳做成球形以支
2、腿支承时,即成为球罐,在自重、物料重力、风载、地震等作用下的计算即为球形储罐标准的内容。一、压力容器的构成 圆筒圆柱壳 压力作用下,以薄膜应力承载,为此整 球形封头 球壳 体上产生一次薄膜应力,控制值1倍 壳体 椭圆封头(椭球壳) 许用应力。但在相邻元件连接部位,会 碟封(球冠与环壳) 因变形协调产生局部薄膜应力和弯曲应典型板壳结构 锥形封头(锥壳) 力,称二次应力,控制值3倍许用应力。 圆平板(平盖) 压力作用下,以弯曲应力承载,为此整 平板 环形板(开孔平盖) 体上产生一次弯曲应力,控制值1.5倍 环(法兰环) 许用应力。 弹性基础圆平板(管板)二、压力容器受压元件计算1.圆筒1)应力状况
3、:两相薄膜应力、环向应力为轴向应力的两倍。2)壁厚计算公式:符号说明见GB 150。称中径公式:适用范围,K1.5,等价于pc0.4t3)公式来由:内压圆筒壁厚计算公式是从圆筒与内压的静力平衡条件得出的。设有内压圆筒如图所示(两端设封头)。(1)圆筒受压力pc的轴向作用:pc在圆筒轴向产生的总轴向力:F1=圆筒横截面的面积:fi=Di由此产生的圆筒轴向应力:h=当控制h时,则:1=此即按圆筒轴向应力计算的壁厚公式。(2)圆筒受压力pc的径向作用(见图)pc对圆筒径向作用,在半个圆筒投影面上产生的合力(沿图中水平方向):F2=pcDil承受此水平合力的圆筒纵截面面积:f2=2l由此产生的圆筒环向
4、应力:=当控制时,2=此式称为内压圆筒的内径公式。上述计算公式认为应力是沿圆筒壁厚均匀分布的,它们对薄壁容器是适合的。但对于具较厚壁厚的圆筒,其环向应力并不是均匀分布的。薄壁内径公式与实际应力存在较大误差。对厚壁圆筒中的应力情况以由弹性力学为基础推导得出的拉美公式较好地反映了其分布:由拉美公式:厚壁筒中存在的三个方面的应力,其中只有轴向应力是沿厚度均匀布的。环向应力和径向应力均是非均匀分布的,且内壁处为最大值。筒壁三向应力中,以周向应力最大,内壁处达最大值,外壁处为最小值,内外壁处的应力差值随K=Do/Di增大而增大。当K=1.5时,由薄壁公式按均匀分布假设计算的环向应力值比按拉美公式计算的圆
5、筒内壁处的最大环向应力要偏低23%,存在较大的计算误差。由于薄壁公式形式简单,计算方便、适于工程应用。为了解决厚壁筒时薄壁公式引起的较大误差,由此采取增大计算内径,以适应增大应力计算值的要求。为此将圆筒计算内径改为中径,即以(Di+)代替Di代入薄壁内径公式中:则有:=经变形得:2pc=pcDi(2pc)=pcDi当控制在,且考虑接头系数时,即取 时,则=此即GB 150中的内压圆筒公式,称中径公式。当K=1.5时,按此式计算的应力与拉美公式计算的最大环向应力仅偏小3.8%。完全满足工程设计要求。4)公式计算应力的意义:一次总体环向薄膜应力,控制值。5)焊接接头系数,指纵缝接头系数。6)二次应
6、力:当圆筒与半球形封头、椭圆形封头连接时二次应力很小,能自动满足3的强度条件,故可不予考虑。2.球壳 1)应力状况,各向薄膜应力相等2)厚度计算式:=称中径公式,适用范围pc0.6等价于K1.3533)公式来由同圆筒轴向应力作用情况4)计算应力的意义:一次总体、薄膜应力(环向、经向)控制值: 。5)焊缝接头系数:指所有拼缝接头系数(纵缝、环缝)。注意包括球封与圆筒的连接环缝系数。6)与圆筒的连接结构:见GB 150附录J图J1(d)、(e)、(f)。原则:不能削薄圆筒,局部加厚球壳。7)二次应力:当半球形封头与圆筒连接时二次应力很小,能自动满足3的强度条件,故可不予考虑。3.椭圆封头A、内压作
7、用下1)应力状况a.薄膜应力a) 标准椭圆封头薄膜应力分布: 经向应力:最大拉应力在顶点。环向应力:最大拉应力在顶点,最大压应力在底边。b) 变形特征:趋圆。c) 计算对象意义:拉应力强度计算压应力稳定控制b.弯曲应力(与圆筒连接)a) 变形协调,形成边界力。b) 产生二次应力 c.椭圆封头的应力:薄膜应力加弯曲应力。最大应力的发生部位、方向、组成。d.形状系数K的意义K为封头上的最大应力与对接圆筒中的环向薄膜应力的比值,K=K分布曲线可回归成公式:K=1/6(a/b)2+2=1/62+()2不同a/b的K见GB 150表7-1。标准椭圆封头K=1。2)计算公式=近似可理解为圆筒厚度的K倍。3
8、)焊缝接头系数。指拼缝,但不包括椭封与圆筒的连接环缝的接头系数。4)内压稳定:a. a/b2.6限制条件b.防止失稳,限制封头最小有效厚度:a/b即K1 min0.15%Dia/b即K1 min0.30% DiB.外压作用下:1)封头稳定计算是以薄膜应力为对象的:a.变形特征:趋扁。b.计算对象过渡区不存在稳定问题。封头中心部分“球面区”有稳定问题。c.计算意义,按外压球壳。当量球壳:对标准椭圆封头;当量球壳计算外半径:Ro=0.9Do。Do封头外径。2)对对接圆筒的影响。外压圆筒计算长度L的意义:L为两个始终保持圆形的截面之间的距离。椭圆封头曲面深度的1/3处可视为能保持圆形的截面,为此由两
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 内外 容器 受压 元件 设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。