6、低温压力容器（附录C）  6.3 低温压力容器对材料、焊接、无损探伤、焊后热处理的要求 1）对材料要求     受压元件用钢采用镇静态    δ 20mm钢板逐张超探    对不同使用温度，进行低温冲击 2）对焊接和无损探伤要求     全焊透结构    无损探伤比例为50％和100％    100％RT或UT检测的容器，其对接接头、T形接头、角焊接缝需进行100％MT或PT检测。    焊缝表面不得有咬边 3）焊后热处理    钢板厚度δ 16mm的碳素钢和低合金钢制容器或受压元件，应进行焊后热处理。  主要内容 1、总论  2、受压元件  3、外压元件（园筒和球壳）  4、开孔补强  5、法兰 6、低温压力容器（附录C）  7、超压泄放装置（附录B）  7、超压泄放装置（附录B）      压力容器在运行中由于外界因素影响和工艺过程失控，造成超压或超温，容器有可能发生破裂或爆炸等安全事故，超压泄放装置就是在容器一旦超压时会自动泄放，避免事故发生。 7.1 对泄压装置要求  1）动作压力能在设定压力及允许误差范围内 2）泄放能力大于或等于容器安全泄放量 3）有可靠密封，能保证容器正常工作  4）在有效使用期限内能可靠工作 超压泄放装置有安全阀、爆破片、及安全阀和爆破片组合。 7、超压泄放装置（附录B）  7.2 采用爆破片条件 符合下列条件之一，必须采用爆破片  1）压力快速增长  2）对密封要求高  3）介质粘稠、有腐蚀性或对阀门有磨损的介质  4）其他安全阀不能适用的场合  7.3 安全阀、爆破片动作压力和容器设计压力关系  安全阀动作压力    爆破片爆破压力  7、超压泄放装置（附录B）      当采用安全阀与爆破片组合装置时，其中一个泄放装置的动作压力应不大于设计压力，另一个泄放装置的动作压力可提高，但不得超过设计压力的4% 。   （安全阀动作压力不大于设计压力；爆破片的动作压力不超过设计压力的4％）。 安全阀最高开启压力 7、超压泄放装置（附录B）  7.4 泄放装置的设计  泄放装置设计主要是泄放能力（安全泄放量）计算和排放面积确定。  7.5 泄放装置的使用 1）气体泄放装置应在容器顶部或气体管道上;    液体泄放装置应在正常液位下方。安全阀应处在垂直位置；  2）容器与泄放装置之间一般不能设置截止阀； 3）泄放装置应有足够泄放能力和强度； 4）安全阀应定期检验（一般每年检验一次）；    爆破片应定期更换（一般2∽3年更换一次）。  谢   谢！ 2、受压元件——封头 3）稳定性      在内压作用下，长轴缩短，产生压应力，存在周向失稳可能，标准控制最小厚度来保证。（GB150 表7-1 下部说明）     在外压作用下，短轴缩短，产生压应力，球面部分存在失稳可能，用图表法进行校核计算。 2、受压元件——封头 2.2  封头  max.book118.com 碟形封头 1）应力分布     碟形封头由球面、环壳和园筒组成，应力分布与椭圆封头相似。     径向应力 σr为拉伸应力，在球面部分均匀分布，至环壳应力逐渐减小，到底边应力降至一半。     周向应力 σθ在球面部分为均匀分布拉伸应力，环壳上为压缩应力，在连接点到底边逐渐减小，而在球面与环壳连接处最大。 碟形壳的应力与变形 2、受压元件——封头     碟形封头与椭圆封头形状相似，不同点是应力与变形都是不连续的，而且有两个拐点（球面与环壳、环壳与园筒）在两个边界上产生附加力矩（弯曲应力）     在内压作用下，球面外凸，环壳内缩，园筒外胀。当r/R越小，球面与环壳处产生应力最大；r/R→1趋于球壳，弯距→0；所以蝶形封头最大应力在球面与环壳过度区。    2、受压元件——封头 2）碟形封头的计算公式   Ri/r越大，变形越大，应力也大，所以M随R/r增大而增大，   M与Ri/r查表7-3 可近似理解为，蝶形封头壁厚是球壳壁厚的M倍。 其中：                      形状系数， 3）稳定性      在内压作用下，长轴缩短，产生压应力，存在周向失稳可能，标准控制最小厚度来保证。（GB150 表7-1 下部说明）     在外压作用下，短轴缩短，产生压应力，球面部分存在失稳可能，用图表法进行校核计算。 同椭圆形封头 2、受压元件——封头 2.2  封头  max.book118.com 锥形封头 1）定义     锥形封头半顶角α≤60°，以大端直径为当量园筒直径(Di/cosα)方法计算（即按当量园筒一次薄膜应力计算）。    同一直径处周向应力等于轴向应力2倍；不同直径处，应力是不同的。    半顶角α 60°，按园平板计算，此时应力以弯曲应力为主，与薄膜理论不适应的。    大端α≤30°采用无折边结构； α 30°带折边    小端α≤45°采用无折边结构； α 45°带折边    2、受压元件——封头 2）应力分析  大端  轴向力T2分解成沿母线方向N2和垂直与轴线方向P2。    N2 轴向拉伸应力    P2 大端径向收缩，产生径向弯曲应力，并使周向应力与压力作用产生周向应力，方向相反而相对减小，所以大端以一次轴向拉伸应力+二次轴向弯曲应力为强度控制条件 2、受压元件——封头 2）应力分析  小端  轴向力T1分解成母线方向N1和垂直于轴线方向P1.    N1 轴向拉伸应力    P1 小端径向张大，产生周向应力。此周向应力与压力作用产生周向应力方向一致，相互叠加，所以小端以一次周向应力+由边界力引起周向应力为强度条件控制值 2、受压元件——封头 3）计算公式    锥壳厚度        由于受边界条件影响，是否需要在大、小端增设加强段，由GB150 图7-11、7-13判断，交点在左边表示二次应力影响不大，不起控制作用，按上式计算即可；当交点在右边时，需增设加强段。  大端厚度：    小端厚度： Q应力增值系数，体现边界应力作用。 通常情况下，锥壳为一个厚度。则应取上述三个厚度中最大值。  2、受压元件——封头 2.2  封头  max.book118.com     平盖厚度是基于园平板在均布载荷作用下一次弯曲应力来计算：       K为结构特征系数，分固支（焊接）和简支（螺栓）查表7-7。     比较两种边界条件下得最大挠度与最大应力，可知：        挠度反映板的刚度；应力则反映强度。     所以周边固支平盖的最大挠度和最大弯曲应力比周边简支要小，从强度和刚度要求，周边固支比周边简支的为好。   主要内容 1、总论  2、受压元件  3、外压元件（园筒和球壳）  4、开孔补强  5、法兰 6、低温压力容器（附录C）  7、超压泄放装置（附录B）  3.1 失稳 外压元件承受的压应力，其破坏形式主要是失稳，失稳可分为周向失稳和轴向失稳。 周向失稳  断面由园形变成波形    轴向失稳  轴线由直线变成波形线  3、外压元件（园筒和球壳）  周向压缩应力引起 轴向压缩应力引起 3、外压元件（园筒和球壳）  3.2 外压容器的设计 外压容器园筒和球壳的设计主要是稳定性计算。 外压容器园筒壁厚的计算，主要是为了防止在外压作用下壳体的失稳。为了防止失稳，应使壳体防止失稳的许用压力[P]大于或等于计算max.book118.com，球壳稳定安全系数取14.52。 1）周向失稳计算 外压容器壳体壁
GB150及压力容器设计基础.ppt