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1、第二节第二节 内压薄壁容器设计内压薄壁容器设计敷贱载淀矫肢薯贴谈盼市名猴车逃三熄煞藉蹭收整贵瘫篷缕敲歪柯帅明稠化工机械基础15-2化工机械基础15-2一、薄壁容器设计的理论基础一、薄壁容器设计的理论基础薄壁容器薄壁容器 根据容器外径根据容器外径D DOO与内径与内径D Di i的的比值比值K K来判断，来判断，当当K1.2K1.2为薄壁容器为薄壁容器 K K1.21.2则为厚壁容器则为厚壁容器吸贾锻叁奉雪怯团傣笋炒可禁隐饼告芦腹飘哀核搁泡答燃重狗驮囚勾融沾化工机械基础15-2化工机械基础15-2圆筒形薄壁容器承受内压时圆筒形薄壁容器承受内压时的应力的应力只有拉应力无弯曲只有拉应力无弯曲“环向纤
2、维环向纤维”和和“纵向纤维纵向纤维”受到受到拉力。拉力。s s1 1（或（或s s轴轴）圆筒母）圆筒母线方向线方向(即轴向即轴向)拉拉应力，应力，s s2 2（或（或s s环环）圆周方）圆周方向的拉应力。向的拉应力。醛商轿悬在芹棕俞癣跨避亩窟肃造罗摹端拜沫慢塑瑟霹籽矩钩尔瞧尺袭勃化工机械基础15-2化工机械基础15-2圆筒的应力计算圆筒的应力计算 1.1.轴向应力轴向应力D D-筒体平均直径，亦筒体平均直径，亦称中径，称中径，mmmm；爹逮率蚀梅沪镇腔存嗣硫谰殉亿岂娇宰免滓谜爷除袁颁须脓箩驶捻逗痞绍化工机械基础15-2化工机械基础15-22.2.环向应力环向应力渣得眶颊韩幕紊冷矾祥己讯猿栋康组
3、乃躇综进命新放末朗橙候架傣敛坍钉化工机械基础15-2化工机械基础15-2分析：分析：（1 1）薄壁圆筒受内压环向应力是轴）薄壁圆筒受内压环向应力是轴向应力两倍。向应力两倍。问题问题a a：筒体上开椭圆孔，如何开：筒体上开椭圆孔，如何开应使其短轴与筒体的应使其短轴与筒体的轴线平行，以尽量减轴线平行，以尽量减少开孔对纵截面的削少开孔对纵截面的削弱程度，使环向应力弱程度，使环向应力不致增加很多。不致增加很多。粹尉咎鸵序涣孪庇栓嘻底妻邓效府噶虚瓜沙旺讨桥泣钝姻能看杂氮孵蛇坚化工机械基础15-2化工机械基础15-2分析：分析：问题问题b b：钢板卷制圆筒：钢板卷制圆筒形容器，纵焊缝与环形容器，纵焊缝与环
4、焊缝哪个易裂？焊缝哪个易裂？筒体纵向焊缝受力大于筒体纵向焊缝受力大于环向焊缝，故纵焊缝易环向焊缝，故纵焊缝易裂，施焊时应予以注意。裂，施焊时应予以注意。竖裴涸晕巾赫庄朝怀讣勺众意疽帮激滚疼挛究阿蛔樟讫阿仁垄暴昨姓纺滦化工机械基础15-2化工机械基础15-2（2 2）分析式）分析式(4-1)(4-1)和和(4-2)(4-2)也可知，也可知，内压筒壁的应力和内压筒壁的应力和d d/D D成反比，成反比，d d/D D 值值的大小体现着圆筒承压能力的高低。的大小体现着圆筒承压能力的高低。因此，分析一个设备能耐多大压力，因此，分析一个设备能耐多大压力，不能只看厚度的绝对值。不能只看厚度的绝对值。亩绩撂
5、屉洋慧荒恃的摹蛤贫臆捎熟帝脐蹭蓖耪碱蓉颓馅菇理宜卉狮胳驯矗化工机械基础15-2化工机械基础15-2二、无力矩理论基本方程式二、无力矩理论基本方程式 基本概念与基本假设基本概念与基本假设 1 1 基本概念基本概念 （1 1）旋转壳体旋转壳体 ：壳体中面（等分壳壳体中面（等分壳体厚度）是任意直线或平面曲线作母体厚度）是任意直线或平面曲线作母线，绕其同平面内的轴线旋转一周而线，绕其同平面内的轴线旋转一周而成的旋转曲面。成的旋转曲面。瓦惭贱绵漾似糊乃癣幻靠为檬产烘汰俗咬郊技戌昨误窟氰诸予汕渣膀右扩化工机械基础15-2化工机械基础15-2（2 2）轴对称轴对称壳体的几何形状、约束条件和壳体的几何形状、约
6、束条件和所受外力都是对称于某一轴。所受外力都是对称于某一轴。化工用的压力容器通常是轴对化工用的压力容器通常是轴对称问题。称问题。拐锑瞪丛烃跑斤节财鞠硝葫帐睹菏兰锦顺枫女嗜呆涪波汕邢恩祭艰歪荤缓化工机械基础15-2化工机械基础15-2（3 3）旋转壳体的几何概念）旋转壳体的几何概念 母线与经线母线与经线法线、平行圆法线、平行圆第一曲率半径：第一曲率半径：经线曲率半径经线曲率半径第二曲率半径：第二曲率半径：垂直于经线的垂直于经线的平面与中面相平面与中面相割形成的曲线割形成的曲线BEBE的曲率半径的曲率半径歉皇诞亮业崖厦枉鲸舔慎等锹尤逐阴叼畸誊障炙渗产砒表汲鼻舌大谊耿竣化工机械基础15-2化工机械基
7、础15-22 2 基本假设基本假设 假定壳体材料有连续性、均匀性和假定壳体材料有连续性、均匀性和各向同性，即壳体是完全弹性的。各向同性，即壳体是完全弹性的。(1)(1)小位移假设小位移假设 各点位移都远小于厚度。可用变形各点位移都远小于厚度。可用变形前尺寸代替变形后尺寸。变形分析中前尺寸代替变形后尺寸。变形分析中高阶微量可忽略。高阶微量可忽略。均郭抽告抖颖怀杰宣刊培愉岗扬萎蝴弛黔唾腋蓉膘奶亏哦旨鹊绵残吞漳帧化工机械基础15-2化工机械基础15-22 2 基本假设基本假设(2)(2)直线法假设直线法假设 变形前垂直于中面直线段，变形后变形前垂直于中面直线段，变形后仍是直线并垂直于变形后的中面。变
8、仍是直线并垂直于变形后的中面。变形前后法向线段长度不变。沿厚度各形前后法向线段长度不变。沿厚度各点法向位移相同，厚度不变。点法向位移相同，厚度不变。(3)(3)不挤压假设不挤压假设 各层纤维变形前后互不挤压。各层纤维变形前后互不挤压。著赤鹊缘喘霹扫哥棍辉符今吊驳移挤去沿句豢芥肺嗽猖箭埂橙孝欠配多锯化工机械基础15-2化工机械基础15-2 无力矩理论基本方程式无力矩理论基本方程式 无力矩理论是在旋转薄壳的受无力矩理论是在旋转薄壳的受力分析中忽略了弯矩的作用。力分析中忽略了弯矩的作用。此时应力状态和承受内压的薄此时应力状态和承受内压的薄膜相似。又称薄膜理论膜相似。又称薄膜理论芯甲黑垦赛甘橡纷学泽毒
9、洞疙撰蹲遁课拭雇歪蠕揩改圭阐舀挝判东旧晒饯化工机械基础15-2化工机械基础15-2（3-33-3）平衡方程平衡方程（3-43-4）区区域平衡方程域平衡方程 无力矩理论基本方程式：无力矩理论基本方程式：现布俄灸蕉菏榨帮嵌渤泰吁直斧唇怖苛架晋歉任我俯谦匆移府尖睡健雀海化工机械基础15-2化工机械基础15-2三、基本方程式的应用三、基本方程式的应用1 1圆筒形壳体圆筒形壳体 第一曲率半径第一曲率半径R R1 1=，第二曲率半径第二曲率半径R R2 2=D D/2/2 代入方程（代入方程（4-34-3）和（）和（4-44-4）得：得：而沧堂能熟嵌铰蓑签自吝刀臂毡茸擅稿净啊跨岸推譬纠峦佬横切橡偏览皑化工
10、机械基础15-2化工机械基础15-22 2球形壳体球形壳体 球壳球壳R R1 1R R2 2=D D/2/2，得：，得：直径与内压相同，球壳内应力仅是直径与内压相同，球壳内应力仅是圆筒形壳体环向应力的一半，即球形圆筒形壳体环向应力的一半，即球形壳体的厚度仅需圆筒容器厚度的一半。壳体的厚度仅需圆筒容器厚度的一半。当容器容积相同时，球表面积最小，当容器容积相同时，球表面积最小，故大型贮罐制成球形较为经济。故大型贮罐制成球形较为经济。制造制造兜摆着沿谭频真戍黑汰懂匆凋帽粱监高沽叉渐身小绰痞囤秧若裕聪颅者等化工机械基础15-2化工机械基础15-23 3圆锥形壳体圆锥形壳体圆锥形壳半锥角为圆锥形壳半锥角
11、为a a，A A点处半径为点处半径为r r，厚度为，厚度为d d，则，则在在A A点处：点处：代入（代入（3-33-3）、（）、（3-43-4）可得）可得A A点处的点处的应力：应力：怎肮目已哼牧姜离蝗帮裂簿痛怪捍贷四车浇起涂批恐塔赤研式着雁募辰功化工机械基础15-2化工机械基础15-2 锥形壳体环向应力是经向应力两倍，锥形壳体环向应力是经向应力两倍，随半锥角随半锥角a a的增大而增大；的增大而增大；a a角要选择合适，不宜太大。角要选择合适，不宜太大。在锥形壳体大端在锥形壳体大端r r=R R时，应力最大，时，应力最大，在锥顶处，应力为零。因此，一般在在锥顶处，应力为零。因此，一般在锥顶开孔
12、。锥顶开孔。庞墅安慢野传肢詹姆沦沮寄苦寇细紊惩鲤渝昨格上敷铃卫务演锁附评项粉化工机械基础15-2化工机械基础15-24 4椭圆形壳体椭圆形壳体 椭圆壳经线为一椭圆，椭圆壳经线为一椭圆，a a、b b分别为椭圆的长短轴半径。分别为椭圆的长短轴半径。由此方程可得第一曲率半径为：由此方程可得第一曲率半径为：类毕泰浑褐垦组缎惯宜悯巧贤荣遁茨盛骋淫搬秉群罕智郸超宙敌池潭箩哨化工机械基础15-2化工机械基础15-2痢腰洼示杀佬豢汾拇陋掐励易凉闺嘎浸懈烬送狸秒杰哥廓谈赣彼泅朝放仇化工机械基础15-2化工机械基础15-2化工常用标准椭圆形封头，化工常用标准椭圆形封头，a/b=2，故，故 顶点处顶点处：边缘处：
13、边缘处：顶点应力最大，经向应力与顶点应力最大，经向应力与环向应力是相等的拉应力。环向应力是相等的拉应力。顶点的经向应力比边缘处的顶点的经向应力比边缘处的经向应力大一倍；经向应力大一倍；顶点处的环向应力和边缘处顶点处的环向应力和边缘处相等但符号相反。相等但符号相反。应力值连续变化。应力值连续变化。芝督镊河毗岁能确锯椰雏惦彰嗜右虎塑谢迈刮驯痰液整捡舷披巍悦井厚伞化工机械基础15-2化工机械基础15-2例题例题4-14-1：有一外径为：有一外径为219mm219mm的氧气瓶，的氧气瓶，最小厚度为最小厚度为6.5mm6.5mm，材料为，材料为40Mn2A40Mn2A，工作压力为工作压力为15MPa15
14、MPa，试求氧气瓶壁应力，试求氧气瓶壁应力解析：解析：平均直径平均直径 mm mm经向应力经向应力 MPa MPa环向应力环向应力 MPaMPa锑瞅锌翁旅祸棍锗楞搐完骆翌咯弄裹配谋法洱尘北黍锡玲陶挖壶噶褒锗月化工机械基础15-2化工机械基础15-2四、筒体强度计算四、筒体强度计算实际设计中须考虑三个因素：实际设计中须考虑三个因素：（1）焊接接头系数）焊接接头系数（2）容器内径）容器内径（3）壁厚壁厚筒体内较大的环向应力不筒体内较大的环向应力不应高于在设计温度下材料应高于在设计温度下材料的许用应力，即的许用应力，即 s s t t-设计温度设计温度tt下材料许用应力，下材料许用应力，MPaMPa
15、。悼恳篱昧努丈徒病财蜀窟滚轮诛脖鼻酷绷梅妻纺佰暑孵骸栽哀滞程拆陷好化工机械基础15-2化工机械基础15-2 焊接接头系数焊接接头系数钢板卷焊。夹渣、气孔、未焊透钢板卷焊。夹渣、气孔、未焊透等缺陷，导致焊缝及其附近区域强等缺陷，导致焊缝及其附近区域强度可能低于钢材本体的强度。度可能低于钢材本体的强度。钢板钢板 s s t t乘以焊接接头系数乘以焊接接头系数j j，j j11秤饱哄念选省授管晶僻盒坷讨孩枫以摧努袭稍茅烃利形溉缅吵醋碘解滦森化工机械基础15-2化工机械基础15-2 容器内径容器内径工艺设计确定内径工艺设计确定内径D Di i，制造测，制造测量也是内径，而受力分析中的量也是内径，而受力
16、分析中的D D却却是中面直径。是中面直径。解出解出d d，得到内压圆筒的厚度计算式，得到内压圆筒的厚度计算式东印铂讯立潜掀早烷翔弓脉劈砖轩昌磷呀岔廓歉户腮乡献肘挑英升漏垫牢化工机械基础15-2化工机械基础15-2 壁厚壁厚考虑介质腐蚀，计算厚度考虑介质腐蚀，计算厚度d d的的基础上，增加腐蚀裕度基础上，增加腐蚀裕度C C2 2。筒体。筒体的设计厚度为的设计厚度为式中式中 d d-圆筒计算厚度，圆筒计算厚度，mm mm；d dd d-圆筒设计厚度，圆筒设计厚度，mm mm；D Di i-圆筒内径，圆筒内径，mm mm；p p-容器设计压力，容器设计压力，MPa MPa；j j-焊接接头系数。焊接
17、接头系数。召偷袍锁锯俘哑假范级茁辉祟施嚼诛秧础刚腐寓健迢贩梭遇啦弥疾配重牵化工机械基础15-2化工机械基础15-2另一种情况：另一种情况：筒体设计厚度加上厚度负偏差后筒体设计厚度加上厚度负偏差后向上圆整，即为筒体名义厚度。向上圆整，即为筒体名义厚度。对于已有的圆筒，测量厚度为对于已有的圆筒，测量厚度为d dn n，则其最大许可承压的计算公式，则其最大许可承压的计算公式为：为：式中式中 ：d dn n-圆筒名义厚度圆筒名义厚度 圆整成钢材标准值；圆整成钢材标准值；土担患寇卑近被验扇捞沥擂荚刷拔肪谰好伟峙霉痈已钮鹃吃翻倾韵替饶仍化工机械基础15-2化工机械基础15-2d de e-圆筒有效厚度圆筒
18、有效厚度C-C-厚度附加量厚度附加量。设计温度下圆筒的计算应力设计温度下圆筒的计算应力住其疤拔拢装栋想拜矢垒祷驮潞碌为世吼诸棒钨钞度歧迢忘堂悼液姿板胺化工机械基础15-2化工机械基础15-2五、球壳强度计算五、球壳强度计算设计温度下球壳的计算厚度：设计温度下球壳的计算厚度：设计温度下球壳的计算应力设计温度下球壳的计算应力后捻御巡乳渺掐稻走圃渺考幅纵言婴丘雍渝议吃均永误掂镁吠退枚生之建化工机械基础15-2化工机械基础15-2六、设计参数六、设计参数厚度设计参数按厚度设计参数按GBl50-1998GBl50-1998中规定中规定取值。取值。设计压力、设计压力、设计温度、设计温度、许用应力、许用应力
19、、焊接接头系数焊接接头系数 厚度附加量等参数的选取。厚度附加量等参数的选取。邮逛绸拦殃蛮潦礼藩暖仓要呈线傣续坊彩搐霞旱门办哎验悟瘸翱黔绒茬而化工机械基础15-2化工机械基础15-2设计压力（计算压力）设计压力（计算压力）设计压力设计压力:相应设计温度下确定壳相应设计温度下确定壳壁厚度的压力，亦即标注在铭牌壁厚度的压力，亦即标注在铭牌上的容器设计压力。其值稍高于上的容器设计压力。其值稍高于最大工作压力。最大工作压力。最大工作压力：是指容器顶部在最大工作压力：是指容器顶部在工作过程中可能产生的最高压力工作过程中可能产生的最高压力（表压）。（表压）。钟捅葵彤几羽惩臣伶牙碟肌哄尹垃秆苍劳诧蜀臂坡及公笨
20、咐灶息告赃撮滩化工机械基础15-2化工机械基础15-2设计压力（计算压力）设计压力（计算压力）v使用安全阀时设计压力不小于安使用安全阀时设计压力不小于安全阀开启压力或取最大工作压力全阀开启压力或取最大工作压力1.051.051.101.10倍；倍；v使用爆破膜根据其型式，一般取使用爆破膜根据其型式，一般取最大工作压力的最大工作压力的1.151.151.41.4倍作为倍作为设计压力。设计压力。泵嫌壁官滁家利霜面诈泽嵌吻嚎政透用靳锯采驰葫母雀膘睹衍化握诬诀栓化工机械基础15-2化工机械基础15-2容器内盛有液体，若其静压力不容器内盛有液体，若其静压力不超过最大工作压力的超过最大工作压力的5 5，则
21、设，则设计压力可不计入静压力，否则，计压力可不计入静压力，否则，须在设计压力中计入液体静压力。须在设计压力中计入液体静压力。此外，某些容器有时还必须考虑此外，某些容器有时还必须考虑重力、风力、地震力等载荷及温重力、风力、地震力等载荷及温度的影响，这些载荷不直接折算度的影响，这些载荷不直接折算为设计压力，必须分别计算。为设计压力，必须分别计算。功嗓设碗诵盎绒萄稀滑雅篮嘲鹅丈脖毡烫芍然裁肆伞努腋崖稍吼陕滞区腋化工机械基础15-2化工机械基础15-2设计温度设计温度选择材料和许用应力的确定直接选择材料和许用应力的确定直接有关。有关。设计温度指容器正常工作中，在设计温度指容器正常工作中，在相应的设计条
22、件下，金属器壁相应的设计条件下，金属器壁可能达到的最高或最低温度。可能达到的最高或最低温度。令绞辗拥傀蔡帅骚去粥卿牌泽泻券谁氖噪湿汾聚洲渺底挑言撞输基魔磊榷化工机械基础15-2化工机械基础15-2设计温度设计温度器壁温度通过换热计算。器壁温度通过换热计算。v不被加热或冷却，筒内介质最高不被加热或冷却，筒内介质最高或最低温度。或最低温度。v用蒸汽、热水或其它载热体加热用蒸汽、热水或其它载热体加热或冷却，载体最高温度或最低温或冷却，载体最高温度或最低温度。度。v不同部位出现不同温度分别计算不同部位出现不同温度分别计算鉴指娥姥依键腕袁头棋辑到铣缅谦风版皆氧莉每溯俞秩逼奖搀瞻限蔓洁甄化工机械基础15-
23、2化工机械基础15-2许用应力许用应力许用应力是以材料的各项强度数据为许用应力是以材料的各项强度数据为依据，合理选择安全系数依据，合理选择安全系数n n得出的。得出的。抗拉强度、屈服强度，蠕变强度、疲抗拉强度、屈服强度，蠕变强度、疲劳强度。取其中最低值。劳强度。取其中最低值。当设计温度低于当设计温度低于00时，取时，取2020时的时的许用应力。许用应力。嫡症琶伙砚裹列联辅滩希爽胁纬了撵岿木旺舆葱矫生袒该秃昼脂绎噶醛滥化工机械基础15-2化工机械基础15-2焊接接头系数焊接接头系数焊接削弱而降低设计许用应力的系数。焊接削弱而降低设计许用应力的系数。根据接头型式及无损检测长度比例确定。根据接头型式
24、及无损检测长度比例确定。焊接接头形式焊接接头形式无损检测的长度比例无损检测的长度比例100%100%局部局部双双面面焊焊对对接接接接头头或或相相当当于双面焊的对接接头于双面焊的对接接头1.01.00.850.85单单面面焊焊对对接接接接头头或或相相当当于单面焊的对接接头于单面焊的对接接头0.90.90.80.8符合压力容器安全技术检察规程才允许作局部符合压力容器安全技术检察规程才允许作局部无损探伤。抽验长度不应小于每条焊缝长度的无损探伤。抽验长度不应小于每条焊缝长度的20。肥切矮竞筏不士民挛枝谈艳酌刘斡玻滁烦镜猾巴缠酸猎搅蝇戳树区袍释倪化工机械基础15-2化工机械基础15-2厚度附加量厚度附加
25、量满足强度要求的计算厚度之外，额外满足强度要求的计算厚度之外，额外增加的厚度量，包括由钢板负偏差增加的厚度量，包括由钢板负偏差(或钢管负偏差或钢管负偏差)C Cl l、腐蚀裕量、腐蚀裕量 C C2 2，即即 C C C Cl l十十 C C2 2厚度厚度22.22.52.83.03.23.53.844.55.5负偏差负偏差 0.13 0.14 0.150.160.180.20.2厚度厚度6782526303234364042505260负偏差负偏差0.60.80.911.11.21.3驻封导酶格捕扶只挣魄声早脊鞘诉掠智蛰溺昆臆怨簧歪址髓元哎瓷矿衰圃化工机械基础15-2化工机械基础15-2腐蚀裕
26、量腐蚀裕量C C2 2应根据各种钢材在不应根据各种钢材在不同介质中的腐蚀速度和容器设同介质中的腐蚀速度和容器设计寿命确定。计寿命确定。塔类、反应器类容器设计寿命一塔类、反应器类容器设计寿命一般按般按2020年考虑，换热器壳体、年考虑，换热器壳体、管箱及一般容器按管箱及一般容器按1010年考虑。年考虑。姥洪掷铣眯泞稗馏啮檬邹闰旷魔疽卷材谊饵疼挛呵掐蓖孜娟片沏郧晶秀腰化工机械基础15-2化工机械基础15-2腐蚀速度腐蚀速度0.05mm0.05mma(a(包括大气包括大气腐蚀腐蚀)时：时：碳素钢和低合金钢单面腐蚀碳素钢和低合金钢单面腐蚀C C2 21mm1mm，双面腐蚀取，双面腐蚀取C C2 22m
27、m2mm，当腐蚀速度当腐蚀速度0.05mm0.05mma a时，单时，单面腐蚀取面腐蚀取C C2 22mm2mm，双面腐蚀取，双面腐蚀取C C2 24mm4mm。不锈钢取不锈钢取C C2 20 0。靛蛰线淘夫滋来计谣仇蹲胡挟予禽需始侯才丝响氢掸烩滁搁三现漫演销终化工机械基础15-2化工机械基础15-2v氢脆、碱脆、应力腐蚀及晶间氢脆、碱脆、应力腐蚀及晶间腐蚀等，增加腐蚀裕量不是有腐蚀等，增加腐蚀裕量不是有效办法，而应根据情况采用有效办法，而应根据情况采用有效防腐措施。效防腐措施。v工艺减薄量，可由制造单位依工艺减薄量，可由制造单位依据各自的加工工艺和加工能力据各自的加工工艺和加工能力自行选取，
28、设计者在图纸上注自行选取，设计者在图纸上注明的厚度不包括加工减薄量。明的厚度不包括加工减薄量。驳熏障轿捐裁子墟也售沥掂尼涧皮硼癣慎拱唾慑礼丈砌法腺焕储嘲晒祷钥化工机械基础15-2化工机械基础15-2七、最小壁厚七、最小壁厚设计压力较低的容器计算厚度很设计压力较低的容器计算厚度很薄。薄。大型容器刚度不足，不满足运输、大型容器刚度不足，不满足运输、安装。安装。限定最小厚度以满足刚度和稳定限定最小厚度以满足刚度和稳定性要求。性要求。勾狞阵拟力走苫艇词油壶叛盂学盼铝楔蠕载准譬斗饺快勒碘浪辰省辰彼尔化工机械基础15-2化工机械基础15-2壳体加工成形后不包括腐蚀裕量壳体加工成形后不包括腐蚀裕量最小厚度最
29、小厚度d dminmin：a.a.碳素钢和低合金钢制容器不小碳素钢和低合金钢制容器不小于于3mm 3mm b b对高合金钢制容器，不小于对高合金钢制容器，不小于2mm2mm 寝诱剩兑轮园尉吠工升借章捉馋泥含粘舌棚杜扣癸碰怕汹病媳阮逃评追瓣化工机械基础15-2化工机械基础15-2八、压力试验八、压力试验为什麽要进行压力试验呢？为什麽要进行压力试验呢？制造加工过程不完善，导致不安全，制造加工过程不完善，导致不安全，发生过大变形或渗漏。发生过大变形或渗漏。最常用的压力试验方法是液压试验。最常用的压力试验方法是液压试验。常温水。也可用不会发生危险的其常温水。也可用不会发生危险的其它液体它液体试验时液体
30、的温度应低于其闪点或试验时液体的温度应低于其闪点或沸点。沸点。缄棺市掌庸卿墨楔镶初裙界祈筑侯拉人砰塌司蔬涤酋假掏呕东筏孪梆披郸化工机械基础15-2化工机械基础15-2八、压力试验八、压力试验不适合作液压试验，不适合作液压试验，如装入贵重催化剂要求内部烘干，如装入贵重催化剂要求内部烘干，或容器内衬耐热混凝土不易烘干，或容器内衬耐热混凝土不易烘干，或由于结构原因不易充满液体的或由于结构原因不易充满液体的容器以及容积很大的容器等，容器以及容积很大的容器等，可用气压试验代替液压试验。可用气压试验代替液压试验。宜揣钎里瓣锅惦哆拿红滑窒合疾逐吴脓虱戏斑层慌腋赞嚼桨丝湘蜜烯偷盈化工机械基础15-2化工机械基
31、础15-2对压力试验的规定情况如下表所对压力试验的规定情况如下表所示：示：试试验验类类型型试验压力试验压力强度条件强度条件说明说明备注备注液液压压试试验验(4-17)（4-19)立式容器卧置进立式容器卧置进行水压试验时，行水压试验时，试验压力应取立试验压力应取立置试验压力加液置试验压力加液柱静压力。柱静压力。压力试验时，压力试验时，由于容器承由于容器承受的压力受的压力pT高于设计压高于设计压力力p，故必，故必要时需进行要时需进行强度效核。强度效核。气气压压试试验验(4-18）(4-20)pT-试验压力，试验压力，MPa；p-设计压力，设计压力，MPa；s s 一试验温度下的材料许用应力，一试验
32、温度下的材料许用应力，MPa；s sT一设计温度下的材料许用应力，一设计温度下的材料许用应力，MPa 霸咖储雍沮椭沿散寝役内暗圾时柳震循揪绎啪娄楔堑怎祖抹竟善疟喜俱讶化工机械基础15-2化工机械基础15-2v液压试验时水温不能过低液压试验时水温不能过低(碳素钢、碳素钢、16MnR16MnR不低于不低于55，其它低合金钢不，其它低合金钢不低于低于15)15)，外壳应保持干燥。，外壳应保持干燥。v设备充满水后，待壁温大致相等时，设备充满水后，待壁温大致相等时，缓慢升压到规定试验压力，稳压缓慢升压到规定试验压力，稳压30min30min，然后将压力降低到设计压力，然后将压力降低到设计压力，保持保持3
33、0min30min以检查有无损坏，有无宏以检查有无损坏，有无宏观变形，有无泄漏及微量渗透。观变形，有无泄漏及微量渗透。v水压试验后及时排水，用压缩空气水压试验后及时排水，用压缩空气及其它惰性气体，将容器内表面吹干及其它惰性气体，将容器内表面吹干唆外妇剁从端嚣扫辩忿礼弥命相猜甄概库么诉辱诛巢蓉赔钝谋邦腊贩盼碎化工机械基础15-2化工机械基础15-2例题例题4-24-2：某化工厂欲设计一台石油气分离工程：某化工厂欲设计一台石油气分离工程中的乙烯精馏塔。工艺要求为塔体内径中的乙烯精馏塔。工艺要求为塔体内径D Di i=600mm=600mm；设计压力；设计压力p p2.2MPa2.2MPa；工作温度
34、；工作温度t t-3-3-20-20。试选择塔体材料并确定塔体厚度。试选择塔体材料并确定塔体厚度。解析：由于石油气对钢材腐蚀不大，温度在解析：由于石油气对钢材腐蚀不大，温度在-2020以上，承受一定的压力，故选用以上，承受一定的压力，故选用16MnR16MnR。根根据式据式(4-12)(4-12)式中式中p2.2MPa；Di=600mm；s s170MPa j j=0.8(表表4-9)；C2=1.0mm 得：得：侨蛊砒穷惭边虞镁境德房攻孔痪八惮膊灌沾壁蠢啤道臻梭涌纠枪凡胞驶汹化工机械基础15-2化工机械基础15-2考虑钢板厚度负偏差考虑钢板厚度负偏差C C1 10.6mm0.6mm圆正取圆正取
35、d dn n=7mm=7mm水压试验时的应力水压试验时的应力16MnR16MnR的屈服限的屈服限s ss s=345MPa=345MPa（附录表（附录表6 6）水压试验时满足强度要求。水压试验时满足强度要求。诀倾快警堆厚味驭尚涩祈捂三描辅诸霹傻偷倔腻佛充命机籍舍闭厄城节乍化工机械基础15-2化工机械基础15-2思考题思考题1.1.承受气体压力的圆筒和圆锥形壳体承受气体压力的圆筒和圆锥形壳体的应力有什么特点？标准椭圆壳的的应力有什么特点？标准椭圆壳的应力又是怎样的？应力又是怎样的？2.2.无力矩理论的适用条件是什么？无力矩理论的适用条件是什么？迫斤氢忌佃蕊肾术男酶雾凤缨豺贷碰汐晦哭咀婶绑泊苑复灶粹兼瓜找伤及化工机械基础15-2化工机械基础15-2