1、 第八章 內壓容器化工設備機械基礎化工設備機械基礎鹽城工學院鹽城工學院2013.3第八章第八章 內壓容器內壓容器 第八章 內壓容器第一節第一節 概述概述第二節第二節 設計參數的確定設計參數的確定第三節第三節 筒體的設計計算筒體的設計計算第四節第四節 封頭的設計計算封頭的設計計算第五節第五節 在用壓力容器的強度校核在用壓力容器的強度校核第八章第八章 內壓容器內壓容器 第八章 內壓容器一、壓力容器的主要一、壓力容器的主要受壓元件受壓元件 筒體、封頭、設備法蘭、開孔補強板、人孔蓋、筒體、封頭、設備法蘭、開孔補強板、人孔蓋、人孔法蘭、人孔接管、人孔法蘭、人孔接管、 M30 M30以上的設備主螺栓、以上

2、的設備主螺栓、直徑大于直徑大于250250的接管、換熱管和管板、膨脹節。的接管、換熱管和管板、膨脹節。第一節第一節 概述概述 第八章 內壓容器工程中壓力容器工程中壓力容器 第八章 內壓容器實驗中壓力容器實驗中壓力容器 第八章 內壓容器壓力容器的安全壓力容器的安全 第八章 內壓容器壓力容器的安全壓力容器的安全 第八章 內壓容器1 1、新容器的設計、新容器的設計2 2、在用容器的校核、在用容器的校核二、壓力容器強度計算內容 第八章 內壓容器1、韌性斷裂韌性斷裂三、壓力容器失效形式（1 1）定義定義：載荷作用下應力達到或接近：載荷作用下應力達到或接近 材料的強度極限而發生的斷裂。材料的強度極限而發生

3、的斷裂。（2 2）特點特點：斷裂前發生較大的塑性變形，：斷裂前發生較大的塑性變形， 容器明顯鼓脹，斷口處厚度容器明顯鼓脹，斷口處厚度 減薄，斷裂時幾乎不形成碎片。減薄，斷裂時幾乎不形成碎片。（3 3）失效原因失效原因： 容器厚度不夠。容器厚度不夠。 壓力過大。壓力過大。 第八章 內壓容器（2 2）特點特點： 斷口平齊，與最大主應力方向垂直。斷口平齊，與最大主應力方向垂直。 裂成碎片飛出，引起嚴重后果。裂成碎片飛出，引起嚴重后果。 沒有明顯塑性變形，斷裂時應力很低，安全閥、沒有明顯塑性變形，斷裂時應力很低，安全閥、 爆破膜等安全附件不起作用，斷裂具有突發性。爆破膜等安全附件不起作用，斷裂具有突發

4、性。（1）定義定義：器壁中的應力遠低于材料強度極限時發生的斷裂。：器壁中的應力遠低于材料強度極限時發生的斷裂。（3）失效原因失效原因： 材料的脆性。材料的脆性。 材料中的裂紋、未焊透、材料中的裂紋、未焊透、 夾渣等缺陷。夾渣等缺陷。2 2、脆性斷裂脆性斷裂 第八章 內壓容器 交變載荷。交變載荷。 疲勞裂紋。疲勞裂紋。（1）定義定義：交變載荷作用下裂紋擴展導致容器的斷裂。：交變載荷作用下裂紋擴展導致容器的斷裂。 斷口有貝紋狀的疲勞裂紋。斷口有貝紋狀的疲勞裂紋。 斷裂應力較低，斷裂前無明顯塑性變形。斷裂應力較低，斷裂前無明顯塑性變形。 如果材料韌性較好，通過合理設計可實現如果材料韌性較好，通過合理

5、設計可實現 “未未 爆先漏爆先漏”。3 3、疲勞斷裂疲勞斷裂（2 2）特點特點：（3 3）失效原因失效原因： 第八章 內壓容器返回（2）特點特點： 在恒定載荷和低應力（應力低于屈服點）下也會在恒定載荷和低應力（應力低于屈服點）下也會 發生蠕變斷裂。發生蠕變斷裂。 斷裂前由于蠕變變形而導致蠕變損傷，產生蠕變脆化。斷裂前由于蠕變變形而導致蠕變損傷，產生蠕變脆化。 斷裂前發生較大的塑性變形，具有韌性斷裂的特征；斷裂前發生較大的塑性變形，具有韌性斷裂的特征； 斷裂時又具有脆性斷裂的特征。斷裂時又具有脆性斷裂的特征。（1）定義定義：長時間在高溫下受載，蠕變變形增長，容器：長時間在高溫下受載，蠕變變形增長

6、，容器發生鼓脹發生鼓脹 變形，厚度明顯減薄，最終導致壓力容器斷裂。變形，厚度明顯減薄，最終導致壓力容器斷裂。（3）失效原因失效原因：高溫蠕變：高溫蠕變4 4、蠕變斷裂蠕變斷裂 第八章 內壓容器（2）特點特點： 對于全面腐蝕和局部腐蝕，容器斷裂前發生明顯的對于全面腐蝕和局部腐蝕，容器斷裂前發生明顯的 塑性變形，具有韌性斷裂的特征。塑性變形，具有韌性斷裂的特征。 對于晶間腐蝕和應力腐蝕，斷裂前無明顯塑性變形，對于晶間腐蝕和應力腐蝕，斷裂前無明顯塑性變形， 具有脆性斷裂的特征。具有脆性斷裂的特征。返回（1）定義定義：受到介質腐蝕（全面腐蝕或局部腐蝕），整體厚度：受到介質腐蝕（全面腐蝕或局部腐蝕），整

7、體厚度 減薄或局部凹坑、裂紋等，從而造成容器的斷裂。減薄或局部凹坑、裂紋等，從而造成容器的斷裂。（3）失效原因失效原因：介質腐蝕：介質腐蝕5 5、腐蝕斷裂腐蝕斷裂 第八章 內壓容器確定設計依據及相關標準確定設計依據及相關標準開始開始選擇材料選擇材料確定容器類別確定容器類別結構設計結構設計壁厚設計壁厚設計零部件設計零部件設計壓力試驗核算壓力試驗核算繪制施工圖繪制施工圖校核校核審核審核結束結束合格合格合格合格不合格不合格不合格不合格批準批準四、四、壓力容器設計基本壓力容器設計基本程序程序 第八章 內壓容器 1 1、強度強度不發生破壞不發生破壞 如焊縫開裂，筒體爆破，螺栓拉斷等。如焊縫開裂，筒體爆破

8、，螺栓拉斷等。 2 2、剛度剛度不發生過大變形不發生過大變形 如塔體傾斜，塔盤下凹等。如塔體傾斜，塔盤下凹等。 3 3、穩定性穩定性不發生癟塌或褶皺不發生癟塌或褶皺 如臥式容器支座之間的筒體發生癟塌，如臥式容器支座之間的筒體發生癟塌， 塔體支座在起吊時發生癟塌等。塔體支座在起吊時發生癟塌等。五、 機械設計的基本要求 第八章 內壓容器4 4、耐久性耐久性保證使用壽命。一般壽命為保證使用壽命。一般壽命為10101515年年， 取決于腐蝕情況、疲勞、蠕變或振動。取決于腐蝕情況、疲勞、蠕變或振動。5 5、密封性密封性包括內漏和外漏。包括內漏和外漏。6 6、標準化設計標準化設計7 7、方便制造、操作與檢

9、修，便于運輸方便制造、操作與檢修，便于運輸8 8、技術經濟指標合理技術經濟指標合理 第八章 內壓容器第二節第二節 設計參數的確定設計參數的確定一、一、 容器直徑容器直徑 1 1、公稱直徑公稱直徑 鋼板卷焊鋼板卷焊內徑內徑 無縫鋼管無縫鋼管外徑外徑 封頭的公稱直徑與筒體一致。封頭的公稱直徑與筒體一致。 第八章 內壓容器2 2、鋼板卷焊鋼板卷焊壓力容器的壓力容器的公稱直徑公稱直徑/mm/mm300350400450500550600650700800900100011001200130014001500160017001800190020002100220023002400260028003000

10、3200340036003800400042004400450046004800500052005400560058006000 第八章 內壓容器3 3、無縫鋼管制作筒體公稱直徑、無縫鋼管制作筒體公稱直徑/mm/mm159159219219273273325325377377426426設計時，應將工藝計算初步確定的設備內徑，調整為符合規定的公稱直徑。 第八章 內壓容器二、設計壓力和計算壓力二、設計壓力和計算壓力（1 1）最大工作壓力最大工作壓力P Pw w：正常操作容器頂部正常操作容器頂部可能出現的最高壓力可能出現的最高壓力。（2 2）設計壓力設計壓力P P：設定的容器頂部的最高壓力設定的容

11、器頂部的最高壓力，與相應的設計溫，與相應的設計溫 度一起作為度一起作為設計載荷設計載荷條件條件。（3 3）計算壓力計算壓力P Pc c：在相應的設計溫度下用于確定容器殼體厚度的：在相應的設計溫度下用于確定容器殼體厚度的 壓力壓力。1 1、 概述概述 第八章 內壓容器 計算壓力計算壓力p pc c在在采用公式計算時采用公式計算時才才使用使用而而設計壓力設計壓力p p需要需要查標查標準件通過壓力試驗和對容器的監察管理得知。準件通過壓力試驗和對容器的監察管理得知。2 2、設計壓力和計算壓力區別設計壓力和計算壓力區別3 3、設計壓力設計壓力p p的規定的規定（1）單個容器不裝安全泄放裝置（1.011.

12、 1）Pw最大工作壓力最大工作壓力 第八章 內壓容器最大工作壓力最大工作壓力 Pw(MPa)Pw(MPa) 安全閥開啟壓力安全閥開啟壓力 Pk(MPa) Pk(MPa) 1.0 丙烷丙烷5050飽和蒸汽壓力飽和蒸汽壓力等于丙烯等于丙烯5050飽飽和蒸汽壓力和蒸汽壓力可能達到最高工作溫度下可能達到最高工作溫度下丙烯的飽和蒸汽壓力丙烯的飽和蒸汽壓力 第八章 內壓容器三、設計溫度三、設計溫度 1、定義定義： 正常操作情況下，在相應的設計壓力下，設定的受壓正常操作情況下，在相應的設計壓力下，設定的受壓 元件金屬的溫度。元件金屬的溫度。2 2、確定原則確定原則： 不得低于容器工作時器壁金屬可能達到的最高

13、溫度不得低于容器工作時器壁金屬可能達到的最高溫度; ; 00以下時不得高于器壁金屬可能達到的最低溫度。以下時不得高于器壁金屬可能達到的最低溫度。 第八章 內壓容器（1 1）蒸汽直接加熱蒸汽直接加熱取介質可能達到的最高溫度。取介質可能達到的最高溫度。（2 2）被熱載體（或冷載體）間接加熱被熱載體（或冷載體）間接加熱取熱載體的最高取熱載體的最高 工作溫度或冷載體的（工作溫度或冷載體的（ 低于低于0 0 的）最低工作溫度。的）最低工作溫度。（3 3）儲存容器儲存容器取歷年來月平均最低氣溫的最低值。取歷年來月平均最低氣溫的最低值。（4 4）間歇操作的設備間歇操作的設備取最苛刻卻屬于同一時刻的設計取最苛

14、刻卻屬于同一時刻的設計 溫度和設計壓力溫度和設計壓力3 3、確定方法確定方法： 第八章 內壓容器四、計算壓力四、計算壓力P Pc c確定元件厚度確定元件厚度1 1、當靜壓小于當靜壓小于5 5設計壓力時，可忽略不計。設計壓力時，可忽略不計。 計算壓力計算壓力= =設計壓力設計壓力2 2、當靜壓大于當靜壓大于5 5設計壓力時設計壓力時 計算壓力計算壓力= =設計壓力設計壓力+ +液柱靜壓液柱靜壓+ +其他載荷的壓力其他載荷的壓力 第八章 內壓容器五、許用應力五、許用應力常溫常溫容器容器中溫中溫容器容器高溫高溫容器容器 tsbsb=min,nn min,tttsbnDsbDnnnnn min,ttt

15、sbsbnn1 1、確定方法確定方法 第八章 內壓容器2 2、安全系數、安全系數tstD常溫下最常溫下最低抗拉強低抗拉強度度常溫或實常溫或實際溫度下際溫度下的屈服點的屈服點設計溫度下經設計溫度下經10萬小萬小時斷裂的持久強度時斷裂的持久強度設計溫度設計溫度下經下經10萬萬小時蠕變小時蠕變率為率為1%的的蠕變極限蠕變極限nbnsnDnn碳素鋼，低合金鋼，碳素鋼，低合金鋼，鐵素體高合金鋼鐵素體高合金鋼3.01.61.51.251.0奧氏體高合金鋼奧氏體高合金鋼-1.51.51.251.0平均值平均值最小值最小值b強度性能強度性能安全系數安全系數材料材料tsbtD鋼材安全系數鋼材安全系數 第八章 內

16、壓容器3 3、安全系數主要的影響因素安全系數主要的影響因素(1)(1)估算的載荷狀態及其數值上的偏差估算的載荷狀態及其數值上的偏差; ;(2)(2)計算方法的精確程度計算方法的精確程度; ;(3)(3)材料性能的穩定性、可靠性及其可能存在偏差的大小材料性能的穩定性、可靠性及其可能存在偏差的大小; ;(4)(4)制造工藝及其允許的偏差制造工藝及其允許的偏差; ;(5)(5)檢驗手段及其嚴格的程度檢驗手段及其嚴格的程度; ;(6)(6)使用操作的經驗。使用操作的經驗。 第八章 內壓容器4 4、許用應力確定的幾點說明、許用應力確定的幾點說明( (1 1) )注意鋼板厚度；注意鋼板厚度；(2)(2)中

17、間溫度的許用應力，用內插法確定；中間溫度的許用應力，用內插法確定；(3)(3)Q235Q235鋼板的要乘質量系數鋼板的要乘質量系數0.90.9；(4)(4)厚度較大（超出附表給定厚度）需查厚度較大（超出附表給定厚度）需查GB150-1998GB150-1998， 并注意一些附加條件。并注意一些附加條件。 第八章 內壓容器5 5、焊接接頭系數、焊接接頭系數（1 1）定義定義: : 焊接接頭強度焊接接頭強度與與母材強度母材強度之之比值比值。反映由于焊接材料、。反映由于焊接材料、 焊接缺陷和焊接殘余應力等因素使焊接缺陷和焊接殘余應力等因素使焊接接頭強度被削焊接接頭強度被削 弱的程度弱的程度。 （2

18、2）焊接接頭的焊接接頭的影響因素影響因素: :w組織的不均勻組織的不均勻w應力集中應力集中w焊接殘余應力及變形焊接殘余應力及變形w較大的剛性較大的剛性 第八章 內壓容器( (3 3) )焊接接頭強度的焊接接頭強度的影響因素影響因素焊接接頭型式焊接接頭型式 ：對接接頭、：對接接頭、T T形接頭、十字接頭、搭接接頭、形接頭、十字接頭、搭接接頭、角接接頭、端接接頭、套管接頭、斜對接接頭、卷邊接頭、鎖角接接頭、端接接頭、套管接頭、斜對接接頭、卷邊接頭、鎖底對接接頭等。底對接接頭等。 焊接工藝焊接工藝對焊縫檢驗的嚴格程度對焊縫檢驗的嚴格程度焊接方法焊接方法焊條焊條焊前熱處理等焊前熱處理等 第八章 內壓容

19、器焊接接頭的基本類型焊接接頭的基本類型名稱名稱名稱名稱焊縫形式焊縫形式焊縫形式焊縫形式交接接頭交接接頭對接接頭對接接頭T型接頭型接頭搭接接頭搭接接頭端接接頭端接接頭斜對接接頭斜對接接頭卷邊接頭卷邊接頭封底對接接頭封底對接接頭 第八章 內壓容器( (4 4) ) 的確定的確定焊縫結構焊縫結構草圖草圖焊接接頭系數焊接接頭系數全部無損全部無損探傷探傷局部無損探局部無損探傷傷不作無損探不作無損探傷傷雙面焊或相當于雙面雙面焊或相當于雙面焊的雙焊透的對接焊焊的雙焊透的對接焊縫縫1.01.00.850.85單面焊的對接焊縫，單面焊的對接焊縫，在焊接過程中沿焊縫在焊接過程中沿焊縫根部全長有緊貼基本根部全長有緊

20、貼基本金屬的墊板金屬的墊板0.90.90.80.8無法進行探傷的環向無法進行探傷的環向對接焊縫，無墊板對接焊縫，無墊板-0.60.6焊縫型式焊縫型式對焊縫進行無損檢驗的長度對焊縫進行無損檢驗的長度 第八章 內壓容器第三節第三節 筒體的設計計算筒體的設計計算 由第三強度理論可知薄膜應力的強度條件為：由第三強度理論可知薄膜應力的強度條件為： （1 1） 式中：式中： - -制造筒體鋼板在設計溫度下的許用應力，制造筒體鋼板在設計溫度下的許用應力， 考慮到焊接接頭的影響，公式（考慮到焊接接頭的影響，公式（1 1）變為）變為tr3trPD23ttrPD23一、設計厚度一、設計厚度 第八章 內壓容器D D

21、為中徑，當壁厚沒有確定時，則中徑也是待定值，利用為中徑，當壁厚沒有確定時，則中徑也是待定值，利用D=Di+ D=Di+ , ,則有：則有： 圓筒的計算厚度圓筒的計算厚度,mm,mm Pc Pc圓筒的計算壓力圓筒的計算壓力, MPa, MPa Di Di圓筒的內徑圓筒的內徑,mm,mm 鋼板在設計溫度鋼板在設計溫度t t下的許用應力，下的許用應力，MPaMPa 焊接接頭系數焊接接頭系數citcP D=2 -P t（2 2） 第八章 內壓容器公式（公式（2 2）一般被簡化為）一般被簡化為： (3) 簡化公式在簡化公式在大多數情況下用大多數情況下用 citP D=2 第八章 內壓容器（1 1）腐蝕裕

22、量）腐蝕裕量C C2 2應根據各種鋼材在不同介質中的腐蝕速度和應根據各種鋼材在不同介質中的腐蝕速度和 容器設計壽命確定容器設計壽命確定. .（2 2）塔類、反應器類容器設計壽命一般按）塔類、反應器類容器設計壽命一般按2020年年考慮，換熱器考慮，換熱器 殼體、管箱及一般容器按殼體、管箱及一般容器按1010年考慮。年考慮。二、設計厚度二、設計厚度d 2dC 第八章 內壓容器（3 3）腐蝕速度腐蝕速度0.05mm0.05mma a時：時： 碳素鋼和低合金鋼單面腐蝕碳素鋼和低合金鋼單面腐蝕C C2 21mm1mm， 雙面腐蝕取雙面腐蝕取C C2 22mm2mm，（4 4）腐蝕速度腐蝕速度0.05mm

23、0.05mma a時時: : 單面腐蝕取單面腐蝕取C C2 22mm2mm， 雙面腐蝕取雙面腐蝕取C C2 24mm4mm。（5 5）不銹鋼不銹鋼取取C C2 20 0。 第八章 內壓容器三、名義厚度三、名義厚度 鋼板厚度負偏差鋼板厚度負偏差( (或鋼管負偏差或鋼管負偏差) ) C Cl l3.8 4.04.5 5.56782526303234 0.3 0.5 0.6 0.8 0.9 1.0鋼板厚度鋼板厚度/mm/mm 2 2 2.2 2.2 2.5 2.52.82.83.03.03.23.23.53.5負偏差負偏差/mm/mm0.180.18 0.19 0.19 0.2 0.2 0.22 0

24、.22 0.25 0.2536 4042 505260 1.1 1.2 1.31ndC 第八章 內壓容器四、有效壁厚四、有效壁厚e12enCC五、最小壁厚五、最小壁厚設計壓力較低的容器計算出來的厚度很薄，大型容器剛度不足，設計壓力較低的容器計算出來的厚度很薄，大型容器剛度不足，不滿足運輸、安裝限定最小厚度以滿足剛度和穩定性要求。不滿足運輸、安裝限定最小厚度以滿足剛度和穩定性要求。 第八章 內壓容器注意注意： （1 1）殼體加工成形后不包括腐蝕裕量最小厚度）殼體加工成形后不包括腐蝕裕量最小厚度min min （2 2）碳素鋼、低合金鋼制容器：）碳素鋼、低合金鋼制容器：min3mmmin3mm （

25、3 3）高合金鋼制容器：）高合金鋼制容器：min2mmmin2mm （4 4）當筒體的計算厚度小于最小厚度，這時筒體的名義 厚度可以分為兩種不同的情況分別計算。 min1- Cnmin2=+C + ,() 可以等于零當 時， ；當 時，必須考慮鋼板負偏差， min1-Cnmin21=+C +C + 第八章 內壓容器六、幾種厚度之間的六、幾種厚度之間的相互關系相互關系腐蝕裕量腐蝕裕量厚度負偏差厚度負偏差計算厚度計算厚度厚度圓整值厚度圓整值厚度附加厚度附加值值設計厚設計厚度值度值有效厚有效厚度值度值名義厚名義厚度值度值 第八章 內壓容器七、壓力試驗七、壓力試驗（1 1）制造加工過程不完善，導致不）

26、制造加工過程不完善，導致不 安全，發生過大變形或滲漏。安全，發生過大變形或滲漏。（2 2）最常用的壓力試驗方法是）最常用的壓力試驗方法是液壓液壓試驗試驗。介質一般為。介質一般為常溫水常溫水。（3 3）試驗時液體的溫度應低于其閃）試驗時液體的溫度應低于其閃點或沸點。點或沸點。液壓脈沖壓力試驗臺液壓脈沖壓力試驗臺（4）液壓試驗時水溫不能過低于5， 其它低合金鋼不低于15， 外殼應保持干燥。 第八章 內壓容器 （5 5）不適合作液壓試驗不適合作液壓試驗，可用，可用氣壓試驗氣壓試驗代替液壓試驗。代替液壓試驗。如：裝入貴重催化劑要求內部烘干；如：裝入貴重催化劑要求內部烘干； 容器內襯耐熱混凝土不易烘干；

27、容器內襯耐熱混凝土不易烘干； 由于結構原因不易充滿液體的容器以及容積很大的容器等。由于結構原因不易充滿液體的容器以及容積很大的容器等。 （6)6)設備充滿水后，待壁溫大致相等時，緩慢升壓到規定試驗設備充滿水后，待壁溫大致相等時，緩慢升壓到規定試驗 壓力，穩壓壓力，穩壓30min30min，然后將壓力降低到設計壓力，保持，然后將壓力降低到設計壓力，保持30min30min 以檢查有無損壞，有無宏觀變形，有無泄漏及微量滲透。以檢查有無損壞，有無宏觀變形，有無泄漏及微量滲透。 (7)(7)水壓試驗后及時排水，用壓縮空氣及其它惰性氣體，將容器水壓試驗后及時排水，用壓縮空氣及其它惰性氣體，將容器內表面吹

28、干。內表面吹干。 第八章 內壓容器例題例題8-8-1 1 某化工廠欲設計一臺石油氣分離工程中的乙烯精餾某化工廠欲設計一臺石油氣分離工程中的乙烯精餾塔。工藝要求為塔體內徑塔。工藝要求為塔體內徑D Di=600mmi=600mm；設計壓力；設計壓力p p2.2MPa2.2MPa；工；工作溫度作溫度t t-3-3-20-20。試選擇塔體材料并確定塔體厚度。試選擇塔體材料并確定塔體厚度。解：由于石油氣對鋼材腐蝕不大，溫度在解：由于石油氣對鋼材腐蝕不大，溫度在-20-20以上，承受一定以上，承受一定 的壓力，故選用的壓力，故選用16MnR16MnR。根據式根據式 2itpDp式中式中p p2.2MPa2

29、.2MPa；D Di=600mmi=600mm；ss170MPa j=0.8170MPa j=0.8得：得： 第八章 內壓容器25.89dcmmC C2 2=1.0 mm =1.0 mm 得：得：215.89 0.6 0.11 7nccmm 2.26004.892 1700.82.2mm 第八章 內壓容器第四節第四節 封頭的設計封頭的設計凸形凸形錐形錐形平板平板球型球型橢圓型橢圓型碟型（帶折邊球型）碟型（帶折邊球型）無折邊球型（球冠型）無折邊球型（球冠型）帶折邊錐型帶折邊錐型無折邊錐型無折邊錐型 薄膜薄膜應力應力理論理論平板平板彎曲彎曲理論理論凸形凸形錐形錐形平板平板 第八章 內壓容器 c4i

30、tp Dp形狀特點：形狀特點：直徑小、厚度薄：直徑小、厚度薄： 整體沖壓整體沖壓半球形封頭半球形封頭 tcDiP4 第八章 內壓容器二、橢圓形封頭二、橢圓形封頭結構結構：半橢球和高度為半橢球和高度為h h的短圓筒的短圓筒( (通稱直通稱直邊邊) ) 第八章 內壓容器橢圓形和蝶形封頭的直邊高度橢圓形和蝶形封頭的直邊高度封頭材料封頭材料碳素鋼碳素鋼、普低鋼普低鋼、復合鋼板復合鋼板不銹鋼不銹鋼、耐酸鋼、耐酸鋼封頭壁厚封頭壁厚直邊高度直邊高度 第八章 內壓容器標準橢圓封頭壁厚與筒體同標準橢圓封頭壁厚與筒體同 c2itp Dp為滿足穩定性：對標準橢圓形封頭計算厚度為滿足穩定性：對標準橢圓形封頭計算厚度不

31、不小于封頭內直徑的小于封頭內直徑的0.150.15。或或 第八章 內壓容器三、三、碟形封頭碟形封頭又稱帶折邊球形封頭又稱帶折邊球形封頭: 球面半徑球面半徑R Ri i、 過渡圓弧半徑過渡圓弧半徑r r 高度為高度為h h的直邊的直邊 R Rcici = = (0.9-1.0)D(0.9-1.0)Di ir r = =（0.15-0.17-0.20.15-0.17-0.2）R Rcici 第八章 內壓容器 第八章 內壓容器 ccMM20.5M20.5ciittp Rp Dpp計算壁厚滿足：計算壁厚滿足：不小于封頭內直徑的不小于封頭內直徑的0.150.30.150.3。 相同受力，碟形封頭壁厚比橢

32、圓形封頭壁厚要大相同受力，碟形封頭壁厚比橢圓形封頭壁厚要大些，且碟形封頭存在應力不連續。些，且碟形封頭存在應力不連續。 第八章 內壓容器四、四、球冠形封頭球冠形封頭無折邊球形封頭無折邊球形封頭: : 降低凸形封頭高度，將降低凸形封頭高度，將碟形封頭的直邊及過圓碟形封頭的直邊及過圓弧部分去掉，只留下球弧部分去掉，只留下球面部分。面部分。 第八章 內壓容器 2itQpDp 第八章 內壓容器30 a 45 45030300 0 錐殼大端錐殼大端45450 0 a 660 00 0時，按平蓋計算。時，按平蓋計算。 2itfpDp 第八章 內壓容器錐殼大端計算壁厚系數錐殼大端計算壁厚系數f f值值 第八

33、章 內壓容器2 2、錐殼小端錐殼小端n半錐角半錐角a a 45450 0 , ,小端無折邊小端無折邊n半錐角半錐角45450 0 a a 60600 0 , ,小端必小端必須加折邊，須加折邊，nDi/Dsi 4 Di/Dsi 4 無需計算無需計算cos1risDL risDL 第八章 內壓容器六、六、平板封頭平板封頭 圓形、橢圓形、長圓形、矩形和方形等圓形、橢圓形、長圓形、矩形和方形等 相同相同(R(Rd)d)和受載下，薄板應力比薄殼大和受載下，薄板應力比薄殼大得多，即得多，即平板封頭比凸形封頭厚得多平板封頭比凸形封頭厚得多。 tccBKpD平蓋系數平蓋系數K K查表查表 第八章 內壓容器平板

34、封頭結構簡單，制造方便，壓力不高直徑較小或高壓容器直徑較小。承壓設備人孔、手孔以及在操作時需要用盲板封閉的地方，用平板蓋。各種封頭各種封頭優缺點優缺點： 第八章 內壓容器七、計算厚度通用公式七、計算厚度通用公式圓柱形筒體和標準橢圓形封頭，圓柱形筒體和標準橢圓形封頭，K=1K=1；球殼和半球形封頭，球殼和半球形封頭，K=0.5K=0.5；蝶形封頭，蝶形封頭，K=MaK=Ma無折邊錐形封頭，無折邊錐形封頭，K=QK=Q折邊錐形封頭，折邊錐形封頭，K=fK=f0 0形狀系數形狀系數壁厚計算壁厚計算 第八章 內壓容器第五節第五節 在用壓力容器的校核在用壓力容器的校核 一、校核原則一、校核原則 二、校核思路與公式二、校核思路與公式 第八章 內壓容器一、一、校核校核原則原則（1 1）按原設計提出的強度設計標準進行強度校核；）按原設計提出的強度設計標準進行強度校核；（2 2）沒有注明強度設計標準的，原則上可根據用途（如石）沒有注明強度設計標準的，原則上可根據用途（如石油、化工、冶金、輕工、制冷等）或類型（如球罐、廢熱油、化工、冶金、輕工、制冷等）或類型（如球罐、廢熱鍋爐、搪玻璃設備、換熱器、高壓容器等），按當時的有鍋爐、搪玻璃設備、換熱器、高壓容器等），按當時的有關標準進行校核；關標準進行校核；（3 3）進口的或按國外技術設計的，原則上仍按原設計規范）進