绒表(2）设计租度指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属益度（沿元件金属裁面的学#计济式退度平均值）。设计温度虽然不作为计算参效出现，但它却是确定材料许用应力和选择材料的重要依S-e1号(1 05n)据，故此设计温度与设计压力一起作为设计载荐条件。希新边形封女KeDSEZONP-O.SR标志在容器铭牌上的设计温度应是壳体设计温度的最高值或最低值（一20℃以下时）一系数（望球取上两式计养的校大售）一系数，其体香表容器的工作温度不得高于或低于这一滋度值。K.-确定设计温度时，应考虑不同的工作条件，按表3-10取值D计算直径，5-D平级形对委形状系数表3-10设计通度取值计：1构尺参数象见遇30周3-73件设计画度象值2.降体和致头的设计方法参型GB150-1998解制压力客器。对于心以上的会调需度设计限缓不得低手元件会属在工作秋态下可制站到的最高温度3.2.2.2设计参敏对于0℃以下的全国温度设计乱发不得商于元件金属可能适的恶低温室（1）压力除注明者外，压力均指表压力，低温容器20以下）设计摄度妆GB150-1998附录C（标准的附录）码定①工作压力P，指在正常工作情况下容器顶部可能达到的最高压力。客器各部分在工作状套下的金属组度不同的分别设定每部分的设计需建②设计压力P。指设定的容器项部的最高质力，与相应的设计温度一起作为设计载荷可用传热计算求得，减在已使用的同美容器上消定，家技内都介要元件的全属湿线条件，其值不低于工作压力。良理②计算压力P。指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括被柱静（3）厚度压力①计算厚度S，指按公式计算得到的厚度。需要时，商应计入其他载荷（如先休的自当元件所承受的液柱静压力小手5%设计压力时，可忽略不计：对于有不同工况的容重、风载荐、地展散荷、营载待等）所售厚度、器，庞按最背刻的工况设计，并在图样或相应技术文件中注明各工况的压力。设计压力值可②设计厚度Sa。指计算厚度与房蚀裕量之和以按表3-9确定。③名义厚度S..指设计厚度加上钢材厚度负偏管后向上图整至钢材标准规格的厚度，表3-9设计压力的取值即标注在图纸上的厚度，投计条件设针质力的敢①有效厚度S.。指名义厚度减去底蚀格最和钢材厚度负偏差。D制做容新的工作乐力，德定安全商的开启的力农多（1.05~11）压力客装装有（4）厚度附加量是考虑除强度所需厚度之外调需要的厚度值，按下式确定。P-1尚P,O,18MP时，精适尚餐高相对于P，的比算安全周时取客器的投计压力等于成箱大于开启压力，即CH=Ci+C(3-4)容器的设计用方被以下步更肩定，咨器上国有证式中c厚度附加量，mmD病定课孜片的最低标定操低尿力Pm玉港故装量砖Ci一钢材厚度负偏差，分别按钢板或钢督标准中的负偏差选取，mm：后力容群装有?选定课破片的例效围爆磁片时升养操破片的设计燥袋E方力·等于PC一质蚀裕量，mm加七所选爆破片射造范国的下型（放绝难值）当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm，且不竭过名义厚度的6%时，负偏差可忽略不计。确定容馨的设计压力P户等于。加工所选爆破片制造商图的上限对有质蚀或腾损的元件，虚根据预期的容器寿命和介质对金属材料的房蚀速率确定扇蚀彩班上不装班取等手成略亮干题高工作压力裕量：容器各元件受到的膜蚀得度不同时，可采用不同的胸蚀裕量；介质为压缩空气、水蒸压批皮装置时气或水的嵌素钢或低合金钢制容器，腐蚀裕量应不小于1mm，对干鑫装减化在携定的光装系数恶国内，设计压力成根器上作条件下可质达别的最高全属湿度稳定（对于露天安《5）许用应力[］是压力容器设计的一个重要参数，它是以材料的强度指标为基磁，气体的客容微的没备，50℃时的施和汽压）考患其他不能确切估量的危险因素而确定的材料允许的承载能力。许用应力以极限应力除以外出容器考您在正常工作情况下呵常出现的题大内外压力知一定的安全系数来确定（见表3-11)，设计压力按承变外医考所真空容器当装有安全控制餐置（如真空湿效离）时，计压力胶工25信录大内外乐力差或0.1MPs商者中的taj-g低值：当无安全控制装发时，更91MP出两享成得个以式中极限应力，MPa上用力套组我的容每惠各受压堂之间的最大医力差安全系数。婴（如夹童客器2627
表3-11许用应力值的确定当容器各元件（简体、封头。接管、法兰等）所用材料不同时，虚取各元件材料[）许用座力取下列各值半的最小值/MP%科[比值中最小者（2）试验温度指压力试验时，壳体的金属温度。压力试验一般在室温下进行，故试验糖来钢,低合会钢RAAA温度一般取室温，高合金销修（3）或验压力下的强度校核世：对要氏体商合会制制受压元件，当设计准疫低于缩变温度范陷，民允许有微量的永久变形时。可适当提商许月PID+S.)(3-7)2S.室力至0.（），此规定不适用手锁产生壮露或故斑的居合，液压试验时，0F应满足下列条件。设计时许用应力值可以从GB150-1998《钢制力客器》或其他材料手册中直接查取，010.900(3-8)（6）焊缝系数足根据受压无件的焊接接头类型与无损检测的长度比例确定的，按毒气压试验时，应满足下列条件，3-12的规定选取。0r0.800(3-9)表 3-12焊随系数式中试验压力下的简壁应力，MPa焊换接头型式郑继系数其他符号同前。100%无撕检员部无指检测双面弹对技换头和和气于放国焊的全得要对接接失1.000. R53.3容器的封头100元无提检路高部无损检测单到挥对锁找头（相炸链根部余长有靠助基体全属的热板）3.3.1封头的类型n内压容器的封头按形状可以分成三种：凸形封头、锥形封头和平板形封头（见图3-2)。吕形封头有半球形、橘圆形、碟形、球冠（面）形，维形封头有无新边维形、带折边形，（7）最小壁厚是指容器加工成型后在运输装时的作用力或其他意外的载荷作用下能为了减小边缘弯曲应力，一股封头都带有直边或有过演园强。内压薄壁容器几种常用封保持原有形状不变所必需的最小厚度，表3-13是GB150—1998《钢制压力容器）规定的头的结构类型如图3-5~图3-7所示，器最小壁厚表3-13最小型厚Smn容器材料不包拍块新最的最小厚度5碳案钢、泽合金销高合会销3.2.3试验压力作用下容器的强度校核容器制成以后，要做压力试验，其目的是检验容器的宏观强度和密封性能。用于试验的介质有液体和气体间种。由于试验压力值可能高于设计压力，为了保证容器在压力试验时的图3-5精图形封头安全性，还要对客器的壁厚进行试验压力下的强度校核，图3-6博形村头（1）试验压力力指在压力试验时，容器项部的压力。对于液压试验P=1.25p品(3-5)对手气压试验-1号(3-6)式中p一试验压力，MPaLDD设计压力，MPa(8）无折边能形封头(b)大磺折动维形封头(c)新边形射头[o]-容器元件材料在试验温度下的许用应力，MPa图3-7维形封头[a]容器元件材料在设计益度下的许用虚力，MPa。2928
3.3.2封头的选择稳后的形状分为轴问失稳，侧向失稳和局部失稳，大多数外压容器的破坏是由于材料的阴度为了合理选择封头的类型，对各种封头的受力状况，加工难易程度以及金属消耗量等不足而引起的简体侧向（环向）失稳。失稳时筒体横截面由原来的困形突然变成椭阅形或波面的特点比较如下形，波形数为大于或等于2的正整数，如图3-8所示。（1）应力分布情况在直检、厚、设计压力相同的条件下各种封头应力分布（见3-7应力公式）由好到坏的诞库是：半球形一桶圆形一碟形→球冠形→锥形→平板形其中，标准固形封头（m=4/6=2）的最大应力值和与其相连接的园简体中的最大力值相等（见表3-7中薄膜应力公式），便于与简体等强度设计：碟形封头有两处连接边受力不及橘圆形，球冠形边缘应力值很大，焊缝正处于边缘处，受力情况不好，无折边锯封头边缘考曲应力值也很大，但其优点整形封头锥顶处两向应力均为零，故在维项处州时一般不用补强。图3-8外压西薄制向失秘时的设形（2）制造加工凸形封头一般采用冲压，旋压或爆炸成型。冲压工艺有成熟的使用3.4.2临界压力验，应用普遇。其中半球形封头由于保度大、当壁厚较薄时难以保证冲压质量（周边易产（1）监界压力及其影响国索引起外压容器失稳时的外压力称为临界压力，用表示。皱折），锥形封头一般采用卷制或型，但维尖部分稷难卷制：平板形封头有锻制和穿接两通过观察表3-14中一组外压容器稳定性实验的结果，可以获知影响临界压力的因素，结构简单，制造方便。表3-14外压容器稳定性实键（3）金属消耗量在相同设计条件下，各种封头的金属消耗量按下列膜序依次增大，商径D/简体中间材#长L蜂潭5/球形→游圆形→碟形→平板形失稳时的真空度失稳时技彩歌实验序活mm无加强摄mmmmH（4）其他方面催形封头有利于流体的均勾分布和排料。175专发车让0.51BO综上所述，比较各种封头的优、缺点，糖园形封头综合性能最好，是内压海壁容器最9017588@90so用的封头形式。半球形封头一般用于高压容器（取其应力分布均勾的特点）或直径大120~1508002.5m的博壁容器，因为高压容器简壁较厚，加热以后冲压不会产生皱折，直径大于2.注：1mmHg133.322Ps的游壁球壳可以分帮冲压，现场拼焊组装，能保证制造质量，雄形封头一般作为容器的下比较实验①和可见，当L/D相同时，S/D大者临界压力高，因为简壁的S/D越大，头，两受压室的中间封头或简体的变径段。碟形封头便于单件生产，手工锻制。平板形封简壁抵抗考曲变形的能力越强，受力状况不好，可以作常压容器的封买，作为高压容器的头时，是取其制造方便比较实验②和@可见，当S/D相同时，L/D小者临界压力高，为封头的别性比简体优点，商，困简承受外压时，封头对简壁起着一定的支撑作用。这种支撑作用的效果特随着圆稳几3.4外压容器何长度的增长而减弱。比较实验和①可见，当S/D，L/D都相同时，有加强者临界压力高，因为加强图壳体外都压力大于内部介质压力的容器称为外压容器。如夹套压力高于签内压力的夹 有足够大的粥性，它可以同样对简塑起到支撑作用，从而使原来得不到封头支撑作用的简式反应签，石油分瘤中的减压薰愉塔等。真空容器（多效蒸发中的真空冷凝器、真空干磨，得到了加强圈的支撑等）也按外压客器设计，与内压容器相同，外压容器一般也是由圆简体加摘圈形封头根据外压园简稳定性的理论分析可知，外压医简分三类：长围简、复圆简和附性测商。成的.当暂简长度超过某一限度，封头对商壁中部的支撑作用将全部消失，这种得不到对头支择作在正常工作时，外压容器简整中作用有两向压缩应力，分别为用的需愉称长固筒。反之，称短园。当S/D很大，L/D很小，在发生压缩塑性变形以前不会失稳的圈简称刚性圆简，由于刷性困简不会失稳，故应按强度条件设计：只有长圆简和-短圆简是按稳定性条件设计的。（2）临界压力的理论公式0-外压长圆筒Pa-2.2E()(3-10)3.4.1外压容器的稳定性0=2.50 (2)构件在压缩应力作用下突然失去原有形状的现象称做失稳，发生失稳时的压应力值远外压短圈筒(3-11)于材料的玉缩厨服极限6外压容器受压储虚力作用，也会发生失稳。外压容器的失稳可以按载荷的作用方向和生3130
武中E若A值落在设计温度下材料线的右方，则过此点垂直上移，与设计温度下的材料线相一材料在设计退度下的弹性模量，MPa：S。一一简体的有效壁厚，mm；交（遇中间温度值用内插法），再过此交点沿水平方向右移，在图的右方得到系数B，并按下式计算许用外压力【p]D.（简体的外径，mm）一简体的计算长度，mmB(MPa)[p]-(3-13)简体的计算长度如图3-9所示，为简体长度加上两端每个封买内高度的三分之一，印S.L=Lu+号h(3-12若所得A值落在设计温度下材料线的左方，删用下式计算许用外压力，由式（3-10）和式（3-11）可知：当两阅简的S/D相同时，长四简的临界压力将低于划LPJ-2AF(MPa)(3-14)国，为了在不改变阅筒儿何长度的条件下，将长简变为短圆筒，以便提高其性界压力S值，可在简体外边（或内壁）焊上一至数个加强圈。设置加强后简体的计算长度为相邻两比较β气]，若>[]，则领再假设壁摩S.，重复上述计算步骤，直至p小于加强圈之间的距离L，如图3-10所示。[p】且接近[】时为止。（2）图算法设计外压封头的步骤①假设S.令S-S-C，定出R./S，值用下式计算系数A0. 125A=(3-15)R.①根据所用材料，选用相应的厚度计算图（见附图3、附图4），在图的下方找出由②图3-9外压商体的计算长度图3-10设置加强照后简体的计算长度所得系数A。若A落在设计温度材料线的右方，期过此点垂直上移，与材料线相交（遇中设置加强圈等于减小了简体的计算长度，所以，可以成倍的提高简体的临界压力，是间湿度值用内插法），再过此交点水平右移，在图的右方得到系数B，并接下式计算许用外高外压医简临界压力最经济有效的措。所以外压容器通常采用有加强膦的结构。加强隔可压力LbJ.以用肩钢和各种型钢制成.t3.4.3外压客器的工程设计(3-16)R外压容器不失稳时必须满足的条件为psep.若所得A值落在设计温度材料线的左方，则用下式计算许用外压力。工程设计中考惠稳定安全系数m（m—3），可得LPJ-0.0833E(3-17)()[p]-ps则设计时和工作时都必须满足的条件为④比较与[]，若>，则须再假设壁摩S，重复上述计算步，直至小于E门且接近(P时为止，psEpl在工程上外压容器简体与封头的设计果用的是图算法设计（见GB150-—1998)。3.5容器通用零部件（1）图算法设计外压图商的步骤对D,/S,≥20的圆简和管子，按稳定性设计。容器的通用零部件包括法兰、支座，接管、人（手）孔，視镜等。这些零部件部已经实①假设S.，令S.S-C，而后计算出比值L/D,和D/S.。行了标准化的设计，，一般不需要进行设计计算（只有标准中不包含的特殊尺寸的部件才需②在附录几何参数计算图（见附图2）的左方找到1./D，值，过此点沿水平方向右移与要进行非标准设计）故在本节中重点介绍容器通用零部件的类型、特点、适用场合和标准D/S，线相交（遇中间偿用内插法），若1./D>50，用L/D,=50套图，若L/D,<0.050.件的选取。则用L/D，=0.050查图。3.5.1法兰③过此交点沿垂直方向下移，在图的下方得到系数A法兰是化工设备或管路最常用的可拆连接结构。因生产工艺成安装检修的要求需要拆卸① 根据所用材料选用相应材料的球度计算相（免附图 3，附图 4)。 在围的下方扰出由 的容著部分（高体与封头之间，葡体与接管之间，人、手孔）最管露与管路之间通需选用法所得的系数A.3233
结构强度的称为松式法兰，它包括活套法兰和竭纹法兰关连接。法兰连接既要保证连接强度同时又要保证容器或管路的击封。典型的松式法兰一活套法兰结构如图3-14所示。不带颈的类型（即图中实线部分），3.5. 1.7法生的结构与密对原理按活套法兰设计，对带颈的松式法兰可按整体法兰设计法兰连接结构是一组密封组合件：由一对法兰盘、坏栓、螺母和密封垫图组成，如图3-11所示，(）登路冲压翻边(b）智路焊按翻边田3-14松式法兰任意式法兰，其整体性介于前两者之间，任意式法兰又称平焊法兰，分为甲型平焊湘3-11法兰连接结构法兰和乙型平焊法兰附种。它们的区别是甲型平娜法兰直接与被连接件焊接，面乙型平烘法1-送兰，2一原检：3-账号：4一毫对垫片兰焊有一段较厚的短简节，再由短衡节与被连接件焊接。任查式法兰的结构如图3-15所示。法兰的密封原理有三种；强制密封，自紧密封和半自紧密封。中低压容器通常采用强制密封。强制密封的原理（见图3-12）是誉螺栓的压紫力在安装好的法兰接触面上形成初始的预紧密封比压，在工作压力作用下靠垫片的回弹力维持一个人于内部介质压力的工作密封比压，使介质不前通过密封口外握，甲型平焊法艺（6)载平草法位里3-15任意式法兰（2）各类法兰的特点和适用场合①整体法兰，其特点是剧性好、对接焊缝质量好，但会给设备带来附加考曲应力，是三种法兰中密封效果最好的一种。适用于压力、混度较高，设备直径较大的场合。②松式法兰。其特点是法兰与被连楼件之润无固定连接，便于拆装，适宜与被连接件采用不同材料制避，且不会给设备带来附加考曲应力，但酬性不好，密封效果差，适用干压[a】安装时(b))力较低、直径较小的管路连接图3-12强制密封的原理③任意式法兰，其刷性与密封效果都介于前两者之间。由于乙型平焊法兰的短简节以3.5.1,.2法兰的分类与特点增强法兰的性，故乙重平焊法兰比甲型平焊法兰密封性能好，其中甲型平焊法兰适用于（1）法益类型法兰按其整体性程度，分为三种类型（见图3-13图3-15）2.5MPa的场合（p≤1.6MPa时应用最为广泛），乙型平焊法兰适用于力≤4.0MP的场合。几种容器祛兰的用情况列于表3-153.5.1.3法兰的密时面类型法兰密封面又称压紧面，按结构可以分为三种，（1）平型瘤封面汇见图3-16（a)］结构简单，制造方便，但密封效果差，适用于PN1.6MPa、介质无毒且非易然易爆的场合、（）不带维项的整体法品(6)）长颈对焊法丝（2）凹凸型密封面[见图3-16（b)3能防止垫片被挤出，翻封效果好于前一种，适用于图3-13整体法兰压力较高的场合（在现行法兰标准中可用于PN6.4MPaDN≤800mm的范图）。①整体法兰，法兰环盘、法兰颈部及容器（或接管）三者能有效地连接成一整体结构（3）格型带封面［见图3-16（c)]密封效果最好，但结构复杂，加工要求高，律面易的称为整体法兰，整体法兰又称对焊法兰，有带雄颈和不带链颈的两种，如图3-13所示，被碳坏，且更换垫片较难，适用于易燃、易爆，有择的介质及压力较高的场合。②松式法兰。法兰未能有效地与容器或接管连接成一整体，不具有鉴体式连接的间等3534