今天給各位分享壓力容器分析設(shè)計方法的知識,其中也會對壓力容器分析設(shè)計方法與工程應(yīng)用進行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題,別忘了關(guān)注本站,現(xiàn)在開始吧!
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本文目錄一覽:
- 1、壓力容器的常規(guī)設(shè)計法與分析設(shè)計法有何主要區(qū)別?
- 2、簡述壓力容器的常規(guī)設(shè)計方法和分析設(shè)計方法的應(yīng)力分析理論基礎(chǔ)失效判據(jù)
- 3、壓力容器計算書的設(shè)計方法
- 4、哪位高手能告訴我壓力容器設(shè)計詳細過程,我可以給一些數(shù)據(jù)參數(shù)。
- 5、壓力容器分析設(shè)計ansys分析結(jié)果中的應(yīng)力怎么分類
- 6、壓力容器設(shè)計級別,類別劃分是怎樣的?
壓力容器的常規(guī)設(shè)計法與分析設(shè)計法有何主要區(qū)別?
目前壓力容器的主要設(shè)計方法有常規(guī)設(shè)計法與分析設(shè)計法兩種。
常規(guī)設(shè)計法壓力容器分析設(shè)計方法,是以彈性失效為準則壓力容器分析設(shè)計方法,以薄膜應(yīng)力為基礎(chǔ)壓力容器分析設(shè)計方法,來計算元件的厚度。限定最大應(yīng)力不超過一定的許用值(通常為1倍許用應(yīng)力)。對容器中存在的較大的邊緣應(yīng)力等局部應(yīng)力以應(yīng)力增強系數(shù)等形式加以體現(xiàn),并對計及局部應(yīng)力后的最大應(yīng)力取與薄膜應(yīng)力相同的強度許用值。
GB150標準中的內(nèi)壓圓筒、球殼的厚度即是針對元件中的薄膜應(yīng)力(一次總體薄膜應(yīng)力),并控制在1倍許用應(yīng)力水平進行計算的。而對橢圓封頭、碟形封頭的厚度則是計及封頭及圓筒邊緣效應(yīng)的局部應(yīng)力,并將其與薄膜應(yīng)力疊加后的最大應(yīng)力控制在1倍許用應(yīng)力進行計算的。常規(guī)設(shè)計方法簡明、但不臻合理,且偏保守。
分析設(shè)計法以塑性失效及彈塑性失效準則為基礎(chǔ),計及容器中的各種應(yīng)力,如總體薄膜應(yīng)力、邊緣應(yīng)力、峰值應(yīng)力,進行準確計算,并對應(yīng)力加以分類,按照不同應(yīng)力引起的不同破壞形式,分別予以不同的強度限制條件,以此對元件的厚度進行計算。按該法設(shè)計的容器更趨科學(xué)合理、安全可靠且可體現(xiàn)一定的經(jīng)濟效益。
JB4732標準中對各種元件的厚度計算即是建立在應(yīng)力分析基礎(chǔ)上并采用壓力容器分析設(shè)計方法了第三強度理論。其中內(nèi)壓圓筒、球殼的計算公式形式上雖與GB150的相應(yīng)公式相同,但其計算意義是完全不同的。
分析設(shè)計由于區(qū)別了各種應(yīng)力的性質(zhì)和作用,充分發(fā)揮材料的承載潛力,因此對材料和制造、檢驗提出了較高的技術(shù)要求。
簡述壓力容器的常規(guī)設(shè)計方法和分析設(shè)計方法的應(yīng)力分析理論基礎(chǔ)失效判據(jù)
大概有,有力矩理論,無力矩理論;材料力學(xué),彈性力學(xué)等。謝謝!
壓力容器計算書的設(shè)計方法
壓力容器設(shè)計的基本步驟:
以穩(wěn)壓罐的設(shè)計為例壓力容器分析設(shè)計方法,對容器設(shè)計的全過程進行講解。
首先,我們根據(jù)用戶提出的、在壓力容器規(guī)范范圍內(nèi)雙方簽署的具有法律約束力的設(shè)計技術(shù)協(xié)議書,該協(xié)議書也可以經(jīng)雙方同意共同修改、完善,以期達到產(chǎn)品使用最優(yōu)化。
根據(jù)穩(wěn)壓罐的設(shè)計技術(shù)協(xié)議,我們知道壓力容器分析設(shè)計方法了容器的最高工作壓力為1.4MPa,工作溫度為200℃,工作介質(zhì)為壓縮空氣,容積為2m3,要求使用壽命為10年。這些參數(shù)就是用戶提供給我們的設(shè)計依據(jù)。
有了這些參數(shù),我們就可以開始設(shè)計。
一. 設(shè)計的第一步
就是要完成容器的技術(shù)特性表。除換熱器和塔類的容器外,一般容器的技術(shù)特性表包括
a 容器類別
b 設(shè)計壓力
c 設(shè)計溫度
d 介質(zhì)
e 幾何容積
f 腐蝕裕度
j 焊縫系數(shù)
h 主要受壓元件材質(zhì)等項。一般我所圖紙上沒有做強行要求寫上主要受壓元件材質(zhì)
一. 確定容器類別
容器類別的劃分在國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局所頒發(fā)的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(以下簡稱容規(guī))第一章第6條(p7)有詳細的規(guī)定,主要是根據(jù)工作壓力的大小(p75)、介質(zhì)的危害性和容器破壞時的危害性來劃分(p75)。本例穩(wěn)壓罐為低壓(1.6MPa)且介質(zhì)無毒不易燃,則應(yīng)劃為第Ⅰ類容器。
另壓力容器分析設(shè)計方法:具體壓力容器劃分類別見培訓(xùn)教材 p4 1-11
何謂易燃介質(zhì)見 p2 1-6
介質(zhì)的毒性程度分級見 p3 1-7
劃分壓力容器等級見 p3 1-9
二. 確定設(shè)計壓力
我們知道容器的最高工作壓力為1.4MPa,設(shè)計壓力一般取值為最高工作壓力的1.05~1.10倍。
至于是取1.05還是取1.10,就取決于介質(zhì)的危害性和容器所附帶的安全裝置。
介質(zhì)無害或裝有安全閥等就可以取下限1.05,否則就取上限1.10。
本例介質(zhì)為無害的壓縮空氣,且系統(tǒng)管路中有泄壓裝置,符合取下限的條件,則得到設(shè)計壓力為
Pc=1.05x1.4
=1.47MPa。
另:什么叫設(shè)計壓力?計算壓力?如何確定?見p11 3-1
液化石油氣儲罐設(shè)計中,是如何確定設(shè)計壓力的?
三. 確定設(shè)計溫度
一般是在用戶提供的工作溫度的基礎(chǔ)上,再考慮容器環(huán)境溫度而得。
比如為華北油田設(shè)計的容器,且在工作狀態(tài)無保溫的情況下,其工作溫度為30℃,其冬季環(huán)境溫度最低可到-20℃,則設(shè)計溫度就應(yīng)該按容器可能達到的最惡劣的溫度確定為-20℃?!度菀?guī)》附件二(p77)提供了一些設(shè)計所需的氣象資料供參考。本例取設(shè)計溫度為200℃即可。
四. 確定幾何容積
按結(jié)構(gòu)設(shè)計完成后的實際容積填寫即可。
五. 確定腐蝕裕量
由所選定受壓元件的材質(zhì)、工作介質(zhì)對受壓元件的腐蝕率、容器使用環(huán)境和用戶期待的使用壽命來確定,實際上應(yīng)先選定受壓元件的材質(zhì),再確定腐蝕裕量。
《容規(guī)》第三章表3-3(p23)和GB150第3.5.5.2節(jié)(p5)對一些常見介質(zhì)的腐蝕裕量進行了一些規(guī)定。工作介質(zhì)對受壓元件的腐蝕率主要按實測數(shù)據(jù)和經(jīng)驗來確定,受使用環(huán)境影響很大,變數(shù)很多,目前無現(xiàn)成的數(shù)據(jù)。
一般介質(zhì)無腐蝕的容器,其腐蝕裕量取1~2mm即可滿足使用壽命的要求。本例取腐蝕裕量為2mm。
另:什么叫計算厚度、設(shè)計厚度、名義厚度、有效厚度?何謂最小厚度?如何確定?見p12 3-5 3-6
六. 確定焊縫系數(shù)
焊縫系數(shù)的標準叫法叫焊接接頭系數(shù),GB150的3.7節(jié)(p6)對其取值與焊縫檢測百分比進行了規(guī)定。
具體取值,可以按《容規(guī)》第85條(p43)所規(guī)定的10種情況選擇:
其焊縫系數(shù)取1,即焊接接頭應(yīng)進行100%的無損檢測,其壓力容器分析設(shè)計方法他情況一般選焊縫系數(shù)為0.85。
本例選焊縫系數(shù)為0.85。
七. 主要受壓元件材質(zhì)的確定
材質(zhì)的確定在滿足安全和使用條件的前提下,還要考慮工藝性和經(jīng)濟性。
GB150第8頁材料的使用有嚴格的規(guī)定,對這些規(guī)定的掌握是非常必要的。比較常用的材料有Q235-B(Q235-C)16MnR和0Cr18Ni9這幾種材料
1. 0Cr18Ni9一般用于低于-20℃的低溫容器和
對介質(zhì)有潔凈要求的容器,如低溫分離器、氟利昂蒸發(fā)器等;
2. 16MnR一般用于對安全性要求較高、使用Q235-B時壁厚較大的容器,如油、天然氣等。
3. Q235-B使用最廣也最經(jīng)濟,GB150第9頁對其使用條件作了詳細規(guī)定:
● 規(guī)定設(shè)計壓力≤1.6MPa;
● 鋼板使用溫度0℃~350℃;
● 用于殼體時厚度不得大于20mm,且不得用于高度危害的介質(zhì)。
就本例來說,其使用壓力、溫度和介質(zhì)都符合Q235-B的條件,唯有厚度還未知,若超過了20mm則只能使用16MnR,本例就暫定使用Q235-B。
當然啦,如果我們按以下:
●規(guī)定設(shè)計壓力≤2.5MPa;
●鋼板使用溫度不得超過0℃~400℃;
●用于殼體時厚度不得大于30 mm,且不得用于高度危害的介質(zhì)。
Q235-B與Q235-C的主要區(qū)別也就是沖擊試驗溫度不同,前者為在溫度20℃下做 V型沖擊試驗;后者為在0℃ 時做V型沖擊試驗
完成了技術(shù)特性表,下一步就是容器計算了。
◆ 確定容器直徑
計算時首先要確定容器直徑。除非用戶有要求,一般取長徑比為2~5,很多情況下取2~3就可以了。
哪位高手能告訴我壓力容器設(shè)計詳細過程,我可以給一些數(shù)據(jù)參數(shù)。
一、根據(jù)操作條件確定設(shè)計壓力和設(shè)計溫度
二、根據(jù)介質(zhì)特性選擇主體材料
三、按照主體材料的需用應(yīng)力計算出各受壓元件的結(jié)構(gòu)尺寸
四、按照容器的總重(充滿水的重量)設(shè)計容器的支撐結(jié)構(gòu)
五、按照計算結(jié)果繪制施工圖紙
有幾點注意事項
1)設(shè)計時的注意事項:
a)常溫下液氨的設(shè)計壓力是有明文規(guī)定的壓力容器分析設(shè)計方法,設(shè)計壓力為2.16Mpa壓力容器分析設(shè)計方法,設(shè)計溫度為50攝氏度。除非壓力容器分析設(shè)計方法你的儲罐有可靠的保冷措施能確保儲罐溫度不高于20攝氏度,否則就要按規(guī)定做。
b)液氨儲罐的材料選用低碳鋼就可以。
c)由于液氨有應(yīng)力腐蝕傾向,所以容器最終要做整體熱處理。
2)壓力容器設(shè)計是要有設(shè)計許可證的。而且液氨儲罐屬于最高級別的三類容器。
3)350立方米一般要做成球罐了,除非你用幾個大型臥罐。
壓力容器分析設(shè)計ansys分析結(jié)果中的應(yīng)力怎么分類
分類設(shè)計法:
1,結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)設(shè)計要求確定壓力容器的結(jié)構(gòu)形式,利用分析設(shè)計標準中的厚度計算公式或圖表,計算殼體、封頭、法蘭等受壓元件的厚度,再詳細考慮需要作應(yīng)力分析的部位。
2、建立力學(xué)分析模型。根據(jù)容器結(jié)構(gòu)、載荷及邊界條件的復(fù)雜性適用合適的分析方法,較簡單的可用解析法,復(fù)雜的采用數(shù)值方法。力學(xué)分析模型包括幾何模型、容器所承受的載荷及邊界條件。
3、應(yīng)力分析。按彈性理論分析容器各重要部位的應(yīng)力。
4、應(yīng)力分類。按計算出的應(yīng)力按P(Pm、Pl、Pb)、Q及F進行分類。
5、應(yīng)力強度計算。
6、應(yīng)力強度校核。即安定性分析
應(yīng)力分類法優(yōu)點:
1、簡單。采用工程設(shè)計人員非常熟悉的彈性應(yīng)力分析方法。應(yīng)力評定時直接給出各類等效應(yīng)力的許用值,因而應(yīng)力分類后的強度校核與常規(guī)設(shè)計類似
2、通用。采用有限元軟件可以對任何結(jié)構(gòu)形式和載荷工況進行彈性應(yīng)力分析
3、保守。各類應(yīng)力的許用極限已經(jīng)設(shè)在保守的水平上,因此總體上是一種偏保守的設(shè)計方法
4、成熟。應(yīng)用很多年了
摘自《壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計方法的進展和評述》陸萬明 壽比南 楊國義
壓力容器設(shè)計級別,類別劃分是怎樣的?
一、壓力容器類別劃分方法:
(1)基本劃分:壓力容器類別的劃分應(yīng)當根據(jù)介質(zhì)特性壓力容器分析設(shè)計方法,按照以下要求選擇類別劃分圖,再根據(jù)設(shè)計壓力p(單位MPa)和容積V(單位L),標出坐標點,確定壓力容器類別。
(2)多腔壓力容器類別劃分:多腔壓力容器(如換熱器的管程和殼程、夾套容器等)按照類別高的壓力腔作為該容器的類別并且按照該類別進行使用管理。但是應(yīng)當按照每個壓力腔各自的類別分別提出設(shè)計、制造技術(shù)要求。對各壓力腔進行類別劃定時,設(shè)計壓力取本壓力腔的設(shè)計壓力,容積取本壓力腔的幾何容積。
(3)同腔多種介質(zhì)壓力容器類別劃分:一個壓力腔內(nèi)有多種介質(zhì)時,按照組別高的介質(zhì)劃分類別。
(4)介質(zhì)含量極小的壓力容器類別劃分:當某一危害性物質(zhì)在介質(zhì)中含量極小時,應(yīng)當根據(jù)其危害程度及其含量綜合考慮,按照壓力容器設(shè)計單位決定的介質(zhì)組別劃分類別。
(5)特殊情況的類別劃分。
二、壓力等級劃分:壓力容器的設(shè)計壓力(p)劃分為低壓、中壓、高壓和超高壓四個壓力等級:(1)低壓(代號L),0.1MPa≤p<1.6MPa壓力容器分析設(shè)計方法;(2)中壓(代號M),1.61MPa≤p<10.0MPa;(3)高壓(代號H),10.0MPa≤p<100.0;(4)超高壓(代號U),p≥100.0MPa。
三、壓力容器品種劃分
壓力容器按照在生產(chǎn)工藝過程中的作用原理,劃分為反應(yīng)壓力容器、換熱壓力容器、分離壓力容器、儲存壓力容器。具體劃分如下:(1)反應(yīng)壓力容器(代號R),主要是用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)的壓力容器,例如各種反應(yīng)器、反應(yīng)釜、聚合釜、合成塔、變換爐、煤氣發(fā)生爐等;(2)換熱壓力容器(代號E),主要是用于完成介質(zhì)的熱量交換的壓力容器,例如各種熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器等;(3)分離壓力容器(代號S),主要是用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離的壓力容器,例如各種分離器、過濾器、集油器、吸收塔、銅洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等;(4)儲存壓力容器(代號C,其中球罐代號B),主要是用于儲存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)的壓力容器,例如各種形式的儲罐、緩沖罐、消毒鍋、印染機、烘缸、蒸鍋等。在一種壓力容器中,如同時具備兩個以上的工藝作用原理時,應(yīng)當按照工藝過程中的主要作用來劃分品種。
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