压力容器设计审核人员培训2011-2

压力容器设计审核人员培训

压力容器设计(二)济南石油化工设计院 电话：0531-88576125 ,13626411112 电子邮箱： huanghong1961@ 二〇一一年三月

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内容简介GB150-1998《钢制压力容器》第7、8章

一、封头 二、开孔和开孔补强

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一、封头

压力容器常用的封头有凸形封头、锥 形封头、变径段、平盖、和紧缩口。其中 凸型封头包括半球形封头、椭圆形封头、 碟形封头和球冠形封头。

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1.

椭圆封头

A、内压作用下

1)应力状况a.薄膜应力(两向应力作用，纬(环) 向、经向) a)标准椭圆封头薄膜应力分布：

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经向薄膜应力分布情况

环向薄膜应力分布情况

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经向应力：最大应力在顶点。 环向应力：最大拉应力在顶点，最大压应力在底 边。

b) 变形特征：趋圆。c) 计算对象意义： 拉应力——强度计算 压应力——稳定控制 b.弯曲应力(与圆筒连接) a) 变形协调，形成边界力。 b) 产生二次应力。

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边缘应力： d.形状系数K的意义 K为封头上的最大应力与对接圆筒中的环向薄膜 应力的比值，

max K 环K分布曲线可回归成公式：2 a 2 1 Di 1 K 2 2 2h 6 b 6 i

不同a/b的K见GB150第50页表7-1。标准椭圆封头K=1。

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边缘应力的特性

由边缘力和边缘力矩引起的边缘力具有以下 两个特点： (1)局限性 (2)自限性

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2)计算公式因K为封头上的最大应力与对接圆筒中的环向薄膜应 力的比值，则封头计算厚度为对接圆筒计算厚度的K倍。 又圆筒壁厚为等径球壳壁厚的2倍，故有椭圆形封头厚度： δ=K×δ圆筒≈2Kδ球壳

2 Kpc Di Kpc Di t t 4 pc 2 0.5 pc

近似可理解为圆筒厚度的K倍。

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3)焊接接头系数φ。指拼缝，但不包括椭封与圆筒的连接环缝的接头 系数。 4)内压作用下的稳定： a. a/b≯2.6是GB150限制条件，(当a/b >2.5时， 最大应力发生在过渡区外壁，且为周向压缩应 力。)即是为了限制压缩应力值，防止易发生的 弹性失稳。 b.防止失稳，限制封头最小有效厚度： a/b≤2,即K≤1 δmin≥0.15%Di

a/b >2,即K>1 δmin≥0.30% Di

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B 外压作用下：

1)封头稳定以薄膜应力为对象计算：a.变形特征：封头长轴伸长，短轴缩短——趋 扁。 b.计算对象

长轴伸长使过渡区的圆周直径增大，周长 伸长，在周向产生拉应力，为此过渡区不存 在稳定问题。封头中心部分——“球面区”会产生周向和 经向的压缩应力，为此存在失稳问题。

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c.计算意义，按外压球壳。当量球壳：对标准椭圆封头；

当量球壳计算外半径：Ro=0.9Do。Do—封头外径。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6s2q.html