化工壓力容器設(shè)計(jì)

前言

　　以設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題為切入點(diǎn)，全書分設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)總論、選材要求、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四大主題，運(yùn)用工藝、結(jié)構(gòu)和材料的基本概念、基本理論、基本方法，對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的、容易引起爭(zhēng)議的一些問(wèn)題，進(jìn)行了討論和分析，給出解決問(wèn)題的思路和要點(diǎn)。第二版對(duì)第一版的內(nèi)容進(jìn)行了完善，包括對(duì)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的修訂進(jìn)行了關(guān)注，增加了包括壓力容器與安全閥的相關(guān)壓力等討論內(nèi)容。本書不但對(duì)石化、化工、醫(yī)藥領(lǐng)域的壓力容器工程師提供幫助，而且對(duì)冶金、能源、環(huán)保、輕紡、食品、城建等領(lǐng)域的壓力容器工程師提供參考。此外，本書還可供大專院校相關(guān)專業(yè)師生作為參考，也可以供從事特種設(shè)備的監(jiān)察管理工作的技術(shù)人員參考?！　≈袊?guó)已是世界上壓力容器使用大國(guó)，也是壓力容器制造大國(guó)。化工壓力容器既是承受壓力的殼體，又是專有技術(shù)的載體。將一些看似簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)工作持續(xù)做好，需要設(shè)計(jì)者具有較全面的專業(yè)綜合知識(shí)。三四年前筆者編寫此書，就是想結(jié)合自己在科研、設(shè)計(jì)、授課、交流過(guò)程中形成的體會(huì)，以設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的、容易引起爭(zhēng)議的問(wèn)題為切入點(diǎn)進(jìn)行分析和整理，探索解決問(wèn)題的思路和要點(diǎn)。現(xiàn)在看來(lái)，這種有別于傳統(tǒng)的方式更適合設(shè)計(jì)人員的習(xí)慣和思路。第一版出版后受到讀者積極響應(yīng)，一些部門將此書作為設(shè)計(jì)培訓(xùn)教材，一些設(shè)計(jì)人員將此書作為常用資料。讀者反映最感興趣的還是書中的“小字（楷體字）”內(nèi)容，認(rèn)為有助于按圖索驥解決工作和學(xué)習(xí)中的實(shí)際問(wèn)題。一些設(shè)計(jì)人員與筆者保持聯(lián)系和交流，并進(jìn)一步提出新的問(wèn)題。第一版出版后業(yè)內(nèi)人士提出了一些中肯的、有針對(duì)性的意見(jiàn)，并不吝提供相關(guān)資料。凡此種種，使筆者在欣慰和感謝之余，也深受鼓舞。同時(shí)，第一版出版后部分壓力容器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范也發(fā)生了一些變化。結(jié)合各方反映和設(shè)計(jì)工作新情況，筆者對(duì)第一版進(jìn)行了修訂。在對(duì)全書系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)一些內(nèi)容進(jìn)行了增加或刪除；更新了部分插圖；修飾了某些文字。重點(diǎn)補(bǔ)充的內(nèi)容有：壓力容器與安全閥的相關(guān)壓力及最大允許工作壓力（第1章）；高壓容器的制造要求（第2章）；ASME規(guī)范中最低設(shè)計(jì)金屬溫度（MDMT）的確定、回火脆化、壓力容器的重大修理改造（第3章）；高壓厚壁容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（第4章）；壓力容器設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)定細(xì)則、ASME/ASTE用鋼介紹（附錄）等。設(shè)計(jì)的重要性在于其“優(yōu)生”的性質(zhì)。設(shè)計(jì)條件、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)定是設(shè)計(jì)依據(jù)；各種論文、鑒定成果、包括本書中的討論，可供參考，但不應(yīng)簡(jiǎn)單地照搬。標(biāo)準(zhǔn)重在理解，設(shè)計(jì)難在歸納。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、各類教科書提供的是結(jié)晶狀態(tài)的凝固知識(shí)，而科學(xué)技術(shù)本身是歷史的、創(chuàng)造的、流動(dòng)的。在此過(guò)程中，一些東西蒸發(fā)了，一些東西沉淀了，而靈動(dòng)其中的思想、理念和方法會(huì)不斷地?zé)òl(fā)活力。由于筆者水平有限，修訂之后恐仍有不當(dāng)之處，敬請(qǐng)讀者提出寶貴意見(jiàn)。編著者于沈陽(yáng)第一版前言為了保障壓力容器安全運(yùn)行，保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)安全，20世紀(jì)80年代初原國(guó)家勞動(dòng)總局頒布了《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》，原勞動(dòng)部20世紀(jì)90年代初頒布了《壓力容器設(shè)計(jì)單位資格管理與監(jiān)督規(guī)則》。進(jìn)入21世紀(jì)，以國(guó)務(wù)院（第373號(hào)）令發(fā)布的《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》于2003年6月1日起施行，對(duì)壓力容器工作提出了更高的要求。從事壓力容器設(shè)計(jì)的單位，需要取得相應(yīng)級(jí)別的《壓力容器設(shè)計(jì)資格許可證》，取證條件之一是從事壓力容器設(shè)計(jì)的批準(zhǔn)（審核、審定）人員必須經(jīng)過(guò)規(guī)定的培訓(xùn)，考試、答辯合格，并取得相應(yīng)資格的《設(shè)計(jì)審批員資格證書》。筆者在多年的壓力容器設(shè)計(jì)單位取（換）證工作和壓力容器審批人員培訓(xùn)（授課、答辯）工作中，深感許多共性問(wèn)題在不同時(shí)期、不同單位、不同設(shè)計(jì)人員中反復(fù)出現(xiàn)，并呈現(xiàn)一定的規(guī)律。這促使作者在授課中嘗試有針對(duì)性地分析一些熱點(diǎn)問(wèn)題，在設(shè)計(jì)單位?。〒Q）證過(guò)程中，有針對(duì)性地分析一些有代表性的問(wèn)題。結(jié)合化工壓力容器的基礎(chǔ)知識(shí)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的最新要求分析這些問(wèn)題，往往能夠得到學(xué)員或受檢單位的積極響應(yīng)，所以就順著這條路一直走了下來(lái)。這種以設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題為線索講解、討論標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)員提高設(shè)計(jì)能力的方式，通常易于被設(shè)計(jì)人員所接受，因此，筆者以壓力容器設(shè)計(jì)審批人員資格考試培訓(xùn)班和其他壓力容器設(shè)計(jì)培訓(xùn)班的講義為基礎(chǔ)，并進(jìn)一步匯集了相關(guān)資料，結(jié)合作者多年從事壓力容器設(shè)計(jì)和研究的體會(huì)編成本書，以求對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)人員及相關(guān)領(lǐng)域人員有所幫助。方法工程技術(shù)既有繼承性，又有循環(huán)性。所謂繼承性就是連續(xù)性，不同時(shí)期的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)法規(guī)、技術(shù)方案、技術(shù)特點(diǎn)有其內(nèi)在的聯(lián)系。所謂循環(huán)性，它是螺旋式上升的，每循環(huán)一次都會(huì)上升一個(gè)臺(tái)階，往往伴隨認(rèn)識(shí)的深入和進(jìn)步，近些年這些特點(diǎn)在壓力容器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)法規(guī)的換版更新的變化中尤為明顯。面對(duì)這種螺旋式上升，波浪式發(fā)展的過(guò)程，站在“螺旋”的對(duì)面，人們可能看到不斷循環(huán)的回轉(zhuǎn)；站在“螺旋”的側(cè)面，人們可能見(jiàn)到一條正弦曲線；站在“螺旋”的軸側(cè)方向，則有可能見(jiàn)到這條曲線的全貌，把握事物的整體特點(diǎn)。本書的特點(diǎn)是換個(gè)角度看待化工壓力容器設(shè)計(jì)工作，結(jié)合實(shí)際工作中出現(xiàn)的問(wèn)題，從技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)中歸納要點(diǎn)，掌握方法。規(guī)律是普遍的，而實(shí)踐是特殊的。普遍的規(guī)律不以特殊的例證相補(bǔ)充，總有些缺憾，而特殊的例證莫過(guò)于實(shí)踐中出現(xiàn)的問(wèn)題，從中也折射出某些要點(diǎn)?！白x書是學(xué)習(xí)，使用也是學(xué)習(xí)，而且是更重要的學(xué)習(xí)。”化工壓力容器設(shè)計(jì)既有一定之理，也有一定之規(guī)。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)已普及應(yīng)用的時(shí)代，在大多數(shù)情況下，設(shè)計(jì)一臺(tái)化工壓力容器的過(guò)程經(jīng)常是修改和完善以往設(shè)計(jì)作品的過(guò)程，在此過(guò)程中“設(shè)計(jì)”、“校核”、“審核”三者實(shí)際工作內(nèi)容的差別正在縮小，都是一個(gè)查找問(wèn)題、把握要點(diǎn)、完善設(shè)計(jì)的過(guò)程。這對(duì)各級(jí)設(shè)計(jì)人員提出了很高的要求。一些從事化工壓力容器設(shè)計(jì)的人員沒(méi)有受過(guò)系統(tǒng)的化工機(jī)械（過(guò)程設(shè)備）專業(yè)培訓(xùn)，受過(guò)化工機(jī)械專業(yè)培訓(xùn)的設(shè)計(jì)人員也需要結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)踐對(duì)一些基本概念加深認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在學(xué)習(xí)和工作中具有各種專業(yè)背景人員之間的有效交流、互相啟發(fā)，有助于加深對(duì)問(wèn)題的理解，有助于更好地完善設(shè)計(jì)。問(wèn)題在安全可靠的前提下，對(duì)化工壓力容器的設(shè)計(jì)有兩方面要求，一是滿足化工工藝的要求；二是滿足設(shè)備制造的要求。專業(yè)設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)人員擅長(zhǎng)前者，制造單位的設(shè)計(jì)人員精于后者。多年來(lái)，通過(guò)兩者的密切配合，完成化工壓力容器的設(shè)計(jì)工作，保證了產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。目前專業(yè)設(shè)計(jì)院轉(zhuǎn)變?yōu)楣こ坦?，由容器制造單位承?dān)大部分施工圖設(shè)計(jì)已是大勢(shì)所趨?；毫θ萜魇┕D設(shè)計(jì)工作正通過(guò)各種形式逐漸向制造廠轉(zhuǎn)移，以適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要和中國(guó)加入WTO后與國(guó)際慣例接軌的客觀要求。設(shè)計(jì)工作在設(shè)計(jì)院和制造單位之間的這種重新分工，在暴露出一些新的問(wèn)題的同時(shí)，對(duì)雙方都提出了更高的要求。對(duì)于制造單位而言，要將以往由設(shè)計(jì)院設(shè)備專業(yè)的許多工作承接過(guò)來(lái)，通過(guò)工程公司、設(shè)計(jì)院對(duì)制造單位的設(shè)計(jì)指導(dǎo)和圖紙審核，將逐步提高其能力和水平。對(duì)于設(shè)計(jì)院設(shè)備專業(yè)，要從單一壓力容器施工圖設(shè)計(jì)逐步轉(zhuǎn)向工程建造全過(guò)程控制，將工作領(lǐng)域向相關(guān)專業(yè)擴(kuò)展。其工作內(nèi)容雖然在“繪圖”層面上有所減少，但是在選材、計(jì)算、結(jié)構(gòu)等方面，即方案確定方面并沒(méi)有減弱，設(shè)計(jì)指導(dǎo)和設(shè)備建造等過(guò)程對(duì)設(shè)計(jì)人員提出了許多新的要求。工程總承包要求設(shè)計(jì)院的設(shè)備設(shè)計(jì)工作在深度和廣度方面都有所進(jìn)展。要點(diǎn)設(shè)計(jì)是化工壓力容器建造的第一步，是科技轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的橋梁，是設(shè)計(jì)人員綜合運(yùn)用相關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)制定用于建造的技術(shù)文件的過(guò)程，是一種創(chuàng)造性勞動(dòng)?；毫θ萜髟O(shè)計(jì)工作具有三個(gè)特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)、參數(shù)的多樣性；標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的時(shí)效性；許可證制度的嚴(yán)密性（按特種行業(yè)管理）。三者往往要同時(shí)兼顧。設(shè)計(jì)有賴于經(jīng)驗(yàn)的積累，過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)需要結(jié)合時(shí)代的發(fā)展予以歸納和總結(jié)?；毫θ萜鞯脑O(shè)計(jì)需要考慮行業(yè)特點(diǎn)，本著安全第一的原則，結(jié)合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)的最新要求進(jìn)行綜合考慮。本書的讀者應(yīng)該具有GB 150《鋼制壓力容器》方面的基本知識(shí)，即了解常用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)的基本要求，了解設(shè)計(jì)工作的基本程序。本書在敘述和討論中采用一些典型事例闡明在設(shè)計(jì)中容易混淆的概念，從使用角度反向?qū)徱暭夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)中有關(guān)條款的語(yǔ)法和語(yǔ)義，進(jìn)而加深理解以正確使用。本書第1章概要介紹了壓力容器設(shè)計(jì)中所涉及的基礎(chǔ)知識(shí)，以方便討論；第2章以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)為依據(jù)，結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)工作，討論基本概念、基本理論、基本方法在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中的具體應(yīng)用；第3章和第4章分別討論了化工壓力容器設(shè)計(jì)中的選材和結(jié)構(gòu)問(wèn)題。壓力容器的圓筒與封頭設(shè)計(jì)、開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)、臥式容器設(shè)計(jì)、外壓容器設(shè)計(jì)、法蘭設(shè)計(jì)、換熱器、塔器、球罐及壓力容器的制造檢驗(yàn)要求等知識(shí)對(duì)設(shè)計(jì)人員的重要性是不言而喻的，但為了突出特色沒(méi)有列出專門的章節(jié)予以介紹，而是將這些內(nèi)容融入本書上述各章的討論中。讀者如需進(jìn)一步了解這些知識(shí)可查找相關(guān)的資料。在目前有關(guān)化工設(shè)備及壓力容器方面的圖書中既有采取正面敘述的，如各種教材及叢書，也有采用反面敘述的，如“常見(jiàn)問(wèn)題”和“問(wèn)答”。本書嘗試將兩者有機(jī)地組合在一起，拋磚引玉。這一方式是否可行，還有待讀者的驗(yàn)證。為利于判別和查找，將討論的內(nèi)容以楷體字表達(dá)。這里的化工是大化工的概念，是指石化、化工、醫(yī)藥而言?；毫θ萜髟O(shè)計(jì)對(duì)冶金、能源、環(huán)保、輕紡、食品、城建等相關(guān)行業(yè)也有借鑒意義。通過(guò)本書，希望能夠使初學(xué)者和相關(guān)領(lǐng)域人員對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)有一個(gè)較為全面的了解；使已經(jīng)從事壓力容器設(shè)計(jì)的人員加深對(duì)其方法、要點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的認(rèn)識(shí)。需要說(shuō)明的是，本書涉及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范內(nèi)容的根據(jù)是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的現(xiàn)行版本或特定版本，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范總是在不斷的修訂完善之中，讀者在引用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的具體內(nèi)容時(shí)，應(yīng)查閱其原文的有關(guān)條款。在本書的編寫過(guò)程中，得到了有關(guān)方面的熱情幫助。全國(guó)鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書長(zhǎng)、教授級(jí)高級(jí)工程師壽比南同志在百忙之中對(duì)本書審閱并予以指正；在與全國(guó)鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、中國(guó)石油和化工勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)和遼寧省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局特種設(shè)備處等單位的合作中積累了本書的一些素材；筆者所在單位遼寧省石油化工規(guī)劃設(shè)計(jì)院的各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)給予了熱情的支持。在此作者對(duì)上述幫助一并表示感謝。由于筆者水平有限，在本書的內(nèi)容方面不可避免地存在某些不當(dāng)之處，敬請(qǐng)讀者提出寶貴意見(jiàn)?！　【幹?2005年1月 于沈陽(yáng)

內(nèi)容概要

以設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題為切入點(diǎn)，全書分設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)總論、選材要求、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四大主題，運(yùn)用工藝、結(jié)構(gòu)和材料的基本概念、基本理論、基本方法，對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的、容易引起爭(zhēng)議的一些問(wèn)題，進(jìn)行了討論和分析，給出解決問(wèn)題的思路和要點(diǎn)。    第二版對(duì)第一版的內(nèi)容進(jìn)行了完善，包括對(duì)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的修訂進(jìn)行了關(guān)注，增加了包括壓力容器與安全閥的相關(guān)壓力等討論內(nèi)容。    本書不但對(duì)石化、化工、醫(yī)藥領(lǐng)域的壓力容器工程師提供幫助，而且對(duì)冶金、能源、環(huán)保、輕紡、食品、城建等領(lǐng)域的壓力容器工程師提供參考。此外，本書還可供大專院校相關(guān)專業(yè)師生作為參考，也可以供從事特種設(shè)備的監(jiān)察管理工作的技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)　1.1 薄壁殼體的無(wú)力矩理論　　1.1.1 無(wú)力矩理論的假定條件　　1.1.2 回轉(zhuǎn)殼體的幾何知識(shí)　　1.1.3 微體平衡方程與區(qū)域平衡方程　　1.1.4 無(wú)力矩理論在常用殼體中的應(yīng)用　　1.1.5 內(nèi)壓薄壁圓筒的強(qiáng)度計(jì)算公式　　1.1.6 無(wú)力矩理論的適用條件和邊緣問(wèn)題　　1.1.7 圓平板問(wèn)題　1.2 壓力容器設(shè)計(jì)準(zhǔn)則　　1.2.1 應(yīng)力分類　　1.2.2 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)　1.3 壓力容器安全知識(shí)　　1.3.1 基本概念　　1.3.2 典型問(wèn)題　1.4 壓力容器的分類　　1.4.1 一般分類　　1.4.2 《容規(guī)》的劃類　1.5 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)法規(guī)　　1.5.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)　　1.5.2 技術(shù)法規(guī)　　1.5.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)法規(guī)的關(guān)系第2章 設(shè)計(jì)總論　2.1 GB 150—1998《鋼制壓力容器》適用范圍　　2.1.1 壓力范圍　　2.1.2 溫度范圍　　2.1.3 結(jié)構(gòu)范圍　　2.1.4 GB 150—1998《鋼制壓力容器》不適用的范圍　2.2 基本概念及其討論　　2.2.1 壓力　　2.2.2 溫度　　2.2.3 厚度　2.3 許用應(yīng)力　　2.3.1 許用應(yīng)力的確定方法　　2.3.2 對(duì)許用應(yīng)力的討論　2.4 安全系數(shù)　　2.4.1 總體一次薄膜應(yīng)力的安全系數(shù)　　2.4.2 螺栓的安全系數(shù)　　2.4.3 地腳螺栓的安全系數(shù)　　2.4.4 JB 4732—1995《鋼制壓力容器——分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中的安全系數(shù)　　2.4.5 控制失穩(wěn)的安全系數(shù)　2.5 焊接接頭系數(shù)　2.6 壓力試驗(yàn)　　2.6.1 耐壓試驗(yàn)　　2.6.2 致密性試驗(yàn)　2.7 設(shè)計(jì)參數(shù)的選取　　2.7.1 設(shè)計(jì)溫度與設(shè)計(jì)壓力的對(duì)應(yīng)　　2.7.2 設(shè)計(jì)壓力的選取　　2.7.3 設(shè)計(jì)溫度的選取　　2.7.4 厚度附加量　　2.7.5 直徑選取與鋼板厚度　　2.7.6 兩腔壓力容器設(shè)計(jì)參數(shù)的選取　　2.7.7 壓力容器設(shè)計(jì)中對(duì)“保證值”的考慮　2.8 焊接、制造及檢驗(yàn)要求　　2.8.1 焊接特點(diǎn)　　2.8.2 檢驗(yàn)　　2.8.3 焊接、制造及檢驗(yàn)基本要求第3章 選材要求　3.1 選材原則　　3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)材料的要求　　3.1.2 選材原則……第4章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)附錄1 壓力容器設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)定細(xì)則附錄2 管法蘭、墊片和緊固件的選用附錄3 ASME/ASTM用鋼介紹附錄4 化工壓力容器常用國(guó)內(nèi)外鋼號(hào)（近似）對(duì)照參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　設(shè)計(jì)基礎(chǔ)　　壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范中，為防止可能產(chǎn)生的各種失效，規(guī)定了強(qiáng)度、剛度的計(jì)算公式。盡管各個(gè)元件的計(jì)算公式不盡相同，但其總體思路是清晰的。即應(yīng)用板殼理論或彈性力學(xué)分析受載元件的應(yīng)力，對(duì)某些難以對(duì)應(yīng)力直接求解的元件，必要時(shí)借助于大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)所積累的資料引入各項(xiàng)修正系數(shù)。對(duì)于因強(qiáng)度不足、可能導(dǎo)致失效的元件，大部分場(chǎng)合采用最大主應(yīng)力理論，并用彈性失效準(zhǔn)則，將受壓元件的最大主應(yīng)力限制在材料的許用應(yīng)力以內(nèi)，以確定受壓元件的厚度；對(duì)于因剛度不足可能導(dǎo)致失穩(wěn)的元件，根據(jù)所計(jì)算出的臨界載荷，并引入必要的穩(wěn)定性安全系數(shù)，以作為其許用載荷。由于各種元件的實(shí)際結(jié)構(gòu)形式千差萬(wàn)別，其真實(shí)應(yīng)力難以估算，按照規(guī)則設(shè)計(jì)的方法，對(duì)某些局部應(yīng)力不予考慮，所以，就只能在其結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)上加以種種限制?！　?.1　薄壁殼體的無(wú)力矩理論　　化工壓力容器，其圓筒和封頭絕大多數(shù)屬于薄壁回轉(zhuǎn)殼體，特點(diǎn)是內(nèi)部壓力均勻地垂直作用在器壁的內(nèi)表面上，這部分力由器壁承受。對(duì)封頭的壓力將使圓筒部分在橫斷面上破裂，這時(shí)沿?cái)嗝娣植嫉膽?yīng)力為，其作用方向是沿著容器的軸線方向，稱為“經(jīng)向應(yīng)力”或“軸向應(yīng)力”。而對(duì)筒壁的壓力將使筒壁沿著周向破裂，這種圓周的切線方向產(chǎn)生的應(yīng)力，稱為“周向應(yīng)力”或“環(huán)向應(yīng)為?！薄　榉治銮蠼獗”跉んw中的這兩個(gè)應(yīng)力值可以用兩種理論，即無(wú)力矩理論和有力矩理論。無(wú)力矩理論又稱為薄膜理論。它假定壁厚與直徑相比很小，認(rèn)為壁厚很薄幾乎像薄膜那樣，只承受拉應(yīng)力或壓應(yīng)力，不承受彎矩。且認(rèn)為殼體內(nèi)的應(yīng)力沿厚度是均勻分布的，這種器壁的應(yīng)力又稱為“薄膜應(yīng)力”。設(shè)計(jì)上規(guī)定，壁厚與內(nèi)徑之比小于1/10，即殼體外徑與內(nèi)徑之比K≤1.2的情況屬于旋轉(zhuǎn)薄殼。

編輯推薦

　　《化工壓力容器設(shè)計(jì)：方法、問(wèn)題和要點(diǎn)(第2版)》的讀者應(yīng)該具有GB 150《鋼制壓力容器》方面的基本知識(shí)，即了解常用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)法規(guī)的基本要求，了解設(shè)計(jì)工作的基本程序。

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