中低压压力容器设计
压力容器
压力等级划分压力容器的设计压力（p）划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级：(1)低压(代号L)0.1MPa≤p<1.6MPa(2)中压(代号M)1.6MPa≤p<10.0MPa(3)高压(代号H)10.0MPa≤p<100.0MPa(4)超高压(代号U)p≥100.0MPa。
品种划分压力容器按在生产工艺过程中的作用原理，分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。
具体划分如下：(1)反应压力容器（代号R）：主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器，如反应器、反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合釜、高压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等。
(2)换热压力容器（代号E）：主要是用于完成介质的热量交换的压力容器，如管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热器、蒸锅、蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套等。
(3)分离压力容器（代号S）：主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器，如分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等。
(4)储存压力容器（代号C，其中球罐代号B）：主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，如各种型式的储罐。
在一种压力容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应当按工艺过程中的主要作用来划分品种。
相关规定标准与其他技术标准，与其他管理规定的关系：本规程是固定式压力容器的基本安全性能保证，也是必须满足和达到的安全要求，其他标准不得低于本规程的各项规定不符合本规定时，如何处理：指“三新”试验、研究数据报告报国家质检总局委托技术机构评审、处理，并将结果经总局批准后进行试制相关标准（1）国标GB150-2011压力容器GB151-1999钢制管壳式换热器GB18442-2001低温绝热压力容器GB50094-98球形储罐施工及验收规范GB50128-2005立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范3（2）机械部JB4700--2000压力容器法兰JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定JB/T4709-2000钢制压力容器焊接规程JB4710-2005钢制塔式容器JB4726-2000压力容器用碳素钢和低合金钢锻件JB4727-2000低温压力容器用低合金钢锻件JB4728-2000压力容器用不锈钢锻件JB4731-2005钢制卧式容器JB4732-95钢制压力容器－分析设计标准及标准释义JB/T4734-2002铝制焊接容器JB/T4735-1997钢制焊接常压容器JB4736-2002补强圈JB/T4745-2002钛制焊接容器JB/T5104-91焊接接头脆性破坏的评定JB6917-1998制冷装置用压力容器JB/T6920-1993管壳式油冷器用换热管JB/T8930-1999冲压工艺质量控制规范（3）石油部SY/T0404-98加热炉工程施工及验收规范SY/T0419-97油田专用水套加热炉制造、安装及验收规范SY/T0448-97油田油气处理用钢制压力容器施工及验收规范SY/T0449-97油气田用钢制常压容器施工及验收规范SY/T0469-98石油建设工程质量检验评定标准（油田钢制容器及加热炉制作）SY/T0538-2004管式回热炉规范SY/T4004-90管式加热炉工程施工及验收规范SY4024-93石油建设工程质量检验评定标准（通则）SY4026-93石油建设工程质量检验评定标准（储罐工程）SY/T4041-95油田专用湿蒸汽发生器安装及验收规范SY/T4069-93石油建设工程质量检验评定标准（油田钢制容器制作）SY4081-95钢质球形储罐抗震鉴定技术标准SY6279-1997大型塔类设备吊装安全规程SY6444-2000石油工程建设施工安全规定SY6457-2000含硫天然气管道安全规程SY/T10006-2000结构钢管制造规范化工HG20517-92钢制低压湿式气柜HG20536-93聚四氟乙烯衬里设备HG20545-92化学工业炉受压元件制造技术条件HG/T20589-96化学工业炉受压元件强度计算规定HG21502.1-92钢制立式圆筒形固定顶储罐系列HG21502.2-92钢制立式圆筒形内浮顶储罐系列HG21503-92钢制固定式薄管板列管换热器HG21504.1～2-92玻璃钢储槽标准系列HG21504.1-92玻璃钢储槽标准系列VN0.5-100立方米HG21504.2-92拼装式玻璃钢储罐标准系列（VN100-500立方米）HG21505-92组合式社镜HG21506-92补强圈HG/T3112-1998浮头列管式石墨换热器HG/T3113-1998YKA型圆块孔式石墨换热器HG/T3114-1998聚丙烯海尔环填料HG/T3116-1998玻璃设备、管道和配件检验、安装和使用的一般规则HG/T3117-1998耐酸陶瓷容器HG/T3124-1998焊接金属波纹管釜用机械密封技术条件HG/T3126-1998搪玻璃蒸馏容器HG3129-98整体多层加紧式高压容器HGJ208-83高压化工设备施工及验收规范HGJ209-83中低压化工设备施工及验收规范HGJ210-83圆桶形钢制焊接贮罐施工及验收规范HGJ211-85化工塔类设备施工及验收规范HGJ212-83金属焊接结构湿式气柜施工及验收规范10HGJ226-87管式炉安装工程施工及验收规范HGJ230-88乙烯装置裂解炉施工及技术规程（4）中石化SH3074-95石油化工钢制压力容器SH3075-95石油化工钢制压力容器材料选用标准SH3512-2002球形储罐工程施工工艺标准SH3513-2000石油化工铝制料仓施工及验收规范SH3524-99石油化工钢制塔、容器现场组焊施工工艺标准15SH3065-94石油化工管式炉急弯弯管技术标准SH3074-95石油化工钢制压力容器SH3075-95石油化工钢制压力容器材料选用标准SH3086-1998石油化工管式炉钢结构工程及部件安装技术条件SH3087-1997石油化工管式炉耐热钢铸件技术标准SH/T3112-2000石油化工管式炉炉管胀接工程技术条件SH/T3113-2000石油化工管式炉燃烧器工程技术条件SH/T3114-2000石油化工管式炉耐热铸铁件工程技术条件SH/T3414-1999钢制立式轻质油罐罐下采样器选用、检验及验收SH3504-2000催化裂化装置反应再生系统设备施工及验收规范SH3506-2000管式炉安装工程施工及验收规范SH3512-2002球形储罐工程施工工艺标准16SH3513-2000石油化工铝制料仓施工及验收规范SH3529-93石油化工企业厂区竖向布置工程施工及验收规范SH3530-2001石油化工立式圆筒形钢制储罐施工工艺标准SH3532-95石油化工换热设备施工及验收规范SH3534-2001石油化工筑炉工程施工及验收规范SH/T3537-2002立式圆筒形低温储罐施工技术规程压力压力容器的压力可以来自两个方面，一是压力是容器外产生（增大）的，二是压力是容器内产生（增大）的。
高压_中压_低压管道的划分
风管系统按其系统的工作压力（P）划分为三个类别：P≤500Pa为低压系统500Pa＜P≤1500Pa为中压系统P＞1500 Pa为高压系统压力容器的压力等级和品种划分一、按压力容器的设计压力(P)分为低压、中压、高压、超高压四个压力等级，具体划分如下：1.低压(代号L)0.1MPa≤P＜1.6MPa2.中压(代号M)1.6MPa≤P＜10MPa3.高压(代号H)10MPa≤P＜100MPa4.超高压(代号U)P≥100MPa参考：压力容器安全技术监察规程压力管道”系指最高工作压力大于或等于0.1MPa 的气体、液化气体、蒸汽介质或可燃、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。
工业金属压力管道按其安全等级划分为GC1、GC2、GC3 三级。
其中GC1 级安全等级最高；GC3 级安全等级最低。
4.1 符合下列条件之一的工业压力管道为GC1 级：4.1.1 输送GB5044 及HG20660 中，毒性程度如下所列介质的管道：a)极度危害介质（但苯除外）；b)高度危害气体介质（包括苯）；c)工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质。
4.1.2 输送GB50160 及GBJ16 中规定的火灾危险性如下所列，且设计压力大于或等于4.0MPa的管道：a)甲、乙类可燃气体；b)甲类可燃液体（包括液化烃）。
4.1.3 输送流体介质且设计压力大于或等于10.0MPa 的管道，以及设计压力大于或等于4.0MPa 且设计温度高于或等于400℃的管道。
4.2 符合下列条件的工业压力管道为GC2 级：除4.3 条规定的GC3 级管道外，介质毒性危害程度、火灾危险（可燃性）、设计压力和设计温度低于4.1 条规定（GC1 级）的管道。
4.3 符合下列条件的工业压力管道为GC3 级：输送无毒、非可燃流体介质，设计压力小于或等于1.0MPa 且设计温度高于-20℃但不高于+186℃的管道。
压力容器设计类别、级别、品种范围划分表
压力容器设计类别、级别、品种范围划分表压力容器设计类别、级别、品种范围划分表级别代号称品种范围备注A1 A2 A3 A4 C1 C2 C3 D1 D2 SAD 压容器、高压容器第三类低、中压容器球形储罐非金属压力容器铁路罐车汽车罐车或长管拖车罐式集装箱类压力容器第二类低、中压容器压力容器分析设计注明结构形式；单层、锻焊、多层包扎、绕带、热套、绕板、无缝等《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》中设计单位人员必须具备的条件？答：设计单位的人员必须具备下列条件之一：1.设计A类、C类、SAD类压力容器的单位，专职设计人员总数一般不得少于10名，其中，审批人员不得少于3名；2.设计D类压力容器的单位，专职设计人员总数一般不得少于7名，审批人员不得少于2名。
根据《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》压力容器设计单位质量保证体系文件(质保手册)应包括什么内容：答：质保手册包括下面各项内容：1.质量方针；2.质量体系；(1)设计组织机构；(2)设计、校核、审核、审定、技术负责人的职、责、权；(3)各级设计人员名单和任命书3.设计质量控制：(1)设计类别、级别、品种范围；(2)设计工作质量控制程序；(3)材料代用原则；(4)设计审核修改原则(校审提纲)。
4.各级设计人员的培训、奖惩；5.设计管理制度(十三项)；根据《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》压力容器设计单位必须具备的“十三项”设计管理制度？答：压力容器设计单位必须建立健全下列设计管理制度：1.压力容器各级设计人员的条件；2. 压力容器各级设计人员的业务考核；3. 压力容器各级设计人员岗位责任制；4. 压力容器设计工作程序；5. 压力容器设计条件的编制与审核；6. 压力容器设计文件的签署；7. 压力容器设计标准化管理；8. 压力容器设计文件的质量评定；9. 压力容器设计文件的管理；10. 压力容器设计文件的的更改；11. 压力容器设计文件的复用；12. 压力容器设计条件图编制规定；13. 压力容器设计资格印章的使用与管理。
简述中低压压力容器的制造工艺流程
简述中低压压力容器的制造工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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压力容器设计技术规定
1总则本规定是按照特种设备安全技术规范TSGR1001—2008《压力容器、压力管道设计许可规则》的要求制定，是压力容器设计质保体系的重要组成部分。
本规定是结合我厂具体情况，是对GB150《钢制压力容器》，GB151《钢制管壳式换热器》等的补充和具体化。
1.1适用范围本规定适用于我厂设计的D1、D2类压力容器。
1.2管辖范围本规定的管辖范围是容器壳体及与之连为整体的受压零部件；与容器壳体相连的非受压元件其连接焊缝，以及直接装在容器壳体上的安全附件等。
1.3遵循的法律、法规、标准进行压力容器设计时，除遵守本规定外，还应执行国务院第549号令《特种设备安全监察条例》的有关规定和《固定式压力容器安全技术监察规程》、GB150《钢制压力容器》、GB151《管壳式换热器》、HG/T20580~HG/T20585《钢制化工容器设计基础规定》等要求，并符合压力容器专业技术标准的有关规定。
2定义2.1压力除注明者外，压力均为表压力。
2.1.1工作压力（MPa）a．内压容器在正常工作情况下，容器顶部可能出现的最高压力。
b．真空容器(指真空度≥0.02MPa的容器)在正常工作情况下，容器顶部可能出现的最大真空度。
c．外压容器在正常工作情况下，可能出现的最大内外压力差。
2.1.2设计压力（MPa）设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷的条件，其值不低于工作压力。
2.1.3试验压力（Mpa）压力试验时，容器顶部的压力。
2.1.4最大允许工作压力在指定温度下，压力容器安装后顶部所允许的最大工作压力。
该压力应是按各受压元件的有效厚度减去压力外的其它载荷所需厚度后，计算得到的最大工作压力（且减去元件相应液柱静压力）中的最小者。
a.当压力容器根据使用条件要求有不同的设计温度时，应分别计算对应于各个设计温度下的最大允许工作压力。
b.当不能通过计算来确定最大允许工作压力时，可用设计压力来代替最高工作压力2.1.5安全阀的开启压力(整定压力)安全阀阀瓣开始离开阀座，介质连续排出时，在安全阀入口侧测得的压力。
管道低压、中压、高压、超高压区分
压力容器的压力等级和品种划分一、按压力容器的设计压力(P)分为低压、中压、高压、超高压四个压力等级,具体划分如下：1.低压(代号L)0.1MPa≤P＜1.6MPa2.中压(代号M)1.6MPa≤P＜10MPa3.高压(代号H)10MPa≤P＜100MPa4.超高压(代号U)P≥100MPa参考：压力容器安全技术监察规程压力管道”系指最高工作压力大于或等于0.1MPa 的气体、液化气体、蒸汽介质或可燃、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或等于标准沸点的液体介质,且公称直径大于25mm的管道.工业金属压力管道按其安全等级划分为GC1、GC2、GC3 三级.其中GC1 级安全等级最高；GC3 级安全等级最低.4.1 符合下列条件之一的工业压力管道为GC1 级：4.1.1 输送GB5044 及HG20660 中,毒性程度如下所列介质的管道：a)极度危害介质（但苯除外）；b)高度危害气体介质（包括苯）；c)工作温度高于标准沸点的高度危害液体介质.4.1.2 输送GB50160 及GBJ16 中规定的火灾危险性如下所列,且设计压力大于或等于4.0MPa的管道：a)甲、乙类可燃气体；b)甲类可燃液体（包括液化烃）.4.1.3 输送流体介质且设计压力大于或等于10.0MPa 的管道,以及设计压力大于或等于4.0MPa 且设计温度高于或等于400℃的管道.4.2 符合下列条件的工业压力管道为GC2 级：除4.3 条规定的GC3 级管道外,介质毒性危害程度、火灾危险（可燃性）、设计压力和设计温度低于4.1 条规定（GC1 级）的管道.4.3 符合下列条件的工业压力管道为GC3 级：输送无毒、非可燃流体介质,设计压力小于或等于1.0MPa 且设计温度高于-20℃但不高于+186℃的管道.4.4 涉及毒性或可燃性不同的混合介质时,应按其中毒性或可燃性危害程度最大的介质考虑.当某一危害性介质含量极小时,应按其危害程度及其含量综合考虑,由业主或设计决定混合介质的毒性或可燃性类别.定义里三点要特别注意：“0.1MPa ”,介质类别,“25mm",不然很容易划错类别管道的用途广泛,品种繁多.不同领域内使用的管道,其分类方法也不同.一般可以按用途、主体材料、敷设状态和输送介质等管道使用特性进行分类.具体情况可见图1.在一般法规、标准、规范中,为了便于设计、施工验收和使用管理和检验,往往根据介质的特性和设计参数采用综合分类、分级的方法,同时,在各行业的设计规范,施工验收规范和维修、检验规程之间,对管道的分级或分类尚存在差异.如：国家标准《工业金属管道设计规范》GB50316中的流体根据状态、性质和设计参数分为A1、A2、B、C、D五类.A1类为剧毒介质；A2类为有毒介质B类为可燃介质；C类、D类为非可燃、无毒介质,其中设计压力小于等于1MPa,且设计温度为-29～186℃的为D类.化工行业标准《化工金属管道工程施工及验收规范》HG20225—95按流体特性和设计参数分为A、B、C、D四类.基本与国家标准一致,但将有毒介质管道划入B类管道.石油化工行业标准《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501—2002按流体特性和设计参数分为SHA、SHB、SHC、SHD四级,如下.SH3501-2001管道分级管道级别适用范围SHA1 毒性程度为极度危害介质管道（苯管道除外）2 毒性程度为高度危害介质的丙烯腈、光气、二硫化碳和氟化氢介质管道3 设计压力大于或等于10.0MPa的介质管道SHB1 毒性程度为极度危害介质的苯管道2 毒性程度为高度危害介质管道（丙烯腈、光气、二硫化碳和氟化氢管道除外）3 甲类、乙类可燃气体和甲A类液化烃、甲B类、乙A类可燃液体介质管道SHC1 毒性程度为中度、轻度危害介质管道2 乙B类、丙类可燃液体介质管道SHD设计温度低于-29℃的低温管道电力行业标准《电力建设施工及验收技术规范》（管道篇）DL5031—94按设计压力分为高压、中压和低压三级管道.设计压力大于8MPa的为高压管道；设计压力大于1.6MPa,小于等于8MPa的为中压管道；设计压力小于等于1.6MPa 的为低压管道.《压力管道安全管理与监察规定》将压力管道分工业管道、公用管道和长输管道三类.这主要是从管道的用途和地域特性进行的分类,其具体定义是：（1）工业管道：企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道.其地域特性是一个企业或事业单位内使用的管道；（2）公用管道：城市或乡镇范围内用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道,其地域特性是一个城市或乡镇范围内使用的管道；（3）长输管道：产地、储存库、使用单位间用于输送商品介质的管道,其地域特性是跨地区（跨省、跨地市）使用的管道.。
中、低压容器安全管理规定（3篇）
中、低压容器安全管理规定第一条总则１、压力容器的压力和温度等级划分：凡操作压力在0.07－1.6MPa(表压)者为低压容器；操作压力在1.610MPa者为中压容器。
凡容器壁温低于-20℃为低温压力容器；高于450℃为高温压力容器。
须遵循低温压力容器的有关规定。
锅炉、气瓶、槽车等压力容器按国家公布的有关规程执行，不属于本规程范围。
２、中低压容器设计、制造、安装、修理和检验遵循下列规程：①JB741-73《钢制焊接容器技术条件》；②JB127-73《碳素钢及低合金钢焊制球形容器技术条件》；③化工部和一机部____年颁布的《钢制石油化工压力容器设计规定》；④炼油化工建设施工及验收技术标准中的有关规定；⑤国外进口设备按国外设计、制造的有关规定，也可参考国内的有关规定执行。
第二条维护１、容器所属车间(单位)应根据生产工艺要求和容器技术特性，制定容器安全使用守则，并列入生产工艺规程和岗位操作制度，严格贯彻执行。
必须定时、定点、定线巡回检查，不得超温、超压运行，发现异常情况立即处理并报告。
２、有特殊要求的容器应做好下列事项：①有腐蚀性介质的容器，应用与母材相同的材料做现场挂片试验；②镶有金属衬里或防腐涂层的容器，降温泄压不宜过快，以防损坏衬层。
３、附件维护和要求：①安全阀的起跳压力应按规定调整，一般为操作压力1.05-1.10倍，回跳压力不低于操作压力0.9倍。
调定后加铅封。
若安全阀另有规定应严格遵循之；②容器和安全阀之间不得装有切断阀，但容器装有易燃、易爆、有毒及粘稠解质时，允许装切断阀，但切断阀必须全开并加铅封；③压力表须经校验合格方可使用，每年至少检验一次。
压力表使用范围应为量程的1/3-2/3；④液位计应有液位上、下限标志，并经1.5倍操作压力试压；⑤盛有易燃、可燃介质的容器应有良好的接地线，接地电阻不超过4欧姆，每年至少检测一次。
第三条检查１、外部宏观检查：①外部宏观检查(用肉眼或10倍以下放大镜)可在运行状况下每季度进行一次，并做好记录；②检查筒体、密封处、焊缝、接管开孔等处无泄漏、裂纹、变形等情况，有保温层的容器，检查保温层是否完好，有否漏液漏气现象；③了解运行过程中的有关情况，有否超温过热现象，有无异常振动或响声情况，做好详细记录；④检查设备基础有无倾斜、裂纹或下沉等情况，检查容器的安全附件是否齐全完好。
压力容器的设计步骤
储气罐——压力容器的设计步骤1.确定压力容器设备的各项参数:压力,介质，温度最高工作压力为 1.5MPa,工作温度为常温20℃，工作介质为压缩空气,容积为2m3确定压力容器的类型容器类别的划分在国家质量技术监督局所颁发的《压力容器安全技术监察规程》（以下简称容规）第一章中有详细的规定，主要是根据工作压力的大小、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分.储气罐为低压（<1。
6MPa）且介质无毒不易燃,应为第Ⅰ类容器。
2.确定设计参数（1）确定设计压力容器的最高工作压力为1.5MPa，设计压力取值为最高工作压力的1.05～1.10倍. 取1。
05还是取1.10，取决于介质的危害性和容器所附带的安全装置.介质无害或装有安全阀等就可以取下限1。
05，否则上限1。
10.介质为压缩空气,管路中有泄压装置，符合取下限的条件，则得到设计压力为Pc=1.05x1.4（2）确定设计温度一般是在用户提供的工作温度的基础上，再考虑容器环境温度而得.如在室外在工作,无保温，容器工作温度为30℃，冬季环境温度最低可到－20℃,则设计温度就应该按容器可能达到的最恶劣的温度确定为－20℃。
《容规》提供了一些设计所需的气象资料供参考.假定在容器在室内工作，取常温为设计温度。
（3)确定几何容积按结构设计完成后的实际容积填写.（4）确定腐蚀裕量根据受压元件的材质、介质对受压元件的腐蚀率、容器使用环境和容器的使用寿命来确定。
先选定受压元件的材质，再确定腐蚀裕量。
《容规》对一些常见介质的腐蚀裕量进行了一些规定。
工作介质对受压元件的腐蚀率主要按实测数据和经验来确定,受使用环境影响很大，变数很多，目前无现成的数据。
介质无腐蚀的容器,其腐蚀裕量取1～2mm即可满足使用寿命的要求。
取腐蚀裕量为2mm.（5）确定焊缝系数焊缝系数的标准叫法叫焊接接头系数，GB150对其取值与焊缝检测百分比进行了规定。
具体取值，可以按《容规》所规定的种情况选择:其焊缝系数取1,即焊接接头应进行100％的无损检测，其他情况一般选焊缝系数为0。
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● 工程应用中，还需考虑以下因素 ：
＊ 焊缝接头系数 :由于焊缝的存在会使筒体强度减弱,所
以要将钢的许用应力适当降低，将许用应力乘以一个小于1 的数值Φ，称为焊缝接头系数。引入焊缝接头系数后的强
度条件为：
σt=pD/2δ≤ [σ]t φ＊ 内径：因圆筒的内直径是由工
艺计算决定的，则中间面直径可表示为为：D = Di+ δ
◆ 边缘问题
● 边缘及边缘应力
在壳体上不满足无力矩理论应用条件的部位称为连 接边缘，在边缘处壳体相互之间产生的约束力称为边缘 应力。
● 常见的连接边缘
壳体与封头的连接处。 直径和材料相同但壁厚不同两壳体的连接处。 壳体上有法兰、接管等部位。 壳体上有集中载荷、或边界法向有约束的部位。
不同材料制造的同直径和同壁厚圆筒的连接处等。
壳体边界处只有沿经线切线方向的约束，而经线的转 动和法向位移均不受约束。
以上只要有一条不满足，就不能应用无力矩理论，而应按有力矩理 论进行分析。
◆ 有力矩理论的概念
考察受力平衡、几何变形、应力应变关系等方面， 建立各量之间的关系式，再结合边界和变形协调条件， 求出各种应力，这种方法称为有力矩理论。
◆ 圆筒型容器
设内压薄壁圆筒的中间面直径为D，壁厚为δ，内部 受到介质压力p的作用。
径向（轴向）应力： 环向应力：
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● 圆筒的强度计算 对内压薄圆筒而言，其环向应力远大于轴向
应力，故按环向应力建立强度条件：
e1qma x P RP 2 D []t
式中：[σ]t ---筒体材料在设计温度下的的许用应力.
第二章 中低压容器设计
目录
1 旋转壳体的应力分析 2 内压薄壁容器的强度计算 3 设计参数的确定
4 内压封头的结构及强度计算 5 容器的压力试验
第一节 旋转壳体的应力分析
一、旋转壳体的基本概念
◆ 旋转壳体的形成及几何特征
● 旋转曲面
任意平面曲线绕同平面内某已知的直线旋转而成 的曲面称为旋转曲面。这一已知的直线称为旋转轴， 绕其旋转的平面曲线称为母线。
转轴垂直的平面，其切割中间面形成的曲线就是
平行圆，所以 r2= r= R。
● 球形壳体
设壳体中间面半径为R，
由于经线为半圆曲线，与经 线垂直的平面就是半径所在 的平面，故第一、第二曲率 中心重合，第一、第二曲率 半径都等于球壳中间面半径
为R，K点的几何参数为： r1= r2 =R ； r= r2sinφ= R sinφ。
为第二曲率中心。
● 平行圆及其半径
用垂直旋转轴的平面过K点切割中间面，所得交线为
一个圆，此圆称为旋转壳体在该点的平行圆。该圆的
半径称为旋转壳体在该点的平行圆半径，用r表示。
r=KO= r2sinφ。
◆ 典型壳体的第一、第二曲率半径及平行圆半径
● 圆筒形壳体
设壳体中间面半径为R，由于经线为直线，故 r1=∞；与经线的切线垂直的平面、也就是与旋
2
● 球形壳体
pD
4
● 锥形壳体
pDK
1
4 cos
pDK
1
2 cos
三、有力矩理论及边缘问题 ◆ 无力矩理论的适用范围
壳体曲率半径的变化是连续的、无突变，壳体的厚度 也无突变；
构成同一壳体材料的物理性能（E、μ等）是一致的；
作用在壳体上的外载荷是连续的，没有突变或集中载 荷作用；
＊ 计算压力PC : 以计算压力取代上式中的 p
可得：
t Pc(D 2i ee)[]t(MP ) a
● 圆筒的计算厚度
δ=pcDi/(2[σ]t Φ-pc) 式中：δ----圆筒的计算厚度；
pc----圆筒的计算压力； [σ]t----圆筒材料在设计温度下的许用应力； Φ----圆筒的焊缝接头系数。
称为“薄膜应力”。
◆ 无力矩理论的基本方程
微体平衡方程 区域平衡方程
p r1 r2
rK prdr
0
rK sin
当壳体只受气体压力作用时，由于气体密度很小、其
静压力随壳体位置的变化很小，所以可近似认为 与p
无关r。可得
pr2
2
◆ 受气体压体
pD
4
pD
选用加强圈等。
＊ 对受脉动载荷或循环载荷作用的壳体，当边
缘应力可能超过材料的屈服极限时，容易引起材 料的应变硬化现象。如果在同样载荷继续作用下， 还可能在该处出现裂纹并形成裂纹源，因此，对 承受这类载荷的连接边缘结构，应采取适当措施
以降低边缘应力的影响。
第二节 内压薄壁容器的强度计算
一、容器的设计计算
● 边缘应力的特点
局部性 自限性
● 边缘应力在工程设计中的考虑
＊ 对于塑性较好的低碳钢、奥氏体不锈钢，以及铜、
铝等有色金属材料制成的壳体，当承受静载荷时，一般 可以不对边缘应力特殊考虑或具体计算。
对于塑性很差的脆性材料制造的容器壳体，必须充 分考虑边缘应力的影响，正确计算边缘应力并按应力分 类的设计规范进行验算，否则，将在边缘高应力区导致 脆性或疲劳破坏。
＊由于边缘应力具有局部性，在设计中可以进行
局部处理。
＊ 用高强度、低塑性的低合金钢材料制造容器壳
体时，在连接焊缝处及其热影响区，材料容易变脆， 并使该局部区域产生很高的局部应力。因此，在焊 缝区域要采取焊后热处理以消除热应力；另外，在 结构上也可进行一些处理，使其更加合理，例如， 采用等厚度连接；尽量使焊缝远离连接边缘；正确
● 锥形壳体
设锥壳的半顶角为。则经线是与旋转轴夹角为的直线，
K点的几何参数为：r1=∞；r2=xtanα； r= r2cosα.
二、无力矩理论及应用
◆ 无力矩理论的概念
旋转壳体在内压力作用下发生变形，在壳壁中产生拉
应力和弯曲应力，当壳体的径比K=Do/Di≤1.2时，为
了简化计算，常忽略弯曲应力而只考虑拉应力的影响， 这对一般的工程设计有足够的精度。这种分析问题的方 法称为“无力矩理论”，由此求得的旋转壳体中的应力
● 旋转壳体
以旋转曲面为中间面的壳体称为旋转壳体。
● 中间面
与旋转壳体内外表面等距的曲面称为中间面。
● 第一曲率半径
经线上任一点的曲率半径就是旋转壳体在该点的第一
曲率半径，用r1表示。r1 =K01，O2为第一曲率中心。
● 第二曲率半径
用过K点并与经线在K点的切线垂直的平面切割中间面， 所得交线为一曲线，此曲线在K点的曲率半径称为旋转 壳体在该点的第二曲率半径，用r2表示。r2=KO2，O2