压力容器壁厚计算
压力容器的壁厚计算公式
S壁厚(mm)
1
5.30292599
S壁厚(mm) 10
满足σt≦[σt]
S壁厚(mm)
10
P压力 (kg/cm2) 20.86709806
σt最大允许 应力
(kgf/cm2) 656.5359477
C壁厚附加量 (mm)
S壁厚(mm)
1
2.934235977
S壁厚(mm)
P压力 (kg/cm2)
10 须满足σt≦[σt]
[σ]许用应 力(kgf/cm2)
Φ 焊缝系数
C壁厚附加量 (mm)
压力校核
2000
1370
0.85
1
应力校核公
σt=(P(Di+(S-C))/(2(S-C)φ)； 必须满足σt≦[σt]
符号意义 及单位
P压力(kg/cm2)
D直径(mm)
Φ 焊缝系数
C壁厚附加量 (mm)
应力校核
10
2000
0.85
压力容器壁厚计算
壁厚公式 S=PDi/(2*[σt]*Φ-P)+C
符号意义 及单位
P压力(kg/cm2)
D直径(mm)
[σ]许用应 力(kgf/cm2)
Φ 焊缝系数
壁厚计算
8
500
1370
0.85
圆
最大允许工 作压力
[P]=(2[σt]φ(S-C))/((Di+(S-C))
筒 符号意义 壳 及单位
D直径(mm)
S壁厚(mm)
10
10.45697181
σt最大允许 应力
(kgf/cm2) 1310.130719
D直径(mm)
[σ]许用应 力(kgf/cm2)
外压容器壁厚计算
外压容器的工作原理
外压容器是一种承受外部压力的容器，其壁厚设计需满足一定的压力承载要求。 当外压容器内压力低于外界压力时，容器外壁受到压力作用，产生向外扩张的趋势。
为了防止容器破裂，需要计算并确定适当的壁厚，以抵抗外部压力。
壁厚计算的基本公式
根据材料力学和压力容器的相关理论，可以推导 出外压容器壁厚的基本计算公式。
对未来外压容器设计的展望
智能化设计
绿色环保
定制化设计
跨界融合
随着人工智能和数值模拟技术 的发展，未来外压容器设计将 更加智能化，通过建立更加精 确的数学模型和优化算法，实 现更加快速、准确的设计和计 算。
未来外压容器设计将更加注重 环保和可持续发展，采用更加 环保的材料和制造工艺，降低 容器的能耗和排放，满足日益 严格的环保要求。
公式中包含了压力、容器半径、材料强度等参数， 用于计算所需的最小壁厚。
计算结果可为容器的设计和制造提供依据，确保 其安全性和可靠性。
壁厚计算的参数
压力
外压容器所承受的外部压力是决定壁厚的重 要因素。
容器半径
容器的尺寸直接影响壁厚的计算，半径越大， 壁厚需求也越大。
材料强度
容器的制造材料需具备足够的强度和韧性， 以满足外压承载要求。
其他因素
还包括温度、腐蚀等环境因素，这些因素可 能对外压容器的壁厚产生影响。
力等级
确定容器的直径、长度和压力等级， 这些参数将影响壁厚的计算。
了解容器的工作压力、设计压力、试 验压力等参数，以确保安全性和可靠 性。
选择合适的材料和厚度
根据容器的使用环境和压力等级，选 择合适的材料，如碳钢、不锈钢、铝 合金等。
随着市场需求的变化和多样化 ，未来外压容器设计将更加注 重定制化，以满足不同客户和 特定应用场景的需求。
任务四 压力容器的强度计算及校核
项目一压力容器任务四压力容器的强度计算及校核容器按厚度可以分为薄壁容器和厚壁容器，通常根据容器外径Do与内径Di 的比值K来判断，K＞1.2为厚壁容器，K≤1.2为薄壁容器。
工程实际中的压力容器大多为薄壁容器。
为判断薄壁容器能否安全工作，需对压力容器各部分进行应力计算与强度校核。
一、圆筒体和球形壳体1.壁厚计算公式圆筒体计算壁厚：圆筒体设计壁厚：球形容器计算壁厚：球形容器设计壁厚：式中δ——圆筒计算厚度，mmδd——圆筒设计厚度，mmpc——计算压力，MPa。
pc=p+p液，当液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略Di——圆筒的内直径，mm[σ]T——设计温度T下，圆筒体材料的许用应力，MPa（可查表）φ——焊接接头系数，φ≤1.0C2——腐蚀裕量，mm2.壁厚校核计算式在工程实际中有不少的情况需要进行校核性计算，如旧容器的重新启用、正在使用的容器改变操作条件等。
这时容器的材料及壁厚都是已知的，可由下式求设计温度下圆筒的最大允许工作压力[pw]。
式中δe——圆筒的有效厚度，mm设计温度下圆筒的计算应力σT：σT值应小于或等于[σ]Tφ。
设计温度下球壳的最大允许工作压力[pw]：设计温度下球壳计算应力σT：σT值应小于或等于[σ]Tφ。
二、封头的强度计算1.封头结构封头是压力容器的重要组成部分，常用的有半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、锥形封头和平封头（即平盖），如图1-4所示。
工程上应用较多的是椭圆形封头、半球形封头和碟形封头，最常用的是标准椭圆形封头。
以下只介绍椭圆形封头的计算，其他形式封头的计算可查阅GB150—2011。
图1-4 封头的结构型式2.椭圆形封头计算椭圆形封头由半个椭球面和高为h的直边部分所组成，如图1-5所示。
直边h的大小根据封头直径和厚度不同有25mm、40mm、50mm三种，直边h的取值可查表1-7。
表1-7 椭圆形封头材料、厚度和直边高度的对应关系单位：mm图1-5 椭圆形封头椭圆形封头的长、短轴之比不同，封头的形状也不同，当其长短轴之比等于2时，称为标准椭圆形封头。
压力容器材料壁厚计算与校核计算实例
第一节输入分析及功能性能描述1、工作介质：硫酸钴液体由于硫酸钴液体内杂质成份较复杂，且内部成份容易结晶，所以过滤器及管道、阀门全部选用不锈钢材料。
2、原液固含量：≤5%和本公司的液体高级工程师莫工和中南大学廖博士联系咨询后，取得硫酸钴溶液中固体的固含量≤5%的范围内3、设备的最高工作温度不超过70℃工艺要求提出设备的最高工作温度不得超过70℃，因此设计时应适当的放大，将设计温度提高到80℃。
4、工作压力由于中南装置功能及工艺参数中指出，反洗压力0.5Mpa(气源压力),所以在设计装置时按照0.8Mpa进行装置的设计。
5、过滤组件为1个；经过对工艺条件的提出，过滤组件为2个，1个为多通道滤芯过滤组件，1个双层滤芯过滤组件。
6、滤芯参数1.1双层滤芯规格：双层管YTT75X200-3-C0.4-D2（外管外径75，内径69；内管外径63，内径57）1.2滤芯数量：5套1.3过滤面积：1.3.1总过滤面积：1.3.2单管过滤面积：1.4过流截面面积S：0.00062㎡1.5滤芯安装形式：1个过滤器内1只滤芯组件2.1多通道滤芯规格：多通道滤芯YTT60X200-C0.5-D32.2滤芯数量：2套2.3过滤面积：2.3.1总过滤面积：2.3.2单管过滤面积：2.4过流截面面积S：0.00079㎡2.5滤芯安装形式：1个过滤器内1只滤芯组件7、输送管道为DN40管道；经工艺计算出循环系统的循环管直径为DN40，补液管道为DN25，回流排气管道为DN25，清液出口管道为DN25，反冲器安装管道为DN25，排渣管道为DN25，过滤罐体的材质为OCr18Ni9，管道的材质为OCr18Ni9；8、法兰的公称压力为1.6Mpa;工艺条件指出,设备管道法兰的公称压力为1.6Mpa,设计时,应按照此标准进行管道法兰的设计与选择。
9、清液储液罐的体积经过工艺工程师计算得，反冲器内部可用于反冲液的液体体积约为0.8L,因此在设计清液储液罐容积时按照1.2L来进行设计。
压力容器壁厚标准计算书(附带公式编辑)
10.45697181 σ t最大允许 应力 (kgf/cm2) 1310.130719
标 准 椭 圆 形 封 头
壁厚公式 S=PDi/(2*[σ t]*Φ -0.5P)+C 符号意义 [σ ]许用应 P压力(kg/cm2) D直径(mm) Φ 焊缝系数 及单位 力(kgf/cm2) 壁厚计算 10 2000 1370 0.85 最大允许工 [P]=(2[σ t]φ (S-C))/((Di+0.5(S-C)) 作压力 符号意义 [σ ]许用应 C壁厚附加量 D直径(mm) Φ 焊缝系数 及单位 力(kgf/cm2) (mm)
标 准 椭 圆 形 封 头
压力校核 应力校核公 符号意义 及单位 应力校核
2000 1370 0.85 1 σ t=(P(Di+0.5(S-C))/(2(S-C)φ )； 必须满足σ t≦[σ t] P压力(kg/cm2) 10 D直径(mm) 2000 Φ 焊缝系数 0.85 C壁厚附加量 (mm) 1
球 壳 与 球 形 封 头
壁厚公式 S=PDi/(4*[σ t]*Φ -P)+C 符号意义 [σ ]许用应 P压力(kg/cm2) D直径(mm) Φ 焊缝系数 及单位 力(kgf/cm2) 壁厚计算 10 2000 1370 0.85 最大允许工 [P]=(4[σ t]φ (S-C))/((Di+(S-C)) 作压力 符号意义 [σ ]许用应 C壁厚附加量 D直径(mm) Φ 焊缝系数 及单位 力(kgf/cm2) (mm) 压力校核 2000 1370 0.85 1 应力校核公 σ t=(P(Di+(S-C))/(2(S-C)φ )； 必须满足σ t≦[σ t] 符号意义 及单位 应力校核 P压力(kg/cm2) 10 D直径(mm) 2000 Φ 焊缝系数 0.85 C壁厚附加量 (mm) 1
压力容器计算
补强区焊缝截面积 焊缝底边长度 A3 焊缝高度
需 要 补 强 的 面 积 A A4 = A - ( A1 判 断 + A2 + A3)= -610.54 m m
2
A4 > 0 开孔处需要补强 A4 ≤ 0 开孔处无需补强 加 强 管 补 强 ( A1 + A2 + A3)≥A
重取接管管壁厚度δ t, 重复以上计算 ,直至
设计温度 [ σ ]t 钢板厚度负偏差 腐蚀裕量 C1 C2
焊接接头系数 φ
壳体最小厚度δ min （不包括腐蚀裕量) 计算壁厚
碳钢 不锈钢 δ =
低合金钢
≥3m m ≥2m m 取较大值
PcDi 2［σ ］tφ -Pc
1.06
mm
壁厚附加量
C
C1 + C2
3.8
4.86
mm
mm
δ 'n = δ + C = _ 取 δ n = 6
北京第一通用机械厂
σ
T
≤0.9σ sφ
可行
强度削弱系数
fr = [σ ]tT
［σ ］ =
t
1.150 =
取fr =
1.000
因开孔削弱所需补强面积 A = dδ + 2δ (δ nt - CT )(1 - fr )
237.39 m m2
强度削弱系数
fr =
[σ ] t T
［σ ］ =
t
1.1504 =
t T T
A2
A3
d
C
Ä ¦
mm mm mm mm mm MPa
6 0.9 1 130 1
Y
X
管 设计温度下许用应力 [σ ] 接管焊接接头系数 φ
压力容器壁厚计算公式
压力容器壁厚计算公式压力容器是用于存储或传递压缩气体、液体、气固混合物或纯固体物质的容器。
它们在许多工业和农业应用中起着重要的作用，如石油化工、核能、航空航天等领域。
压力容器的设计需要考虑许多因素，其中之一是壁厚的计算。
1.设计压力（P）：设计压力是指容器的最大使用压力。
它通常由设计标准或规范中规定的最大压力确定。
2.直径（D）：直径是指容器横截面的最大宽度。
在计算壁厚时，需要考虑所选材料的强度和直径的大小。
3.容器材料：容器材料是选择合适的材料进行壁厚计算的重要因素。
材料的强度和抗压性能直接影响壁厚的计算。
4.强度计算：根据所选材料的特性，可以使用不同的强度计算公式，如薄壁理论、光滑壁薄壁理论、屈曲强度等来计算壁厚。
根据ASME（美国机械工程师学会）的规定，常用的薄壁理论公式如下：t=(P*D)/(2*S*F-0.2*P)其中，t表示壁厚，P表示设计压力，D表示直径，S表示所选材料的允许应力，F表示安全系数。
根据这个公式，壁厚的计算与设计压力、直径、材料的强度及安全系数有关。
这个公式是基于假设容器的压力均匀分布在容器壁上，并且不考虑应力集中和其他非均匀应力因素。
因此，在实际设计过程中，还需要考虑其他因素，如焊缝的强度、结构的稳定性等。
此外，在进行壁厚计算时，还需要参考相关的设计规范和标准，如ASME标准Section VIII，其中提供了更为详细和准确的壁厚计算方法，并考虑了更多的因素。
总之，压力容器壁厚的计算是设计过程中不可或缺的一部分，它需要考虑设计压力、直径、材料的强度等因素，并使用合适的计算公式和规范来确保容器的安全使用。
在实际设计过程中，还需要注意其他因素的影响，并根据实际情况进行调整。
压力容器壁厚快速计算
壁厚公式 S=PDi/(2*[σt]*Φ-P)+C
符号意义 及单位
P压力(kg/cm2)
D直径(mm)
[σ]许用应 力(kgf/cm2)
Φ 焊缝系数
壁厚计算
100
65
1150
1
圆
最大允许工 作压力
[P]=(2[σt]φ(S-C))/((Di+(S-C))
筒 符号意义 壳 及单位
D直径(mm)
[σ]许用应 力(kgf/cm2)
Φ 焊缝系数
C壁厚附加量 (mm)
压力校核
65
1150
1
0.3
应力校核公
σt=(P(Di+(S-C))/(2(S-C)φ)； 必须满足σt≦[σt]
符号意义 及单位
P压力(kg/cm2)
D直径(mm)
Φ 焊缝系数
C壁厚附加量 (mm)
应力校核
100
65
1
0.3
壁厚公式 符号意义 及单位
[σ]许用应 力(kgf/cm2)
Φ 焊缝系数
标 准 椭 圆 形
壁厚计算
10
2000
1370
0.85
最大允许工 作压力
[P]=(2[σt]φ(S-C))/((Di+0.5(S-C))
符号意义 及单位
D直径(mm)
[σ]许用应 力(kgf/cm2)
Φ 焊缝系数
C壁厚附加量 (mm)
封
头
标
准
椭
圆
形 封 头
S壁厚(mm) 5
满足σt≦[σt]
S壁厚(mm)
5
P压力 (kg/cm2) 155.0932568
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椭圆型封头
压力容器壁厚计算公式：
圆桶壁厚:封头壁厚S':
S
计算壁厚,mm P
计算压力,MPa D
内径，mm σ
设计温度下材料的许用应力,MPa（150℃以下Q235钢取113)φ
焊接接头系数(一般取0.8)K
封头形状系数（标准椭圆形封头K=1）条件：
P
0.60MPa D
800.00mm σ
113.00MPa ρ
7930.00kg/m3φ
0.80K
1.00计算结果：
圆桶壁厚S
2.66mm 封头壁厚S' 2.6592798mm
设计圆桶壁厚：20
mm 设计封头壁厚：20
mm 桶体高度：
1800mm 圆桶的内表面积：
4.5216m2圆桶的体积：
0.90432m3圆桶的质量：
717.126kg 封头的内表面积：
0.785m2封头的质量：
124.501kg 容器共有2
个椭圆形封头容器的内表面积：
6.0916m2容器的总重：966.128kg
常规压力容器，CS每吨制造价：10000SUS304每吨制造价：60000内衬天然橡胶3mm，单价每平米：160内衬天然橡胶5mm，单价每平米：250EPOXY 防腐，单价每平米：85FRP 防腐，单价每平米：150容器的制造价：9661.2776衬胶费用：1522.9总价：11184.178
X 1.2=13421.013P PD s -=σφ2P
KPD
s 5.02'-=σφ。