夹套容器计算压力取值
夹套容器内筒设计参数的选取
工况内筒工
作压力
夹套工
作压力
被夹套包围的内筒部分的设计参数选取
1 常压正压
按常压容器考虑壁厚；以夹套设计压力作为外压计算压力；以夹套水压试验压力作为外压校核的计算压力，计算结果应分别合格。
但通常是外压校核难以通过，此时，如因内筒是敞开结构等原因，不能采取内筒保压者，可采取设加强圈结构或增加内筒壁厚等措施，一般采用前者
2 正压正压
如不能保证在任何情况下两侧同时受压，以内筒设计压力作为计算压力，并确定壁厚；按夹套设计压力作为外压计算的计算压力；以夹套水压试验压力作为外压校核的计算压力，计算结果应分别合格。
但通常是外压校核难以通过，此时，可采取设加强圈结构或要求夹套试压时，内筒保压等措施。
如能保证任何情况下两侧同时受压，则以设计压差作为计算压力进行计算，并确定壁厚，当内筒压力比夹套压力大时，按内压计算；当内筒压力比夹套压力小时按外压计算；以夹套水压试验压力作为外压校核的计算压力。
计算结果应分别合格。
但通常是外压校核难以通过，此时，可采取设加强圈结构或要求夹套试压时内筒保压等措施
3 真空正压
以设计压差作为外压计算的计算压力，并确定壁厚；按夹套水压试验压力作为外压校核的计算压力，如不能通过，可采取设加强圈结构或夹套试压时内筒保压等措施
4 常压真空
按常压容器考虑壁厚；按设计压差作为外压计算的计算压力；按夹套水压试验压力作为外压校核的计算压力，如不能通过，可采取设加强圈结构或夹套试压时内筒保压等措施。
《化工设备机械基础》第四章习题解答
第四章 内压薄壁圆筒与封头的强度设计二、 填空题A 组：1. 有一容器,其最高气体工作压力为1。
6Mpa ，无液体静压作用，工作温度≤150℃且装有安全阀,试确定该容器的设计压力p=(1.76 )Mpa ；计算压力p c =（ 1。
76 ）Mpa;水压试验压力p T =（2。
2 )MPa 。
2. 有一带夹套的反应釜,釜内为真空,夹套内的工作压力为0。
5MPa ，工作温度<200℃，试确定:(1)釜体的计算压力（外压）p c =（ -0。
6 ）MPa ；釜体水压试验压力p T =（ 0.75 )MPa.（2)夹套的计算压力（内压)p c =( 0。
5 ）MPa ；夹套的水压试验压力p T =（ 0.625 )MPa 。
3. 有一立式容器，下部装有10m 深,密度为ρ=1200kg/m3的液体介质,上部气体压力最高达0.5MPa ，工作温度≤100℃,试确定该容器的设计压力p=( 0。
5 )MPa ；计算压力p c =（ 0.617 ）MPa;水压试验压力p T =（0.625 )MPa.4. 标准碟形封头之球面部分内径R i =( 0.9 ）D i ;过渡圆弧部分之半径r=( 0。
17 ）D i .5. 承受均匀压力的圆平板,若周边固定,则最大应力是(径向 ）弯曲应力，且最大应力在圆平板的（边缘 ）处；若周边简支,最大应力是（ 径向 ）和( 切向 )弯曲应力，且最大应力在圆平板的( 中心 )处。
6. 凹面受压的椭圆形封头，其有效厚度Se 不论理论计算值怎样小,当K ≤1时，其值应小于封头内直径的( 0。
15 )％；K 〉1时,Se 应不小于封头内直径的( 0.3 ）%。
7. 对于碳钢和低合金钢制的容器,考虑其刚性需要,其最小壁厚S min =( 3 ）mm;对于高合金钢制容器,其最小壁厚S min =( 2 ）mm.8. 对碳钢，16MnR,15MnNbR 和正火的15MnVR 钢板制容器，液压试验时,液体温度不得低于（ 5 ) ℃,其他低合金钢制容器（不包括低温容器）,液压试验时,液体温度不得低于( 15 ) ℃.三、 判断是非题（是者画√；非者画×）1. 厚度为60mm 和6mm 的16MnR 热轧钢板，其屈服点是不同的,且60mm 厚钢板的σs 大于6mm 厚钢板的σs 。
压力容器设计外压圆筒的设计计算
本节重点
外压容器设计参数的规定； 设置加强圈的目的及结构要求 。
本 节 完
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由该式建立B与A的关系图
第三节 外压圆筒的设计计算
工程设计方法
外压圆筒 （Do／te）
薄壁圆筒（Do／te≥20）
失稳
Do／te＝20
厚壁圆筒（Do／te＜20）
失稳
强度失效
第三节 外压圆筒的设计计算
第三节 外压圆筒的设计计算
Do/te≥20薄壁筒体，稳定性校核：
c. 由材料选——厚度计算图（图4-12～图4-15）
（b）
A在材料线左方时， ，按(b)式计算许用外压[p]：
系 数 A
设计温度
根据
(a)
第三节 外压圆筒的设计计算
第三节 外压圆筒的设计计算
图算法求解过程
第三节 外压圆筒的设计计算
pc＞[p]——假设tn不合理 ——重设tn，直到满足
pc≤[p]且较接近—— 假设的名义厚度tn合理
容器外部：焊接的总长不小于 筒体外圆周长的1/2
3、加强圈的结构设计
工字钢
其它型钢
常用 型钢
扁钢
角钢
材料：多为碳素钢。 筒体为贵重金属，在筒体外部设置碳素钢加强圈， 节省贵重金属。
第三节 外压圆筒的设计计算
第三节 外压圆筒的设计计算
第四章 外压容器设计
第三节 外压圆筒的设计计算
第三节 外压圆筒的设计计算
特点：反复试算，比较繁琐。
图算法
解析法
外压圆筒设计
第三节 外压圆筒的设计计算
图算法原理：（标准规范采用）
03
为避开材料的弹性模量E（塑性状态为变量），采用应变表征失稳时的特征：
化工设备A2级压力容器设计技术规定
容器位于泵出口侧，且无安全泄放装置时
取下面三者中最大值
泵的正常入口压力加1.2倍泵的正常工作扬程；
泵的最大入口压力加泵的正常工作扬程；
泵的正常入口压力加关闭扬程（泵出口全关闭时的扬程）；
容器位于压缩机进口侧，且无安全泄放装置时
取无安全泄放装置时的设计压力，且以0.1Mpa外压进行校核
3.2.1.1 容器器壁与介质直接接触且有外保温（或保冷）时，设计温度应按下表选取。当介质最高（低）工作温度明确时，按表中的Ⅰ确定，当介质最高（低）工作温度不明确时，按表中的Ⅱ确定。
介质工作温度
T
设 计 温 度
Ⅰ
Ⅱ
T＜-20℃
介质最低工作温度
介质工作温度减0～10℃
-20℃≤T≤15℃
介质最低工作温度
对于容器壳体，在任何情况下，其名义厚度不得小于最小厚度与腐蚀裕量之和。
2.4.6有效厚度
名义厚度减去厚度附加量。
2.4.7各项厚度之间的关系
钢材厚度负偏差
腐蚀裕量
设计厚度名义厚度
计算厚度
有效厚度
圆整值
2.5应力（stress）
2.5.1一次应力
根据压力和其他机械载荷和内力、内力矩的平衡所产生的法向应力或切向应力称为一次应力。他的基本特征是具有非自限性，即当这种应力达到材料的屈服极限以后，即使载荷不再增加，仍将产生不可抑制的塑性流动，直至破坏。
夹套（内压）
设计内压力按内压容器规定选取
夹套内为真空的带夹套内压容器
容器（内压）
设计内压力按内压容器规定选取。计算内压力应为设计内压力加0.1Mpa，且必须校核在夹套试验压力（外压）下的稳定性。
搅拌反应釜的釜体设计及夹套设计讲解
搅拌反应釜的釜体设计及夹套设计2.1概述夹套式反应釜的釜体是由封头、筒体和夹套三部分组成。
封头有椭圆形封头和锥形封头等形式。
上、下封头与筒体常为焊接。
2.2釜体材料的选择根据工艺参数及操作条件（见附录2）确定封头、筒体及夹套的材料。
此设计的釜体材料选用0Cr18Ni9与夹套材料选用Q235-B,热轧钢板，其性能与用途见表2-1 0由工艺参数及操作条件和表2-1可知，0Cr18Ni9和Q235-B材料能够满足任务书中的设计温度、设计压力。
在操作条件下，Q235- B能使设备安全运转，并且不会因腐蚀而对介质产生污染，而且相对与其他钢号价格便宜，所以本设计釜体材料选用0Cr18Ni9与夹套材料采用Q235-B热轧钢板。
2.3封头的选择搅拌反应釜顶盖在受压状态下操作常选用椭圆形封头，本设计采用椭圆形标准封头，直边高度h=45mm，其内径取与筒体内径相同的尺寸。
椭圆形封头是由半个椭圆球体和一个圆柱体组成，由于椭圆部分径线曲率平滑连续，圭寸头中的应力分布不均匀。
对于ab =2得标准形圭寸头，圭寸头与直边的连接处的不连续应力较小，可不予考虑。
椭圆形封头的结构特性比较好。
2.4釜体几何尺寸的确定釜体的几何尺寸是指筒体的内径 D i 和高度H 。
釜体的几何尺寸首先要满足 化工工艺的要求。
对于带搅拌器的反应釜来说，容积 V 为主要决定参数。
241确定筒体的内径由于搅拌功率与搅拌器直径的五次方成正比，而搅拌器直径往往需随釜体直 径的增加而增大。
因此，在同样的容积下筒体的直径太大是不适宜的。
对于发酵 类物料的反应釜，为使通入的空气能与发酵液充分接触，需要有一定的液位高度， 筒体的高度不宜太矮。
因此，要选择适宜的长泾比（HD.）。
根据釜体长径比对搅拌功率、传热的影响以及物料特性对筒体长径比的要=1.638 m将D i 值圆整到标准直径，取筒体内径 D i =1600mm 02.4.2确定筒体的高度由《搅拌设备设计》可知:(2-2)式中：必——下封头所包含的容积，在《材料与零部件》中查得,46 4H 二一 (64 -0.617)兀江1.6 .0.8 =3.689 m把H 1的值圆整到H =3700m m ，则:求，又由实践经验，针对一般反应釜，液一液相物料, HD i取值在1.7-2.3 之间，并且考虑还要在封头上端布置机座和传动装置，因此，取HD =2・3。
压力容器设计 外压薄壁圆筒的稳定性计算
轴向压缩圆筒失稳的形状
（a）非对整称理课形件式；（b）对称形式
本节重点
❖ （1）失稳、临界压力、临界长度概念； ❖ （2）典型受载条件下圆筒临界压力（或应
力）计算公式 。
整理课件
整理课件
整理课件
整理课件
减压整操理课作件 设备
带夹套搅拌釜
整理课件
容器韧整性理课断件 裂外观
压力 容器 生产 工艺 流程 框图
整理课件
第四章 外压容器设计
整理课件
第一节 概述
一、外压容器的稳定性
第一节 概述
真空操作容器、减压精馏塔的外壳 外压容器
用于加热或冷却的夹套容器的内层壳体
整理课件
外压容器的失效形式
第一节 概述
强度不足而发生压缩屈服失效
承受外压 壳体失效
形式
当外压达到一定的数值时，壳体的径 向挠度随压缩应力的增加急剧增大， 直至容器压扁，这种现象称为外压容 器的失稳或屈曲。（讨论重点）
适用条件整：理课件 cr
<
tp（
t y
）
第二节 外压薄壁圆筒的稳定性计算
Lcr 1.17Do
Do t
整理课件
第二节 外压薄壁圆筒的稳定性计算
带加强圈的圆筒
2.59Et2
pcr LDo
Do t
带加强圈整理的课件外压圆筒
受均布轴向压缩载荷 圆筒的临界应力
第二节 外压薄壁圆筒的稳定性计算
（a）
（b）
cr
pcrDo 2t
1.1EDto
3
适用条件：整c理r 课<件
tp（
t y
）
第二节 外压薄壁圆筒的稳定性计算
注意
浅谈夹套容器结构设计
浅谈夹套容器结构设计
罗淑琦1，罗永和2
（. 中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林石化工程设计有限公司； .中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林机械制造分公司）
摘 要：合理设计容器夹套结构，能够提高设备的工作效率，降低设备的制造难度，缩短设备的制造工期。
《 关键词：夹套容器；设计；结构
1.1 整体夹套强度设计 整体夹套强度设计可按 GB 0—0《压力容
器》第 部分 []：设计中的外压圆筒部分进行计算。 1.2 整体夹套封口结构设计
整体夹套封口结构一般可设计为如图 所示结 构。图 a 封口结构为夹套筒体直接翻边而成，结构 简单且容易成形，但受夹套筒体厚度影响，一般在
型钢夹套有半管夹套、角钢夹套和 L 形夹套，见图 。 型钢夹套一般沿筒体圆周方向螺旋布置，也可按筒体
[ ] HG/T 0—, 机械搅拌设备 [S]. [ ] HG/ T 0—0, 钢制化工容器强度计算规定 [S].
轴线方向直线布置。
39
部设置一个或两个排气孔，排气孔可简单设置为螺塞 在辊床上按夹套形状一次成形，制造工艺相对简单。
结构。当传热介质为气体时，可不设排气孔。在夹套 该形夹套可根据工艺条件设计厚度，可以承受较大的
最低点设排净孔，规格根据夹套排放液体量确定。
内压和外力。L 形夹套传热效率高，使用范围广。
2 容器型钢夹套设计
在夹套容器使用越来越广的条件下，合理地设计 夹套结构，满足容器使用的工艺要求和现场施工要求，
接管封口结构见图 。图 a 为夹套翻边结构， 在夹套厚度≤ mm 的情况下优先选用，翻边圆直 径 d 可按 HG/T 0—《机械搅拌设备》选择。 当夹套厚度＞ mm 时，可选择图 b 圆筒封口结构， 圆筒厚度按 HG/T 0—《机械搅拌设备》计算， 圆筒内径应满足套管内侧及接管的焊接要求，一般 d 略大于接管法兰外径。
锅炉与压力容器,课程设计夹套设计
夹套罐设计目录1设计说明.................................................................................................................................... ３2设计参数的选取........................................................................................................................ ４2.1 设计压力......................................................................................................................... ４2.2 设计温度......................................................................................................................... ４2.3 材料的选择及许用应力确定......................................................................................... ４2.4 焊缝系数......................................................................................................................... ４2.5 附加厚度......................................................................................................................... ４3几何参数的确定........................................................................................................................ ６3.1 描述设备的总体结构..................................................................................................... ６3.2 确定各封头参数............................................................................................................. ６3.3 筒体高度(含设备容积的计算) ................................................................................... ７3.4 夹套高度（含传热面积的计算）............................................................................... ７3.5 搅拌口法兰尺寸的确定（确定法兰标准及型号）..................................................... ８3.6 窥镜规格的确定（确定窥镜标准及型号）................................................................. ９3.7 其他法兰接口尺寸的确定......................................................................................... １０4 罐体强度设计....................................................................................................................... １１4.1 罐体筒体内压强度设计............................................................................................. １１4.2 罐体封头内压强度设计............................................................................................. １２5 夹套强度设计....................................................................................................................... １４5.1 夹套筒体内压强度设计............................................................................................. １４5.2 夹套封头内压强度设计............................................................................................. １４6 罐体与夹套连接处的剪切强度设计................................................................................... １５6.1 罐体质量计算............................................................................................................. １５6.2 罐体内介质质量计算................................................................................................. １５6.3 罐体上法兰及其他附属件质量计算......................................................................... １５6.4 总负荷计算................................................................................................................. １６6.5 焊缝连接处环形面积计算......................................................................................... １６6.6 焊缝连接处剪切应力校核......................................................................................... １７7 开孔补强计算....................................................................................................................... １８7.1 搅拌器连接口补强计算............................................................................................. １８7.2 蒸汽入口补强计算..................................................................................................... １９8水压实验压力确定................................................................................................................ ２１8.1 罐体水压实验校核..................................................................................................... ２１8.2 夹套水压实验校核..................................................................................................... ２２9 支座的选取........................................................................................................................... ２５9.1 容器总质量的计算..................................................................................................... ２５9.2 支座选取..................................................................................................................... ２５参考文献................................................................................................................................... ２７1设计说明本次设计的压力容器为夹套罐，是由内外两个容器套在一起构成，内置容器是由竖直圆筒和上下两个椭球封头组成的罐体；在罐体的外面有一个比罐体稍大的夹套容器，夹套下部是一个椭球封头，上部在适当高度采用圆弧过渡结构与罐体连接。
压力容器标准【精选文档】
压力容器设计一般规定1 主题内容与适用范围本标准规定了压力容器（简称容器）设计的分类、材质使用温度范围、探伤合格标准及压力试验等.本标准适用于钢制压力容器。
铝制压力容器可参照执行。
2 引用标准《压力容器安全技术监察规程》GB 150—1998 钢制压力容器GB 151-89 钢制管壳式换热器GB 700-89 碳素结构钢GB 3190-82GB 3193GB 3274—88 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带GB 4237—92不锈钢热轧钢板GB 6654—1996压力容器用钢板JB 1580-75铝制焊接容器技术条件JB 4710—92钢制塔式容器JB 4730-94压力容器无损检测JB/T 25493压力容器划定、及使用范围3．13。
2 GB150与《容规》适用范围按表2的规定。
3.3低温容器设计按表3的规定.4一般规定4.1 容器与介质的分类4.1.1 根据压力P、压力乘积P.V、介质物性，用途以及设计、制造特点、综合分类按表4的规定。
4。
1.2 按压力容器在生产工艺过程中的作用原理分类符合表5的规定注: 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，应按工艺过程的主要作用划分品种。
4.1.3 介质分类及介质危害程度按表6的规定.4.2 压力4。
2.1 容器压力定义按表7的规定。
4。
2。
2 超压泄放装置压力定义见表84。
2。
3 设计压力Ｐ的规定取法按表9。
4.3温度4.3.1设计温度指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。
4.3.2金属温度标记在名牌上的设计温度应是壳体设计温度的最高值或最底值。
系指容器(或换热器）各受压元件沿截面厚度的平均温度（再任何情况下，元件金属表面温度不得超过钢材的允许温度）.4。
3.3试验温度系指压力试验时容器（或换热器）壳体的金属温度。
4.4厚度各种厚度定义及相互之间关系按图21—厚度附加量（C1+C2)2—最小厚度3—计算厚度4—设计厚度（3+C2）5—名义厚度(图样厚度）6—有效厚度（毛胚后度5—C）注:CI—钢板、钢管厚度负偏差C2-腐蚀裕量C-厚度附加量4.5材料4。
压力容器设计常用标准介绍201805
硫含量应当符合以下要求:
(1)标准抗拉强度下限值小于或者等于540MPa的钢材，P≤0.030%, S≤0.020%； (2)标准抗拉强度下限值大于540MPa的钢材，P≤0.025%,S≤0.015%; (3)用于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值小于或者等于 540MPa的钢材，P≤0.025%、S≤0.012%; (4)用于设计温度低于-20℃并且标准抗拉强度下限值大于540MPa的钢材， P≤0.025%、S≤0.010%;
二、特种设备安全技术规范
2. 力学性能：足够高的强度、良好的韧性和塑性、足够的断裂韧性。
碳素钢和低合金钢(钢板、钢管和钢锻件)冲击吸收能量
钢材标准抗拉强度下限值 3个标准试样冲击吸收能量平均值 Rm(MPa) KV2J) ≤450 ≥450～510 ≥510～570 ≥570～630 ≥20 ≥24 ≥31 ≥34
5.特殊情况分类
(1)坐标点位于图1或者图2的分类线上时,按较高的类别划分 其类别。
(2)简单压力容器统一划分为第Ⅰ类压力容器。
二、特种设备安全技术规范
6.多腔压力容器 (换热器的管程和壳程、余热锅炉的汽包
和换热室、带夹套压力容器的内筒和夹套等) 类别划分:
对各自压力腔进行类别划定,设计压力取本压力腔的 设计压力,容积取本压力腔的几何容积; 按照类别高的压力腔作为该容器的类别并按该类别 进行使用管理; 按照每个压力腔各自的类别分别提出设计、制造技 术要求。
局部(≥20%) 两种。碳钢和低合金钢制低温压力容器局部无损检测的比 例≥ 50% 。
二、特种设备安全技术规范
6、压力容器的耐压试验分为液压试验、气压试验以及气液组合压力试验 三种。 耐压试验的最低试验压力PT： 耐压试验的压力系数 ：
超标半圆管夹套容器计算方法
在 HG/T２０５８２中,壳 体 以 及 半 圆 管 都 需 按 照常规公式计算 环 向 薄 膜 应 力 并 满 足 要 求,对 于 壳 体 计 算 ,还 需 再 增 加 一 项 ,即 考 虑 壳 壁 由 其 内 部 压 力 或 其 他 轴 向 载 荷 所 引 起 的 轴 向 (或 经 向 )应 力 与 半 圆 管 夹 套 内 压 产 生 的 轴 向 (或 经 向 )弯 曲 应 力 相叠加的控制项,以 查 取 系 数 K 的 方 式,得 出 半 圆管夹套内压力对壳体的影响.在半圆管夹套外 径为ϕ６０、ϕ８９、ϕ１１４ mm,壳 体 直 径 ϕ７６２ (NPS ３０)~ϕ４３１８ mm(NPS１７０)时,系数 K 可 直 接 查 图 得 出 ,而 对 于 半 圆 管 夹 套 外 径 超 标 的 情 况 ,通 常 只能采 用 有 限 元 方 法 进 行 计 算.下 面 对 采 用
ANSYS软件分析筒体 上 包 围 半 圆 管 容 器 的 一 般 步骤进行简要介绍. １．１ 建 立 模 型
忽略 半 圆 管 螺 旋 上 升(下 降)的 影 响,将 容 器 视 为 轴 对 称 结 构 ,采 用 轴 对 称 选 项 的 平 面 单 元 ,材 料 为 线 弹 性 ,按 照 结 构 参 数 建 立 模 型 并 划 分 网 格 . 根据容器筒体的 直 径 大 小,模 型 可 以 采 用 有 限 数 量 的 半 圆 管 ,如 图 １ 所 示 的 模 型 ,其 中 包 含 了 ２ 个 半圆管. １．２ 施 加 边 界 条 件