压力容器计算说明书
压力容器设计常用标准介绍201805
压力容器设计 常用标准简介
技术中心 郝世荣
压力容器设计常用标准培训
目录
一、特种设备安全法规 二、特种设备安全技术规范 三、压力容器（GB/T150-2011） 四、压力容器部件标准
一、特种设备安全法规
一、特种设备安全法规
1.第一层次：法律《特种设备安全法》 2.第二层次：
4、压力容器管法兰、垫片、紧固件的设计应参照HG/T 20592-20635-2009((钢制管法兰、
垫片、紧固件》系列标准的规定选用;
5 、压力容器的无损检测方法
包括射线、超声、磁粉、渗透和涡流检测等，应当采用NB/T 47013规定的方法; 基本比例要求: 压力容器对接接头的无损检测比例分为全部(100%)和局部(≥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% 。
三、压力容器（GB/T150-2011）
1.GB/T 150适用范围
适用的温度范围：
1）设计温度范围：-269℃∽900℃。 2）钢材不得超过按GB/T150.2所列材料的允许使用温度范围。 3）其他金属材料制容器按相应规范所列材料的的允许使用温度范围。
第1条款说明了本标准涵盖的所有容器设计温度范围为-269℃∽900℃ ，其下限值269℃对应于铝 的极限使用（设计）温度，上限值900℃对应于镍合金的极限使用（设计）温度。
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
固定式压力容器(设计)
➢ 99版容规中设计说明书的提法不明确，改为强度计算书或者 应力分析报告；
➢ 关于强度计算书或者应力分析报告的内容，属过细要求（也 规定不全），不再具体规定；
➢ 应当在合同中注明的内容不属于法规的强制性规定，不在此 条列出。
➢ 安装、使用说明书修订为设计单位认为必要时提供，责任由 设计单位承担；
➢ 99版容规规定，“对移动式压力容器、高压压力容器、第三
荷）、介质（组分）、腐蚀裕量、焊接接头系数、自然条件等，对储存液 化气体的储罐应当注明装量系数，对有应力腐蚀倾向的储存容器应当注明 腐蚀介质的限定含量； (4)主要受压元件材料牌号与标准； (5)主要特性参数（如压力容器容积、换热器换热面积与程数等）； (6)压力容器设计使用年限（疲劳容器标明循环次数）； (7)特殊制造要求； (8)热处理要求； (9)无损检测要求； (10)耐压试验和泄漏试验要求； (11)预防腐蚀的要求； (12)安全附件的规格和订购特殊要求（工艺系统已考虑的除外）； (13)压力容器铭牌的位置； (14)包装、运输、现场组焊和安装要求。
主要变化：（99版容规第28、29条） ➢ 设计资格印章改为许可印章； ➢ 取消蓝图规定； ➢ 取消“经压力容器设计单位批准机构指定的图样”的试设计
方式。
2020/7/19
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《容规》宣贯——第3章 设 计
3.3 设计条件 压力容器的设计委托方应当以正式书面形式向设计单位提出压
力容器设计条件。设计条件至少包含以下内容： (1)操作参数（包括工作压力、工作温度范围、液位高度、接管
(2)装设安全阀、爆破片装置的压力容器，设计文件还应当包括 压力容器安全泄放量、安全阀排量和爆破片泄放面积的计算 书；无法计算时，设计单位应当会同设计委托单位或者使用 单位，协商选用超压泄放装置。
压力容器压力管道设计许可规则
压力容器压力管道设计许可规则压力容器和压力管道是工业生产中常见的设备，它们承载着各种介质的压力，因此设计和制造必须符合一定的规范和标准。
为了确保压力容器和压力管道的安全运行，各国都制定了相应的设计许可规则，以规范和监管相关的设计和制造活动。
本文将对压力容器压力管道设计许可规则进行介绍和解析。
一、设计许可规则的背景和意义压力容器和压力管道是工业生产中不可或缺的设备，它们承载着各种介质的压力，包括气体、液体、蒸汽等。
一旦发生泄漏或爆炸，将对人员和设备造成严重的伤害和损失。
因此，设计和制造压力容器和压力管道必须符合一定的规范和标准，以确保其安全运行。
设计许可规则的出台，旨在规范和监管压力容器和压力管道的设计和制造活动，保障设备的安全性和可靠性。
通过设计许可规则，可以规范设计和制造单位的行为，提高产品质量，减少事故发生的可能性，保障人员和设备的安全。
二、设计许可规则的内容和要求设计许可规则通常包括以下内容和要求：1. 设计资质要求：规定设计单位必须具备相应的设计资质，包括设计人员的资质要求和设计单位的资质认定。
2. 设计标准和规范：规定压力容器和压力管道的设计必须符合国家或行业标准，包括设计参数、材料选用、结构设计等方面的要求。
3. 设计文件和报告：规定设计单位必须编制相应的设计文件和报告，包括设计计算书、设计说明书、设计图纸等，以便监管部门进行审查和验收。
4. 设计审查和验收：规定设计文件和报告必须经过监管部门的审查和验收，确保设计方案符合规定要求，达到安全可靠的标准。
5. 设计变更和追溯：规定设计单位必须按照规定程序进行设计变更和追溯，确保设计方案的合理性和可靠性。
6. 设计责任和义务：规定设计单位必须承担相应的设计责任和义务，包括产品质量和安全性的保证，以及事故发生时的赔偿责任等。
三、设计许可规则的执行和监管设计许可规则的执行和监管非常重要，关系到压力容器和压力管道的安全运行。
通常由国家相关部门负责设计许可规则的制定和监管，包括工业和信息化部、质检总局等部门。
GB150及压力容器设计基础共70页
压力容器失效准则及设计理论基础
压力容器的失效形式
❖ 强度失效
爆破，过度变形
❖ 稳定性失效
失稳
❖ 刚性失效
泄漏（法兰），变形
❖ 疲劳失效
疲劳裂纹、开裂
❖ 腐蚀失效
均匀腐蚀（以腐蚀裕量解决） 晶间腐蚀（超低碳不锈钢） 应力腐蚀（H2S、NH3等介质，拉应力和腐蚀介质共同作用）
压力容器的概念
正确使用法规、标准、规范
❖ 法规与标准、规范的关系 ❖ 正确使用标准规范（摘自ASME前言）
压力容器的建造包括选材、设计、制造、检验、试验等一系列工作内容 标准规范包括了对压力容器建造工作的如下三方面的基本内容：强制性要
求，特殊禁用规定，非强制性指南 标准规范不可能涉及容器建造的所有方面、细节，对于那些没有提及的内
容不应该认为是被禁用的 标准规范不是手册，它不能替代培训、经验和工程评价 工程评价是由知识渊博、熟悉标准应用的设计师作出的技术评价，必须同
标准规范的原则相一致，绝不能以工程评价或经验为借口来否定标准规范 的强制性要求或特殊禁用规定 设计和分析所用工具和方法是随着技术进步而变化的，希望工程师们在应 用这些工具时作出可靠的判断 标准所制定的规则，不能理解为任何一种专有或特定的设计准则，不能限 制设计人员自行选择符合规范规则的设计方法或结构形式。
压力容器失效准则及设计理论基础
强度理论
❖ 最大主应力理论——第一强度理论
1 3
当最大拉应力达到某一极限值时材料失效，理论上适用于脆性材料
❖ 最大拉应变理论——第二强度理论
当最大拉伸应变达到某一极限值时材料失效，不适用于金属材料
❖ 最大剪应力理论——第三强度理论
处于复杂应力状态下的材料，当其承受的最大剪应力达到某一极限状
压力容器设计统一规定
压力容器设计统一规定编制：校对：审核：批准：兰州石油机械研究所二○○四年五月一日前言我所自1984年取得压力容器设计资格许可证后，目前进行第3次换证，为统一我所压力容器设计中对引用标准，缩写符号、图面要求、图号表示、标题栏、明细栏、图样目录、技术数据表、管口表、总图技术要求、文件会签、粗糙度和法定计量单位等的要求及表达方式，以规范压力容器设计，特制定本规定。
本规定自2004年5月1日发布，6月1日全所执行。
目录前言 ................................................................................................................................................................ - 1 -目录 ................................................................................................................................................................ - 2 -1范围.......................................................................................................................................................... - 5 -2规范性引用文件...................................................................................................................................... - 5 -3缩写.......................................................................................................................................................... - 6 -3.1与热处理有关的缩写.............................................................................................................................. - 6 -3.2与检验检测有关的缩写.......................................................................................................................... - 6 -3.3硬度的缩写.............................................................................................................................................. - 6 -3.4无损检测缩写.......................................................................................................................................... - 6 -4设计文件.................................................................................................................................................. - 7 -4.1压力容器设计文件分类.......................................................................................................................... - 7 -4.2设计文件说明.......................................................................................................................................... - 7 -5图面的规定.............................................................................................................................................. - 8 -5.1图幅.......................................................................................................................................................... - 8 -5.2图面布置.................................................................................................................................................. - 9 -5.3图样比例................................................................................................................................................ - 10 -5.4文字和符号............................................................................................................................................ - 11 -5.5尺寸标注................................................................................................................................................ - 12 -5.6压力容器自由尺寸偏差。
完整压力容器资料
完整压力容器
位号：产品编号：
1、产品质量证明书（出厂）
2、产品合格证书（出厂）
3、竣工图（出厂）
4、强度计算书（部分有）（出厂）
5、使用说明书（部分有）（出厂）
6、基础质量验收报告（安装）
7、基础方位几何尺寸（安装）
8、安装记录：①、地脚螺栓；②、垫铁；③、中心线位置；④、标高；⑤、卧式容器水平度；⑥立式容器垂直度；⑦、脱脂；⑧、清洗；⑨、防腐；⑩、保温层或隔离层（安装）
9、容器检验记录（包括安全附件检查记录）（安装）
10、压力容器强度、严密性试验记录（安装）
11、安全附件专业部门检验记录报告安全阀（特检所）、压力表、温度计等监测仪表（计量所）（安装）
12、压力容器安装质量证明书（安装）
13、安装监检报告（安装）
14、注册登记使用手续（日常管理）
15、注册登记证（日常管理）
16、年度、全面检验记录（日常管理）
17、检修记录（日常管理）。
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 ：
液氨储罐的设计说明书
课程设计题目液氨储罐的设计院 (系) 化学与化工学院专业过程装备与控制工程学号0806250118姓名杨律化指导老师范晓勇目录附：课程设计任务书一序言（一）设计任务（二）设计思想（三）设计特点二材料及构件的选择（一）材料的选择（二）构件的选择三设计计算内容（一）封头的设计（二）计算压力P的确定c（三）名义厚度的初步确定（四）容器的压力实验（五）人孔的设置（六）容器载荷的计算（七）支座的设计确定（八）各物料进出管位置的确定及其标准的选择（九）液位计的设计（十）焊接接头设计四设计小结五储罐总装配示意图六参考资料附：课程设计任务书一序言：（一）设计任务：设计液氨储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图和零件图，并编写设计说明书。
（二）设计思想：综合运用所学的化工容器设计的基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。
在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。
（三）设计特点：容器的设计一般由筒体，封头，法兰，支座，接口管及人孔等组成。
常低压化工设备通用零件大都有标准，设计时可直接选用。
本设计书主要介绍了液氨储罐的筒体，封头的设计计算，低压通用零件的选用。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理的进行设计。
二材料及构件的选择：（一）材料的选择：氨作为一种重要的化工原料，应用广泛，为运输及储存便利，通常，将气态的氨气通过加压或冷却，得到液态氨。
液氨，又称为无水氨，是一种无色液体，有强烈的刺激性气味，液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，且容易挥发，采用钢瓶和槽车装运。
纯液氨腐蚀性小，储罐可选用一般钢材，但由于压力较大，可以考虑20R，16MnR这两种钢材。
如果纯粹从技术角度看，可用20R类的低碳钢板，16MnR钢板的价格虽比20R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR钢板较为经济，所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头的材料。
夹套反应釜设计说明书
66 《化工容器设计》课程设计年级：2008级专业：化学工程与工艺姓名：张洪姣学号：2008115023指导教师：郝惠娣老师全容积：1.03m西北大学化工学院二零一零年七月三日目录一设计内容概述1. 1 设计要求1. 2 设计参数1. 3 设计条件二强度设计计算2. 1 厚度计算2. 2 最小壁厚2. 3 应力校核三标准零部件的选取3.1 支座3.2 手孔3.3 视镜3.4 法兰3.5 接管一、夹套反应釜设计任务书（一）设计内容：设计一台夹套传热式配料罐（二）设计参数和技术性能指标（三）设计要求：1.进行罐体和夹套设计计算；2.选择支座形式并计算；3.手孔校核计算；4.选择接管，管法兰，设备法兰；（四）设计要求，压力容器的基本要求是安全性和经济性的统一。
安全是前提，经济是目标，在充分保证安全的前提下，尽可能做到经济。
经济性包括材料的节约，经济的制造过程，经济的安装维修。
设计檔，压力容器的设计檔，包括设计图样，技术条件，强度计算书，必要时还要包括设计或安装、使用说明书。
若按分析设计标准设计，还应提供应力分析报告。
强度计算书的内容至少应包括：设计条件，所用规范和标准、材料、腐蚀裕度、计算厚度、名义厚度、计算应力等。
设计图样包括总图和零部件图。
设计条件，应根据设计任务提供的原始数据和工艺要求进行设计，即首先满足工艺设计条件。
设计条件常用设计条件图表示，主要包括简图，设计要求，接管表等内容。
简图示意性地画出了容器的主体，主要内件的形状，部分结构尺寸，接管位置，支座形式及其它需要表达的内容。
设计参数及要求容器内夹套内工作压力，MPa设计压力，MPa 0.2 0.5 工作温度，℃设计温度，℃<100 <150介质染料及有机溶剂冷却水或蒸汽全容积, 3m 1.0 操作容积,3m0.8 传热面积,2m>3腐蚀情况微弱推荐材料Q235--A接管表符号公称尺寸DN连接面形式用途a 25 突面蒸汽入口b 25 突面加料口c 80 凸凹面视镜d 65 突面温度计管口e 25 突面压缩空气入口f 40 突面放料口g 25 突面冷凝水出口h 100 突面手孔二、设计计算 （夹套反应釜设计计算）(一)几何尺寸 1-1全容积 V=1.2m 33m 1-2 操作容积V 1=1.0 m 33m 1-3 传热面积 F=3m 22m 1-4 釜体形式：圆筒形 1-5 封头形式：椭圆形 1-6 半径比 i= H 1/ D 1=1.11-7 初算筒体内径 1D ≅ 34/V i π 带入计算得：1D ≅1.116m 1-8 圆整筒体内径 1D =1200mm1-9 一米高的容积1m V 按附表4-1选取 1m V =1.131 m 3 1-10 釜体封头容积1V 封 按附表4-1选取 1V 封=0.255 3m 1-11 釜体高度1H =(V-1V 封)/ 1m V =0.836 m 1-12圆整釜体高度1H =1000mm1-13 实际容积V=1m V *1H +1V 封=1.131*1.1+0.2553m =1.393m 1-14 夹套筒体内径2D 按表4-3选取得：2D =1D +100=1300mm 1-15 装料系数η=V 操/V=0.8 1-16操作容积V 操=1.03m1-17 夹套筒体高度2H ≥(ηV-1V 封)/1m V =0.623m 1-18 圆整夹套筒体高度2H =800mm1-19 罐体封头表面积1F 封 按附表4-2选取 F 1封=1.66522m 1-20 一米高筒体内表面积 1m F 按附表4-1选取 F 1m =3.772m1-21 实际总传热面积按式4-5校核 F=F 1m *H 2+F 1封=3.77*0.80+1.6652=5.062m >32m （二）、强度计算（按内压计算厚度） 2-1、 设备材料 Q235-A2-2、 设计压力（罐体内）P 1=0.2MPa 2-3、 设计压力（夹套内） P 2=0.3MPa 2-4、 设计温度（罐体内）t 1<100℃ 2-5、 设计温度（夹套内）t 2<150℃ 2-6、 液柱静压力P 1H = 10-6ρgh 略去不计 2-7、 计算压力 P 1C =P 1=0.2MPa 2-8、 液柱静压力 P 2H =0MPa 2-9、 计算压力P 2C = P 2=0.3 MPa2-10、 罐体及夹套焊接系数 采用双面焊，局部无损探伤 φ=0.85 2-11、 设计温度下材料许用应力[σ]t =113Mpa 2-12、 罐体筒体计算厚度 []11112C tCP D δ=σϕ-P =1.32mm 2-13、 夹套筒体计算厚度 []22222C t CP D δ=σϕ-P =2.03mm2-14、 罐体封头计算厚度1111' 1.092[]0.5c tcP D mm P δσϕ==- 2-15、 夹头封头计算厚度2222' 1.722[]0.5c t cP D mm P δσϕ==-2-16、 假设钢板厚度为3.8~4.0 2-17、 取钢板厚度负偏差 C 1=0.18mm2-18、 腐蚀裕度C 2=2.0mm2-19、 厚度附加量 C=C 1+C 2=2. 18mm2-20、 罐体筒体设计厚度 δ1c =δ1+C 2=1.32+2.0=3.32mm 2-21、 夹套筒体设计厚度 δ2C =δ2+C 2=2.03+2.0=4.03mm 2-22、 罐体封头设计厚度 δ1C ʹ=δ1ʹ+C 2=1.32+2.0=3.32mm 2-23、 夹套封头设计厚度 δ2C ʹ=δ2ʹ+C 2=2.03+2.0=4.03mm 2-24、 罐体筒体名义厚度 δ1n =4mm 2-25、 夹套筒体名义厚度 δ2n =6mm 2-26、 罐体封头名义厚度 δ1n ʹ=4mm 2-27、 夹套封头名义厚度 δ2n ʹ=6mm 三 稳定性校核（按外压校核厚度） 3-1罐体筒体名义厚度 δ1n =6mm (假设) 3-2厚度附加量 C=C 1+C 2=0.8+2.0=2.8mm 3-3罐体筒体有效厚度δ1e =δ1n -C=3.2mm3-4罐体筒体外径D 1O =1D +2δ1n =1200+2*6=1212mm 3-5筒体计算长度L=H 2+1/3h 1+h 2=800+1/3*300+25=925mm 3-6系数L/D 1O =925/1212=0.763 3-7系数D 1O /δ1e =1212/3.2=378.753-8系数 查参考文献1 图11-5 得： A=0.00024 3-9系数 查参考文献1 图 11-8 得： B=34 3-10需用外压力[P]=11/O eBD δ=0.090Mpa<0.3MPa 3-11罐体筒体名义厚度1n δδ1n =8mm(假设)3-12厚度附加量C=C 1+C 2=0.8+2.0=2.8mm 3-13罐体筒体有效厚度δ1e =δ1n -C=8-2.8=5.2mm 3-14罐体筒体外径D 1O =D 1+2δ1n =1200+2*8=1216mm 3-15筒体计算长度L=H 2+1/3h 1+h 2=925mm 3-16系数L/D 1O =925/1216=0.761 3-17系数D 1O /δ1e =1216/5.2=233.8 3-18系数A=0.0005 3-19系数 B=70 3-20许用外压力[]p =11/O eBD δ=0.30Mpa>0.3Mpa 所以稳定。
压力容器设计一般要点
第四章压力容器设计 Design of Pressure Vessels4.1概述 Introduction在绪论中，介绍了过程设备设计的基本步骤。
就是根据给定设计条件和规范标准的规定,确保安全，经济，正确选择材料，进行结构，强度或刚度设计，密封设计。
设计时应综合考虑各个环节：材料，结构，强度，（刚度），制造，使用，安装，运输，检验等。
每个环节都应重视。
4.1.1设计要求 Specification压力容器设计的基本要示：安全性，经济性。
在保证安全前提下尽可能经济（材料，制造，安装，维修等等）4.1.2设计文件 Design Files设计文件包括：设计条件，设计图样，强度计算书及安装，使用说明书（按分析设计提供应力分析报告）。
强度计算书和设计图样具体内容见P114。
4.1.3设计条件 Design Condition通常用图表表示：简图，设计要求，接管表等，通称为设计条件图。
不同类型的，除公共基本设计要求外，还应注明各自的特殊要求，换热器，换热管规格，管长，根数、排列，换热面积和程数等。
4.2设计准则 Design Criterions4.2.1压力容器失效 Pressure Vessel Failure压力容器失效：压力容器在规定的使用环境和时间内，因尺寸，形状，或材料性能发生改变而不能达到设计要求的现象。
最终形式：泄漏，过度变形，断裂（1）压力容器失效形式大致分为以下四大类：a.强度失效因材料的屈服或断裂引起的失效。
①韧性断裂容器发生了有充分塑性大变形的破裂，破裂前其应力达到或接近所用材料的强度极限。
主要原因：厚度过薄（未经计算，腐蚀）、内压过高，操作失误，反应失控。
避免：严格按规范进行设计，选材，运输，安装，使用和检修。
②脆性断裂：这是一种没有经过充分塑性大变形的容器破裂原因：材料的脆性，严重的超标缺陷或两种原因兼而有之。
断裂时可能裂成碎片飞片，也可能沿纵向裂开一条缝，见彩色封面根源：材料选用不当，焊接与热处理不当使材料脆化外，低温长期在高温下运行，应变时效也会使材料脆化。
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强度计算按GB150-1998《钢制压力容器》、《固定式压力容器安全技术监察规程》及质检特函〔2010〕86号函<关于《固定式压力容器安全技术监察规程》的实施意见>进行计算。
目录一、技术参数 (2)二、筒体强度计算 (2)三、筒体开孔及开孔补强计算 (3)四、封头强度计算 (6)资料来源编制校核标准化提出部门审核标记处数更改文件号签字日期批准文号批准序号项目符号计算依据计算公式数据单位一、技术参数符号计算依据计算公式数据单位1.最高工作压力P e给定 1.25 Mpa2.3.设计压力PcGB150.1-2011P19Pc=(1.05~1.1)Pe =1.25×1.1=1.3751.375 MPa4.最高工作温度te 任务书给定193 ℃5.设计温度t c193+(15~30) 210 ℃6.介质饱和水蒸气任务书给定7.选用材料GB150-2011P47Q345R/GB713、20/GB8163、20/NB470088.许用应力[]tσ根据GB150.2-2011 GB713 B-1碳素钢和低合金钢钢板许用应力，筒体材料Q345R，板厚＜16mm，温度193℃所得应力值184.2MPa9.许用应力[]tσ根据GB150.2-2011 GB713 B-3碳素钢和低合金钢钢板许用应力，人孔圈及接管材料20/GB8163，板厚＜16，温度193℃所得应力值184.2MPa10.许用应力[]tσ根据GB150.2-2011 GB/6479 B-6碳素钢和低合金钢钢管许用应力，接管材料20钢，板厚15mm，温度193℃所得应力值184.2 MPa二、筒体强度计算1.筒体内直径D n1400 mm2.筒体壁厚SS=δ+C+Δ=6.17+1.8+2.03=10Δ为除去负偏差的圆整量10 mm 3.筒体壁厚附加量 C C1=0.8；C2=1；C=C1+C2=1.8 1.8 mm4.焊缝系数ϕGB150-2011P13局部无损检测0.855.筒体计算厚度δ=6.176.17 mm 6.有效厚度δe δe=s-C=10-1.8=8.28.2 mm7. 筒体设计厚度δ+C=6.17+1.8=7.97 7.97mm 8. 校核δe =8.2mm>δ=6.17mm 满足要求三、筒体开孔及开孔补强计算1.开孔直径d.mm 1.1Φ89×5接管开孔直径d 189mm1.2 M20*1.5接管开孔直径Φ32×6接管开孔直径 ｄ2 32mm 1.3 人孔开孔直径 d 3400mm 2 校核3 孔的补强计算1.2 Φ100×8接管的补强计算1.3 接管内径92 mm 1.3 接管材料20/GB816320钢 1.4 接管名义厚度 nt δnt δ =δ + C8 mm 1.5接管壁厚附加量CC1=8×12.5%=1C2 = 1 C = C1 + C2 =2 2mm1.6 接管材料许用应力[]3tσ根据GB150.2-2011 GB713 B-3碳素钢和低合金钢钢板许用应力，筒体材料20/GB8163，板厚＜16，温度193℃所得应力值184.2MPa1.7 强度削弱系数 f r fr = 1.01.0 1.8开孔直径dd = Di + 2C = 92+ 2*2=9696 mm1.9筒体有效厚度e δδe=S-C=8-1.75=6.256.25mm1.10 开孔处焊缝系数 ϕ局部无损检测0.85 1.11 开孔处筒体计算厚度δ=6.176.17mm1.13筒体开孔处所需补强的面积AP155592.321.14 有效加强宽度 B P156取二者中较大者192 mm1.15接管外侧有效力加强高度h 1P156取二者中较小值27.71 mm1.16接管内侧有效力加强高度h 2P156取二者中较小值 h 2= 0 mm1.17 筒体多余面积 A 1P157 7.64 mm 2 1.18接管计算厚度t δ0.82mm 1.19 接管多余面积 A 2 P157 287.08 mm 2 1.20 焊缝金属截面积 A 3 P157 A3 = a*b 25mm 2 1.21 补强的截面积 A e P157 Ae = A1 + A2 + A3319.72mm 2 1.2 校核Ae <A 需另加补强 A4≥ A –Ae272.6mm 22 人孔开孔补强计算2.3 人孔圈材料 20/GB8163 20钢2.4人孔圈壁厚附加量CC1 = 16 12.5% =2 C2 = 1 C = C1 +C2 =33mm2.5 人孔圈材料许用应力[]3t σ根据GB150.2-2011 GB713 B-3碳素钢和低合金钢钢板许用应力，人孔圈材料20/GB8163，板厚＜16，温度193℃所得应力值184.2 MPa2.6 强度削弱系数 f r GB150-2011P155 fr = 1.0 1.0 2.7 人孔直径 d394 mm 2.8人孔圈名义厚度nt δ16mmop op 222n nt d B d δδ⎧⎫=⎨⎬++⎩⎭1nt d h δ⎧⎫⎪⎪=⎨⎬⎪⎪⎩⎭接管实际外伸高度nt d δ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭接管实际内伸高度()()()()1op =21e et e A B d fr δδδδδ-----()()122222et t et A h fr h C frδδδ=-+-2.10开孔处筒体计算壁厚δ=6.176.17 mm2.11筒体开孔处所需补强的面积AGB150-2011P1552430.98mm22.12有效加强宽度 B 取二者中较大者800 mm2.13接管外侧有效力加强高度h1取二者中较小值80 mm2.14接管内侧有效力加强高度h2取二者中较小值80 mm2.15筒体有效厚度eδδe=S-C=10-1.8=8.28.2 mm2.16筒体多余面积A1GB150-2011P157812 mm22.17 人孔圈焊缝系数ϕ局部无损检测0.852.18 人孔圈计算厚度tδ 3.49 mm2.19 人孔圈多余面积A2 GB150-2011P1573441.6 mm22.20 焊缝金属截面积A3 A3 = a*b 64 mm22.21 补强的截面积A e GB150-2011P157Ae=A1+A2+A3=812+3441.6+64=4317.6 4317.6 mm22.16校核Ae > A 开孔不需另加补强mm2四、封头强度计算封头壁厚计算上下封头工作条件相同，统一计算1.封头选用材料20钢2.许用应力[]tσGB150.2-2011GB713B-1碳素钢和低合金钢钢板许用应力，筒体材料Q345R，板厚3-16，温度193℃所得应力值184.2 MPa()op=21etA d frδδδ+-opop222n ntdBdδδ⎧⎫=⎨⎬++⎩⎭1ntdhδ⎧⎫⎪⎪=⎨⎬⎪⎪⎩⎭接管实际外伸高度ntdδ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭接管实际内伸高度()()()()1op=21e et eA B d frδδδδδ-----()()122222et t etA h fr h C frδδδ=-+-3. 筒体封头规格 GB150-2011P116 椭圆形封头EHA 4. 壁厚附加量 C C1=0.8； C2=1； C=C1+C2=1.8 1.8 mm 5. 封头内直径 Di1400 mm 6. 封头深度 hiGB/T25198-2010350 mm 7. 封头形状系数 KGB150-2011P117 由查表5-1得K = 11 8. 封头焊缝系数 ϕ局部无损检测0.85 9.封头计算厚度 δGB150.3-2011 5.3.2(5-1)=6.166.16 mm 10. 封头有效厚度 e δδe=S-C=10-1.8=8.28.2 mm 11.封头设计厚度δ+C=6.16+1.8=7.977.96mm 12. 校核δe =8.2mm>δ=6.16mm 满足要求一） 上封头开孔计算Φ50×6接管开孔补强计算1 接管材料 20/NB47008 20钢2 接管名义内径45 mm 3 接管壁厚附加量 C C=6×12.5%+1=1.75 1.75mm 4 开孔直径 d 1 48.5 mm5开孔尺寸校核6 接管材料许用应力[]3t σ根据GB150.2-2011 GB713 B-3碳素钢和低合金钢钢板许用应力，接管材料20/NB47008，板厚＜16，温度193℃所得应力值184.2 MPa7 强度削弱系数 f r fr = 1.0 1.0 8 接管名义厚度 nt δ6 mm 9接管圈有效厚度et δet δ=nt δ-C4.25mm10 开孔处封头计算壁厚 δ=6.166.16 mm11筒体开孔处所需补强的面积A298.76mm 212有效加强宽度B取二者中较大者97 mm13接管外侧有效力加强高度h 1取二者中较小值17.06 mm14接管内侧有效力加强高度h 2取二者中较小值0 mm15封头有效厚度e δδe=S-C=10-1.8=8.28.2 mm16 封头多余面积 A 198.94 mm 2 17 接管焊缝系数 ϕ局部无损检测0.85 18 接管计算厚度 t δ0.4mm 19 接管多余面积 A 2 131.36mm 2 20 焊缝金属截面积 A 3 A3 = a*b 25mm 2 21 补强的截面积 A e Ae = A1 + A2 + A3255.3mm 2 122校核Ae <A 需另加补强 A4≥ A –Ae43.46mm 2二） 下封头开孔计算Ø32x3 1 接管材料 20/NB47008 20钢 2 接管名义内径20 mm 3 接管壁厚附加量 C C=6×12.5%+1=1.75 1.75mm 4 开孔直径 d 1 23.5 mm5 开孔尺寸校核6 接管材料许用应力 []3t σ根据GB150.2-2011 GB713 B-3碳素钢和低合金钢钢板许用应力，接管材料20/NB47008，板厚＜16，温度193℃所得应力值184.2 MPa 7强度削弱系数f rfr = 1.0 1.0op op 222n nt d B d δδ⎧⎫=⎨⎬++⎩⎭1nt d h δ⎧⎫⎪⎪=⎨⎬⎪⎪⎩⎭接管实际外伸高度nt d δ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭接管实际内伸高度()op =21et A d fr δδδ+-()()()()1op =21e et e A B d fr δδδδδ-----()()122222et t et A h fr h C fr δδδ=-+-8 接管名义厚度 nt δ6 mm 9接管圈有效厚度et δet δ=nt δ-C4.25mm10 开孔处封头计算壁厚 δ 6.16 mm11筒体开孔处所需补强的面积A144.76mm 212有效加强宽度B取二者中较大者51.5 mm13接管外侧有效力加强高度h 1取二者中较小值11.87 mm14接管内侧有效力加强高度h 2取二者中较小值0 mm15 封头有效厚度 e δδe=S-C=10-1.8=8.28.2 mm 16 封头多余面积 A 157.12 mm 2 17 接管焊缝系数 ϕ局部无损检测0.85 18 接管计算厚度 t δ0.18mm19 接管多余面积 A 296.62 mm 2 20 焊缝金属截面积 A 3 A3 = a*b 25mm 2 21 补强的截面积 A e Ae = A1 + A2 + A3178.84mm 2 122 校核Ae > A 开孔不需另加补强nt d δ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭接管实际内伸高度1nt d h δ⎧⎫⎪⎪=⎨⎬⎪⎪⎩⎭接管实际外伸高度op op 222n nt d B d δδ⎧⎫=⎨⎬++⎩⎭()op =21et A d fr δδδ+-()()()()1op =21e et e A B d fr δδδδδ-----()()122222et t et A h fr h C frδδδ=-+-。