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压力容器强度设计的基本概念
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压力容器强度设计的基本概念 一、压力P——除注明外，压力均指表压力，单位用Mpa表示。 工作压力Pw——指在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。 设计压力Pd——指设定的容器顶部的最高压力。它与设计温度一起作为设计载荷条件，其值不小于工作压力。一般在装有安全阀时， ，当无安全阀时， 计算压力Pc——在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，包括液柱的静压力。当元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，可以忽略液柱静压力。 试验压力PT——进行压力试验时容器顶部的压力。 二、温度 金属温度——沿元件金属截面的温度平均值。 设计温度——容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度。 试验温度——进行压力试验时，壳体的金属温度。 （标志在设备铭牌上的设计温度应是壳体设计温度） 三、厚度（单位为mm） 1．计算厚度 ——按公式计算得到的厚度。 2．设计厚度 ——计算厚度 +腐蚀裕量C2，即： 。 3．名义厚度 ——设计厚度 +钢材厚度负偏差C1+向上圆整至钢材标准规格厚度的差 ,即： 。名义厚度为标注在图样上的厚度。 4．有效厚度 —— 5．厚度附加量C——钢材厚度负偏差C1+腐蚀裕量C2，即： 6．最小厚度 ——为了满足制造工艺要求以及运输和安装过程中的刚度要求，根据工程实践经验所规定的不包括腐蚀裕量C2的最小元件厚度值。 对于不锈钢容器，取 对于碳素钢和低合金钢容器 对于换热设备，其最小厚度 的规定更为严格，具体规定见P118表5-4、5-5。 四、耐压试验及气密性试验 耐压试验目的——检验容器在超设计压力情况下的宏观强度以及焊缝和其它连接部位的致密性。一般为液压试验，以水、油等为试验介质，特殊情况下作气压试验，以N2、惰性气体为试验介质。 耐压试验试验压力 1．液压试验： 2．气压试验： 注意：以公式计算的试验压力 是指试验压力的下限值（最低值）。 对于外压或真空容器，压力试验时也用内压进行试验，其试验压力为： 液压试验： 气压试验： 3．气密性试验：主要用于介质的毒性程度为极度或高度危害的介质的容器，以检验其密封性能，必须在压力试验合格后进行。气密性试验的压力可取为 ，介质一般为NH3等渗透力强的气体。 4．压力试验前的应力校核 （1）液压试验时： （2）气压试验时： 符号： ——压力试验时的应力，Mpa ——材料在试验温度下的屈服点，MPa 五、焊接接头系数 ——指材料在焊接时，焊缝区的强度由于各种因素的影响而有所降低，为了保证安全，在材料的许用应力前乘以一个系数 ，这个系数就称为焊接接头系数。 焊接接头系数 的选择，一般规则为： （1）双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头系数：100%无损检测时取 ；局部无损检测时取 =0.85。 （2）单面焊对接接头系数：100%无损检测时取 ；局部无损检测时取 =0.8。 六、内压圆筒的薄膜应力理论 薄膜应力理论又称为无力矩理论。即在应力分析中只考虑两向薄膜应力 而不考虑弯曲应力和剪切应力得到的理论。在仅考虑介质压力情况下对圆筒的应力，其结论简化为： 环向应力： 轴向应力： 从上面的计算公式可以看出：内压圆筒壳体的应力只与几何尺寸有关，而与所用材料无关。 |
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