壓力容器厚度計算

關(guān)于壓力容器設(shè)計時材料和壁厚的討論作者:云天宇2012年5月

關(guān)于壓力容器設(shè)計時材料和壁厚的討論摘要：討論壓力容器設(shè)計時材料與壁厚的選取進行討論，以及厚度的變化對強度的影響。關(guān)鍵詞：壓力容器；設(shè)計；選材；厚度；強度；標準壓力容器，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備，為了與一般容器(常壓容器)相區(qū)別，只有同時滿足下列三個條件的容器，才稱之為壓力容器：（1）工作壓力（注1）大于或者等于0.1Mpa(工作壓力是指壓力容器在正常工作情況下，其頂部可能達到的最高壓力（表壓力）);（不含液體靜壓力）（2）內(nèi)直徑（非圓形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m。且容積（V）大于等于0.025立方米，工作壓力與容積的乘積大于或者等于2.5MPa-L(容積，是指壓力容器的幾何容積）;（3）盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體以及介質(zhì)最高工作溫度高于或者等于其標準沸點的液體。壓力容器中的介質(zhì)種類繁多，來源廣泛，這些介質(zhì)中具有易燃、易爆、有腐蝕的特性。因此壓力容器選材根據(jù)介質(zhì)特性的不同而不同。壓力容器鋼板有碳素鋼板、低合金鋼鋼板、高合金鋼鋼板、不銹鋼與碳素鋼等多種材料，且每種鋼板都有它的使用范圍。選取時應(yīng)考慮多方面因素。使設(shè)計的壓力容器安全又經(jīng)濟合理。GB150-2011計算厚度是指按各章公式計算得到的厚度；設(shè)計厚度是指計算厚度與腐蝕裕量之和；名義厚度指設(shè)計厚度加上鋼板厚度負偏差后向上圓整至鋼材標準規(guī)格厚度，即標注在圖樣上的厚度；有效厚度指名義厚度減去腐蝕裕量和鋼板厚度負偏差。成型后最小厚度，一般指封頭壓形后會減薄，不同的制造工藝減薄量不同，所以封頭都有成型后最小厚度。我們這里主要討論名義厚度與最小厚度之間關(guān)系和選用。應(yīng)力會隨板厚變化而變化，而不是認為板厚增加，元件強度會提高，或在制造過程中“以厚代薄”的材料代用，（這樣容易使殼體的受力由平面應(yīng)力狀態(tài)向平面應(yīng)變狀態(tài)轉(zhuǎn)變，對容器的受力狀態(tài)有害而無利。厚壁容器更容易產(chǎn)生三向拉應(yīng)力的平面應(yīng)變脆性斷裂。如加厚封頭，會形成殼體的幾何不連續(xù)，造成局部應(yīng)力。這種不利影響對有應(yīng)力腐蝕開裂傾向的容器和承受狡辯載荷的容器后果尤為嚴重。所以如何按照該標準進行厚度的恰當選取，更好地滿足強度需求，對壓力容器設(shè)計具有重要意義?！緟⒖嘉墨I】[1]GB150-2001鋼制壓力容器[S][2]JB/T4746-2002鋼制壓力容器用封頭[S][3]最新壓力容器設(shè)計手冊.寧夏大地音響出版