压力容器设计中若干问题探析.doc

压力容器设计中若干问题探析
摘要:压力容器在工业生产中应用广泛,笔者从其设计方面问题进行探讨。对其选材、补强、几种压力容器结构进行浅析。
关键词:压力容器;设计问题

压力容器的设计一般有工艺条件中获得操作温度、操作压力、介质成分及特性、容器的尺寸。根据已知条件选定初步尺寸,考虑何时的材料和机构,然后依据规范进行强度计算,确定筒体、风头及各个受压元件的壁厚。
容器设计中应注意以下因素:储存介质的特性,包括介质的毒性、腐蚀性、可燃性、密度、饱和蒸汽压力等;装量系数,特质容器内有液体和气体时,在温度变化时存在压力变化;温度,筒体在安装时与工作时存在较大的温差,需要在设计充分考虑温度补偿措施,否则易导致筒体不正常变形,严重影响容器的性能;容器的长泾比,要考虑工艺要求,不能单方面的扩大减小。

当各个部件组合成为一个容器整体时,会出现以下状况:
,筒体的几何连续结构破坏,会出现不连续应力。
,也会产生不连续应力和应力集中。
,容器筒体上产生叠加局部应力,目前没有统一解决方法,但是设计中要予以考虑。
,
,多数是局部弯曲应力,严重时回到石局部变形。但是局部应力的作用范围有限,一般通过局部强度检核可以解决此类问题。
,由于容器设计需要满足各种功能性,对原本结构有破坏,会产生不连续应力,需要在设计上要通过常规设计规范对其进行补偿。
,在机构中,会存在应力集中情况,要分析应力集中部位,避免应力超过限值。
在结构设计中通常通过强度计算合理完善结构设计,在结构设计不能满足条件时对其进行适当的焊接结构设计补偿。

压力容器材料的基本要求:要有较高的强度、刚度,良好的制造性能,并且与压力容器介质有良好的相容性。
,不考虑实际需求,直选最好的情况时有发生。
由于载荷和应力条件不同,以及受力状态下的工作环境不同,对钢材的力学性能有要求,要满足一定强度、塑性、韧性。这不仅涉及压力容器以后运行安全,还包还经济合理性的问题。合理的选择满足条件的材料需要综合考虑。

由于压力容器在制作中设计开孔焊接等等制造工艺,在设计时要对材料的制造性能进行设计上的考量。譬如钢材,铸铁类焊接性能差,脆性高,要对其减少焊接结构设计。

,应力过于集中
原本容器开孔接管后在应力分布和强度方面就会:破坏原有应力分布,并导致应力集中;接管处容器壳体与接管结构形成结构不连续应力;尤其在容器与接管在拐角处,应力集中明显。
对于开孔应力集中程度要设计上考量,减少应力集中,此外要在结构强度设计上,使因开孔削弱的结构性能得到补偿。

当开孔并伴有接管时,若开孔开的很小,并且满足GB150规定的不另行补强的最大开孔直径,可不必补偿处理。当孔不满足条件时,必须做好补强措施,例如通过