压力容器结构设计的某些原则

?必威动态 ????|???? ?2019-07-29 12:45


  I部位为了器,其拐角部分没有过渡半径,而呈尖角转折,由于作为一个压力容器设计工编辑,在多年的工作实践中,本人认为在设计中不仅要能够正确的进行压力容器的强度设计,还要能够正确的进行压力容器的结构设计,全面掌握影响产品安全的各种结构因素,了解哪些结构是全面而可靠的,哪些结构在压力容器中不宜或不允许采用。在此,从安全的角度(angle),先容压力容器结构设计中应注意的某些问题。
  1焊缝应尽量远离应力集中处国内外多次脆性断裂和疲劳断裂的破坏事例已经证实,焊缝及其热影响区往往是这两类断裂的起源,因此,在结构设计中,不仅要尽量设法减少焊接结构本身的应力集中,还要注意使焊缝尽量远离其它应力集中的区域,以避免焊缝本身和其它部位的应力集中相互叠加,造成更为复杂、恶劣的应力状态,从而危及压力容器的安全。
  现举例说明,一台800mm的液氨分离器,将平盖用角焊缝焊在接管上。如所示,由于角焊缝处于形状突变部位,两部分应力集中相互叠加,使得整个平盖沿角焊缝全部裂开。后来改为所示的对接接头的顶盖,由于对接焊缝的受力优于原先的角接焊缝,并且避开了拐角的最大应力集中处,所以,以后就没有再出现过类似的破坏,即使在分离器进行爆破试验时,平盖与接管的连接焊缝也未发生过破裂。
  由于焊缝部位往往是高应力区,焊缝重叠或相距太近会发生有害的影响(influence),所以各焊缝间必须保持一定的距离。焊缝应尽量满足这一要求,在压力容器结构设计中应注意下述几点:在筒体和封头上开孔时,开孔应尽量避开焊缝,孔边缘与焊缝的距离,应大于筒体或封头壁厚的3倍,且不小于100mm;支座及其它附件尽量不要焊在容器的焊缝上,如立式设备的裙式支座与封头搭接时,搭接部位应位于封头的直边段,此搭接焊缝至封头与圆筒连接的环向连接焊缝距离不应小于
  1. 7倍筒体壁厚;当封头与法兰直接连接时,为了减少过渡部分的局部应力叠加在封头和法兰的连接环缝上。其直边应满足要求,如标准封头不能满足此要求时,可米取:加直边的高度,但最大不得大于标准封头直边高度的1.5倍;2.1结构不连续对容器安全性的危害在压力容器中,经常会有某些结构不连续部位,如凸形封头的形状过渡部分、筒体端部锥体部分和圆柱段过渡区域等。这些结构不连续部位,往往由于应力集中而产生较高的局部应力,并导致疲劳破坏和脆性破坏。例如一台操作压力为0.张持:压力容器结构设计的某些原则炸的原因是多方面的,但其中之一是封头内加焊使用期间的压力波动和开停工,使转折部分产生了疲劳裂纹,裂纹的扩展致使端盖沿尖角处裂开。因此,为了减少局部应力,结构不连续处应尽量圆滑过渡,在转角处要有转大的曲率半径。
  2.2改善结构不连续处应力状态的措施(指针对问题的解决办法)为了减少结构不连续对容器安全可靠性的危害,在结构设计中应注意以下几方面。
  1碟形封头转角处半径应不小于封头内直径的10%,且不得小于封头壁厚的3倍。
  2.2.2对于锥壳,当锥壳半顶角a> 45*,应采用带过渡段的折边结构,大段折边锥壳的过渡段的过渡转角半径R应不小于封头大端内直径Di的10%、且不小于该过渡段厚度的3倍,小端折边锥壳的过渡段转角半径r应不小于封头小端内直径D1S的5%,且不小于该过渡段厚度的3倍相交处应圆滑过渡,过渡区的圆弧半径应不小于筒体壁厚的0. 8倍。分气缸也叫分汽包,它是 蒸汽锅炉的主要配套设备,广泛用于发电、石油化工、钢铁、水泥、建筑等行业。
  2.2.4各种开孔接管的内、外转角处,都是应力集中的部位,尤其是内转角应力集中对容器的安全性影响(influence)很大,往往可能成为诱发疲劳断裂或脆性断裂的起源,因此,接管区内、外转角处的圆滑过渡是非常重要的。例如,对于承受疲劳载荷、大的温度(temperature)梯度、低温等较苛刻的操作条件,可采取的结构,1998接管与壳体间焊接接头中G45先容。
  3避免采用刚性过大的结构3.1结构刚性过大的危害在压力容器的破坏事例中,有一些是因为容器部件在变形时受到或因结构刚性过大而引起的。储气罐专门用来储存气体的设备,同时起稳定系统压力的作用,根据储气罐的承受压力不同可以分为高压储气罐,低压储气罐,常压储气罐。例如我国的一台液氨储罐,直径2000mm,长15000mm,筒体厚20mm,封头厚22mm.该储罐安装投产后,不久发生爆炸。爆炸后一侧封头沿环焊接缝全部撕裂并碎成4块,最大一块碎片飞离200m.爆了6块角钢拉撑,增加了刚性,使罐体变形受到约束,环焊缝附近产生了较大的弯曲应力。
  3.2避免采用刚性过大结构的措施一般说来,在设计时应参照如下原则,尽量避免采用刚性过大的结构,以免使变形体的变形受到不应有的约束。
  1对于卧式容器,只要采用了两个或两个以上的支座(pedestal),其中只允许装设一个固定支座,而其余均为滑动支座,以保证容器壁温变化后其轴向长度能够自由伸缩,避免产生过大的温差应力。但需要注意的是,滑动端一般不应设在容器上有大接管或较多接管的一端。
  2温差较大的管壳式固定管板换热器,应在壳体上装设膨胀节。
  4避免采用静不定结构静不定结构,又称超静定结构。所谓静定结构,是支座反力可由静力学平衡方程确定的结构,而静不定结构的支座反力,却无法由静力学平衡方程术求出。超静定结构可以减少结构的变形,在工程实际中多有应用,例如多支座桥梁。
  对于压力容器,采用多个支撑,亦即采用静不定结构,在理论上是可行的,因为支座越多,每个支座的支撑反力越小,在容器器壁中形成的局部应力也越小。但实际上,容器各处弯曲度和局部不圆度的差异总是存在,再加上各个支座的地基下沉不一定均匀,因而影响了支座反力的分布,造成了各个支座受力不均,其支座反力在设计时无法准确计算,不仅体现不出多支座的优越性,反而会造成容器局部应力增加,个别支座受力过大等不良影响。因此,在压力容器支撑设计中,应尽量避免采用静不定结构。
  对于卧式容器,应尽量采用双支座。当容器长度过长,为了避免挠度过大,只应采用圈座,尽量避免采用鞍座和支撑(sustain)式支座。
  5避免产生过大的局部应力5.1支撑反力引起的局部应力对于直径较大、器壁较薄的容器,当支座与筒壁的接触面积较小时,将会在器壁支撑部位产生过大的局部应力。这一过大的局部应力可能使容器失稳,即发生局部压瘪现象。因此,在进行卧式容器的支座设计时,需计算局部应力。当局部应力过大时,应在鞍式支座上加设加强板,如加强板仍不能满足局部应力的要求时,则应在容器内部装设支撑圈。
  焊接造成的局部应力ed.http:(下转第贵州化工关系图上查出转化率,再准确计算水汽浓度。
  4结论样品操作条件要与实验条件相同,这样可以抵消系统误差。储气罐不同分:碳素钢储气罐、低合金钢储气罐、不锈钢储气罐。按照压力分:低压储气罐、中压储气罐、高压储气罐。储气罐(压力容器)一般由筒体、封头、法兰、接管、密封元件和支座等零件和部件组成。此外,还配有安全装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。测定中保持热的取样管线,以免样品气体中的水份冷凝。在转化过程中,进口端电石吸附水份变白,更换新的电石转化管。本方法经在生产现场多次试验论证,用于合成(说明:由几个部分合并成一个整体)塔触媒升温还原中水汽浓度分析(Analyse),控制触媒还原速度是可行的。
  改进后的电石转化氢焰色谱法,在8月份大修中合成塔触媒升温还原过程中水汽浓度分析验证,通过检验证明提供的水汽浓度分析数据,具有重复性和稳定性好、快速、准确度高等优点,为合成车间控制触媒升温还原速度提供了重要依据。