高壓容器相關要求
發布于：12-25
由于高壓容器設計延伸內容較多，本文只提綱挈領，簡單梳理下高壓容器設計的各項內容，便于大家答辯時做心中有數。
（一）設計的力學基礎
簡單提幾個基本力學概念。
1. 剪應力、扭矩、彎矩
2. 簡支梁、懸臂梁、固支梁
臥式容器、塔器、換熱器管板、膨脹節、平蓋等
3. 彈性模量、泊松比
4. 四個強度理論及失效準則
5. 一次應力、二次應力、峰值應力
（二）高壓容器的設計
一、高壓容器結構特點
1）結構細長
2）采用平蓋或球形封頭
3）密封結構特殊多樣
強制密封、自緊密封、半自緊密封、焊接密封
4）高壓筒身限制開孔
二、高壓容器的材料
1）強度與韌性
2）制造工藝性能
3）耐腐蝕及耐高溫性能
三、高壓容器筒體的結構
1）整體鍛造式
2）單層式
單層卷焊、單層瓦片、無縫鋼管
3) 繞帶式
浙大鄭津洋老師團隊研發
4）多層式
多層筒節包扎、多層整體包扎、熱套、繞板
盡管這些年南化機在九大設計院里面排名已經沒落了，沒有自己特色的項目。但是中國第一臺層板包扎式高壓容器1956年由南化機試制成功，
多層筒節包扎優點：
1.薄板和中厚板性能好，且原材料供應方便
2.層板不需要做熱處理
3.制造不需要大型加工設備
4.沒有深縱焊縫，改善了筒體應力分布
5.較單層安全，薄板韌性好，爆破時無碎片。
6.內筒與層板不同的材料，可以適合介質的需要
7.卷板時預應力，有利于筒體的內外壁應力分布均勻
四、厚壁圓筒的彈性應力分析
區分薄壁圓筒：徑向應力、溫差應力
設計基礎：首先分析內壓圓筒產生的彈性應力，然后分析溫差應力。
五、高壓筒體的失效及強度設計準則
常規設計失效模式：塑形變形、爆破失效
強度失效設計準則：彈性失效準則、塑性失效準則、爆破失效準則
四個強度理論這里就不提了。
六、高壓密封結構
1）一般采用金屬墊圈
退火鋁、紫銅、10#
2）采用窄面密封或線密封
3）盡可能利用介質達到自緊密封
七、高壓主要零部件設計
1.1 高壓螺栓設計
1）雙頭細牙螺栓
2）螺紋加工精度高
3）螺母與墊圈采用球面接觸
4）選用高強度材料
1.2 高壓平蓋設計
1）彈性薄圓平板小撓度理論
平墊密封、雙錐密封
2）工程簡化法：受彎曲載荷的懸臂梁
卡箍連接、卡扎里密封、楔形墊
1.3 高壓筒體端部設計
1）端部法蘭的彎曲強度校核
2）無主螺栓的筒體端部彎曲強度校核
八、高壓容器開孔補強
接管補強、筒體補強、密集補強
（三）高壓容器的應用
先簡單說一下自己曾經犯過的錯誤。多年前第一次來南京，上班第一天領導分配給我三臺高壓換熱器強度核算（工作壓力都23MPa）。按照GB150.1中1.5規定，P×DN超限了。正版SW6軟件不能計算，只能用盜版的。由于條件圖模糊不清，只能連蒙帶猜，再加上當時對伯明翰線規不是太了解，誤把線規號碼BWG12當成壁厚1.2,換熱器用SW6計算結果都合格。在后期設計的時候，生成word時才發現換熱管外壓計算不合格。吃一塹長一智，之后對于換熱器設計，中高壓的換熱器我都會引起警覺，換熱管外壓是否合格，一定要生成計算書檢查換熱管的外壓計算。
一、按照GB150或JB/T4732設計的高壓容器
1.圓筒與封頭的連接(GB150.3附錄D.2.2)
前段時間還有個朋友問我高壓容器為什么不用標準的整個球形封頭。