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关于压力容器的设计厚度

时间:2011年08月18日来源:本站原创作者:elink2008点击:
目前,我国压力容器设计依据GB150-98《钢制压力容器》,是国内普遍遵循的原则。一般情况下,板厚增加,元件强度会提高,但有时板厚增加强度反而降低。如何按照该标准进行厚度的恰当选取,更好地满足强度需求,对压力
4-1,16mm厚度的15MnVR[σ]=177MPa,则封头计算厚度:

考虑腐蚀裕量C2=1MM,封头设计厚度δa=δ+C2=14.74+1=15.74mm,再考虑钢板厚度负偏差C1=0.25mm,δa+C1=15.74+0.25=15.99mm,现图样厚度B.=16mm>15.99rmn,即满足设计强度要求。

(3)板厚增加,液化气卧式储罐强度反而不符合要求。虽然制造时考虑加工成型减薄量,增加了压制封头钢板厚度,满足GB150-98封头最小厚度≧图样厚度-钢板厚度负偏差的要求,但由GB150-98表2-1查18mm厚度的15MnVR封头材料的许用应力[δ]=170MPa,此时,封头计算厚度:

考虑腐蚀裕度C2=1mm,则封头设计厚度δb=15.35+1=16.35mm,现液化气储罐封头成型后最小厚度(包含钢板厚度负偏差在内)为:18-1.8=16.2mm<封头设计厚度16.35mm,即不满足设计强度要求。

例2

某液化气运输半挂车(t=25℃)的球形封头材质为15MnNiDR,图样厚度20mm,设计压力P=7.65MPa,设计内径Di=1500mm,腐蚀裕度C2=1mm。制造厂选用22mm钢板压制球形封头,该制造厂压制封头时最大成型减薄量(包含钢板厚度负偏差在内)为δx 12%=22x12%=2.64mm。

(1)选用22mm厚度钢板压制球形封头,满足GB150-98要求。22mm厚度的15MnNiDR钢板厚度负偏差为0.8mm,液化气体运输半挂车封头成型后最小厚度(包含钢板厚度负偏差在内)δmin=22-2.64=19.36mm>图样厚度-钢板厚度负偏差=20-0.8=19.2mm,即选用22mm厚度钢板压制球形封头,满足GB150-98要求。

(2)20mm图样厚度满足设计要求。对图样球形封头厚度进行强度校核,由GB150-98(5-5):

考虑腐蚀裕度C2=1MM,则封头设计厚度δb=17.8+1=18.8mm,再考虑钢板厚度负偏差C1=0.8mm,δa+C1=18.8+0.8=19.6mm<20mm图样厚度,即图样厚度20mm满足设计强度要求。

(3)板厚增加,强度反而不符合要求。虽然制造时考虑加工成型减薄量,增加了压制封头钢板厚度,满足了GB150-98封头最小厚度≧图样厚度-钢板厚度负偏差的要求,但由于钢板厚度增加后[σ]由163MPa降至157MPa,此时,球型封头计算厚度:

再考虑腐蚀裕度C2=1MM,则球形封头设计厚度δa=δ+C2=18.5+1=19.5mm,现封头成型后最小厚度δmin=22-2.64=19.36mm<19.5mm,故不能满足设计强度要求。 

结语

由以上实例说明,若不考虑板厚增加,材料力学性能降低这一因素,将可能制造出强度不够的不合格受压元件。除了上述两例材质外,还有其它多种钢种,如16MnR,16MnDR等的力学性能均随厚度范围变化。因此,设计人员在选用我国钢板进行设

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