釜体及夹套强度计算.doc

第三章 釜体及夹套强度计算
3.1确定设计压力
根据工艺参数和设计要求：P设计=1.25P操作
釜体筒体设计压力P筒=1.25*0.4=0.5 Mpa；
夹套设计压力P夹=1.25*0.6=0.75Mpa；
3.2夹套筒体壁厚和封头壁厚计算
3.2.1夹套筒体壁厚δ夹:

式中：P夹=0.75Mpa；D夹=1400mm；[ó]=122.5Mpa；φ为焊缝系数，取0.7；
壁厚附加量C=C1+C2+C3，C1为钢板负偏差，取0.6mm, 腐蚀裕量C2=2mm,热加工减薄量C3=0；
C=0.6+2+0=2.6mm；
=0.75*1400/(2*122.5*0.7-0.5)+C
=8.74mm
根据钢板厚度规格，取δ夹=10 mm
3.2.2夹套封头壁厚δ封夹

=9.23 mm
其中　Ｙ夹为封头形状系数，对于标准椭球封头，Y=1；
C=C1+C2+C3=0.6+2+0.5=3.1mm；
P夹=0.75Mpa、D夹=1400 mm、[ó]同上、φ取0.7；
综上考虑到加工的质量以及难易程度，夹套封头壁厚取10 mm
3.3 釜体的筒体壁厚
3.3.1按承受0.5Mpa的内压计算
釜体筒体壁厚δ釜:

=6.11mm；
P釜=0.5Mpa；D夹=1200mm；[ó]=122.5Mpa；φ为焊缝系数，取0.7；
壁厚附加量C=C1+C2+C3，C1为钢板负偏差，取0.6mm, 腐蚀裕量C2=2mm,热加工减薄量C3=0；
C=0.6+2+0=2.6mm；
根据钢板规格，釜体壁厚取8 mm
3.3.2按承受0.75Mpa的外压力计算
根据根据《压力容器及化工设备实用手册》，公称直径DN 为1200 mm许用外压为0.75 Mpa，L/D=1.2，t≤2600C，碳合金钢，封头计算厚度δ，推荐为10.5 mm；
综合考虑釜体受内压和外压的作用需用厚度以及钢板规格，釜体厚度取 12mm。
3.4 釜体封头壁厚计算
3.4.1按内压计算
根据封头计算公式：
釜体封头壁厚δ封夹≥P釜D釜Y釜/(2[ó] φ-0.5P釜)+C
各符号含义同上；钢板负偏差C1取0.6mm，腐蚀裕量C2=2mm,热加工减薄量C3=0.5；

=6.60 mm
3.4.2按外压计算
根据《压力容器及化工设备实用手册》，设定δ/D0=1/140=0.00714;
根据公式A=0.125δ/0.9D0;
A=0.125/0.9/140;
=0.000992;
根据《压力容器及化工设备实用手册》知；
碳钢在260 oC，从外压算图A-B曲线上，根据A查得 B≈95；
根据公式[P]=Bδ/0.9D0;
[P]=95/0.9/140;
=0.7539Mpa;稍大于0.7 Mpa；
原设定的δ/D0值有效；
可知计算厚度δ=D0/140=1200/140;
=8.57 mm;
综上考虑内压和外压计算结果、钢板规格以及与釜体筒体的焊接效果，釜体封头厚度取12mm。
设定δ/D0=公称直径ＤＮ为１２００ｍｍ　许用外压为０．７５Ｍｐａ时　封头有效厚度δｅ　推荐为９ｍｍ；
（《压力容器及化工设备实用手册》（上）推荐方法）
3.5水压试验
3.5.1内压试验
根据《锅炉及压力容器强度设计》，对于圆筒体，其壁厚设计公式为：

故釜体筒体S釜体筒体
S釜体筒体==6.11mm；S釜体封头==6.60 mm；
S夹套筒体==8.74mm；S夹套封头==9.23 mm；
根据锅炉总体和压力容器水压试验压力规定，试验压力Pr如下
压力容器（铸铁容器除外）
容器设计压力P/Mpa
水压试验压力Pr/Mpa
外压及真空容器
1.25P
内压容器
1.25P[ó]/[ ó]t
气瓶
1.5P
[ó]、[ ó]t分别是容器材料在水压试验和设计温度下的许用压力，根据碳钢力学性质，查得：[ó]=113Mpa、[ ó]t=122.5Mpa；
故：Pr外压=1.25·0.75=0.937Mpa；
Pr内压=1.25·0.5·113/122.5=0.58Mpa;
3.5.2釜体筒体水压试验：
=142.1Mpa＜0.9ós=211.68Mpa;
=142.5Mpa＜0.9ós=211.68Mpa;
=153.3Mpa＜0.9ós=211.68Mpa;
=153.5Mpa＜0.9ós=211.68Mpa;