设计参数的确定

一、计算内压力与设计温度

1、计算内压力Pc

指在相应设计温度下，用以计算元件厚度的压力，包括液柱静压力。

P_c=P+y液H

2、设计压力P

设定在容器顶部的最高压力，与设计温度一起作为设计载荷，其值不低于工作压力（指表压）

P ≥ P_max

一般当容器中装有安全阀或爆破膜时

P=（1.05~1.1）P_max

当元件承受的液柱静压力小于5%设计压力时，液柱的静压力可忽略。

 则：P_c ≈ P

3、设计温度

在相应的设计压力下壳体或元件可能达到的最高或最低温度，与材料的选择及许用应力的选择有关。

设计温度 ≥ 容器操作时的最高温度（+20℃）

设计温度 ≤ 容器操作时的最低温度

二、焊缝系数 φ

对焊接缺陷加以补偿，φ的大小取决于焊缝型式以及无损探伤的检验要求。

注意：

1、如同一容器中有几种焊缝系数，则分别计算，取壁厚最大值作为容器的计算壁厚。

2、若用无缝钢管作为压力容器的筒体时，φ可以取1.0

三、厚度

1、厚度附加量C

C=C1+C2

⑴C1为板厚负偏差，由钢板的名义厚度确定（反算法）

①当钢板厚度负偏差 ≤ 0.25mm，且 ≤ 6%δ_n，可取C1=0

②C1也可根据需要限定，此时C1=0.25mm

⑵腐蚀余量C2

C₂=K_aB

式中：

Ka——腐蚀速度      毫米/年

B——容器设计寿命（10-15年）

2、各种厚度

①最小厚度δ_min

不包括腐蚀余量在内的人为规定的为了满足刚度要求的圆筒体厚度。

 a、对碳素钢和低合金钢，当：

Di ≤ 3800mm，δ_min=2D_i/1000 mm，且不少于3mm。

Di > 3800mm，δ_min按运输和现场安装条件定。

b、对不锈钢，δ_min=2mm

若δ_min < δ 则取 δ_n=δ_min+C₂

 ②其它厚度

四、许用应力和安全系数

许用应力的计算公式：

[σ]^t=极限应力/安全系数

[σ]^t与设计温度及板厚有关。

五、内压薄壁容器强度设计步骤

1、由工作压力P及工作温度t得出设计压力、设计温度及计算压力Pc

2、由操作条件（P、t，介质是否腐蚀）确定容器的材料，然后选择[σ]^t，φ，C

3、计算厚度δ

δ=PcD_i/（2[σ]^tφ-Pc）

名义厚度：δ_n=δ+C再向上圆整至标准厚度

六、内压薄壁容器强度校核步骤

有效厚度：δ_e=δ_n-C₁-C₂

容器的强度校核：

判断      σ^t=Pc(D_i+δ_e)/(2δ_eφ)≤[σ]^t

七、压力试验

1、类别：强度试验、致密性试验

试验用介质：液体、气体

2、试验压力：P_T=1.25P[σ]/[σ]^t

[σ]/[σ]^t≤1.8      [σ]/[σ]^t≥1.8取 [σ]/[σ]^t=1.8

3、压力试验的应力校核

液压试验：

卧式：σ_T=P_T(D_i+δ_e)/(2δ_eφ)≤0.9σ_s

立式：σ_T=[(P_T+y液H)(D_i+δ_e)]/(2δ_eφ)≤0.9σ_s

气压试验：σ_T=P_T(D_i+δ_e)/(2δ_eφ)≤0.8σ_s

4、压力试验的注意事项

①液压试验温度应低于液体的沸点温度而高于材料的转脆温度。

②采用洁净水进行水压试验，完毕后用压缩空气将内部吹干。

③不适合接触液体的容器，应采用气压试验。