压力容器强度校核公式

压力容器、常压容器钢板壁厚计算选择和标准公式容器标准：《GB 150-2011 压力容器》《NB/T 47003.1-2009 钢制焊接常压容器》钢材标准：《GB 713-2008 锅炉和压力容器用钢板》－－GB 150碳素钢和低合金钢的钢板标准牌号Q245R、Q345R、Q370R、18MnMoNbR、13MnNiMoR、15CrMoR、14Cr1MoR、12Cr2Mo1R、12Cr1MoVR 《GB/T 3274-2007 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》－－GB150 Q235B钢板标准《GB 24511-2009 承压设备用不锈钢钢板及钢带》－－GB150高合金钢的钢板标准《GB/T 4237-2007 不锈钢热轧钢板和钢带》－－NB/T 47003高合金钢板标准，化学成分、力学性能《GB/T 3280-2007 不锈钢冷轧钢板和钢带》《GB/T 20878-2007 不锈钢和耐热钢牌号及化学成分》《GB/T 699-1999 优质碳素结构钢》牌号08F、10F、15F、08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、15Mn、20Mn、25Mn、30Mn、35Mn、40Mn、45Mn、50Mn、60Mn、65Mn、70Mn《GB/T 700-2006 碳素结构钢》－－牌号Q195、Q215、Q235、Q275《GB/T 709-2006 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量级允许偏差》不锈钢牌号对照表《GB 150-2011 压力容器》俗称GB 24511-2009承压设备用不锈钢钢板及钢带GB/T 4237-1992不锈钢热轧钢板和钢带ASME(2007)SA240 统一数字代号新牌号旧牌号型号S304 S30408 06Cr19Ni10 0Cr18Ni9 304 S316 S31608 06Cr17Ni12Mo2 0Cr17Ni12Mo2 316 S316L S31603 022Cr17Ni12Mo2 00Cr17Ni14Mo2 316L S321 S32168 06Cr18Ni11Ti 0Cr18Ni10Ti 321圆筒直径：钢板卷焊的筒体，规定内径为公称直径。

项目一压力容器任务四压力容器的强度计算及校核容器按厚度可以分为薄壁容器和厚壁容器，通常根据容器外径Do与内径Di 的比值K来判断，K＞1.2为厚壁容器，K≤1.2为薄壁容器。

工程实际中的压力容器大多为薄壁容器。

为判断薄壁容器能否安全工作，需对压力容器各部分进行应力计算与强度校核。

一、圆筒体和球形壳体1.壁厚计算公式圆筒体计算壁厚：圆筒体设计壁厚：球形容器计算壁厚：球形容器设计壁厚：式中δ——圆筒计算厚度，mmδd——圆筒设计厚度，mmpc——计算压力，MPa。

pc=p+p液，当液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略Di——圆筒的内直径，mm[σ]T——设计温度T下，圆筒体材料的许用应力，MPa（可查表）φ——焊接接头系数，φ≤1.0C2——腐蚀裕量，mm2.壁厚校核计算式在工程实际中有不少的情况需要进行校核性计算，如旧容器的重新启用、正在使用的容器改变操作条件等。

这时容器的材料及壁厚都是已知的，可由下式求设计温度下圆筒的最大允许工作压力[pw]。

式中δe——圆筒的有效厚度，mm设计温度下圆筒的计算应力σT：σT值应小于或等于[σ]Tφ。

设计温度下球壳的最大允许工作压力[pw]：设计温度下球壳计算应力σT：σT值应小于或等于[σ]Tφ。

二、封头的强度计算1.封头结构封头是压力容器的重要组成部分，常用的有半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、锥形封头和平封头（即平盖），如图1-4所示。

工程上应用较多的是椭圆形封头、半球形封头和碟形封头，最常用的是标准椭圆形封头。

以下只介绍椭圆形封头的计算，其他形式封头的计算可查阅GB150—2011。

图1-4 封头的结构型式2.椭圆形封头计算椭圆形封头由半个椭球面和高为h的直边部分所组成，如图1-5所示。

直边h的大小根据封头直径和厚度不同有25mm、40mm、50mm三种，直边h的取值可查表1-7。

表1-7 椭圆形封头材料、厚度和直边高度的对应关系单位：mm图1-5 椭圆形封头椭圆形封头的长、短轴之比不同，封头的形状也不同，当其长短轴之比等于2时，称为标准椭圆形封头。

第11章压力容器的强度计算本章重点要讲解内容：（1）理解内压容器设计时主要设计参数（容器内径、设计压力、设计温度、许用应力、焊缝系数等）的意义及其确定原则；（2）掌握五种厚度（计算壁厚、设计壁厚、名义壁厚、有效壁厚、最小壁厚）的概念、相互关系以及计算方法；能熟练地确定腐蚀裕度和钢板负偏差；（3）掌握内压圆筒的厚度设计；（4）掌握椭圆封头、锥形封头、半球形封头以及平板封头厚度的计算。

（5）熟悉内压容器强度校核的思路和过程。

第一节设计参数的确定1、我国压力容器标准与适用范围我国现执行GB150－98 “钢制压力容器”国家标准。

该标准为规则设计，采用弹性失效准则和稳定失效准则，应用解析法进行应力计算，比较简便。

JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》，其允许采用高的设计强度，相同设计条件下，厚度可以相应地减少，重量减轻。

其采用塑性失效准则、失稳失效准则和疲劳失效准则，计算比较复杂，和美国的ASME标准思路相似。

2、容器直径（diameter of vessel）考虑压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要，容器筒体和封头的直径都有规定。

对于用钢板卷制的筒体，以内径作为其公称直径。

表1 压力容器的公称直径（mm）如果筒体是使用无缝钢管直接截取的，规定使用钢管的外径作为筒体的公称直径。

表2 无缝钢管制作筒体时容器的公称直径（mm）3、设计压力（design pressure）（1）相关的基本概念（除了特殊注明的，压力均指表压力）✧工作压力P W：在正常的工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。

①由于最大工作压力是容器顶部的压力，所以对于塔类直立容器，直立进行水压试验的压力和卧置时不同；②工作压力是根据工艺条件决定的，容器顶部的压力和底部可能不同，许多塔器顶部的压力并不是其实际最高工作压力（the maximum allowable working pressure）。

③标准中的最大工作压力，最高工作压力和工作压力概念相同。

项目一压力容器任务四压力容器的强度计算及校核容器按厚度可以分为薄壁容器和厚壁容器，通常根据容器外径Do与内径Di 的比值K来判断，K＞1.2为厚壁容器，K≤1.2为薄壁容器。

工程实际中的压力容器大多为薄壁容器。

为判断薄壁容器能否安全工作，需对压力容器各部分进行应力计算与强度校核。

一、圆筒体和球形壳体1.壁厚计算公式圆筒体计算壁厚：圆筒体设计壁厚：球形容器计算壁厚：球形容器设计壁厚：式中δ——圆筒计算厚度，mmδd——圆筒设计厚度，mmpc——计算压力，MPa。

pc=p+p液，当液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略Di——圆筒的内直径，mm[σ]T——设计温度T下，圆筒体材料的许用应力，MPa（可查表）φ——焊接接头系数，φ≤1.0C2——腐蚀裕量，mm2.壁厚校核计算式在工程实际中有不少的情况需要进行校核性计算，如旧容器的重新启用、正在使用的容器改变操作条件等。

这时容器的材料及壁厚都是已知的，可由下式求设计温度下圆筒的最大允许工作压力[pw]。

式中δe——圆筒的有效厚度，mm设计温度下圆筒的计算应力σT：σT值应小于或等于[σ]Tφ。

设计温度下球壳的最大允许工作压力[pw]：设计温度下球壳计算应力σT：σT值应小于或等于[σ]Tφ。

二、封头的强度计算1.封头结构封头是压力容器的重要组成部分，常用的有半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、锥形封头和平封头（即平盖），如图1-4所示。

工程上应用较多的是椭圆形封头、半球形封头和碟形封头，最常用的是标准椭圆形封头。

以下只介绍椭圆形封头的计算，其他形式封头的计算可查阅GB150—2011。

图1-4 封头的结构型式2.椭圆形封头计算椭圆形封头由半个椭球面和高为h的直边部分所组成，如图1-5所示。

直边h的大小根据封头直径和厚度不同有25mm、40mm、50mm三种，直边h的取值可查表1-7。

表1-7 椭圆形封头材料、厚度和直边高度的对应关系单位：mm图1-5 椭圆形封头椭圆形封头的长、短轴之比不同，封头的形状也不同，当其长短轴之比等于2时，称为标准椭圆形封头。

钢制卧式容器计算单位太原理工大学计算条件简图设计压力p MPa设计温度t50、℃筒体材料名称Q345R封头材料名称Q345R封头型式椭圆形|筒体内直径 Di2000mm筒体长度L5700mm筒体名义厚度n12mm !支座垫板名义厚度rn10mm 筒体厚度附加量C mm 腐蚀裕量C11mm 筒体焊接接头系数1; 封头名义厚度hn12mm 封头厚度附加量 C h mm 鞍座材料名称Q235-B鞍座宽度 b220（mm 鞍座包角θ120°支座形心至封头切线距离A475mm 鞍座高度H250mm 地震烈度"八度内压圆筒校核计算单位太原理工大学过控11计算所依据的标准GB计算条件筒体简图计算压力P c、MPa设计温度 t C内径D i mm。

材料Q345R ( 板材)试验温度许用应力MPa设计温度许用应力tMPa[试验温度下屈服点sMPa钢板负偏差C1mm腐蚀裕量C2mm焊接接头系数厚度及重量计算计算厚度=P DPc itc2[]σφ- =mm有效厚度e =n - C1- C2= mm ；名义厚度n= mm 重量Kg压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值P T = [][]σσt= (或由用户输入)《MPa压力试验允许通过的应力水平TT s =MPa试验压力下圆筒的应力T = p DT i ee.().+δδφ2 =MPa校核条件T T】校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力[P w]= 2δσφδeti e[]()D+=MPa设计温度下计算应力t = P Dc i ee()+δδ2=MPat'MPa 校核条件t≥t结论合格左封头计算计算单位太原理工大学过控11~计算所依据的标准GB计算条件椭圆封头简图计算压力P c MPa设计温度 t C内径D i mm曲面深度h i mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力tMPa试验温度许用应力MPa钢板负偏差C1》mm腐蚀裕量C2mm焊接接头系数压力试验时应力校核压力试验类型、液压试验试验压力值PT =t][][σσ= (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力tT s =MPa试验压力下封头的应力T =φδδ.2)5.0.(eeiTKDp+=MPa校核条件`T T校核结果合格厚度及重量计算形状系数K =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛+2ii2261hD=计算厚度h =KP DPc itc205[].σφ- =mm有效厚度eh =nh - C1- C2= …mm 最小厚度min = mm 名义厚度nh = mm 结论满足最小厚度要求重量、 Kg压力计算最大允许工作压力[P w]=205[].σφδδtei eKD+=MPa结论合格右封头计算。

第三章 压力容器常见结构的设计计算方法常见结构的设计计算方法4.1 圆筒4.2 球壳 4.3 封头4.4 开孔与开孔补强 4.5 法兰4.6 检验中的强度校核4.1.1 内压圆筒 1）GB150中关于内压壳体的强度计算考虑的失效模式是结 构在一次加载下的塑性破坏，即弹性失效设计准则。

2）壁厚设计釆用材料力学解（中径公式）计算应力，利用第一强度理论作为控制。

轴向应力：环向应力：（取单位轴向长度的半个圆环）校核：σ1＝σθ，σ2＝σz ，σ1＝0 σθ≤[σ]t ·φ对应的极限压力：2）弹性力学解（拉美公式）讨论：1）主应力方向？应力分布规律？径向、环向应力非线形分布（内壁应力绝对值最大），轴向应力均布； 2）K 对应力分布的影响？越大分布越不均匀，说明材料的利用不充分； 例如，k ＝1.1时，R ＝1.1内外壁应力相差10%； K ＝1.3时，R ＝1.35内外壁应力相差35%； 4 常见结构的设计计算方法 962）弹性力学解（拉美公式）主应力：σ1＝σθ，σ2＝σz ，σ3＝σr 屈服条件：σⅠ＝σ1＝σθ＝σⅡ＝σ1－μ（σ2＋σ3）＝σⅢ＝σ1－σ3＝σⅣ＝3）GB150规定圆筒计算公式（中径公式）的使用范围为：p/[σ]·φ≤0.4（即≤1.5）4.1.2 外压圆筒1）GB150中关于外压壳体的计算所考虑的失效模式：弹性失效准则和失稳失效准则（结构在横向外压作用下的横向端面失去原来的圆形，或轴向载荷下的轴向截面规则变化）2）失稳临界压力的计算长圆筒的失稳临界压力（按Bresse公式）：长圆筒的失稳临界压力（按简化的Misse公式）：失稳临界压力可按以下通用公式表示：圆筒失稳时的环向应力和应变：定义——外压应变系数于是取稳定系数m＝3，有·应变系数A的物理意义－系数A是受外压筒体刚失稳时的环向应变，该系数仅与筒体的几何参数L、D。

、δe 有关，与材料性能无关·应力系数B的物理意义：与系数A之间反映了材料的应力和应变关系（应力），可将材料的δ－ε曲线沿σ轴乘以2/3而得到B－A曲线。

压力容器强度校核公式压力容器是一种用于贮存或输送气体、液体等物质的设备，在工业生产中广泛应用。

其使用中的安全性是至关重要的，因此需要根据相关标准和规范进行强度校核。

本文将介绍压力容器强度校核的公式及其相关内容。

首先，需要明确的是，压力容器的强度校核是通过计算容器的应力及变形情况来判断容器是否足够强度，能够承受内部或外部的压力。

强度校核的公式会涉及到容器的几何尺寸、材料性能、内外压力等参数。

根据国际标准，常见的压力容器强度校核公式有以下几种：1.材料强度校核公式：根据材料的特性，常见的强度校核公式有拉伸强度计算公式、屈服强度计算公式、冲击强度计算公式等。

具体选择一个适合的公式需要根据所用材料以及工作条件来确定。

2.壁厚校核公式：压力容器的壁厚是直接影响其强度的因素之一、常见的壁厚校核公式有以下几种：-索刚公式：T=[PD]/[2S+0.6P]-拉普拉斯公式：P=[S]/[R]-强度理论公式：T=[PD]/[2S-0.2P]其中，T为壁厚，P为内压力，D为内径，S为许用应力，R为外半径。

3.焊缝强度校核公式：在压力容器制作过程中，常常需要对焊缝进行强度校核。

- 焊缝强度校核公式：F = [2P(h + a)]/[lt + 2a]-波动系数公式：I=[l+(0.5+e/a)h]/[(t+a)(1+e/b)]其中，F为焊强度，P为内压力，h为坡口深度，a为根宽，l为焊缝长度，t为焊缝壁厚，e为焊缝波动系数。

此外，还需要考虑容器的安全系数以及相关的载荷作用的影响等因素。

根据具体的使用条件和所需的安全性能，选择合适的公式进行强度校核，并确保满足相关标准和规范的要求。

需要注意的是，以上公式仅是一些常见的压力容器强度校核公式，并不能涵盖所有情况。

在实际应用中，还需要根据具体的情况选择合适的校核公式，并结合相应的标准和规范进行设计。

总结起来，压力容器的强度校核是保证容器安全可靠运行的重要环节。

根据材料的强度、壁厚、焊缝强度等因素进行计算，并结合安全系数和标准规范来确定容器的强度校核。

强度计算按GB150-1998《钢制压力容器》、《固定式压力容器安全技术监察规程》及质检特函〔2010〕86号函<关于《固定式压力容器安全技术监察规程》的实施意见>进行计算。

目录一、技术参数 (2)二、筒体强度计算 (2)三、筒体开孔及开孔补强计算 (3)四、封头强度计算 (6)资料来源编制校核标准化提出部门审核标记处数更改文件号签字日期批准文号批准序号项目符号计算依据计算公式数据单位一、技术参数符号计算依据计算公式数据单位1.最高工作压力P e给定 1.25 Mpa2.3.设计压力PcGB150.1-2011P19Pc=(1.05~1.1)Pe =1.25×1.1=1.3751.375 MPa4.最高工作温度te 任务书给定193 ℃5.设计温度t c193+(15~30) 210 ℃6.介质饱和水蒸气任务书给定7.选用材料GB150-2011P47Q345R/GB713、20/GB8163、20/NB470088.许用应力[]tσ根据GB150.2-2011 GB713 B-1碳素钢和低合金钢钢板许用应力，筒体材料Q345R，板厚＜16mm，温度193℃所得应力值184.2MPa9.许用应力[]tσ根据GB150.2-2011 GB713 B-3碳素钢和低合金钢钢板许用应力，人孔圈及接管材料20/GB8163，板厚＜16，温度193℃所得应力值184.2MPa10.许用应力[]tσ根据GB150.2-2011 GB/6479 B-6碳素钢和低合金钢钢管许用应力，接管材料20钢，板厚15mm，温度193℃所得应力值184.2 MPa二、筒体强度计算1.筒体内直径D n1400 mm2.筒体壁厚SS=δ+C+Δ=6.17+1.8+2.03=10Δ为除去负偏差的圆整量10 mm 3.筒体壁厚附加量 C C1=0.8；C2=1；C=C1+C2=1.8 1.8 mm4.焊缝系数ϕGB150-2011P13局部无损检测0.855.筒体计算厚度δ=6.176.17 mm 6.有效厚度δe δe=s-C=10-1.8=8.28.2 mm7. 筒体设计厚度δ+C=6.17+1.8=7.97 7.97mm 8. 校核δe =8.2mm>δ=6.17mm 满足要求三、筒体开孔及开孔补强计算1.开孔直径d.mm 1.1Φ89×5接管开孔直径d 189mm1.2 M20*1.5接管开孔直径Φ32×6接管开孔直径 ｄ2 32mm 1.3 人孔开孔直径 d 3400mm 2 校核3 孔的补强计算1.2 Φ100×8接管的补强计算1.3 接管内径92 mm 1.3 接管材料20/GB816320钢 1.4 接管名义厚度 nt δnt δ =δ + C8 mm 1.5接管壁厚附加量CC1=8×12.5%=1C2 = 1 C = C1 + C2 =2 2mm1.6 接管材料许用应力[]3tσ根据GB150.2-2011 GB713 B-3碳素钢和低合金钢钢板许用应力，筒体材料20/GB8163，板厚＜16，温度193℃所得应力值184.2MPa1.7 强度削弱系数 f r fr = 1.01.0 1.8开孔直径dd = Di + 2C = 92+ 2*2=9696 mm1.9筒体有效厚度e δδe=S-C=8-1.75=6.256.25mm1.10 开孔处焊缝系数 ϕ局部无损检测0.85 1.11 开孔处筒体计算厚度δ=6.176.17mm1.13筒体开孔处所需补强的面积AP155592.321.14 有效加强宽度 B P156取二者中较大者192 mm1.15接管外侧有效力加强高度h 1P156取二者中较小值27.71 mm1.16接管内侧有效力加强高度h 2P156取二者中较小值 h 2= 0 mm1.17 筒体多余面积 A 1P157 7.64 mm 2 1.18接管计算厚度t δ0.82mm 1.19 接管多余面积 A 2 P157 287.08 mm 2 1.20 焊缝金属截面积 A 3 P157 A3 = a*b 25mm 2 1.21 补强的截面积 A e P157 Ae = A1 + A2 + A3319.72mm 2 1.2 校核Ae <A 需另加补强 A4≥ A –Ae272.6mm 22 人孔开孔补强计算2.3 人孔圈材料 20/GB8163 20钢2.4人孔圈壁厚附加量CC1 = 16 12.5% =2 C2 = 1 C = C1 +C2 =33mm2.5 人孔圈材料许用应力[]3t σ根据GB150.2-2011 GB713 B-3碳素钢和低合金钢钢板许用应力，人孔圈材料20/GB8163，板厚＜16，温度193℃所得应力值184.2 MPa2.6 强度削弱系数 f r GB150-2011P155 fr = 1.0 1.0 2.7 人孔直径 d394 mm 2.8人孔圈名义厚度nt δ16mmop op 222n nt d B d δδ⎧⎫=⎨⎬++⎩⎭1nt d h δ⎧⎫⎪⎪=⎨⎬⎪⎪⎩⎭接管实际外伸高度nt d δ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭接管实际内伸高度()()()()1op =21e et e A B d fr δδδδδ-----()()122222et t et A h fr h C frδδδ=-+-2.10开孔处筒体计算壁厚δ=6.176.17 mm2.11筒体开孔处所需补强的面积AGB150-2011P1552430.98mm22.12有效加强宽度 B 取二者中较大者800 mm2.13接管外侧有效力加强高度h1取二者中较小值80 mm2.14接管内侧有效力加强高度h2取二者中较小值80 mm2.15筒体有效厚度eδδe=S-C=10-1.8=8.28.2 mm2.16筒体多余面积A1GB150-2011P157812 mm22.17 人孔圈焊缝系数ϕ局部无损检测0.852.18 人孔圈计算厚度tδ 3.49 mm2.19 人孔圈多余面积A2 GB150-2011P1573441.6 mm22.20 焊缝金属截面积A3 A3 = a*b 64 mm22.21 补强的截面积A e GB150-2011P157Ae=A1+A2+A3=812+3441.6+64=4317.6 4317.6 mm22.16校核Ae > A 开孔不需另加补强mm2四、封头强度计算封头壁厚计算上下封头工作条件相同，统一计算1.封头选用材料20钢2.许用应力[]tσGB150.2-2011GB713B-1碳素钢和低合金钢钢板许用应力，筒体材料Q345R，板厚3-16，温度193℃所得应力值184.2 MPa()op=21etA d frδδδ+-opop222n ntdBdδδ⎧⎫=⎨⎬++⎩⎭1ntdhδ⎧⎫⎪⎪=⎨⎬⎪⎪⎩⎭接管实际外伸高度ntdδ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭接管实际内伸高度()()()()1op=21e et eA B d frδδδδδ-----()()122222et t etA h fr h C frδδδ=-+-3. 筒体封头规格 GB150-2011P116 椭圆形封头EHA 4. 壁厚附加量 C C1=0.8； C2=1； C=C1+C2=1.8 1.8 mm 5. 封头内直径 Di1400 mm 6. 封头深度 hiGB/T25198-2010350 mm 7. 封头形状系数 KGB150-2011P117 由查表5-1得K = 11 8. 封头焊缝系数 ϕ局部无损检测0.85 9.封头计算厚度 δGB150.3-2011 5.3.2(5-1)=6.166.16 mm 10. 封头有效厚度 e δδe=S-C=10-1.8=8.28.2 mm 11.封头设计厚度δ+C=6.16+1.8=7.977.96mm 12. 校核δe =8.2mm>δ=6.16mm 满足要求一） 上封头开孔计算Φ50×6接管开孔补强计算1 接管材料 20/NB47008 20钢2 接管名义内径45 mm 3 接管壁厚附加量 C C=6×12.5%+1=1.75 1.75mm 4 开孔直径 d 1 48.5 mm5开孔尺寸校核6 接管材料许用应力[]3t σ根据GB150.2-2011 GB713 B-3碳素钢和低合金钢钢板许用应力，接管材料20/NB47008，板厚＜16，温度193℃所得应力值184.2 MPa7 强度削弱系数 f r fr = 1.0 1.0 8 接管名义厚度 nt δ6 mm 9接管圈有效厚度et δet δ=nt δ-C4.25mm10 开孔处封头计算壁厚 δ=6.166.16 mm11筒体开孔处所需补强的面积A298.76mm 212有效加强宽度B取二者中较大者97 mm13接管外侧有效力加强高度h 1取二者中较小值17.06 mm14接管内侧有效力加强高度h 2取二者中较小值0 mm15封头有效厚度e δδe=S-C=10-1.8=8.28.2 mm16 封头多余面积 A 198.94 mm 2 17 接管焊缝系数 ϕ局部无损检测0.85 18 接管计算厚度 t δ0.4mm 19 接管多余面积 A 2 131.36mm 2 20 焊缝金属截面积 A 3 A3 = a*b 25mm 2 21 补强的截面积 A e Ae = A1 + A2 + A3255.3mm 2 122校核Ae <A 需另加补强 A4≥ A –Ae43.46mm 2二） 下封头开孔计算Ø32x3 1 接管材料 20/NB47008 20钢 2 接管名义内径20 mm 3 接管壁厚附加量 C C=6×12.5%+1=1.75 1.75mm 4 开孔直径 d 1 23.5 mm5 开孔尺寸校核6 接管材料许用应力 []3t σ根据GB150.2-2011 GB713 B-3碳素钢和低合金钢钢板许用应力，接管材料20/NB47008，板厚＜16，温度193℃所得应力值184.2 MPa 7强度削弱系数f rfr = 1.0 1.0op op 222n nt d B d δδ⎧⎫=⎨⎬++⎩⎭1nt d h δ⎧⎫⎪⎪=⎨⎬⎪⎪⎩⎭接管实际外伸高度nt d δ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭接管实际内伸高度()op =21et A d fr δδδ+-()()()()1op =21e et e A B d fr δδδδδ-----()()122222et t et A h fr h C fr δδδ=-+-8 接管名义厚度 nt δ6 mm 9接管圈有效厚度et δet δ=nt δ-C4.25mm10 开孔处封头计算壁厚 δ 6.16 mm11筒体开孔处所需补强的面积A144.76mm 212有效加强宽度B取二者中较大者51.5 mm13接管外侧有效力加强高度h 1取二者中较小值11.87 mm14接管内侧有效力加强高度h 2取二者中较小值0 mm15 封头有效厚度 e δδe=S-C=10-1.8=8.28.2 mm 16 封头多余面积 A 157.12 mm 2 17 接管焊缝系数 ϕ局部无损检测0.85 18 接管计算厚度 t δ0.18mm19 接管多余面积 A 296.62 mm 2 20 焊缝金属截面积 A 3 A3 = a*b 25mm 2 21 补强的截面积 A e Ae = A1 + A2 + A3178.84mm 2 122 校核Ae > A 开孔不需另加补强nt d δ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭接管实际内伸高度1nt d h δ⎧⎫⎪⎪=⎨⎬⎪⎪⎩⎭接管实际外伸高度op op 222n nt d B d δδ⎧⎫=⎨⎬++⎩⎭()op =21et A d fr δδδ+-()()()()1op =21e et e A B d fr δδδδδ-----()()122222et t et A h fr h C frδδδ=-+-。

压力管道各种壁厚计算及校核压力管道的壁厚计算及校核是保证管道安全运行的关键步骤。

下面将从常用的几种壁厚计算方法、壁厚校核和相关注意事项进行详细的介绍。

压力管道壁厚计算方法主要有以下几种：1.按ASMEB31.3标准：根据中美标准，管道壁厚计算主要考虑到管道内外的压力和温度，以及材料的强度和安全系数等因素。

通过该标准计算得出的壁厚满足安全要求。

2.按GB150标准：根据国际标准，计算方法与ASMEB31.3相似，但是考虑到了国内的实际情况，适用于我国的压力容器和管道设计。

3.按API570标准：该标准主要适用于石油化工设备相关规定。

按照该标准进行计算时，需要考虑到管道的条件、管道的强度和材料的选择等因素。

在进行压力管道壁厚计算时，需要注意以下几个方面：1.材料的选择：选择合适的材料对于管道的壁厚计算至关重要。

常见的材料有碳钢、不锈钢、合金钢等。

根据具体情况，选择材料的抗拉强度、屈服强度以及安全系数。

2.温度的影响：管道在不同的温度下，材料的力学性能和物理性能会有所不同。

因此，在计算管道壁厚时，需要考虑到管道所处的温度环境，以及材料的耐热性能等因素。

3.压力的变化：管道中的压力是壁厚计算的主要依据之一、需要考虑到管道内外的压力差、压力的变化以及压力的作用方向等因素。

压力管道壁厚校核主要是通过对计算得到的壁厚结果进行检验和验证，确认管道的安全性。

校核的一般步骤包括：1.校核计算公式：根据计算的壁厚公式，核对所使用的公式是否正确。

2.校核计算数据：核对所使用的壁厚计算所需的各项数据是否准确无误，如管道内外压力、温度、材料的物理力学性能数据等。

3.校核计算结果：将计算得到的壁厚结果与标准要求进行对比，确认是否满足标准要求。

4.确定安全系数：管道设计时需要考虑到一定的安全系数，校核过程中需要确认所使用的安全系数是否合理。

需要注意的是，压力管道壁厚计算和校核必须严格按照相关标准进行，确保计算结果的准确性和管道的安全性。

第11章压力容器的强度计算本章重点要讲解内容：（1）理解内压容器设计时主要设计参数（容器内径、设计压力、设计温度、许用应力、焊缝系数等）的意义及其确定原则；（2）掌握五种厚度（计算壁厚、设计壁厚、名义壁厚、有效壁厚、最小壁厚）的概念、相互关系以及计算方法；能熟练地确定腐蚀裕度和钢板负偏差；（3）掌握内压圆筒的厚度设计；（4）掌握椭圆封头、锥形封头、半球形封头以及平板封头厚度的计算。

（5）熟悉内压容器强度校核的思路和过程。

第一节设计参数的确定1、我国压力容器标准与适用范围我国现执行GB150－98 “钢制压力容器”国家标准。

该标准为规则设计，采用弹性失效准则和稳定失效准则，应用解析法进行应力计算，比较简便。

JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》，其允许采用高的设计强度，相同设计条件下，厚度可以相应地减少，重量减轻。

其采用塑性失效准则、失稳失效准则和疲劳失效准则，计算比较复杂，和美国的ASME标准思路相似。

2、容器直径（diameter of vessel）考虑压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要，容器筒体和封头的直径都有规定。

对于用钢板卷制的筒体，以内径作为其公称直径。

表1 压力容器的公称直径（mm）如果筒体是使用无缝钢管直接截取的，规定使用钢管的外径作为筒体的公称直径。

表2 无缝钢管制作筒体时容器的公称直径（mm）3、设计压力（design pressure）（1）相关的基本概念（除了特殊注明的，压力均指表压力）✧工作压力P W：在正常的工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。

①由于最大工作压力是容器顶部的压力，所以对于塔类直立容器，直立进行水压试验的压力和卧置时不同；②工作压力是根据工艺条件决定的，容器顶部的压力和底部可能不同，许多塔器顶部的压力并不是其实际最高工作压力（the maximum allowable working pressure）。

③标准中的最大工作压力，最高工作压力和工作压力概念相同。