常规压力容器的强度校核一、压力容器的基本设计公式1、圆筒体 PcDi设计公式：= + C 2t Pc其中：厚度，mm 计算厚度：按标准各章公式计算得到的厚度，不包括厚度附加量。 设计厚度：计算厚度与腐蚀裕量之和。 名义厚度：设计厚度加上钢板厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度。图样上的厚度。 有效厚度：名义厚度减去腐蚀裕量和钢板负偏差。 Pc计算压力：计算压力指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，包括液柱静压力（当小于5%设计压力时，可忽略不计）。一般为设计压力,MPa Di 内直径，mm t 设计温度下的材料许用应力，MPa 焊接接头系数，按GB150第三章 C 厚度附加量，mm。 C1：钢板厚度负偏差； C2：腐蚀裕量。2、球壳 PcDi设计公式：= + C 4t Pc3、椭圆型封头 PcDi设计公式：= + C 2t 0.5Pc二、常规压力容器的强度校核1、圆筒体 三种校核方式： 厚度校核公式： PDi 校核公式：= + 2C2 2t P 压力校核公式： 2t(2C2) 校核公式： PMAX = Di+(2C2) 应力校核公式：(水压0.9s ; 气压0.9s) PDi+(-2C2) 校核公式：= 2(-2C2)2、球壳 三种校核方式： 厚度校核公式： PDi 校核公式：= + 2C2 4t P 压力校核公式： 4t(2C2) 校核公式： PMAX = Di+(2C2) 应力校核公式： PDi+(-2C2) 校核公式：= 4(-2C2)二、关于压力容器强度校核的有关规定 常规压力容器的强度校核按检规第24条 进行： 有下列情况之一，应进行强度校核： （1）存在大面积腐蚀； （2）强度计算资料不全或强度设计参数与实际情况不符； （3）错边量和棱角度有严重超标； （4）结构不合理，且已发现严重缺陷； （5）检验员对强度有怀疑。 强度校核后，再次检验时，如无异常情况，一般可不再重复审核。 强度校核的有关原则： （1）原设计已明确提出所采用的强度设计标准，可按该标准进行强度校核（原标准有错误的除外）； （2）原设计没有注明所依据的强度设计标准或无强度计算的，原则上可根据用途（如石油、化工、冶金、轻工、制冷等）或类型（如球罐、废热锅炉、搪玻璃设备、换热器、高压容器等），按当时的有关标准进行校核； （3）国外进口的或按国外技术设计的，原则上仍按原设计规范进行强度校核； （4）压力容器的材料牌号不明，可按该压力容器同类材料的最低标准值选取； *可用硬度值换算，或取样拉伸，其抗拉强度除以安全系数后乘以95%。 （5）焊缝系数应根据焊缝的实际结构型式和检验结果，参照原设计规定选取； （6）剩余壁厚按实测的最小值减去到下一个使用周期的两倍腐蚀量，作为强度校核的壁厚； （7）强度校核压力，一般取压力容器实际最高工作压力；装有安全装置的，校核用压力不得小于其开启压力（或爆破片爆破压力）；盛装液化气体的，强度校核压力，应取原设计压力；（注：本条是校核壁厚时，对所选压力的规定） （8）强度校核时的壁温，取实际最高壁温；低温压力容器，取常温值； （9）壳体直径按实测最大值选取； （10）强度校核时，应考虑附加载荷； *如风、雪、地震等载荷，特别是异地使用或二手容器。 （11）由具有设计经验的设计人员或检验员担任，并出具有设计审核水平人员签字的强度校核计算书。 对本条1款（3）、（4），不能以常规的方法是进行强度校核的，可采用有限元方法或应力分析设计等方法校核。四、强度校核例题例题、华北地区某液化石油气(以下简称LPG)储配站一台150m3LPG卧式储罐，其基本情况如下： 设计压力 1.77MPa 设计温度 50C 工作压力 0.81.5MPa 设备铭牌注明最高工作压力 1.57MPa 工作温度 常温 筒体公称内径 3200mm（容器总长为19500mm） 主体材质 16MnR 名义壁厚 筒体22mm 封头22mm 设计壁厚附加量3.3mm（其中腐蚀裕度2.0mm） 焊接接头系数 1.0 设计日期 1990年07月 制造日期 1990年08月 投用日期 1990年11月 设计规范 GB150-89钢制压力容器 设计温度下16MnR材料许用应力 163 MPa 设计温度下16MnR材料屈服点325 MPa 制造厂质保书上提供16MnR材质化学成份复验结果符合GB665486规定，如下表：元素CSiMnPS含量%0.180.231.400.0280.019制造时该罐经焊后整体消除应力热处理。该罐外接接管采用法兰连接的法兰均为板式平焊法兰，垫片采用石棉橡胶板。罐顶部两只接管上分别装设N100的弹簧全启式安全阀各一只(安全阀喉径65mm)。1991年11月，首次内外部检验，未发现异常情况，安全状况等级评定为1级。1997年10月，第二次开罐内外部检验，除外壁局部有微小的腐蚀坑外，未发现其它问题。该罐于2000年11月第三次开罐内外部检验，原定内外部检验方案以测厚和宏观检查为主，内壁对接焊缝只做20% 磁粉检测，开罐后，检验员肉眼发现底部排污口附近的母材表面有两处鼓泡。据业主介绍，该站一直从附近某石化炼油厂进LPG，硫化氢杂质很少，其液相水中溶解度一般不超过10ppm，只是1999年3月炼油厂的脱硫装置发生故障，LPG中水中硫化氢含量一度超过1000ppm，2000年10月后，硫化氢浓度才恢复正常（不超过10ppm）。如果您是第三次检验的检验员，根据上述情况，请回答以下问题：）若检验中发现的表面缺陷打磨消除后，筒体母材实测最小壁厚18.9mm，最大实测内径3225.0mm，假定下一个检验周期为三年，年均匀腐蚀速率为0.1mm/年，不考虑液柱静压力和弯曲载荷的影响，也不考虑其它缺陷的影响，请按在用压力容器检验规程要求校核该罐剩余厚度是否满足强度要求。）本次检验是否要做耐压试验？如需要，请按99容规要求写出耐压试验方案要点。例题1答案：）按原设计规范GB150-89钢制压力容器进行校核。 PDi= +2C2 2t-PP取原设计压力1.77MPaDi取最大内径3225mm2C2考虑下一检验周期2倍腐蚀裕度C2=30.1=0.3mm 1.773225= + 20.3=18.21mm 21631-1.77现有最小壁厚18.9mm满足要求）必需进行耐压试验耐压试验方案要点如下：试压前应力校核 PT(Di+e)T= 2ee为扣除厚附加量的有效厚度 取e =18.9-20.3=18.3mmPT为1.96MPa+0.032MPa（液柱静压力）(若注明液柱静压力很小忽略不记也可)则 (1.96+0.032)(3225+18.3)T= = 176.52MPa0.9s=0.93251=292.5 MPa 218.3 满足要求。 (当PT为2.21MPa+0.032MPa时,计算得T=198.67 MPa)例2、1995年投用的卧式储罐，2001年开罐检查时测得圆筒体的最小厚度为11.4 mm，两端封头为标准椭圆形封头，实测最小厚度为11.4 mm，根据下要求。已知条件：按GB150-89设计，设计压力1.6 MPa，最高工作压力1.5MPa，设计温度50,名义厚度12mm，实测最大内径Di1600mm，材述条件计校核筒体、封头壁厚是否满足继续使用的要求及液压试验时是否满足液压试验料16MnR，设计温度下的许用应力170Mpa，屈服极限为325MPa，焊接接头形式为双面焊，射线检测比例20。到下一个检验周期为6年。解：（1）筒体壁厚校核校核规范：GB15089（原设计规范）校核压力：P1.5MPa（最高工作压力）筒体焊接接头系数： （双面焊，20无损检测）下一周期均匀腐蚀量：（储罐运行6年，减薄0.6mm，每年减薄量为0.1mm）壁厚校核式：代入公式筒体最小厚度满足强度要求，可继续使用。（2）封头壁厚校核校核规范：GB15089（原设计规范）校核压力：P1.5MPa（最高工作压力）封头焊接接头系数：下一周期均匀腐蚀量：（储罐运行6年，减薄0.6mm，每年减薄量为0.1mm）壁厚校核式：代入公式：封头最小厚度满足强度要求，可继续使用。（3）筒体液压试验应力校核应力校核式代入上式 液压试验满足强度条件。例题3、某液化石油气(以下简称LPG)储配站一台100m3LPG卧式储罐其基本情况如下： 设计压力 18kg