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1、化工设备机械基础知识点总结第7章压力容器中的薄膜应力，弯曲应力与二次应力37.1 容器3.7.2 容器的结构3.7.3 容器的几何特点3.7.4 圆筒形壳体上的薄膜应力 37.5 内压圆筒薄膜应力特点37.6 球形壳体薄膜应力特点 37.7 椭球壳体薄膜应力特点47.8 圆锥壳体应力特点4.7.9 边界应力4.7.10 边界应力的性质4.7.11 回转壳体内部的边界应力 .47.12 薄膜应力的相当应力 .57.13 强度理论5.第8章压力容器6.8.1 设计压力容器6.8.2 校核在用容器6.8.3 容器直径6.8.4 设计压力6.8.5 工作压力6.8.6 装有安全阀容器 6.8.7 装有
2、爆破片容器设计压力7.8.8 设计温度7.8.9 蒸汽直接加热容器的设计温度 78.10 间接加热容器的设计温度7.8.11 储存容器的设计温度 7.8.12 间歇操作容器的设计温度7.8.13 计算压力7.8.14 设计压力与计算压力的区分 78.15 新旧许用应力对比7.8.16 复合板的许用应力88.17 焊接接头系数 8.8.18 理论计算厚度 8.8.19 设计厚度8.8.20 名义厚度8.8.21 有效厚度8.8.22 最小厚度8.8.23 标准椭圆封头厚度的确定 88.24 锥形封头的结构形式8.8.25 平板形封头8.8.26 厚度计算通用式 98.27 在用压力容器的强度校核
3、98.28 强度校核的思路和公式 98.29 钢板用前的验收98.30 压力容器用碳钢和低合金钢选用材规定 98.31 压力容器用有色金属选用材规定 98.32 复合钢板9.第9章外压容器鱼压杆的稳定计算1.09.1 稳定的概念1.09.2 稳定问题的实例109.3 长圆筒、短圆筒、计算长度和临界长度 1 09.4 材料性能对外压圆筒稳定性的影响 109.5 临界压力计算公式的应用条件 1.09.6 防止内压凸形封头失稳的规定119.7 真空容器的加强圈1.19.8 圆筒的轴向稳定校核1.1第10章法兰连接1.210.1 连接和法兰连接 1210.2 法兰连接的密封原理 1210.3 法兰连接
4、讨论1210.4 压力容器法兰1210.5 甲型平焊法兰1210.6 乙型平焊法兰1210.7 长颈对焊法兰 1310.8 法兰密封面形式1310.9 法兰结构1.310.10 压力容器法兰基本参数 1.310.11 法兰尺寸的确定1310.12 压力容器法兰最大容许工作压力 1310.13 法兰材料的选用1310.14 压力容器法兰用密封垫片 1.410.15 压力容器法兰用等长双头螺柱 1410.16 管法兰连接 1.410.17 管法兰标准 1.410.18 管法兰类型和密封面 1.410.19 管法兰结构和使用 1410.20 法兰尺寸质量表 1510.21 管法兰密封面尺寸1510.
5、22 管法兰用材料1510.23 管法兰最大容许工作压力1.510.24 夹套法兰1.510.25 管法兰标记1.610.26 管法兰连接用密封垫片1.610.27 密封垫片的类型 1610.28 密封垫片的尺寸 1610.29 密封垫片的适用范围 1.610.30 密封垫片的标记1610.31 钢制法兰用紧固件17第7章压力容器中的薄膜应力，弯曲应力与二次应力7.1 容器容器是化工生产所用各种设备外部壳体的总称。7.2 容器的结构容器一般由筒体、封头、法兰、支座、接管记人孔的元件构成。7.3 容器的几何特点压力容器壳体除平板形封头外都是回转壳体。7.4 圆筒形壳体上的薄膜应力(1)环向薄膜应
6、力6 86 8 =pD/2 6(2)径向薄膜应力6 m 6 m= pD/4 67.5 内压圆筒薄膜应力特点(1)内压圆筒筒壁上各点处的薄膜应力相同，就某点来说，该点的环向薄膜应 力比轴向薄膜应力大一倍。(2)决定应力水平高低的截面几何量是圆筒壁厚鱼直径的比值，而不是壁厚的 绝对值。7.6 球形壳体薄膜应力特点在球壳体外内虽然存在着两向应力， 但二者的数值相等。过球壳上任何一点和球 心，不论任何方向将球形壳体截开两半，都可以利用受力平衡条件求得截 面上的薄膜应力为6 = pD/4 67.7 椭球壳体薄膜应力特点(1)球形壳体上的6 m=6o,而且各点处的应力相同。(2)在椭球形壳体的顶点B处的薄
7、膜应力有三个特点：i当a/b=pi8.29 钢板用前的验收内容齐全的质量证明书，钢印标志，符合规定。8.30 压力容器用碳钢和低合金钢选用材规定（1）焊接用钢（2）压力容器用钢（3）冲击功（4）断后伸长率（5）钢板超声 检测（6）使用Q235系列的规定（7）要求正火状态交货的压力容器钢板。8.31 压力容器用有色金属选用材规定（1）通用要求（2）铝和铝合金（3）铜和铜合金（4）钛和钛合金（5）包、皓、 花及合金8.32 复合钢板不锈钢-钢复合钢板，锲-钢复合钢板，钛-钢复合钢板，铜钢复合钢板。第9章 外压容器鱼压杆的稳定计算9.1 稳定的概念稳定是就平衡而言的。平衡有两种：稳定平衡和不稳定平衡
8、。9.2 稳定问题的实例(1)压杆，(2)外压容器9.3 长圆筒、短圆筒、计算长度和临界长度长圆筒；得不到封头支撑作用的圆筒称为长圆筒。短圆筒：为提高外压圆筒的抗失稳定性，可以压缩圆筒的长度或在不改变圆筒 长度的前提下，在圆筒上焊接一至数个加强圈，将长圆筒变为能够得 到封头或加长圈支撑的短圆筒。计算长度：两相邻加强圈的间距。临界长度：叫临界长度。9.4 材料性能对外压圆筒稳定性的影响在进行内压圆筒的强度计算时，材料的强度指标es, eb, en, ed,对圆筒的承压能力具有直接的，重要的影响。筒体的临界压力与屈服强度没有直接关系， 然而材料弹性模量E却直接影筒体的临界压力。9.5 临界压力计算
9、公式的应用条件长圆筒ecr=Pcr*Do/2ee=1.1E (ee/Do) 2短圆筒ecr=Pcr*Do/2ee=1.3E (ee/Do) ?/(l/Do)应用条件：(1)要利用临界长度Lcr ，判明所给圆筒是长圆筒，还是短圆筒 (2)要判定筒体失稳时的环向压缩应力 ecr是不是小于或等于材料的比 例极限ep。9.6 防止内压凸形封头失稳的规定为防止出现内压凸形封头的失稳，对内压凸形封头的最小厚度做了规定：对 0.狙二折边半径r0.17Di范围内的蝶形封头，它们的有效厚度不得小于 3/1000Di;对于标准椭圆形封头和折边半径 =0.17Di,球面半径Rci=0.9Di的 蝶形封头，其有效壁厚
10、不得小于 1.5/1000Di。9.7 真空容器的加强圈安装加强圈是提高外压容器承压能力的有效措施之一。一类是夹套容器，另 一类是没有夹套的真空容器。9.8 圆筒的轴向稳定校核有些化工设备的壳体却有可能在其他在和作用下使启闭的局部地区出现较大 的轴向压缩应力，如果这些压缩应力超过某一许可值，这里的器壁便会出现 皱褶。第10章法兰连接10.1 连接和法兰连接在各种容器和管道中由于生产工艺的要求，或考虑制造、运输、安装、检修的方 便，常采用可拆的结构。由于法兰连接有较好的强度和密封性，而且试用尺寸范围广，在设备和管道都能应用。10.2 法兰连接的密封原理法兰连接是由一对法兰、数个螺栓和一个垫片（圈
11、）所组成。法兰在螺栓预紧力 的作用下，把处于法兰压紧面之间的垫片压紧，当垫圈单位面积上所受到的压紧 力大道某一值时借助于垫片的变形把凹凸不平处填满即达到初始密封条件。10.3 法兰连接讨论法兰连接所受外力，法兰在外力偶距作用下的变形和内力还有内压对器壁产生的 薄膜应力及边界应力，但后者对法兰强度的影响远小于前者。10.4 压力容器法兰三种形式：甲型平焊法兰，乙型平焊法兰，长颈平焊法兰。10.5 甲型平焊法兰是一个截面基本为矩形的圆环，这个圆环通常称为法兰盘，它的直径与容器的筒 体或封头焊接。10.6 乙型平焊法兰乙型平焊法兰与甲型平焊法兰相比除法兰盘外增加了一个厚度常常是大于筒体 比厚的短接，
12、有了这个短接，既可以增加整个法兰的刚度，又可以使容器壁避免 承受附加弯矩。10.7 长颈对焊法兰是用根部增厚的颈取代了乙型平焊法兰中的短接。从而更有效地增大了法兰的整 体刚度，由于去掉了乙型法兰中法兰盘与短接的焊接，所以消除了可能发生的焊 接变形记可能存在的焊接残余应力。10.8 法兰密封面形式平面型密封面，凹凸型密封面，桦槽型密封面。10.9 法兰结构板式平焊接法兰（PL）结构简单，密封面型式只有突出和全平面两种。带颈平焊法兰（SO）与板式平次I接法兰（PL）带颈对焊接法兰（WN）整体法 兰（IF）承插焊法兰（SW）螺纹法兰（Th）松套法兰（PJ）法兰盖（BL）和不 锈钢里法兰盖10.10
13、压力容器法兰基本参数法兰的公称直径，公称压力10.11 法兰尺寸的确定是由法兰的公称直径和工称压力唯一确定10.12 压力容器法兰最大容许工作压力法兰标准中的法兰尺寸实际上是根据上述特定的设计条件确定，可以在法兰尺寸表中显示的却是法兰尺寸是由其 PN,DN唯一确定。10.13 法兰材料的选用选用板材Q235B、C时，除在工程压力和使用温度限制，Q235B钢板不得用作盛装毒性为高度货极度危害介质的压力容器法兰。选用20R、16MnR钢板是要注意两点：以适当厚度大于 50mm时钢板要在正火下使用。二是当温度低于0C时，厚度大于25mm的20R,厚度大于38mm的 16MnR,应做使用温度下的低温冲
14、击实验，得到的冲击值不得小于31J乙型法兰短接材料应与法兰材料相同选用段件时，锻件要按JB4726或JB4727的二检验和验收。10.14 压力容器法兰用密封垫片非金属软垫片，缠绕式垫片，金属包垫片10.15 压力容器法兰用等长双头螺柱形式与尺寸，A型与B型螺柱的选用，双头螺柱材料，标记10.16 管法兰连接管法兰连接包括管法兰、密封垫片和紧固件。10.17 管法兰标准HG/T20592-2009钢制管法兰（PN系列）HG/T2060620612-2009,包括六个垫片标准HG/T20613-2009钢制管法兰用紧固件（PN）系列HG/T20614-2009钢制管法兰、垫片、紧固件选配规定（P
15、N）系列10.18 管法兰类型和密封面板式平焊法兰，带颈平焊法兰，带颈对焊法兰，整体法兰，螺纹法兰，承插焊法 兰，对焊环松法兰，法兰盖，衬里法兰盖。全平面密封面，突面密封面，凹凸面 密封面，桦槽面密封面和环连接面10.19 管法兰结构和使用板式平焊法兰，带颈平焊法兰，带颈对焊法兰，整体法兰，螺纹法兰，承插焊法 兰，对焊环松法兰，法兰盖，衬里法兰盖。10.20 法兰尺寸质量表PN=4.0MPa,DN=600mm,最常用的接管法兰是板式平焊法兰、 带颈平焊法兰, 带颈对焊法兰三种。法兰厚度 C在法兰尺寸中占有重要地位，当接管的法兰 DNf3f1。10.22 管法兰用材料管法兰材料一般应采用锻件，不
16、推荐用钢制制造。管法兰用锻件的级别及技术要 求符合以下规定。下面的锻件应符合3级或3级以上锻件的要求公称直径PN=10MPa,公称压力PN4.0MPa的镉铝钢锻件；称压力PN1.6Mpa且工作温度小于或等于-20度的铁素体钢锻件。10.23 管法兰最大容许工作压力管法兰的设计压力不得高于设计温度下法兰允许承受的最高无冲击压力的原则。 详见表10-36表10-4110.24 夹套法兰当管道的外面有套筒，而且内管与套管都焊接在同一个法兰上时，这个法兰即为夹套法兰。夹套法兰的类型有三种板式平焊套法兰；带颈平焊夹套法兰；带颈对焊夹套法兰10.25 管法兰标记HG/T20592法兰bcdefgh,b祛兰
17、类型代号c-法兰公称尺寸DN并注明所用的钢管外径系列。d-法兰公称压力等级e-密封面 型号代号f-钢管壁厚，应该有用户提供，对于带颈对焊法兰、松套法兰所用的对焊环均应标注钢管壁厚。g-法兰材料牌号，h-表示其他附加的要求，譬如密封表面的粗糙度 等。10.26 管法兰连接用密封垫片管法兰连接的主要失效形式是泄漏。 泄漏与密封结构型式、被连接件的刚度、密 封件的性能、操作和配合等许多因素有关。垫片作为法兰连接的主要元件，对密 封起着重要作用。10.27 密封垫片的类型非金属平垫片具材料为橡胶，石棉橡胶，合成纤维橡胶压制板，聚四氟乙烯，增 强柔韧性石墨板，温云母复合板。聚四氟乙烯包覆垫片；金属包覆垫
18、片；缠绕是垫片;具有覆盖层的齿轮组合垫；金属环形垫10.28 密封垫片的尺寸用于突面密封面的垫片尺寸见表10-56,在突面密封面上使用的垫片有：除金属 环形垫以外的所有五种垫片10.29 密封垫片的适用范围在不同公称压力条件下所试用的不同 DN范围表示出来见表10-5910.30 密封垫片的标记一般标记规定为垫片标准号，垫片名称，垫片的 PN (bar),和DN (mm),垫片材料代号。10.31 钢制法兰用紧固件紧固件型式，钢制法兰用紧固件的型式包括：六角头螺栓、等长双头螺柱、全螺纹螺柱、I型六角头螺母（螺母厚度约为0.8d）、II型六角头螺母（螺母厚度约为1.0d）商品级和专用级：在钢制法兰用紧固件中，按螺栓的性能等级分为商品级和专用 级。管法兰用紧固件材料的分类和力学性能：管法兰用紧固件材料分为高强度。中强度和高强度三级。专用紧固件的力学性能应符合表10-62的规定。