压力容器设计知识-第二版 内容简介

1.国内一套关于压力容器的实用技术丛书，知识覆盖面全。2.邀请了国内压力容器教学、研究、设计、制造、监督、检验、使用、防腐等各个方面几十个单位的近百名专家和学者参与编写，强大的作者队伍，真正实现了产、学、研相结合。3.反映了压力容器的新技术和研究成果。

压力容器设计知识-第二版 本书特色

本书是《压力容器实用技术丛书》之一。全面阐述了各种压力容器设计的理论知识、基本计算方法、材料选择、制造和验收以及设计实例等。典型的压力容器包括卧式容器、直立容器、球形储罐、非圆形截面容器、高压和高压容器、立式圆筒形储罐、固体料仓、低温压力容器、高温压力容器等。内容上注重工程设计实际,融入了作者多年的设计工作经验,有很强的实用性。本书适用于压力容器设计、制造、使用工程技术人员查阅和参考。

压力容器设计知识-第二版 目录

第1章 概述 11.1 压力容器的设计进展11.1.1 规则设计 11.1.2 分析设计 21.1.3 规则设计与分析设计的结合 21.1.4 压力容器设计未来的发展31.2 压力容器的应用及分类 31.2.1 压力容器的应用31.2.2 压力容器的分类31.3 压力容器的失效形式41.3.1 强度失效 41.3.2 刚度失效 41.3.3 稳定性失效41.3.4 腐蚀失效 41.4 压力容器设计的基本要求51.4.1 满足生产需要 51.4.2 满足压力容器的安全可靠51.4.3 满足技术经济合理 61.5 压力容器标准及规范61.5.1 国内压力容器标准简介 61.5.2 国外压力容器标准简介 91.6 压力容器软件介绍 111.6.1 sw6-2011过程设备强度计算软件包121.6.2 lansys压力容器强度设计软件 121.6.3 有限元程序自动生成系统fepg 131.6.4 ansys分析设计软件 141.6.5 abqus分析设计软件 141.6.6 pvelite& codecalc压力容器整体及零部件分析设计软件 14第2章 设计要素152.1 设计文件 152.2 设计单位、人员条件及职责 152.2.1 设计单位 152.2.2 设计单位技术负责人162.2.3 压力容器设计批准人162.2.4 审核人员 162.2.5 校核人员 172.2.6 设计人员 172.2.7 sad各级人员182.3 设计压力 182.3.1 设计压力 182.3.2 设计压力的确定182.4 设计温度 192.4.1 设计温度 192.4.2 设计温度的确定192.5 介质特性202.5.1 介质的一些物理性质202.5.2 介质的腐蚀性 222.6 设计载荷 262.6.1 设计时应考虑的载荷262.6.2 设计载荷的组合272.7 厚度附加量282.8 设计寿命 292.8.1 设计寿命 292.8.2 容器设计寿命的确定292.8.3 疲劳分析设计容器的设计寿命 302.9 厚度 302.10 许用应力312.11 焊接接头系数332.12 耐压试验332.12.1 耐压试验332.12.2 液压试验332.12.3 气压试验和气液组合试验342.13 泄漏试验342.13.1 泄漏试验342.13.2 气密性试验 342.13.3 氨检漏试验 352.13.4 卤素检漏试验352.13.5 氦检漏试验 352.14 无损检测方法及选用 352.14.1 射线检测(rt)352.14.2 超声检测(ut) 362.14.3 衍射时差法超声检测(tofd) 372.14.4 磁粉检测(mt) 382.14.5 渗透检测(pt)382.15 技术要求402.16 油漆、包装及装车402.16.1 油漆402.16.2 包装412.16.3 装车412.16.4 压力容器油漆、包装、装车设计432.16.5 压力容器易损件包装要求43参考文献 44第3章 主要受压元件453.1 内压圆筒和内压球壳453.1.1 强度理论 453.1.2 内压圆筒 453.1.3 内压球壳 473.1.4 内压圆筒和球壳中的温差应力 483.2 外压圆筒和外压球壳493.2.1 外压容器的失效方式493.2.2 外压圆筒稳定性计算493.2.3 加强圈设计513.2.4 外压圆筒的允许制造公差和试压要求 533.2.5 外压球壳的计算543.2.6 关于外压容器设计中焊缝系数的选取和焊缝质量的检查 543.3 封头 553.3.1 球形封头 553.3.2 椭圆形封头553.3.3 碟形封头 563.3.4 无折边球形封头573.3.5 锥形封头 573.3.6 平盖 593.4 法兰 603.4.1 法兰的分类及各自的特点 603.4.2 法兰连接的密封设计613.4.3 螺栓设计 673.4.4 法兰设计 69参考文献 71第4章 开孔和开孔补强设计 724.1 开孔补强的理论基础724.1.1 孔边的应力724.1.2 容器开孔的强度问题及其补强准则754.2 开孔补强计算方法 764.2.1 等面积法 764.2.2 压力面积法794.2.3 分析法804.2.4 大开孔补强814.2.5 平板及外压容器开孔补强 824.3 开孔补强结构 824.3.1 补强圈补强824.3.2 厚壁管补强824.3.3 整体锻件补强 834.4 开孔补强设计中的其他问题 834.4.1 不需另行补强的条件834.4.2 接管的壁厚要求844.4.3 承受外载荷接管的补强 844.4.4 开孔位置 84参考文献 84第5章 卧式容器85符号总说明855.1 卧式容器简介 865.2 卧式容器载荷分析 885.2.1 卧式容器的载荷885.2.2 简化后的力学模型 905.2.3 内力计算 905.3 鞍座卧式容器强度计算 915.3.1 圆筒轴向应力 915.3.2 切向剪切应力 935.3.3 圆筒周向应力 955.3.4 鞍座强度计算 985.4 三角形支承加强圈的设置及强度计算 995.4.1 支承圈在鞍座平面内时加强圈的应力计算 1005.4.2 支承圈靠近鞍座平面时加强圈的应力计算 1015.5 有附加载荷作用时卧式容器的强度计算1015.5.1 符号说明1025.5.2 径向力引起的支座反力及圆筒弯矩的计算 1025.5.3 轴向外力矩及其引起的支座反力、弯矩的计算 1035.5.4 支座反力、圆筒轴向弯矩的组合1045.5.5 集中载荷与均布载荷引起的剪力、轴向弯矩的合成及强度校核1045.6 附属设备上载荷在卧式容器圆筒中引起的局部应力计算方法 1075.6.1 符号说明与应用范围 1075.6.2 径向载荷引起圆筒上局部应力的计算 1095.6.3 附属设备上外加力矩m l、m c引起筒体上局部应力的计算1115.6.4 圆筒体上局部载荷引起*大应力的合成及强度校核 1245.7 多鞍座卧式容器 1325.7.1 鞍座处的圆筒体弯矩 1325.7.2 鞍座处支反力1335.7.3 两支座跨度间的弯矩及极值1345.7.4 强度校核1345.7.5 基础不均匀沉降对轴向弯矩及支座反力的影响 1355.8 埋地卧式容器的设计计算 1375.8.1 混土层或砂土层质量对圆筒体静压力的计算1375.8.2 混土层质量对圆筒体载荷的影响1385.9 制造、检验及验收1395.9.1 卧式容器分类1395.9.2 制造、检验及验收1395.9.3 焊接接头1415.9.4 整体消除应力热处理 1415.9.5 耐压试验和泄漏试验 1415.10 卧式容器设计的合理性分析1415.10.1 设计分析1415.10.2 合理设计143参考文献 145第6章 直立容器1466.1 地震理论1466.1.1 水平地震作用1476.1.2 竖向地震作用1526.1.3 地震弯矩1546.2 风振理论1546.2.1 风的定义及我国的风气候形式1546.2.2 风载荷 1556.2.3 直立容器的风振效应 1576.2.4 直立容器顺风向下的弯曲响应1586.3 风诱发的振动1626.3.1 风诱发的振动现象1626.3.2 雷诺数(re)和斯特罗哈数(st)1636.3.3 升力的计算 1636.3.4 直立容器在共振时的强度计算1646.3.5 防止直立容器共振的措施1686.4 稳定理论1686.4.1 欧拉屈曲1696.4.2 外压失稳1746.4.3 局部失稳1776.4.4 塑性失稳178参考文献 179第7章 球形储罐1807.1 球罐简介1807.1.1 球罐的特点及应用1807.1.2 球罐的分类 1817.1.3 球罐设计参数1827.1.4 标准规范介绍1837.2 材料1837.2.1 球罐选材基本原则1837.2.2 国内球罐用材料 1857.2.3 国外球罐用材料 1877.3 结构1877.3.1 球壳1877.3.2 支座1887.3.3 拉杆1907.3.4 人孔接管1907.3.5 梯子平台1907.3.6 喷淋装置1917.3.7 安全附件1927.3.8 绝热结构1947.4 制造与组焊技术要求 1957.4.1 球壳板 1957.4.2 主要零部件 1977.4.3 油漆、包装、运输1987.4.4 组焊准备1987.4.5 组装1997.4.6 焊接1997.4.7 无损检测2007.4.8 焊接修补2007.4.9 焊后整体热处理 2017.4.10 产品焊接试件2017.4.11 耐压试验2017.4.12 泄漏试验2027.4.13 特殊球罐的技术要求 2027.4.14 竣工验收203参考文献 203第8章 非圆形截面容器 2048.1 椭圆形截面容器 2048.1.1 受力分析2048.1.2 危险截面和综合应力 2078.1.3 变形计算2088.1.4 实例2118.2 其他常见非圆形截面容器 2128.2.1 带圆角的矩形容器2128.2.2 近似椭圆形截面的容器2158.2.3 长圆形容器 2168.2.4 无圆角的矩形容器2168.3 任意形状的非圆形截面容器2178.3.1 受力分析2178.3.2 回转半径2188.3.3 计算公式及其应用2208.4 大曲率壳体中的弯曲应力 2238.4.1 曲梁弯曲时的弯曲应力2238.4.2 矩形截面曲梁的中性层位置2258.4.3 弯曲应力的计算公式 2268.5 带有加强筋的非圆形截面容器2288.5.1 外加强圈加强的非圆形截面容器2288.5.2 具有内加强筋板的长圆形柱壳2298.6 环形壳体2328.6.1 横截面为圆形的等壁厚环形壳体2328.6.2 弯管时壁厚变化的环形壳体2348.6.3 弯管时截面变化的环形壳体235参考文献 236第9章 高压容器和超高压容器2379.1 高压容器和超高压容器在工业生产中的应用2379.2 高压容器和超高压容器的结构特点2379.3 高压容器和超高压容器的设计2389.3.1 现行各国设计规范概况2389.3.2 高压容器和超高压容器设计的基本要求2399.4 高压容器和超高压容器设计时需考虑的几个问题2399.4.1 安全系数2399.4.2 材料的选取 2409.4.3 耐压试验2409.4.4 无损检测2419.5 高压容器和超高压容器的筒体结构形式2429.5.1 高压容器的筒体结构形式2429.5.2 超高压容器的筒体结构形式2499.6 高压容器和超高压容器的密封结构2569.6.1 高压容器的密封结构 2579.6.2 超高压容器的密封结构260参考文献 262第10章 常压容器 26310.1 常压容器简介26310.2 材料26310.2.1 对材料的基本要求26310.2.2 许用应力的确定 26410.2.3 常压容器用材料 26410.3 结构设计26610.3.1 基本结构元件26610.3.2 立式圆筒形容器 26910.3.3 矩形容器27310.4 制造、组焊、检验与验收要求27310.4.1 材料27410.4.2 加工成形27410.4.3 焊接27510.4.4 热处理 27510.4.5 无损检测27510.4.6 试验275参考文献 276第11章 立式圆筒形储罐27711.1 立式圆筒形储罐简介 27711.1.1 储罐的种类和特点27711.1.2 储罐的容量及经济尺寸选择27811.1.3 储罐设计参数(载荷) 27811.1.4 国内外储罐标准简介 27811.2 储罐用材料 27911.2.1 储罐选材基本原则27911.2.2 国内储罐用材料及要求28011.2.3 国外储罐用材料 28111.3 罐底的设计 28211.3.1 罐底厚度28211.3.2 结构设计28411.4 罐壁的设计 28511.4.1 罐壁的强度计算 28511.4.2 罐壁的风力稳定计算 28611.4.3 罐壁的抗震计算 28911.4.4 罐壁的结构设计 29111.5 罐顶设计29211.5.1 固定顶设计 29211.5.2 外浮顶设计 29811.5.3 内浮顶设计 31211.6 油罐附件(或配件)及其选用31711.6.1 常用附件31711.6.2 附件的布置 31911.6.3 搅拌设施32011.6.4 消防设施设置32211.6.5 伴热结构32311.6.6 排污结构32411.6.7 防腐蚀设计 32411.7 制造与组焊的要求32911.7.1 材料及附件验收 32911.7.2 预制32911.7.3 组装33111.7.4 焊接33111.7.5 检查及验收 33211.8 储罐基础33511.8.1 基础的沉降 33511.8.2 对基础的要求33611.8.3 基础沉降观测33811.9 国内外标准比较 33811.9.1 范围33811.9.2 许用应力33911.9.3 罐壁强度计算34011.9.4 清扫孔的设置342第12章 固体料仓 34312.1 固体料仓简介34312.1.1 料仓发展概况和应用 34312.1.2 料仓的设计分类和计算基础34512.1.3 料仓的结构选择和设计原则34812.2 材料34912.2.1 料仓的材料 34912.2.2 板式焊接料仓的选材分析34912.2.3 板式焊接料仓的常用材料35012.3 设计计算35212.3.1 赖姆伯特理论35212.3.2 仓壳圆筒应力计算35712.3.3 仓壳锥体应力计算35912.4 结构36012.4.1 仓壳的高径比分析36112.4.2 仓顶结构36212.4.3 仓底结构36312.4.4 料仓筒体结构36312.4.5 料仓支座36412.4.6 料仓防堵结构36612.4.7 料仓梯子和平台 36612.5 料仓的制造、检验与验收 36612.5.1 材料检查和要求 36712.5.2 预制和加工成形 36712.5.3 组装36812.5.4 焊接36912.5.5 表面处理37112.5.6 试验、检验及验收372参考文献 373第13章 低温压力容器 37413.1 低温压力容器简介37413.1.1 压力容器的低温界限 37413.1.2 低温低应力工况 37413.2 材料37613.2.1 低应力脆性断裂现象 37613.2.2 影响低温韧性的因素 37613.2.3 防止低应力脆断的设计原则37813.2.4 钢材低温韧性的评定方法37813.2.5 低温压力容器用钢37913.2.6 低温压力容器用钢的焊接材料38113.2.7 常用低温压力容器用钢的焊接材料38213.3 结构设计38213.3.1 结构简介38313.3.2 焊接结构设计38313.3.3 低温容器的密封结构 38413.3.4 低温绝热结构设计的目的及方法38413.3.5 低温容器的支承系统设计385参考文献 385第14章 高温压力容器 38614.1 高温压力容器简介38614.1.1 高温的定义 38614.1.2 高温结构设计的重要性38614.2 材料的高温强度性能试验 38814.2.1 高温拉伸38814.2.2 蠕变试验曲线及变形机制38814.2.3 蠕变特性的描述 38914.2.4 蠕变特性的外推 39114.3 典型材料的高温强度 39314.3.1 常用高温强度性能指标39314.3.2 低合金钢的高温强度 39414.3.3 高合金钢的高温强度 39614.4 压力容器的蠕变和应力松驰40014.4.1 多轴应力状态下的蠕变40014.4.2 承压容器的蠕变应力 40114.4.3 松驰及其与蠕变的关系40314.5 蠕变-疲劳交互作用 40614.5.1 高温疲劳40614.5.2 损伤法则40714.6 高温容器的设计方法 41114.6.1 美国标准asme规范ⅲ nh 41114.6.2 英国标准r5 415参考文献 419第15章 应力分析 42115.1 应力分析的常用方法与结果的评定42115.1.1 应力分析的常用方法 42115.1.2 应力分析结果的评定 42315.2 弹性力学基础42415.2.1 弹性力学的基本假设 42415.2.2 圣维南原理 42415.2.3 直角坐标系下一般问题的基本方程42515.2.4 平面问题的基本理论 42615.2.5 弹性力学解题方法举例43515.3 塑性力学基础44415.3.1 金属材料的应力-应变曲线44415.3.2 应力-应变曲线的简化模型44515.3.3 屈服条件44615.3.4 加载、卸载定理 44815.3.5 单层厚壁筒体的塑性应力分析44915.4 有限元法基础45115.4.1 有限元的基本概念45215.4.2 有限元法的解题步骤 45215.4.3 有限元软件介绍 45315.4.4 ansys入门简介45415.5 压力容器分析设计方法45715.5.1 简介45715.5.2 应力分类设计45815.6 疲劳设计47015.6.1 低循环疲劳曲线 47115.6.2 平均应力影响下疲劳曲线的修正47115.6.3 疲劳损伤积累47215.6.4 疲劳设计47315.6.5 疲劳分析的其他问题 47615.6.6 典型产品的疲劳分析设计案例47615.7 压力容器应力分析设计———直接法简介 47715.7.1 直接法的术语47815.7.2 直接法设计校核的步骤48115.7.3 直接法设计校核的原理和应用规则483参考文献 486第16章 超压泄放装置 48716.1 压力容器的超压及安全泄放48716.1.1 压力容器的超压 48716.1.2 防超压安全泄放 48816.1.3 超压泄放装置的设置 49016.2 爆破片安全装置的选用与设计计算49216.2.1 爆破片安全装置的种类及基本特性49216.2.2 爆破片安全装置的选用49616.3 安全阀的选用与设计计算 50916.3.1 安全阀的种类及基本特性50916.3.2 安全阀的选用51316.4 容器的安全泄放量52116.4.1 储存压缩空气或蒸汽时容器的安全泄放量52116.4.2 储存液化气体时容器的安全泄放量52216.5 超压泄放技术现状52316.5.1 爆破片安全装置技术 52316.5.2 安全阀技术 52516.5.3 超压泄放设计技术526参考文献 527