低溫低應力工況壓力容器的設計

2022-10-12 00:24:11 字數 1000 閱讀 3877

【摘要】低溫壓力容器在設計、選材和製造等各個方面都要比常溫容器的設計有更高的要求。本文主要分析了低溫低應力工況的概念,設計溫度和低溫低應力工況的確定和低溫低應力工況壓力容器的設計。

【關鍵詞】低溫;低應力;工況;壓力;容器;設計

低溫壓力容器是一種石油化工生產中經常用到的容器,它是指設計溫度≤-20℃的壓力容器(包括因為受到環境影響殼體的金屬溫度≤-20℃的壓力容器)。在製作壓力容器的過程中,人們容易將設計圖樣中設計溫度≤-20℃的壓力容器視為低溫壓力容器,而沒有注意到一定條件的「低溫低應力工況」可不受低溫壓力容器等條件的制約,造成了很多不必要的麻煩,也徒增了成本。

1 低溫低應力工況的概念

相關的成文規範中對「低溫低應力工況」的定義是:指殼體或受壓元件的設計溫度雖然≤-20℃,但其環向應力≤鋼材標準常溫屈服點的1/6且≯50mpa的工況。就算殼體或受壓元件再使用時滿足「低溫低應力工況」,但是如果其設計溫度公升高了50℃,比-20℃要高,就不適用相關規定了,這樣條件下的壓力容器就不是低溫壓力容器了。

也有規範中對「低溫低應力工況」的定義是:容器殼體或其受壓元件在低溫(≤-20℃)下一次總體薄膜應力δ降到gb150規定的材料許用應力[δ]與相應焊接接頭係數φ的乘積的75%以下的工況。相關規範將設計溫度分為了三種情況。

首先,設計溫度不低於-46℃時,「低溫低應力工況」容器的設計溫度按表1進行調整。

表1 「低溫低應力工況」容器的設計溫度

應力比設計溫度調整值△t/℃

0.75 0

0.60 10

0.45 20

0.375 30

0.33 40

0.3 50

注:應力值處於中間值時,△t可取內插值

其次,設計溫度在-46℃和100℃之間,僅當容器殼體或其受壓元件的一次總體薄膜應力降至≤鋼材標準常溫屈服點的1/6,且≯50mpa時,設計溫度調整值可以取50℃。

再次,設計溫度低於-100℃時,設計溫度調整值為0。調整後的設計溫度≤20℃時,壓力容器的選材和設計等都按調整後的設計溫度來確定。

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