壓力容器及有限元分析-2.doc

廣州有道資料網(wǎng)ASME壓力容器及其有限元分析壓力容器，英文：pressure vessel，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備。貯運(yùn)容器、反應(yīng)容器、換熱容器和分離容器均屬壓力容器。壓力容器的用途十分廣泛。它是在石油化學(xué)工業(yè)、能源工業(yè)、科研和軍工等國民經(jīng)濟(jì)的各個部門都起著重要作用的設(shè)備。壓力容器一般由筒體、封頭、法蘭、密封元件、開孔和接管、支座等六大部分構(gòu)成容器本體。此外，還配有安全裝置、表計及完全不同生產(chǎn)工藝作用的內(nèi)件。壓力容器由于密封、承壓及介質(zhì)等原因，容易發(fā)生爆炸、燃燒起火而危及人員、設(shè)備和財產(chǎn)的安全及污染環(huán)境的事故。ASME壓力容器設(shè)計意味著計算方法是按ASME第8卷中的規(guī)則和計算方法進(jìn)行設(shè)計和計算，不一定要選用ASME材料，除非和客戶簽訂的技術(shù)協(xié)議里特別注明需要使用ASME材料，容器的管路當(dāng)然也是要按ASME的要求。 由于產(chǎn)品的安全性和經(jīng)濟(jì)性的要求，有限元分析應(yīng)用需求是最廣泛的。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，設(shè)計者可以借助有限元來解決容器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、穩(wěn)定性及壽命（疲勞）的設(shè)計問題。壓力容器的主要特點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式： 壓力容器主要的結(jié)構(gòu)形式為回轉(zhuǎn)殼，當(dāng)然最典型的是柱殼（常稱為筒體）和球殼（球罐和封頭等）。常見的結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)是：開孔、支撐、加強(qiáng)構(gòu)件等；殼體的厚度遠(yuǎn)小于殼體的曲率半徑；結(jié)構(gòu)不規(guī)則；異種材料連接等。 根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的主要特點(diǎn)和用途還可以進(jìn)一部分類為：塔式容器、臥式容器、換熱器、球罐等。載荷形式： 1) 壓力：這是最重要的載荷形式，包括內(nèi)壓和外壓； 2) 熱載荷：主要是由于溫度梯度引起來的熱應(yīng)力； 3) 力和力矩：設(shè)備管道傳給設(shè)備的外力，附加載荷等 4) 地震：設(shè)備的地震也是必須考慮的問題； 5) 風(fēng)載荷：對于一些塔式容器和球罐，風(fēng)載荷也是主要考慮的載荷； 6) 雪載荷：對我國北方地區(qū)的室外容器；求解模式：靜力，動力，屈曲，疲勞，線彈性，彈塑性，非線性，接觸等壓力容器的分類一、按設(shè)計壓力分類：1、低壓（L）0.1MPaP1.6 MPa2、中壓（M）1.6 MPaP10 MPa3、高壓（H）10 MPaP100 MPa4、超高壓（U）P100 MPa二、按工藝過程中的作用分：1、反應(yīng)壓力容器（R）：主要是用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)的壓力容器。如反應(yīng)器、反應(yīng)釜、分解鍋、硫化罐、分解塔、聚合塔、高壓釜、超高壓釜、合成塔、變換爐、蒸煮鍋、蒸球、蒸壓釜、煤氣發(fā)生爐等。2、換熱壓力容器（E）：主要是用于完成介質(zhì)的熱量交換的壓力容器。如管殼式余熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、加熱器、消毒鍋、染色器、烘缸、蒸炒鍋、預(yù)熱鍋、溶劑預(yù)熱器、蒸鍋、蒸脫機(jī)、電熱蒸汽發(fā)生器、煤氣發(fā)生爐水夾套等。3、分離壓力容器（S）：主要是用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離等的壓力容器。如分離器、過濾器、集油器、緩沖器、洗滌器、吸收塔、銅洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等。4、儲存壓力容器（C，其中球罐為B）：主要是用于儲存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)的壓力容器，如各種型式的儲罐。三、綜合分類1、固定式壓力容器：使用環(huán)境固定，不能移動。工作介質(zhì)種類繁多，大多為有毒、易燃易爆和具有腐蝕性的各類化學(xué)危險品。如球形儲罐、臥式儲罐、各種換熱器、合成塔、反應(yīng)器、干燥器、分離器、管殼式余熱鍋爐、載人容器（如醫(yī)用氧艙）等。2、移動式壓力容器：主要是在移動中使用，作為某種介質(zhì)的包裝搭載在運(yùn)輸工具。工作介質(zhì)許多都是易燃、易爆或有毒。如汽車與鐵路罐車的罐體。3、氣瓶類壓力容器：作為壓力容器的一種，社會擁有量非常之大，有高壓氣瓶（如氫、氧、氮?dú)馄浚┖偷蛪簹馄浚ㄈ缑裼靡夯蜌怃撈浚?，工作介質(zhì)許多也是易燃、易爆或有毒物質(zhì)。也有很強(qiáng)的移動性，既有運(yùn)輸過程中的長距離移動，也有在具體使用中的短距離移動。如液化石油氣鋼瓶、氧氣瓶、氫氣瓶、氮?dú)馄俊⒍趸細(xì)馄?、液氯鋼瓶、液氨鋼瓶和溶解乙炔氣瓶等。壓力容器安全附?、安全閥：安全閥的作用是當(dāng)設(shè)備內(nèi)的壓力超過規(guī)定要求時自動開啟，釋放超過的壓力，使設(shè)備回到正常工作壓力狀態(tài)。壓力正常后，安全閥自動關(guān)閉。安全閥經(jīng)校驗后，嚴(yán)禁加重物、移動重錘、將閥瓣卡死等手段任意提高安全閥整定壓力或使安全閥失效。2、壓力表：壓力表的量程應(yīng)與設(shè)備工作壓力相適應(yīng)，通常為工作壓力的1.53倍，最好為2倍。壓力表刻度盤上應(yīng)該劃紅線，指出最高允許工作壓力。壓力表的連接管不應(yīng)有漏水、漏汽現(xiàn)象，否則會降低壓力表指示值。3、爆破片4、溫度計5、液位計6、減壓閥7、緊急切斷裝置：其作用是當(dāng)管道及其附件發(fā)生破裂及誤操作或罐車附近發(fā)生火災(zāi)事故時，可緊急關(guān)閉閥門迅速切斷氣源，防止事故蔓延擴(kuò)大。8、快開門式壓力容器的安全聯(lián)鎖裝置：快開門安全聯(lián)鎖報警裝置是防止快開門式壓力容器發(fā)生操作事故的有效措施。其作用是：a、當(dāng)快開門達(dá)到