壓力容器設計制造入門與精通

內(nèi)容概要

　　本書針對壓力容器設計入門者的特點，較為詳細地介紹了壓力容器從結(jié)構(gòu)形式選擇、設計參數(shù)確定，以及壓力容器設計需遵循的常用規(guī)范、標準，到壓力容器選材、設計計算依據(jù)等“按規(guī)則設計”所涉及的多方面內(nèi)容，并適當介紹了國內(nèi)外壓力容器“分析設計”的思想和方法。為使入門者更深入理解壓力容器設計工作，專門介紹了壓力容器常見零部件制造、檢驗的方法和工藝步驟等內(nèi)容。
　　本書可作為高等院校過程裝備與控制工程專業(yè)高年級本科生和研究生的學習材料，也可供從事壓力容器設計的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言
寄語剛參加工作的大學畢業(yè)生
第1章壓力容器概況
1．1壓力容器基礎知識
1．2壓力容器安全
1．3壓力容器的分類
1．4壓力容器的基本結(jié)構(gòu)、基本技術(shù)參數(shù)
1．4．1壓力容器的基本結(jié)構(gòu)
1．4．2壓力容器的基本技術(shù)參數(shù)
1．5壓力容器標準體系
1．5．1歐盟的壓力容器標準體系
1．5．2美國的壓力容器標準體系及主要標準介紹
1．5．3我國的壓力容器標準體系及主要標準介紹
第2章壓力容器用材料
2．1材料常用的主要力學性能指標
2．1．1金屬材料在室溫、短時靜載下的力學性能
2．1．2溫度對力學性能的影響
2．1．3金屬的缺口沖擊試驗
2．1．4硬度試驗和彎曲試驗
2．2材料的其他性能
2．2．1物理性能
2．2．2化學性能
2．2．3加工工藝性能
2．3壓力容器用鋼
2．3．1鐵碳合金的基本組織
2．3．2鋼鐵及合金產(chǎn)品牌號和數(shù)字代號編制介紹
2．3．3碳素鋼的分類和性能
2．3．4低合金鋼和高合金鋼
2．3．5壓力容器用鋼的主要品種
2．3．6國內(nèi)主要壓力容器用鋼及相應的標準
2．4鋼材的熱處理工藝
2．5壓力容器用其他金屬材料
2．5．1銅及銅合金
2．5．2鋁及鋁合金
2．5．3鈦及鈦合金
第3章內(nèi)壓薄壁容器的強度與設計
3．1回轉(zhuǎn)殼體的薄膜應力及應力分析
3．1．1回轉(zhuǎn)殼體基本概念
3．1．2回轉(zhuǎn)薄壁殼體的無力矩理論
3．1．3無力矩理論的應用條件
3．1．4邊緣應力
3．2圓平板中的彎曲應力
3．2．1概述
3．2．2圓板軸對稱彎曲的內(nèi)力分析
3．2．3圓板軸對稱彎曲的變形分析
3．2．4物理方程
3．2．5圓板軸對稱彎曲的小撓度微分方程
3．2．6均布載荷下圓板的應力和變形
3．3強度概況及強度理論、強度設計、校核方法
3．3．1壓力容器的失效形式
3．3．2壓力容器的強度失效準則
3．3．3設計方法及強度理論
3．3．4強度計算及校核方法
3．3．5設計參數(shù)的確定
3．4內(nèi)壓圓筒和內(nèi)壓球殼
3．4．1內(nèi)壓圓筒和內(nèi)壓球殼厚度的確定
3．4．2強度校核
3．5內(nèi)壓封頭
3．5．1凸形封頭
3．5．2錐形封頭
3．5．3平蓋
第4章外壓容器的穩(wěn)定性
4．1穩(wěn)定的概念
4．1．1外壓容器的失效方式
4．1．2外壓容器的失穩(wěn)
4．1．3外壓容器的臨界壓力
4．2外壓圓筒的周向穩(wěn)定
4．2．1臨界壓力的計算
4．2．2外壓圓筒的穩(wěn)定計算
4．2．3圖算法
4．3外壓封頭和加強圈
4．3．1外壓封頭和球殼的穩(wěn)定計算
4．3．2加強圈的計算
4．4外壓圓筒的軸向穩(wěn)定
4．4．1軸向受壓圓筒的臨界應力
4．4．2軸向受壓圓筒圖算法計算原理
4．4．3軸向受壓縮圓筒的圖算步驟
第5章壓力容器常用零部件及安全附件
5．1法蘭連接
5．1．1法蘭的分類與壓緊面形式
5．1．2墊片結(jié)構(gòu)類型和應用場合
5．1．3法蘭的密封設計
5．2開孔補強
5．2．1開孔接管處的應力集中
5．2．2補強結(jié)構(gòu)和計算
5．3容器支座
5．3．1鞍座的結(jié)構(gòu)和選用
5．3．2立式容器支座結(jié)構(gòu)和選用
5．4安全附件（安全閥、壓力表、溫度計、液面計等）
5．4．1安全閥和爆破片的選用
5．4．2壓力表、溫度計、液面計的結(jié)構(gòu)和選用
第6章分析設計
6．1概述
6．1．1壓力容器應力分析設計介紹
6．1．2設計準則
6．1．3應力分析常用方法
6．2壓力容器應力分析設計
6．2．1失效模式和評定方法
6．2．2載荷情況
6．2．3應力分類
6．2．4各類應力的限制條件
6．3疲勞設計
6．3．1低循環(huán)疲勞曲線
6．3．2平均應力影響下疲勞曲線的修正
6．3．3疲勞損傷積累
6．3．4疲勞設計的方法過程
6．3．5疲勞分析的其他問題
6．4典型產(chǎn)品的應力分析設計案例
6．4．1工程問題
6．4．2力學模型與分析
6．4．3設計狀態(tài)下的有限元分析結(jié)果
6．4．4設計過程
6．5壓力容器應力分析設計——直接法簡介
6．5．1直接法的術(shù)語
6．5．2直接法設計校核的步驟
6．5．3直接法設計校核的原理和應用規(guī)則
第7章異形截面容器
7．1橢圓形截面容器
7．1．1受力分析
7．1．2危險截面和綜合應力
7．1．3變形計算
7．1．4實例
7．2其他常見非圓形截面容器
7．2．1帶圓角的矩形容器
7．2．2近似橢圓形截面的容器
7．2．3長圓形容器
7．2．4無圓角的矩形容器
7．3任意形狀的非圓形截面容器
7．3．1受力分析
7．3．2回轉(zhuǎn)半徑
7．3．3計算公式及其應用
7．4大曲率殼體中的彎曲應力
7．4．1曲梁彎曲時的彎曲應力
7．4．2矩形截面曲梁的中性層位置
7．4．3彎曲應力的計算公式
7．5帶有加強筋的非圓形截面容器
7．5．1外加強圈加強的非圓形截面容器
7．5．2具有內(nèi)加強筋板的長圓形柱殼
7．6環(huán)形殼體
7．6．1橫截面為圓形的等壁厚環(huán)形殼體
7．6．2彎管時壁厚變化的環(huán)形殼體
7．6．3彎管時截面變化的環(huán)形殼體
第8章壓力容器的制造工藝及檢驗
8．1壓力容器的主要制造工藝
8．1．1原材料的準備
8．1．2劃線
8．1．3切割
8．2容器通用零件的成形工藝
8．2．1簡體的成形
8．2．2封頭的成形
8．2．3管子的彎曲成形
8．3壓力容器的焊接
8．3．1焊接接頭與坡口
8．3．2常用焊接方法及焊接工藝
8．3．3常用鋼材的焊接
8．3．4焊接缺陷及其防治
8．3．5焊后熱處理
8．4過程設備的檢驗
8．4．1無損檢測
8．4．2耐壓試驗及泄漏試驗
8．5在用壓力容器定期檢驗
8．5．1定期檢驗的目的
8．5．2壓力容器劣化的原因
8．5．3檢驗的周期和內(nèi)容
8．6壓力容器的腐蝕與控制
8．6．1壓力容器腐蝕的危害性與控制腐蝕的重要意義
8．6．2常見的腐蝕種類
8．6．3防腐的措施
附錄
附錄A國內(nèi)常用壓力容器現(xiàn)行規(guī)范標準
附錄B制造壓力容器常用牌號、標準及使用狀態(tài)和力學性能、許用應力
附錄C彈塑性力學及有限元基礎
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   第5章 壓力容器常用零部件及安全附件 5.1 法蘭連接 在各種容器和管道中，由于生產(chǎn)工藝、制造、運輸、安裝和檢修的要求，設備都設計成可拆的結(jié)構(gòu)。常見的可拆結(jié)構(gòu)有法蘭連接、螺紋連接和承插式連接等。設備中可拆連接應當滿足的基本要求為： 1）保證在操作溫度和操作壓力下緊密不漏。 2）有足夠的強度，不因可拆連接的存在而削弱整個結(jié)構(gòu)的強度，并保證本身能抵抗所有外力的作用。 3）能迅速的并多次裝卸。 4）成本低廉。 由于法蘭連接有較好的強度和密封性，且尺寸范圍較廣，所以在工程中應用最為廣泛。但其缺點是裝拆較煩瑣，制造成本也較高。 5.1.1 法蘭的分類與壓緊面形式 1.按應用場合不同分類 按應用場合不同，法蘭可分為壓力容器法蘭和管法蘭兩類。 （1）壓力容器法蘭 主要用于筒體與筒體、簡體與封頭之間的連接。它的公稱直徑DN與卷制筒體的公稱直徑意義相同。它的標準號為：JB／T4700—4707《壓力容器法蘭》。 壓力容器法蘭分為平焊和對焊兩大類。 1）平焊法蘭：平焊法蘭又分為甲型和乙型兩種，乙型平焊法蘭的剛性比甲型平焊法蘭的好。 2）對焊法蘭：規(guī)定用于更高的壓力（PN0.6～6.4MPa）和直徑（DN300～2000mm）范圍，適用溫度≥450℃。 （2）管法蘭 主要用于管道之間或設備上的接管與管道之間的連接。它是壓力容器和設備與管道連接的標準件、通用件。主要性能參數(shù)為公稱壓力、公稱直徑、密封面形式和法蘭形式等。它的公稱直徑DN與接管的公稱直徑意義相同。它的標準號為HG／T 20592—20635《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》，包括了HG／T 20592～20614PN系列（歐洲體系）和HG／T 20615～20635Class系列（美洲體系）兩個體系的管法蘭標準，這兩個體系的管法蘭不能混用。 2.按法蘭與設備或管道的連接方式分類 按法蘭與設備或管道的連接方式可分為松式法蘭、整體法蘭和任意式法蘭三種。法蘭的結(jié)構(gòu)類型如圖5—1所示。 （1）松式法蘭 指法蘭不直接固定在殼體上，或者雖固定但不能保證與殼體作為一個整體承受螺栓載荷的結(jié)構(gòu)，如圖5—1a、b、c所示。其中圖5—1a為活套法蘭，圖5—1b為螺紋法蘭，圖5—1c為搭接法蘭。

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