钢制压力容器 设计理论基础及安全监察要求PDF电子书下载

第一章绪论 1

第一节 压力容器分类 1

压力分级 1

按生产过程作用原理分类 1

为有利于安全技术监督和管理分类 2

第二节压力容器设计基本知识 4

压力容器设计步骤 4

容器型式选择 4

容器材料选择 5

第三节 压力容器用钢 9

碳钢 9

低合金钢 10

高合金钢 10

低温用钢 11

第四节 压力容器规范简介 12

国外压力容器规范 12

国内压力容器规范 13

第二章受内压薄壁容器应力分析 16

第一节 旋转壳体几何概念 16

母线和经线、纬线和平行圆 16

第一、第二主曲率半径 17

第二节 薄膜应力分析 18

材料力学“截面法” 18

微体平衡方程 19

区域平衡方程 21

第三节 常见壳体的薄膜应力 22

承受气体压力的壳体 22

承受液体压力的壳体 26

第四节 有力矩理论及边缘问题 30

薄膜应力理论的适用范围 30

边缘问题的基本概念 30

有力矩理论及其在边缘问题上的应用 31

边缘应力的特性 38

第三章 圆平板应力分析 40

第一节 概述 40

第二节 受轴对称载荷圆板的基本方程 41

微体平衡方程式 41

几何方程 42

物理方程 42

轴对称圆板微分方程式 43

第三节 承受均布载荷的圆板 44

圆板周边固定 45

圆板周边简支 46

圆板周边简支，并作用有均匀分布的力矩 47

第四节 承受轴对称载荷的环板 49

环板的内外边缘作用有均匀分布的力矩 49

环板内边缘作用有均布剪力 49

用迭加法求环板的应力和变形 50

第四章 内压圆筒、球壳及封头 52

第一节 内压圆筒、球壳强度计算 52

圆筒壳体的强度计算 52

球形壳体的强度计算 54

第二节 内压封头强度计算 55

半球形封头 55

椭圆形封头 55

碟形封头 57

锥形封头 58

平盖 64

第三节 设计公式中各参数的确定 66

设计压力 67

设计温度 68

许用应力 68

焊缝系数 70

壁厚附加量 72

容器最小壁厚的确定 74

公称直径和公称压力 74

压力试验 75

第五章 外压圆筒、球壳及封头 79

第一节 外压圆筒设计的理论基础 79

外压圆筒的稳定性 79

外压圆筒的临界压力及其计算 79

长、短圆筒的临界长度 84

轴向受压圆筒的稳定性 84

外压圆筒设计（解析法） 85

第二节 外压容器设计参数 85

外压容器的设计压力 85

稳定安全系数 85

计算长度 86

压力试验 86

第三节 外压圆筒设计（图算法） 87

外压圆筒算图的由来 87

外压圆筒壁厚图算设计法 90

圆筒轴向许用压应力确定 90

第四节 外压球壳及封头 90

外压球壳算图的由来 90

外压球壳及凸形封头壁厚图算设计法 95

外压锥形封头的设计 95

第五节 加强圈设计 97

加强圈结构设计 97

加强圈计算 98

第六章容器开孔及补强 101

第一节 容器开孔的连接结构 101

接管和凸缘 101

视镜 101

手孔和人孔 102

第二节 开孔附近的应力分析 102

孔边应力分析 102

应力集中和应力集中系数 103

第三节 开孔补强设计 106

开孔补强结构 106

等面积补强计算 107

第七章 法兰 110

第一节 法兰的结构分类 110

法兰的分类 110

法兰的基本结构型式 110

第二节 法兰标准 111

公称直径和公称压力 112

容器法兰和管法兰标准的选用 113

标准法兰的尺寸分析 113

第三节 法兰连接的密封性设计 114

密封原理和影响密封的因素 114

法兰密封面的型式 115

垫片类型及选用 116

螺栓设计 118

第四节 法兰强度分析 121

铁摩辛柯计算法 122

华脱斯（Waters）计算法 125

受内压法兰的设计步骤 134

第五节 焊接密封结构及计算 134

无垫片焊接密封法兰的结构 134

设计和计算 136

第八章 卧式容器 138

第一节 双鞍座设计 139

鞍座的位置与尺寸确定 139

双鞍座卧式容器设计 139

第二节 双鞍座卧式容器的应力计算 142

筒体轴向弯曲应力 142

筒体切向剪应力 143

筒体周向应力 144

鞍座设计 146

第三节 三鞍座设计 147

三鞍座卧式容器的载荷分析 147

筒体轴向弯矩及支反力计算 148

应力验算 148

第九章 直立容器 150

第一节 概述 150

悬挂式支座 150

支承式支座 151

裙式支座 151

第二节 直立容器承受的各种载荷计算 153

容器质量 154

风载荷 155

地震载荷 163

偏心载荷 165

第三节 圆筒的强度及稳定性校核 165

圆筒轴向应力计算 166

容器液压试验时的应力校核 167

第四节 裙座的强度计算及校核 168

裙座圈计算 168

基础环计算 169

地脚螺栓计算 171

裙座与壳体的连接焊缝 172

第十章 厚壁容器 174

第一节 概述 174

高压厚壁容器在石油、化学工业中的应用 174

厚壁容器的结构特点 174

厚壁容器总体结构型式 175

高压容器用钢 180

第二节 厚壁圆筒设计理论基础 182

单层式厚壁圆筒的机械应力 182

单层式厚壁圆筒的温差应力 187

第三节 高压厚壁圆筒强度计算 189

单层式厚壁圆筒按弹性失效准则计算 189

现行国标GB150—89中的强度计算公式 195

提高厚壁圆筒承载能力的措施——多层技术和自增强处理 197

第四节 厚壁圆筒按塑性失效准则和爆破失效准则的计算 204

塑性失效准则的计算 205

爆破失效准则的计算 206

第五节 厚壁容器密封结构设计 208

厚壁容器密封结构的密封原理及基本要求 208

厚壁容器的密封结构 208

第六节 厚壁容器的零部件设计 220

平盖的设计 220

封头设计 224

筒体端部设计 226

主螺栓、主螺母设计 227

开孔补强设计 228

第十一章 压力容器设计的新方法及新准则 233

第一节 压力容器的应力分类及设计 233

压力容器的应力分类 233

极限设计法 235

安定状态的概念 237

压力容器设计中各类应力的限制 239

第二节 压力容器的疲劳分析 240

低循环疲劳曲线 241

疲劳设计规范简介 243

第三节 压力容器的低应力脆断 246

概述 246

断裂判据及应用 247

疲劳寿命的估算 249

应力腐蚀的概念 250

我国CVDA规范简介及压力容器安全评定实例 250

第四节 压力容器的蠕变问题 252

蠕变及蠕变设计 252

高温密封螺栓的应力松弛 255

第十二章 管壳式换热器 257

第一节 概述 257

管壳式换热器的总体结构 257

管壳式换热器工艺设计简述 259

换热器的振动 260

第二节 零部件结构设计 260

换热管与管板的连接 260

管板与壳程圆筒、管箱的连接 264

折流板和支持板 266

膨胀节 270

各种型式的管箱 270

防冲挡板 272

导流筒 272

旁路挡板和挡管 273

纵向隔板 273

薄管板结构 274

第三节 管板的强度计算 274

影响管板强度和刚度的因素 274

管板强度计算的理论基础 276

管板强度计算公式 281

第四节U形膨胀节计算 289

要否设置膨胀节的判定 289

U形膨胀节计算及应力评定 291

第十三章 搅拌反应器 299

第一节概述 299

第二节 搅拌反应器的容器部分 300

容器部分的几何尺寸的确定 300

传热构件——夹套和蛇管 301

接管结构 304

安全装置 306

第三节 搅拌器的型式及其选用 308

搅拌器的作用 308

搅拌器的分类 308

搅拌器的参数 309

搅拌器的选用 314

第四节 搅拌器功率及强度的计算 316

搅拌器功率的计算 316

搅拌器的结构及强度计算 322

第五节搅拌轴及轴封 326

搅拌轴的强度及轴的临界转速 326

搅拌轴的填料密封 331

搅拌轴的机械密封 334

第十四章 非圆形截面容器 339

第一节 概述 339

第二节 非圆形截面容器的受力分析 339

第三节 椭圆形截面容器 342

第四节 近似椭圆形截面容器 345

第五节 带圆角的矩形截面容器 349

第六节 矩形截面容器 352

第七节 长圆形截面容器 355

第八节 非圆形截面容器的加强问题 358

第十五章 超压泄放装置 363

第一节 概述 363

第二节 压力容器安全泄放量的计算 363

压缩气体或水蒸汽压力容器的安全泄放量 363

液化气体压力容器的安全泄放量 364

蒸发、反应容器的安全泄放量 366

第三节 安全阀 367

定义 367

安全阀的结构及分类 368

安全阀排放面积的计算 374

安全阀的选用 381

安全阀的装设 382

第四节 爆破片装置 382

爆破片装置的使用 383

爆破片的类型 383

爆破片泄放面积 385

爆破片装置的装设 387

第五节 安全阀与爆破片装置的组合装置 387

爆破片装置与安全阀并联组合 387

爆破片装置与安全阀串联组合 387

第六节 定期检验 388

安全阀定期检验 388

爆破片定期检验 389

第十六章 压力容器设计的安全监察 390

第一节 安全监察管理 390

设计单位的资格认可 390

设计图样的要求 390

设计单位应向用户（制造或使用单位）提供的设计文件 391

压力容器主要受压元件的划分和要求 391

第二节 安全技术监察要求 392

盛装液化气体和混合液化石油气体的压力容器，其最高工作压力的确定 392

储存压力容器的最低设计温度 392

压力容器的压力试验 393

压力容器的无损探伤 395

压力容器出厂时应带的技术文件和资料 396

压力容器产品试板及试样 396

压力容器产品焊接要求 397

压力容器的焊后热处理 398

压力容器冷热加工成型 398

压力容器的安全附件 399

压力容器和气瓶产品安全质量监督检验要求 399

附录Ⅰ设计示例 401

管壳式换热器 401

填料塔 421

搅拌反应器 432

附录Ⅱ钢材许用应力 439

附录Ⅲ钢材高温性能 446

附录Ⅳ单位换算表 452

主要参考资料 454