压力容器及化工设备 上PDF电子书下载

第一篇 中、低压容器 1

第一章 压力容器的结构材料及其选用 1

第一节 压力容器的失效与材料的关系 1

一、韧性断裂 1

二、脆性断裂 2

三、疲劳 2

四、蠕变 2

五、腐蚀 3

第二节 材料的基本性能 4

一、力学性能 4

二、耐腐蚀性能 7

三、加工工艺性能 7

四、物理性能 8

第三节 压力容器常用结构材料 9

一、钢材 9

二、有色金属 13

三、非金属材料 14

第四节 压力容器材料的选用 14

第二章 内压薄壁壳体的常规设计 16

第一节 一般回转薄壳的几何概念 16

第二节 回转薄壳的无力矩理论与壳体中的应力 17

一、壳体理论的基本概念 17

二、无力矩理论的基本方程式 18

三、回转薄壳中的薄膜应力 21

四、无力矩理论的应用条件 26

五、壳体中应力分析举例 26

第三节 有力矩理论与壳体的边缘问题 29

一、有力矩理论 29

二、壳体的边缘问题 36

第四节 内压薄壁壳体的设计 48

一、强度设计公式 48

二、计算壁厚的有关参数 56

三、容器的最小壁厚 63

四、容器的耐压试验 64

第五节 壳体结构与强度 65

一、壳体的形状与强度 65

二、壳体的焊缝结构 66

第三章 压力容器的稳定性设计 69

第一节 概述 69

一、外压容器的稳定性 69

二、外压容器的临界压力 69

三、轴向压缩圆筒的稳定性 70

四、弹性失稳及非弹性失稳 70

第二节 外压圆筒的稳定性计算 71

一、长圆筒受均布外压时的临界压力 71

二、短圆筒受均布径向外压时的临界压力 76

三、临界长度 78

四、圆筒受径向及轴向均布外压时的临界压力 79

第三节 外压圆筒设计 79

一、外压容器设计参数 79

二、外压薄壁圆筒的许用压力 81

三、外压厚壁圆筒的许用压力 83

四、图算法 84

第四节 圆筒壳受轴向压缩、弯曲载荷及复合载荷的稳定性计算 93

一、圆筒壳受轴向压缩 93

二、圆筒壳受弯曲载荷 94

三、圆筒壳在轴向压缩(包括弯曲载荷)和外压同时作用下的稳定性计算 94

第五节 外压圆筒加强圈的设计 97

一、加强圈的作用 97

二、加强圈的计算 98

三、加强圈的结构设计 101

第六节 外压封头设计 104

一、外压球壳 104

二、外压凸形封头 105

三、外压锥形封头 105

第四章 平板理论及设计 108

第一节 概述 108

一、平板分类 108

二、基本假设 108

第二节 受轴对称载荷圆形薄板的基本方程式 109

一、平衡方程 109

二、几何方程 111

三、物理方程 112

四、受轴对称载荷圆形薄板的弯曲微分方程式 112

第三节 受均布载荷的圆形薄板 114

一、周边固定、受均布载荷的圆形薄板 114

二、周边筒支、受均布载荷的圆形薄板 116

第四节 受轴对称载荷的环形薄板 118

一、外周边固支、内周边自由、受均布载荷的环形薄板 118

二、外周边筒支、内周边自由、受均布载荷的环形薄板 121

三、各种环板的应力及变形 122

第五节 受均布载荷的矩形薄板 125

一、周边简支、受均布载荷的矩形薄板 125

二、周边固支、受均布载荷的矩形薄板 125

第六节 平盖设计 127

一、圆形平盖 127

二、非圆形平盖(椭圆形、长圆形、矩形、正方形) 129

第五章 压力容器的零、部件设计 131

第一节 中、低压容器法兰联接的密封设计 131

一、密封原理和密封垫片的选择 131

二、螺栓设计 148

三、法兰(Flange)设计 153

第二节 容器开孔与补强 180

一、开孔附近的应力分析 180

二、受内压壳体开孔-接管处的应力集中 185

三、开孔补强设计 188

第三节 容器支承结构 203

一、立式设备支承 204

二、卧式设备支承--鞍式支座 210

参考文献 230

第二篇 高压及超高压容器 232

第六章 高压容器的结构设计及厚壁圆筒的强度计算 232

第一节 概述 232

一、高压容器在化学、石油化工及其他工业中的应用 232

二、高压容器的结构特点 233

三、高压容器的结构型式 233

四、高压容器的材料选择 240

第二节 厚壁圆筒的应力及应变分析 243

一、整体式厚壁圆筒受内、外压作用下的应力 243

二、厚壁圆筒受内、外压作用下的径向位移 251

三、厚壁圆筒的温差应力 251

第三节 厚壁圆筒的强度计算 255

一、高压容器筒体失效的几个准则 255

二、单层厚壁圆筒按弹性失效准则的计算 256

三、多层厚壁圆筒按弹性失效准则的计算 262

第七章 高压容器的零、部件设计 270

第一节 高压容器的密封设计 270

一、高压容器的密封原理和基本要求 270

二、高压容器密封结构的分类与型式 270

三、双锥环高压密封的设计计算 279

第二节 高压容器的端盖及筒体端部法兰 284

一、高压容器的端盖 284

二、筒体端部法兰 287

第三节 高压容器的紧固件及开孔补强 289

一、高压螺栓 289

二、卡箍连接 290

三、抗剪螺栓连接 291

四、径向销连接 292

五、高压容器的开孔补强 292

第八章 超高压容器设计 294

第一节 概述 294

一、超高压容器在工程上的应用 294

二、超高压容器筒壁应力的特性 294

三、提高圆筒强度的途径 296

四、超高压容器材料的选择问题 296

第二节 厚壁圆筒按塑性失效与爆破失效的设计 297

一、厚壁圆筒的极限承载能力 297

二、按极限压力的壁厚计算 299

三、非理想塑性体圆筒破坏过程及爆破压力计算 300

第三节 自增强容器设计 302

一、厚壁圆筒自增强的机理 302

二、自增强容器的设计计算 303

三、最佳超应变度的选择 308

四、自增强处理的方法 312

五、自增强容器的设计步骤 313

六、自增强圆筒的性能 313

参考文献 317

第三篇 压力容器设计的新方法、新准则 318

第九章 压力容器的应力分类设计法 318

第一节 压力容器中的应力分类 318

一、应力分类设计法的基本概念 318

二、一次应力及其类别 319

三、二次应力(Q) 319

四、峰值应力(F) 319

五、压力容器典型零、部件中的应力分类 320

第二节 极限设计法和安定状态 321

一、极限设计法 321

二、安定状态的概念 325

第三节 压力容器设计中各类应力的许用值及其分析 327

一、压力容器设计中对各类应力值的限制 327

二、关于应力分类设计法的分析与评述 328

第十章 压力容器的防脆断设计及缺陷评定 329

第一节 概述 329

一、工程结构及压力容器的低应力脆断 329

二、防脆断研究的兴起 330

第二节 断裂力学基础 331

一、线弹性断裂力学 331

二、弹塑性断裂力学 336

第三节 裂纹的疲劳扩展 342

一、压力容器疲劳裂纹的扩展过程 342

二、疲劳裂纹的亚临界扩展规律 343

三、压力容器疲劳寿命的估算 346

第四节 压力容器的破坏事故分析与断裂力学在压力容器上的应用 347

一、国内外的压力容器事故及原因分析 347

二、断裂力学在压力容器安全工作中的应用 349

第五节 国外压力容器缺陷评定规范简介 350

一、安全评定规范与质量控制标准 350

二、压力容器缺陷评定规范的基础 351

三、美国(ASME)《锅炉及压力容器规范》的有关准则 353

四、国际焊接学会(IIW)的缺陷评定方法 355

五、英国BSIPD6493焊接缺陷验收标准 356

六、日本WES-2085按脆断评定的焊接缺陷验收标准 357

七、联邦德国DVS2401-1焊接接头缺陷评定规范 358

八、英国CEGB带缺陷结构完整性的评定 359

第六节 我国CVDA规范简介及压力容器安全评定实例 360

一、我国CVDA规范及其具体使用方法 360

二、评定实例 365

第十一章 压力容器的疲劳分析 370

第一节 疲劳曲线与方程式 371

一、高循环疲劳曲线 371

二、低循环疲劳曲线 372

三、低循环疲劳曲线方程式 373

第二节 平均应力对低循环疲劳的影响 374

一、平均应力的真实值与“虚拟应力”大小的关系 374

二、考虑平均应力影响后的疲劳寿命计算 376

三、低循环疲劳曲线的修正 377

第三节 结构对低循环疲劳的影响 379

一、接管连接及焊缝型式的影响 380

二、接管方位和几何参数的影响 381

第四节 疲劳累积损伤 382

第五节 疲劳设计规范 383

一、我国以疲劳分析为基础的设计方法 383

二、日本超高压圆筒容器设计指针(HPIS-C-103-1980) 388

第十二章 压力容器的蠕变问题 392

第一节 蠕变现象的特点及蠕变许用应力 392

一、蠕变的现象及其影响因素 392

二、蠕变的许用应力 392

第二节 蠕变曲线的分析与应用 393

一、蠕变曲线及其测定 393

二、单向应力状态下的蠕变方程 394

三、三向应力状态下的蠕变方程 395

四、厚壁圆筒的蠕变计算 397

第三节 高温密封螺栓的应力松驰 401

一、应力松驰及其与蠕变的区别和联系 401

二、松驰后的应力与时间的关系 402

三、应用实例 403

参考文献 403

附表 工程单位与法定计量单位的换算 404