Lesson 3 设计要求

哈 佛 蒸 汽 锅 炉 检 验 与 保 险 公 司 ASME规范第VIII-1卷 -- 压力容器 设计要求

课程 3 页 码 9/27 2） 按UG-23(b)(2)确定的B值。

UG-23(c)

由UG-22所列载荷同时作用产生的最大总体一次薄膜应力不超过Section II Part D中的最大许用应力值。对于产生弯曲应力的载荷，最大一次薄膜应力加上一次弯曲应力不超过Section II Part D中的最大许用应力的1.5倍。

UG-23(d)

地震或风载与UG-22所列的其它载荷组合作用下，总体一次薄膜应力不应超过UG-23(a)、(b)、(c)允许的最大许用应力值。

环向应力和纵向应力

对于无缝的薄壁圆形筒体，环向应力基本上是纵向应力的2倍。在大多数情况下，计算厚度时，UG-27中的环向应力公式起确定作用，但也有少数情况，纵向应力起确定作用，如：非常高的立式容器在风载和地震载荷作用下、鞍座支撑的卧式长容器。

应该注意，如果圆形筒体既有环缝、又有纵缝，UG-27纵向应力公式只有在环焊缝的焊缝系数小于0.5时、或当附加载荷（UG-22）使得纵向弯曲或拉伸与内压一起作用时，才起确定作用。

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课程 3 页 码 10/27 内压下壳体厚度计算公式

圆形筒体

环向应力（纵向焊缝）

用内径表示 (t ?

t =

用外径表示 (t ?

t =

PROSE?0.4PR2PRSE?0.6PR2 或 P ? 0.385 SE) 或 P =

SEtR?0.6t UG-27(c)(1)

或 P ? 0.385SE) 或 P =

SEtRO?0.4t 1-1(a)(1)

纵向应力（环向焊缝）

用内径表示 (t ?

t =

PR2SE?0.4PR2或 P ? 1.25SE) 或P =

2SEtR?0.4t UG-27(c)(2)

用管子制成的筒体 – UG-31

UG-31允许用管子制造筒体，并可用UG-27给出的公式计算厚度。在订购管子时，必须注意，管子材料有无缝和电阻焊管(ERW)两种，如SA-53-b，它们的许用应力是不一样的。

球体壳

用内径表示

t =

PR2SE?0.2PPRO2SE?0.8P 或 P =

2SEtR?0.2t UG-27(d)

用外径表示

t = 符号

或 P =

2SEtRO?0.8t 1-1(a)(2)

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课程 3 页 码 11/27 t – 壳体的最小要求厚度(in.) P – 设计内压(psi.) R – 内径(Ri) R – 外径

S – 最大许用应力(psi.)

E – 圆筒或球体壳的焊缝系数、孔桥系数，取较低值。

流体静压头对压力容器设计的影响

? UG-22载荷

? 较高立式容器(塔器)、或低设计压力的容器要考虑的因素。

? 如果流体静压头仅在水压试验时存在，设计时可不必考虑流体静压

头，可以有以下选择：

1) 在水平位置进行水压试验，以使静水压头降为最低。 2) 用气压试验代替水压试验。

3) 计算水压试验中静压头引起的附加应力。水压试验压力没有

上限，见UG-99(d)，但是，如果容器发生明显的永久变形，AI有权拒收容器。

静压头引起的附加压力：

P(f) = H?

式中：

P(f) = 静压头引起的附加压力。 H = 流体柱的高度。 ? = 流体密度。

厚壁圆筒的计算公式

Appendix 1 – 其它设计计算公式

如果t > R/2 或 P > 0.385SE，考虑环向应力(纵向焊缝)，见1-2，当“P”已知，求t时：

t = R(Z12?1)?RO(Z121?1)2

Z

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课程 3 页 码 12/27 式中：Z =

SE?PSE?P

如果“t”已知，计算P：

t = SE( 式中：Z = (

封头设计

半球形封头 椭圆封头 碟形封头 锥壳

折边锥壳 平封头

球凸形封头(螺栓连接封头)

ASME规范条文

UG-32和附录1-4，凹面受压(受内压)成形封头和锥壳，即非螺栓连接成形封头如：半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、锥壳和折边锥壳。

注意：Code Case 2260给出了设计封头的另一方法。

UG-33，凸面受压(受外压)成形封头。

附录1-5，内压下锥壳封头和过渡段与圆形筒体连接处的补强计算。

UG-34，无拉撑平封头和平封盖(圆形或非圆形、焊接、螺栓连接、螺纹连接等形式的平封盖、盲法兰等)。

UG-35，其它类型的封盖。如：附录1-6，球凸形封头；UG-35(b)，快开式封盖。

R?tR)?(2Z?1Z?1)

ROR)?(2RORO?t)

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