容器失稳分为周向失稳和轴（经向）向失稳两种，周向失稳是因周向压缩薄膜应力所引起，轴向失稳是由容器轴向压缩薄膜应力造成的。容器周向失稳时，其横截面由圆形变成波形，轴向失稳时，原为直线的素线变为波形线。按容器的失稳范围大小，分整体失稳和局部失稳，通常外压容器的压瘪属于整体失稳。在某外压力下，形状突然发生改变而产生瘪塌的失效形式，称为失稳，断面由容器被压瘪失稳时的***小外压力，称为临界压力。临界压力大小的影响因素与壳体用的材料及其几何尺寸有关，几何尺寸包括圆筒计算长度L、外直径D0和有效厚度δe,用比值L/D0和δe/D0表达。2）临界压力、临界应力与圆筒计算长度的关系①非常长的圆筒体（长圆筒），两端的加强件对圆筒抗外压的能力起不了加强作用，失稳时圆筒截面压瘪成二波形，此时对临界压力有影响的只是外直径D0和筒体的有效厚度δe，即δe/D0，此时的临界压力Pcr为：Pcr=2.2E(δe/D0)3----------①式中：E-材料的弹性模量，MPa；根据临界压力求临界应力бcr的公式为бcr=PcrDo/2δe,该公式可改写为Pcr=2бcr(δe/D0)2бcr(δe/D0)=2.2E(δe/D0)3бcr/E=1.1(δe/D0)2----------①1在①式中，如采用稳定系数m（即许用压力为临界压力的1/m，并取计算压力等于许用压力,通常取m=3）即[P]=Pcr/m则计算压力为：令PC=[P]；；式中可解出有效厚度，相应的有效厚度为：，如以m=3代入，计算得的名义厚度为。不起作用的***小长度，称为临界长度，用Lcr表示，其值为：当L≥Lcr，则该长度为L的圆筒为长圆筒。②中等长度的圆筒，其长度L＜Lcr，此时圆筒的临界压力Pcr与L/D0和δe/D0有关，其值为：Pcr=2.8E(δe/D0)2。5/(L/Do)--------------②2бcr(δe/D0)=2.8E(δe/D0)2。5/(L/Do)бcr/E=1.4(δe/D0)1。5/(L/Do)---------------②1A=бcr/E=1.4(δe/D0)1。5/(L/Do)③短圆筒：L足够短，使圆筒的***仅受材料的强度所确定，可按内压公式计算。6．3．2线图表绘制基理在①1和②1式中，令A=бcr/E,此处A是应变，则得①2及②2：：A=1.1(δe/D0)2-------------------①2或及A=1.4(δe/D0)1。5/(L/Do)----------------②2在对数坐标中，以A为横坐标，L/Do为纵坐标，在长圆筒中，因①2中无L/Do,在图6-2中表现为与横坐标成垂直的一组线，即仅与δe/D0有关；而图中的斜线组则是中圆筒部分,即由关系式②2做成的一组线。外压筒体中，给出L/Do和δe/D0（图中为Do/δe）,通过图6-2可查出A。由于A=бcr/E，其中弹性模量E与材料及设计温度有关，故根据材料和设计温度下的不同E值，可做出各种线图，也称为材料线，在6-3至6-10各图中，其横坐标是A，纵坐标是临界应力бcr，知A和Et可查到бcr。知бcr，通过公式бcr=PcrDo/2δe，即可求出Pcr。在实际应用中，需要的是许用压力[P]，故令[P]=Pcr/m,（m为稳定安全系数，取m=3.）。即Pcr=3[P]，代入公式бcr=PcrDo/2δe后整理可得：2/3бcr=[P]Do/δe,式中，以бcr=AE代入，则[P]值为：---------------------③如令B=2/3•бcr=2/3•AE，横坐标A,纵坐标为B，通过A可查出B，并按下式求出[P]：-----------------------------③16．4外压圆筒加强圈的设计设加强圈是为了减少圆筒的计算长度L，从而减少圆筒的壁厚。对于设有加强圈的外压圆筒，外压容器计算中的支撑线，就是加强圈的中心线，加强圈的横截面处应有足够的惯性矩，使在支撑线中间的圆筒部分由于加强圈的作用不出现失稳现象。加强圈所需的惯性矩按如下确定：1）已知DO、LS，、δe和PCLS—是从加强圈中心线到相邻两侧加强圈中心线距离的一半。若与凸形封头相邻，在长度中还应计入封头曲面深度的1/3，mm选定加强圈的材料和截面尺寸，计算它的横截面积AS和加强圈与圆筒有效段组合截面的惯性矩IS。2）计算B值：3）通过B按图6-3～图6-10查出A，如无交点，则令A=1.5B/E4）计算加强圈与圆筒组合段所需的惯性矩IIS≥I，否则，应选大惯性矩的加强圈，并重新计算，直至IS≥I5）加强圈的设置：加强圈可设置在容器的外部或内部，应整圈围绕在圆筒的圆周上。加强圈设在内部时要考虑流液通道；不论设在外部或内部，沿其断面开孔或间隙应不大于圆筒名义厚度的8倍，否则，有间隙的环带的不计入惯性矩，未带间隙的环带应具有加强圈需要的惯性矩。如开有断开式的间隙时，断开弧长应符合GB150中图6-12的规定。容器内部的构件，若按加强圈的要求设计，也可作加强圈用。加强圈与圆筒可段焊连接，当设置在容器外部时，加强圈每側间断焊接的总长，不应小于外圆周长的1/2，段间的***大间隙为8δn；当设置在容器里面时，应不少于圆周长的1/3，段间的***大间隙为12δn；其要求见图6-12和图6-13。7．封头的设计和计算7．1封头标准7.1.1现行标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》标准，包括并代替原JB4737-95《椭圆形封头》、JB/T4729-94《旋压封头》、JB576-64《碟形封头》、JB/T4738-95《900折边锥形封头》、JB/T4739-95《600折边锥形封头》。封头的规格尺寸的选用等可按JB/T4746。该封头标准详细规定了封头的制造和验收要求，被列入GB150引用标准。封头标记按如下规定：①②Χ③─④⑤①-封头类型代号椭圆形封头：以内径为基准,类型代号为EHA标准型以外径为基准,类型代号为EHB标准型碟形封头：Ri=1.0Di;r=0.15Di;DN=Di,代号为DHARi=1.0Di;r=0.10Di;DN=Di,代号为DHB折边锥形封头；分CHACHB和CHC球冠封头：PSH②-封头公称直径；③-封头名义厚度；④-封头材料牌号；⑤-标准号JB/T4746示例1：DN2400mm,δn20mm,Ri=1.0Di,r=0.15Di,材料0Cr18Ni9碟形封头的标记是：DHA2400X20-0Cr18Ni9JB/T4746示例2DN325mm,δn12mm,材料16MnR，以外径为基准的椭圆形封头的标记是：EHB325X12-16MnRJB/T47467.1.2封头型式及优缺点比较GB150规定的封头包括：凸形封头、锥壳（锥形封头、锥形壳体）、变径段、平盖及紧缩口等。凸形封头中包括：椭圆形封头（标准型和非标准形）、碟形封头、球冠形封头（无折边球面封头）和半球封头。各种封头的优缺点比较如下：1）从受力情况看，依次为：半球形、椭圆形、碟形、锥形，平盖***差；2）从制造上，平盖***容易制造，其次为锥形、碟形、椭圆形、半球形；锥形封头虽然受力效果不佳，但有利于流体的排料。7．2椭圆形封头7.2.1受内压的椭圆封头的计算椭圆封头在内压作用下，其膜应力与圆筒相比，有明显的特点，在内压力作用下的圆筒体，无论轴向应力，还是环向应力，均为拉应力，内压筒体各部分总是膨胀，直径总是增大。而椭圆封头在内压力作用下，其短轴（沿轴线）方向发生伸长，而在长轴（沿直径）方向则趋向缩短，封头的截面形状向圆形转变，发生“趋圆现象”。在内压作用下。在封头的过度段产生的环向应力为压缩应力，并随着长半轴/短半轴比值的增大而加剧，会导致封头环（周）向失稳，故椭圆封头设计中，除非已考虑内压的失稳问题，均应有***小有效厚度的规定。在GB150的封头设计中规定：K≤1的椭圆封头的有效厚度,应不小于封头内径的0.15%；K＞1的椭圆封头的有效厚度，应不小于封头内径的0.30%其中K为椭圆封头的的形状系数，其值列于表7-1。表7-1系数K值椭圆形封头计算厚度按下式：上式中：对标准椭圆封头（Di/2hi=2,0）,K=17.2.2受内压椭圆封头的应力分布情况设椭圆封头的长半轴为a，即2a=D，短半轴为b，即曲面***i=b，令k=a/b如标准椭圆封头k=a/b=2，P为内压力，δ为计算厚度。椭圆封头的经向应力公式：经推导，经向应力σ1的公式是：…………①式中：x是长轴上的点的坐标，由中点为0，至x=a，其应力变化情况是：当x=0时，如k=2，则（在椭圆中心）当x=a时，（在与圆筒交接处）经向应力在封头受内压时均产生拉应力，并且由封头的边缘至中心，应力增大一倍。内压下椭圆封头的周向（环向应力）σ2：经推导，计算环向应力σ2的公式是：------②x=0（在椭圆中心）当k=2（即标准椭圆封头），x=a（在与圆筒交接处），k=2时，此压缩应力会影响封头的局部稳定。在x=0～x=a的过程中，会出现σ2=0的情况，经推导得；处，即x=0.816a处，σ2=0椭圆封头内压下的环向应力，从中心到边缘，逐步由正到零，随后达到负和***大值。7.2.3受外压（凸面受压）的椭圆封头凸面受压的标准椭圆封头的厚度计算，采用球体受外压的计算方法，如果封头的外直径是Do，则采用的当量球体的外半径Ro，Ro=0.90Do进行计算；其它椭圆封头，Ro=K1Do，K1与Do/2ho有关（ho=hi+δn，hi是封头曲面深度），其关系见下表：Do/2ho注：中间值用内插法求得。求到当量球外半径Ro后，按受外压球壳计算步骤计算。7．3碟形封头7.3.1受内压的碟形封头与椭圆封头一样存在边缘稳定问题，故应考虑***小有效厚度。***小有效厚度与碟形封头形状系数M有关，当M≤1.34时，封头有效厚度δe≥0.15%Di；M＞1.3时，δe≥0.3%Di。受内压碟形封头的计算壁厚δ按下式计算：--------------------------------③式中：Ri为碟形封头的球面部分的内半径；，r为碟形封头过渡段转角内半径。M值与Ri/r的关系见下表：如令则因为故在封头标准JB/T4746中，M=KCDHA型Ri=1.0Dir=0.15DiKc=1.395DHB型Ri=1.0Dir=0.1DiKc=1.54可见碟形封头的计算厚度为标准椭圆形封头计算厚度的1.395～1.54倍。7.3.2受外压碟形封头的计算令Ro为碟形封头的球面部分的外半径，Ro=Ri+δn，并按第6章外压球体进行计算。7．4球冠形封头要求与球冠形封头连接的圆筒厚度不得小于封头的厚度δ；连接处两侧加强的***短长度L应为，封头和筒体连接的焊缝应为T形全焊透的结构的焊缝。加固是为避免应力集中***。7.4.1受內压（凹面受压）Q—系数，Q-是封头厚度相对于筒体厚度的倍数。Q的大小与Ri/Di及Pc/，Ri为球冠形封头球面部分内半径，Q值可查GB150的图7-57.4.2受外压（凸面受压）按球冠受内压公式和第6章外压计算方法进行计算后取大者。7.4.3两侧受压1)如不能保证两侧同时作用，则按分别按下列两种情况计算后取大者。a)只考虑封头凹面侧受压时，封头计算厚度按7.4.1公式计算，Q查GB150图7-6。b)只考虑封头凸面侧受压时，封头计算厚度按7.4.1公式计算，Q查GB150图7-7。但同时应能满足受外压的厚度要求。。2)如能保证两侧压力同时作用，则可取两侧的压力差值进形计算，然后取大者。a)当压力差作用使封头凹面侧受压时，封头计算厚度按7.4.1公式计算，Q查GB150图7-6。b)当压力差作用使封头凸面侧受压时，封头计算厚度按7.4.1公式计算，Q查GB150图7-7，同时应能满足受外压的厚度要求。7．5锥壳压力容器中的锥壳，是正截锥的壳体，分无折边的锥壳和有折边的锥壳，GB150中的锥壳限制半锥角α≤600，轴对称型；折边（α＞300）或无折边（α≤300），当α＞600时，应按平盖计算。7.5.1锥壳厚度不分段计算的锥壳的计算厚度为：-------------（7-7）通常取Dc=Di（取锥体大端内直径）对于大型锥壳，可以采用分段计算。并由几段组成单一的锥体，则Dc分别为各锥壳段的大端内直径。7.5.2受内压无折边的锥体1)受内压无折边的锥体大端与圆筒连接时，首先根据Pc/[σ]tφ和α角查GB150的图7-11确定是否需要在连接处进行加强，A）需要加强时，则应在锥壳与圆筒之间设置加强段。锥壳加强段与圆筒加强段应有相同的计算厚度δr，δr按下式计算：-----------------（7-8）Q为应力增值系数，查GB150图7-12，当α=30时，Q=1.15-1.195并且，δr≥δC即锥壳加强段厚度不得小于相连接的锥壳厚度。加强段的长度：锥壳处为;圆筒加强长度b)无需加强时，锥体大端厚度，按计算。2)受内压无折边！以上内容是行业相关标准的节选，内容与标题没有直接的相关性，只是为了利于搜索引擎的收录。具体项目办理细节及流程欢迎您来电咨询，我们致力于把我们所擅长的项目做到******。公司地址:南京市鼓楼区***路417号先锋广场1033室联系人:田雨(业务经理)***码:13770751414联系电话:025-66639814***:453472919传真:025-66639971邮箱地址:tianyu@公司主页：http://Cl)