各种外压封头及大锥角封头设计计算

1、Di:2、R0:3、P-Di-8000α-75r-300δ-10C-1Ø-0.85E-191000ny-3[σ]2t-稳定安全系数，取3圆筒体材料在设计温度下的许用应力，Mpa;半顶角（°）本标准图2.1.2-1中过渡段的半径，mm锥形封头厚度，mm厚度附加量，mm焊缝系数锥形封头在设计温度条件下的弹性模量（见GB150-89的附录I），Mpa；则：标准椭圆封头许用临界外压力(Mpa)=二、大锥角锥形封头的设计计算(HG20528-2011)本计算适用于半顶角大于70°的大锥角锥形封头（一）、受外压大锥角锥形封头计算设计压力，Mpa，圆筒体内直径（mm）则：球形封头许用临界外压力(Mpa)=利用GB150-89的4.2.2公式计算结果为玻璃钢和钢制外压椭圆封头设计(GB150-89)-5.1.2.2凸面受压椭圆封头的厚度计算，采用GB150-89第四章的图表法，步骤与4.2.2条相同，其中Ri为椭圆形封头的当量球壳内半径，Ri=K1Di,k1——由椭圆形长短轴比值决定的系数，见右表5-2（中间值采用内插值法求得）按标准封头计算，K1=0.9，则当量球壳内半径Ri=µ——玻璃钢材料的泊松系数，取µ=0.33；m——稳定安全系数m≥15；[P]——许用外压，Mpa则：蝶形封头许用临界外压力(Mpa)=玻璃钢和钢制外压球形封头设计(HG20696-1999)P48，上式（4-14）同样适用于球形封头，其中符号除RO为半球形封头的外半径外，其它符号的意义与蝶形封头相同。半球形封头的外半径（mm）一、玻璃钢和钢制-外压封头设计计算(HG20696-1999和GB150-89)玻璃钢和钢制外压碟形封头设计P47（HG20696-1999）蝶形封头内径（mm）R0——蝶形封头球面部分的外半径，mmδe——蝶形封头的有效厚度，mmE——操作温度下材料的轴向弹性模数，Mpa[σ]t-113A-∑ti-l-0.017其中由强度条件确定的许用外压力[P]H:0.0658系数K为：0.103152其中γ为：1717.2P-0.1Di-2000α-75r-200δ-C-1.5Ø-0.85E-191000ny-3[σ]2t-[σ]t-113A-∑ti-l-计算中涉及的系数计算中涉及的系数计算中涉及的系数2.3.1封头厚度计算稳定安全系数，取3圆筒体材料在设计温度下的许用应力，Mpa;锥形封头在设计温度条件下的许用应力，Mpa；加强圈横截面积，mm2加强圈与壳体之间所有承载焊缝有效宽度之和，mm本标准图2.1.2-1中折边锥形封头的直边段，mm半顶角（°）本标准图2.1.2-1中过渡段的半径，mm锥形封头厚度，mm厚度附加量，mm焊缝系数锥形封头在设计温度条件下的弹性模量（见GB150-89的附录I），Mpa；由弹性范围内稳定条件确定的许用外压力[P]E:===（二）、受内压大锥角折边锥形封头计算设计压力，Mpa，圆筒体内直径（mm）计算中涉及的系数计算中涉及的系数计算中涉及的系数2.6.1许用外压压力[P]:==锥形封头在设计温度条件下的许用应力，Mpa；加强圈横截面积，mm2加强圈与壳体之间所有承载焊缝有效宽度之和，mm本标准图2.1.2-1中折边锥形封头的直边段，mm9mm5.58.816.08.87.07.97010.8822判断不等式是否成立：δ/≥δ0.18630.10240.02670.102MpaP-0.03Di-8000α-75δ-δ2-6C-1Ø-1E-191000[σ]2t-130[σ]t-130A-锥形封头在设计温度条件下的许用应力，Mpa；加强圈横截面积，mm2锥形封头厚度，mm筒体厚度，mm厚度附加量，mm焊缝系数锥形封头在设计温度条件下的弹性模量（见GB150-89的附录I），Mpa；圆筒体材料在设计温度下的许用应力，Mpa;=封头许用内压力[P]为：[P]=max{min([P]K，[P]T)，[P]P}=（三）、受内压带加强圈与圆筒连接的大锥角无折边锥形封头计算设计压力，Mpa，圆筒体内直径（mm）半顶角（°）==结论：假设的试算厚度可以2.3.2封头许用内压力计算先计算[P]K、[P]T、[P]P=====封头的厚度δ为：δ=min{max(δk，δT)，δP}=β3=max(0.5,β.βT)=假设锥体的试算名义厚度：δ/=δ=先计算∑ti-4.5669圆整为：66236.25.41659.4636678mm20.04210.03195.08895.08890.2510.6850.03193.3P-0.1Di-2000α-1.309δ-δ2-半顶角（弧度），角度为75°锥形封头厚度，mm筒体厚度，mm2.4.4加强圈T形焊接接头强度校核：Σti为加强圈与壳体之间所有承载焊缝有效宽度之和，见图2.1.2-2加强圈与壳体连接用间断焊时，沿壳体整个周边T形焊缝的有效长度减少，但加强圈每侧间断焊缝的任意间隔应不大于壳体厚度的8倍，而且所有间断焊缝的总长不应小于加强圈内周长的一半。（四）-1、受内压大锥角无折边锥形封头计算（自己设计的模块）设计压力，Mpa，圆筒体内直径（mm）其中：β2=max(0.5,β0)==B3==封头许用内压力[P]为：[P]=min(锥形封头部分[P]，加强圈过渡部分[P])=则:加强圈的横截面积为：A=2.4.3封头许用内压力计算：锥形封头部分许用内压力：=带加强圈过渡部分许用内压力：=2.4.1封头厚度计算2.4.2加强圈横截面积计算：==若A≤0，不需要设置加强圈，A0，需要设置加强圈。需要设置加强圈，选用：加强圈与壳体之间所有承载焊缝有效宽度之和，mm计算中涉及的系数计算中涉及的系数计算中涉及的系数C-1.5r-10Ø-1E-191000[σ]2t-130[σ]t-130∑ti-10mm7mm系数：6.55926.559239则：4.56.5δ2/≤δ2=判断不等式是否成立：结论：假设的试算厚度可以2、计算中取：此式是个恒等式，无意义，需改为：δ1/：为下一步需要计算出来的锥体厚度，它应该小于以上假设的试算厚度（即δ1/≤δ1），在后一步的计算需要校核=其中：β1=max(0.5,β)==根据内压计算出来的厚度2.5.1封头厚度计算假设锥体的试算名义厚度：δ1=δ=假设筒体的试算名义厚度：δ2=是标准中的公式，容易引起歧义，改为1、δ2/：为下一步需要计算出来的筒体厚度，δ2P：筒体与锥体连接部分加强段的筒体计算厚度，它加上厚度附加量应该小于以上假设的试算厚度（即δ2/=δ2p+C≤δ2），在后一步的计算需要校核锥形封头在设计温度条件下的弹性模量（见GB150-89的附录I），Mpa；圆筒体材料在设计温度下的许用应力，Mpa;锥形封头在设计温度条件下的许用应力，Mpa；加强圈与壳体之间所有承载焊缝有效宽度之和，mm计算中涉及的系数计算中涉及的系数厚度附加量，mm本标准图2.1.2-1中过渡段的半径，mm焊缝系数9.3δ1/≤δ115.39.3δ/≤δ10.28570.18490.03760.185Mpa注：1黄色的背景是需要输入的项，蓝色字体为结果。如果出现红色文字，则说明计算不通过。图示FIG（本计算要求）：标准上的写法容易造成误解，无法理解公式的真正含义，试着改变几个符号，计算流程就很明了了。δ1是用来试算的厚度，应当直接取锥体的名义厚度。δ2p是筒体和锥体连接部分加强段的厚度。它加上腐蚀余量（或者厚度附加量）不应该大于筒体的名义厚度δ2。δk是按照内压计算锥体大端厚度。(δ1‘是锥壳筒体过渡段的设计厚度，它不应该大于锥体的名义厚度（试算厚度）。δP是锥体按照平盖的计算厚度，非常保守，锥体的设计厚度取它已经足够了，所以可以在δp和max（δk，δ1）中取小值即可。最终锥壳的名义厚度δ大于锥壳的设计厚度δ’。判断厚度是不是合适就可以用3个不等式判断。详细的可以看EXCEL计算表格。受内压大锥角无折边封头CalculationofLargeangleconicalhead文件号DOC.NO.本计算书是参照HG/T20582-20112.5节编制的。ThiscalculationsheetispreparedreferringtoHG/T20582-20112.5.封头许用内压力[P]为：[P]=max{min([P]K，[P]2)，[P]P}=试算，假设厚度在一些计算中很常见，比如外压，比如管板，比如API的变节点法，不管流程多么复杂，把流程写清楚一步一步计算总不会错。而HG20582-2011关于此节的编写由于符号的乱用，使得流程模糊不清，容易造成误解。如果需要假设厚度，2.5.1-5的δ1是否应该改为δ？否则δ1和β就变成了先有鸡还是先有蛋的问题了。公式2.5.1-2的δ2应该用δ2‘表示，否则会引起混乱，并且加上一个判断式δ2‘≤δ2.公式2.5.1-3从数学上来说就是一个恒等式。因该应该把δ1改为δ。如果这样修改，流程应该是这样：首先假定筒体δ2和锥体厚度δ，代入去计算β，β1，δ2p，δ2’，再判断不等式2.5.1-3是否成立，判断试算的δ2是不是大于公式2.5.1-2计算出来的δ2‘，两者都成立则得到δ试算成功。不成立加厚继续试算。输入数据InputData2.5.1封头许用内压力计算=δ——取假设的锥体试算厚度（四）-2、受内压大锥角无折边封头（来自网络模块）项目号ITEMNO.=δ——取假设的筒体试算厚度=δ——取假设的锥体试算厚度=根据平盖公式计算出来的厚度计算封头的厚度δ为：δ/=min{max(δk，δ1/)，δP}判断不等式是否成立：结论：假设的试算厚度可以=判断不等式是否成立：结论：假设的试算厚度可以p=0.1MPaT=1oCDi=2000m[σ]t=130MPaδmmα75o[σ]2t=130MPaδ27mmΦ=1C=1.5mm设计计算Checkingstrength10mm4.180646.566.565.05mm4.47mm9.30mm15.37mm9.30KPaδ2≥δ2pItissafeδ1≥δ1'Itissafeδ≥δ'itissafe试算，假设厚度在一些计算中很常见，比如外压，比如管板，比如API的变节点法，不管流程多么复杂，把流程写清楚一步一步计算总不会错。而HG20582-2011关于此节的编写由于符号的乱用，使得流程模糊不清，容易造成误解。如果需要假设厚度，2.5.1-5的δ1是否应该改为δ？否则δ1和β就变成了先有鸡还是先有蛋的问题了。公式2.5.1-2的δ2应该用δ2‘表示，否则会引起混乱，并且加上一个判断式δ2‘≤δ2.公式2.5.1-3从数学上来说就是一个恒等式。因该应该把δ1改为δ。如果这样修改，流程应该是这样：首先假定筒体δ2和锥体厚度δ，代入去计算β，β1，δ2p，δ2’，再判断不等式2.5.1-3是否成立，判断试算的δ2是不是大于公式2.5.1-2计算出来的δ2‘，两者都成立则得到δ试算成功。不成立加厚继续试算。1、加强筋一般采用矩形截面，其厚度与高度之比为1:5，数量不少于6。2、加强筋与平盖板之间采用双面间断的角缝。锥壳按照平盖设计的厚度δpCalculationthicknessaccordingtoflathead锥壳设计厚度δ'Designthicknessofconeδ'=min{max(δk,δ1'),δp}(二）、受外压大锥角锥形封头径向筋板加强计算（HG20582-1998)参照HG20582-1998的20.4——径向筋板加强的圆形平板盖结构及厚度计算（适用于≤70KPa的情况）系数factorδ2P锥壳大端厚度δkLargesidethicknessofcone锥壳筒体过渡段设计的厚度δ1'Designthicknessforcone-to-cylinderjunction系数factorK系数factorβ系数factorβ1β1=max(0.5,β)半顶角Halfangle筒体设计温度下许用应力Allowancestressofshellatdesigntemperature筒体厚度