关于夹套容器设计中压力参数选取研究

关于夹套容器设计中压力参数选取研究

贾雪梅 李玲俐 侯玮

巴克立伟（天津）液压设备有限公司 天津西青 300385

摘要：夹套容器属于多腔的压力容器，其加热和冷却的载体都是有压流体，这样载体就会导致夹套产生内压，内容器壁产生外压，而我国又没有夹套容器压力参数明确的标准，于是本文就着重对夹套容器设计中压力参数选取展开了研究，希望给夹套容器设计压力参数选取带来一些作用。

关键词：夹套容器设计；压力参数；参数选取

夹套容器所加热和冷却的载体都是有压的流体，这样夹套容器就会受载体压力影响产生压力，其中内容器的夹套内会受到外压影响，所以此部分被叫做受压元件。通常夹套容器两腔的压力是不一样的，同时设计压力、计算压力、水压测试压力确定以及单腔的压力容器也都不是一样的，我国还没有对夹套容器压力参数选取明确规定，所以就需要进一步对夹套容器设计压力参数选取实施研究，在此主要以SW6的夹套容器内筒的检测压力与标准取值之间的差异进行了分析，以更加清楚夹套容器设计中的压力参数选取。

一、夹套容器压力参数的确定

（一）设计压力

设计压力应区分内筒和夹套，分别根据两腔的最大工作压力进行设计压力确定。

（二）计算压力

将容器设计压力用P1表示，夹套设计压力用P2表示，容器计算压力用Pc1表示，夹套计算压力用Pc2表示，则夹套计算压力就等于夹套设计压力，也就是Pc2=P2。对于压力室为２个及２个以上的容器来说，在设计其公用元件的计算压力时，需要考虑相邻室间的最大压力差；在设计其内筒的计算压力时，需要考虑四个工况，分别为：工况一，内筒的工作压力应为常压，夹套的工作压力应为正压，因此该工况的无夹套部分内筒的计算压力Pc1应等于P1，有夹套部分内筒的计算压力Pc1应等于P2。工况二，内筒及夹套的工作压力都是正压，要是无法确保两侧一同受压的情况下，则内筒的计算压力应用Pc1＝P1以及Pc1＝P2，分别得到容器壁厚，对于容器壁厚较大的一方，其计算压力就为Pc1；要是能够确保两侧一同受压的情况下，则无夹套部分内筒的计算压力Pc1就应等于P1，有夹套部分内筒的计算压力Pc1就应等于P2-P1，并且还要在图样中标注上在任何情况时都处于P2-P1的压差。工况三，内筒的工作压力应为真空，夹套的工作压力应为正压，此工况的无夹套部分内筒的计算压力Pc1应等于0.1MPa，有夹套部分内筒的计算压力Pc1应等于P1、Pc1应等于P2+0.1MPa。工况四，内筒的工作压力应为内压，夹套的工作压力应为真空，此工况的无夹套部分内筒的计算压力Pc1应等于P1，有夹套部分内筒的计算压力Pc1应等于P1、Pc1应等于P1+0.1Mpa。

（三）试验压力

对于压力室为２个及２个以上的多腔容器来说，其每个压力室的试验压力都应根据设计压力进行确定，同时每个压力室应单独实施耐压试验，这样夹套的试验压力依据夹套的设计压力、设计温度以及材料就能够得到，内筒的试验压力应当按照内筒的设计压力得到，不能依据内筒的受压元件计算压力得到。对于相邻压力室的公用元件来说，应当先检测其于试验压力中的稳定程度，要是稳定程度达不到要求，就需根据设计图样的规定实施泄漏检查，等到合格之后，再实施耐压试验。对于很可能造成公用元件不稳定的压力室来说，在实施耐压试验的时候，应使相邻的压力室的压力处于稳定水平，以确保试验当中的公用元件两边的压差不低于规定的压差，同时在图样中还要特别标明此要求以及规定的压差。对于外压容器来说，均是使用内压展开耐压试验，实施耐压试验的主要目的就是为了查看焊接接头的密封性以及密封结构的密封情况，并不是查看容器外压的稳定情况。对于筒体外压的稳定情况，需要借助计算压力进行确定。

二、SW6夹套容器内筒的试验压力

在SW6夹套容器内筒的试验压力计算过程中，特别注意了相邻室间的压力差，这样就很大程度的增强了内筒的试验压力，在增强内筒的试验压力之后，又对受压元件以及封头、接管、法兰等部分进行了校核。首先，受压元件。在进行耐压试验之前，应当对各个受压元件的试验应力进行校核。其中，液压试验圆筒的最大总体薄膜应力为小于等于0.9Rel（R0.2）；气压试验以及气液组合试验圆筒的最大总体薄膜应力为小于等于0.8Rel（R0.2）Φ；Rel指的是试验温度中的屈服强度，R0.2指的是试验温度中2%非比例下的延伸强度。其次，封头、接管以及法兰等部分。封头、接管以及法兰等部分也应符合试验压力强度要求，现阶段对强度校核的常用方法有两个，分别为：直接运用增强之后的试验压力展开强度校核以及开孔补强计算、运用调整之后的试验压力展开强度校核以及开孔补强计算。对于直接运用增强之后的试验压力展开强度校核以及开孔补强计算来说，其可以加大材料的许用应力，如果是液压试验，其许用应力可增强1.25倍；如果是气压试验，其许用应力可增强1.1倍。不过此方法也存在很多的缺点，如需要调整许用应力、计算不便等。对于运用调整之后的试验压力展开强度校核以及开孔补强计算来说，先把耐压试验的内筒看作为常压压力容器，然后把增强之后的试验压力与受压元件液柱静压力相加，再除以1.25或者1.1，这便是调整之后的试验压力，在此基础上对受压元件强度进行校核以及开孔补强进行计算。

三、夹套容器设计中压力参数选取的方法

对于内筒以及夹套试验压力来说，应按照设计压力、设计温度以及材料进行选取。对于具有搅拌的夹套容器来说，压力试验应依据标准要求实施。如果是P2大于P1的夹套容器，又无法对容器内部实施检查的时候，则应在焊接夹套之前将容器的试验压力增强至夹套压力，以能够得到试验压力。对于采用计算压力取得耐压试验压力来说，不仅要用公式得到耐压试验压力，还要考虑试验压力能不能对相邻的压力室公用元件具有考核作用，这样才能既符合应力校核要求，又增强容器试验压力，在使用这种方法的时候，也可以不增强试验压力，增强试验压力只是为了更加充分，并没有强制增强试验压力的要求，只是想让设计更加全面，只根据设计压力选取试验压力也是非常可行的。

四、总结

通过上述内容可知，由于夹套容器属于多腔容器，所以其耐压试验过程会非常的复杂，而且还没有对压力容器统一的标准规定，因此就存在着很多的问题，现阶段对夹套容器设计中压力参数选取研究非常的有必要，于是就对夹套容器设计中压力参数的选取方法展开了研究，主要以SW6的夹套容器内筒的试验压力参数选取的不同之处实施了分析，以加大部门和人员的关注，进一步优化夹套容器设计压力参数选取的标准。

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