壓力容器設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工藝過(guò)程要求和條件,進(jìn)行包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算兩個(gè)方面的工作。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要選擇適用、合理、經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式,同時(shí)滿足制造、檢測(cè)、裝配、運(yùn)輸和維修等要求。而強(qiáng)度計(jì)算的內(nèi)容包括選擇容器的材料,確定主要結(jié)構(gòu)尺寸。滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等要求,以保證容器安全可靠地運(yùn)行。
目前我國(guó)壓力容器設(shè)計(jì)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè):GB/T 150《壓力容器》和JB 4732《鋼制壓力容器—分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》。GB/T 150是常規(guī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),它采用彈性失效準(zhǔn)則,即把容器元件上遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)或載荷不連續(xù)處的最大應(yīng)力限制在所用材料的彈性范圍內(nèi),以內(nèi)壁屈服作為容器達(dá)到極限承載能力的一種強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,而對(duì)于結(jié)構(gòu)不連續(xù)引起的附加應(yīng)力,以應(yīng)力增強(qiáng)系數(shù)和形狀系數(shù)的形式引入壁厚計(jì)算公式,并將這些局部應(yīng)力控制在許用范圍內(nèi),或在結(jié)構(gòu)上加以各種限制,或在材料選擇、制造工藝等方面給予不同要求的控制。
壓力容器不僅受介質(zhì)壓力的作用,而且受包括容器及其物料和內(nèi)件的重量、風(fēng)載荷、地震載荷、溫度差、附加外載荷的作用。設(shè)計(jì)中一般以介質(zhì)壓力作為確定壁厚的基本載荷,然后校核在其他載荷作用條件下殼體中的應(yīng)力,以保證容器的安全。此外,作為常規(guī)設(shè)計(jì)一般僅考慮靜載荷,不考慮循環(huán)載荷和振動(dòng)的影響,若需考慮該類載荷,則應(yīng)按分析設(shè)計(jì)要求,作進(jìn)一步的疲勞分析。