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第1章 绪论1

1.1 概念1

1.2 技术规范1

1.2.1 《固定式压力容器安全技术监察规程》1

1.2.2 《移动式压力容器安全技术监察规程》2

1.3 技术标准2

1.3.1 GB／T150.1 ～150.4 —2011《压力容器》2

1.3.2 JB 4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》（2005年确认）3

1.3.3 GB／T 34019—2017《超高压容器》3

1.4 基于失效模式设计3

1.4.1 压力容器失效模式4

1.4.2 设计准则5

习题一9

第2章 压力容器基本结构与设计要求10

2.1 压力容器的基本结构10

2.2 压力容器分类12

2.2.1 介质组分12

2.2.2 介质危害性12

2.2.3 压力容器分类12

2.3 设计基本要求14

2.3.1 TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》对压力容器设计的基本要求15

2.3.2 GB／T 150《压力容器》对压力容器设计的基本要求17

2.4 压力容器设计文件18

习题二19

第3章 压力容器选材20

3.1 概述20

3.1.1 力学性能要求20

3.1.2 加工性能要求21

3.1.3 耐腐蚀性22

3.1.4 材料的物理性能22

3.1.5 材料的经济性22

3.2 压力容器常用材料22

3.2.1 钢22

3.2.2 铸铁28

3.2.3 有色金属及其合金29

3.2.4 非金属材料33

3.3 金属的结晶组织35

3.3.1 金属的结晶过程36

3.3.2 铁的同素异构转变37

3.3.3 加热、冷却过程中铁-碳合金组织的转变37

3.3.4 冷却速度对钢材组织及力学性能的影响38

3.4 钢的热处理38

3.4.1 金属材料整体热处理38

3.4.2 化学热处理43

3.5 金属材料的腐蚀与防护43

3.5.1 金属材料的化学腐蚀与电化学腐蚀44

3.5.2 影响腐蚀的因素47

3.5.3 腐蚀评定和防护方法48

习题三51

第4章 薄壁压力容器应力分析53

4.1 回转薄壳的薄膜应力分析53

4.1.1 回转壳体的几何特征53

4.1.2 回转薄壳的无力矩概念54

4.1.3 回转薄壳的薄膜应力分析54

4.2 回转薄壳的薄膜应力计算57

4.2.1 承受气体压力的壳体57

4.2.2 承受液体静压力的壳体59

4.3 边缘应力及其特点61

4.3.1 边缘应力的产生61

4.3.2 边缘应力的特性61

4.3.3 设计中对边缘应力的处理62

4.4 压力容器应力分类及分析设计简介63

4.4.1 常规设计的局限性63

4.4.2 分析设计的基本思想63

4.4.3 分析设计标准的应用68

习题四69

第5章 内压容器设计71

5.1 设计参数的确定71

5.1.1 设计压力和计算压力71

5.1.2 设计温度72

5.1.3 焊接接头系数72

5.1.4 厚度附加量72

5.1.5 许用应力和安全系数73

5.1.6 厚度73

5.2 压力试验73

5.3 内压圆筒的强度计算75

5.4 内压球壳的强度计算76

5.5 凸形封头的强度计算76

5.5.1 半球形封头76

5.5.2 椭圆形封头77

5.5.3 碟形封头77

5.5.4 球冠形封头78

5.6 锥形封头的强度计算79

5.6.1 锥壳厚度80

5.6.2 受内压折边锥壳82

5.7 平板封头的强度计算84

习题五87

第6章 外压容器设计89

6.1 外压容器的稳定性89

6.2 临界压力90

6.3 外压薄壁圆筒的稳定性计算91

6.3.1 概述91

6.3.2 受侧向均布外压力的长圆筒的临界压力91

6.4 外压容器的设计计算95

6.4.1 概述95

6.4.2 图算法的原理95

6.4.3 图算法的计算步骤100

6.4.4 有关设计参数的规定103

6.4.5 加强圈的设计计算104

6.5 外压封头的设计计算107

6.5.1 概述107

6.5.2 外压凸形封头107

习题六108

第7章 压力容器零部件110

7.1 法兰连接设计110

7.1.1 法兰结构类型与标准110

7.1.2 密封设计113

7.1.3 螺栓设计122

7.1.4 法兰设计126

7.2 开孔与补强130

7.2.1 开孔附近的应力分析130

7.2.2 开孔补强设计131

7.2.3 开孔补强计算134

7.3 支座140

7.3.1 鞍式支座的结构与选型141

7.3.2 鞍式支座的设计计算142

习题七152

第8章 压力容器超压泄放装置153

8.1 概述153

8.2 安全阀153

8.2.1 安全阀的结构及性能特点153

8.2.2 安全阀的分类154

8.2.3 安全阀的整定压力155

8.2.4 安全阀的选用155

8.3 安全阀排放量计算155

8.3.1 盛装压缩气体或水蒸气压力容器的安全泄放量155

8.3.2 盛装液化气体压力容器的安全泄放量155

8.3.3 安全阀排放能力计算156

8.3.4 安全阀最小排放面积和口径计算157

8.3.5 确定安全阀的公称压力158

8.4 爆破片158

8.4.1 爆破片装置的性能特点158

8.4.2 爆破片的使用场合159

8.4.3 爆破片的爆破压力159

8.5 安全阀和爆破片装置的组合结构160

习题八160

第9章 压力容器制造与检验161

9.1 压力容器制造161

9.1.1 制造前的准备161

9.1.2 加工成型与组装162

9.1.3 焊接171

9.1.4 热处理172

9.2 压力容器检验174

9.2.1 检验的分类及标准体系174

9.2.2 无损检测178

9.2.3 耐压试验与泄漏试验182

9.2.4 衍射时差法（TOFD）超声检测190

习题九194

附录195

附录A 高合金钢螺柱许用应力195

附录B 压力容器材料许用应力196

参考文献198