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《化下装备技术》第16卷第3期19951
怎样从设计上降低压力容器成本(
成都化1.压力容器
唐超
通过一此实例分析,就如何从设计方面着手考虑降低压力容器的成本同题进行
了详细叙述。
关健词压力容器设计思路经济成本
复杂,既有设计上的诸方面因素,又有制造方
1前言
而的若干环节。鉴于篇幅原因,笔者仅就设计
乐力容器的成本不但是设计者和制造商们方而进行分析叙述,并借助一些实例来加以分
关心的题,而且更是用户十分关注的叫题,获析说明,有关制造方面的词题,将另文叙述。巾
得既安全可靠义经济合理的压力容器是他们的于篇幅有限,文中内容不可能面面俱到,只想
要求。然而,影响压力容器成本的内素又比较通过本文米达到抛传引的目的。
开始
(1-n/2)cY"(△の"FN
输入ax、a、Y、c、n、a。的分布类型及非
(16
数K1c、△K山的隶属函数,寿命N,镇拟次数
aoexp [CY(0TN] (n= 2)
显然,cn、△バN为自变量,是随机变量
的函数,当知道了这地自变量的分布后,即可
求得N的分布。
产生各随机变量的一个阻机数和
棋变量A(H)≥0.5的一个棋栩数
将式(16)代入式(14)求得KN,然后
将K1c、△Kい、△K10、KN代入式(14)就可求
计算ax、KN、K10
得给定寿命N时的模糊可靠度。但从这些公式
=U+1累计△K10>ムK的次数A
可以看出,事件K1e>KIN和△K1o>△K不是
累计△K10ンムKゅ且Kc>KN的次数B
独立的,它们的交的概率不等于它们概率的乘
积,计算很困难。为此,我们采用蒙特罗模
拟法来求解这个问题,计算结果的精度随模拟
计算R
A/M=B,
/A
次数的增加而提高。图1为计算框图。
输出R
参考文献
结東
1罗佑新压力容器安全保护装置的模糊可靠性设计.化
装备技术,1992,13(4)
图1给定寿命N时的模糊可靠度计算
2吴清可主编防断裂设计.北京:机械业出版社,1991
3汀培模勒集合论及其应用上海、上海科学技术出
积分得
版社,1983
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怎样从设计上降低压力容器成木(-)
台设计合埋的斥力容器,它的制造成本的“交全”问题。另外,若容器的温度很低
必然就会降低,反之则较高。通常,与乐力容(属丁低温容器的范畴),但可小在该温度下的
器成本直接相关的设计因素大致有:参数的确作乐力也很低,属于“低温低应力”況り
定及容器总体结构尺寸的取值,正确合理的选此时就不能按低温容器来取设计温度而应在
材,合理的结构设计,零部件设计,技术要求图纸上注明该容器为“低温应力”工况,以避
的经済合理性,压力容器的优化设计に人类。免不必要的增加容器的制造难度和加工要求。
2.3设备的处理能力
2设计参数的确定及总体结构尺寸的取值
设备处埋能力的人小决定着设备规模的人
2.1设计压力
内此在进行工ど设计时就应准确给出。如
在GB150-89放“容规》中都对设计斥换热器,若设计换热面积取得过大,就意味着
力的取值进行了规定,日给II」设计压力的最管子数量将增加或壳体直伶增大以增加布管
小取值。设计乐力的取值完全取決于容器的.数,或者管子加长等,也就有可能导致管板厚
作压力。因此,在确定设计压力时必须首先准度的增加等一系列叫题。所以在确定有关处理
确地确定容器的工作压力、然后再根据工作広或加工能力方面的参数时,必须要有可靠的工
力按规定确定设计压力。此处需说明的是,在艺条件和工艺参数,并根据它们収适当的裕度
确定设计压力时没有必要把“交全裕度”収得即可,而不能随意提高。否则,不仅会人幅度
过人,因为设计压力的增加,就意味着容器的增加汝各的成本,而且还有可能影响整个系统
売体及受压元什的壁厚将增大,甚至会出现的.艺操作性能。
必须将高档次的材料用于低.况环境的可能,
2.4介质特性及腐蚀裕度
如某些场合本来可用Q235-A的,结果因为広
弄清介质的特性也是设讣中的一个重要内
力取得过高而只能采用Q235-B或Q235-C容,介质的特性要包括:具体的化学成分及
等材料,这些都相应增加∫容器的成本。要达腐蚀性,所处的状怂,毒性程度(极高、中、
到上述日的,这也就要求工艺设计人员或用户度危害)2,可燃可爆程度等。这些特性中的
能够提供准确可靠的工作压力参数,这样オ能每一项内容都自接决定着设计利制造要求。如
保证设计压力的取值既安全可靠又经济合理。介质中含有一定量的CI,则设计中就不应选
2.2设计温度
用一般的奥氏体不锈钢,因为它将引起应力腐
在文献[1[2]中关于容器的设计温度蚀破裂,又如介质中合有s2及H2S浓度较
也有明确规定。同设计压力一样,它也直接决高时,当选用16MnR材料制造时,就应考虑到
定着容器的经济成本。如温度取得过高,就必可能产牛应力腐蚀破裂,相应在制造中就应要
须选用耐热性能比较好的材料,反之若过低,则求作整体消除应力热处理。除了化学成分决
必须选川低温用倒,这些都将使容器的成本人定着选材和制造要求,样介质的腐蚀特性也
幅度地增加。不仅如此,随着温度的刀高
自接决定着选材。如介质的腐蚀性很强,一般
一种材料其许用应力值将会逐渐降低,相应売就应考虑选用不锈钢或不锈钢复合板,而对于
体及其它受压元件的厚度就必然增厚。这一现腐独性一般的,就可以选用一般的碳素钢材料。
象在材料使用温度较高(如300-450C)时尤不仪如此,在设计时取腐蚀裕度也必须根据介
为明显,使设备的成本大幅增加。因此,设计质对所选材料的腐似速率来确定。
温度也必须根据容器的实际工作温度确定,切
文献[2]中关于容器类別的划分(即T、II
不可随意加人或降低设讣温度而过份强调容器川类)明确将介质的毒性程度加以考虑、同时
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