《美国压力容器规范分析 ASME Ⅷ-1和Ⅷ-2》求取 ⇩

ASME规范的发展历史和现状简介1

第一篇ASME Ⅷ-1分析6

1 应用ASME Ⅷ-1的引导6

1.1 ASME Ⅷ-1各章节的编排6

1.2 通用内容的索引8

1.3 典型容器有关元件的索引10

2 材料、安全系数和防脆断措施16

2.1 材料16

2.2 安全系数和拉伸许用应力值的确定17

2.3 防脆断措施18

2.3.1 ASME Ⅷ-1防止脆性断裂的总体思路21

2.3.2 ASME Ⅷ-1防止脆性断裂的措施及其依据23

3 焊缝分类和焊缝系数的选用32

3.1 焊缝分类33

3.1.1 A类焊缝34

3.1.2 B类焊缝35

3.1.3 C类焊缝36

3.1.4 D类焊缝37

3.2 焊缝系数的选用37

3.2.1 焊缝的使用限制38

3.2.2 各类焊缝探伤程度的规定39

3.2.3 焊缝系数的选用39

3.2.4 选用焊缝系数的实例分析42

3.3 焊缝处或其附近的开孔46

4 容器设计中的其他有关问题48

4.1 失效准则48

4.2 载荷49

4.3 设计温度与设计压力49

4.4 厚度和最小厚度50

4.5 试验压力50

4.6.3 超压防护装置51

4.6.2 检查孔51

4.6 设计中的安全措施51

4.6.1 腐蚀裕量及指示孔51

5 内压容器设计57

5.1 内压圆筒和球壳设计57

5.1.1 内压圆筒设计57

5.1.2 内压球壳设计60

5.2 内压封头设计61

5.2.1 椭圆形封头设计63

5.2.2 碟形封头设计65

5.2.3 锥形封头设计66

5.2.4 平封头设计73

6 外压容器设计76

6.1 外压圆筒的周向稳定性设计76

6.1.1 外压圆筒周向稳定性设计方法的分析78

6.1.2 外压圆筒上的加强圈设计85

6.2 外压封头设计89

6.2.1 球形封头设计89

6.2.2 椭圆形封头设计90

6.2.3 碟形封头设计91

6.2.4 锥形封头设计91

6.3 圆筒许用轴向压缩应力103

6.4 半圆管夹套容器设计104

6.4.1 半圆管夹套容器设计的主要思路和应力分析104

6.4.2 设计方法、步骤和使用时应予注意之点108

7 开孔及其补强设计110

7.1 开孔补强的理论基础111

7.1.1 孔边的应力集中111

7.1.2 开孔对容器承载材料的削弱113

7.1.4 不需补强的最大开孔直径115

7.1.3 ASME Ⅷ-1的开孔补强设计准则115

7.2 开孔补强计算117

7.2.1 开孔补强截面积计算118

7.2.2 补强件及其焊缝的强度校核124

7.3 开孔补强的其他有关问题129

7.3.1 接管颈部的厚度129

7.3.2 焊缝处或其附近的开孔130

8 法兰及其相关元件的设计131

8.1 密封计算132

8.2 法兰计算133

8.2.1 法兰各部应力计算133

8.2.2 内压法兰力矩计算138

8.2.3 外压法兰力矩计算139

8.2.4 剖分式活套法兰力矩计算140

8.2.6 法兰设计的应力校核条件141

8.2.5 带有圆孔的非圆形法兰141

8.3 用螺栓、法兰连接的凸形封头设计143

8.3.1 类型(a)的设计144

8.3.2 类型(b)的设计144

8.3.3 类型(c)的设计146

8.3.4 类型(d)的设计149

8.4 反向法兰和中央开单个大圆孔的整体平盖153

8.4.1 反向法兰153

8.4.2 中央开单个大圆孔的整体平盖157

8.4.3 中央开单个人圆孔平盖和反向法兰的相互联系162

8.5 卡箍连接件的设计规程163

8.5.1 卡箍连接螺栓的受载分析和设计164

8.5.2 卡箍和高颈的受载分析167

8.5.3 高颈和卡箍的应力分析和强度校核169

8.6 螺栓中心圆外由金属与金属相接触的平面法兰设计174

8.6.1 受载分析175

8.6.2 组件的分级和单个法兰的分类176

8.6.3 1级组件法兰各部的应力计算177

8.6.4 法兰设计许用应力181

8.6.5 法兰厚度和螺栓总截面积的估计181

9 非圆形截面容器设计183

9.1 非圆形截面容器的结构和载荷分析183

9.1.1 焊缝结构和设计时的考虑183

9.1.2 开孔和对开孔后所引起削弱的考虑184

9.1.3 载荷185

9.2 非圆形截面容器的设计原理分析185

9.2.1 两端封头对侧板的加强作用187

9.2.2 设置加强件的有关问题188

9.2.3 应力校核条件191

9.3 内压非圆形截面容器设计公式举例分析192

9.2.4 焊缝系数E和孔带削弱系数e192

9.3.1 无加强件、无拉撑件、无过渡圆弧的对称矩形截面容器193

9.3.2 无拉撑件、无过渡圆弧、设有加强件的对称矩形截面容器197

9.4 非圆形截面容器的稳定性设计200

9.4.1 侧板和封头的稳定性校核200

9.4.2 非圆形截面容器的柱状稳定性校核203

10 换热器管板和膨胀节设计206

10.1 管板设计206

10.1.1 导出管板设计公式的主要思路208

10.1.2 固定管板式换热器管板设计步骤简介211

10.1.3 U形管式换热器管板计算简介212

10.2 膨胀节设计213

10.2.1 应力计算与校核213

10.2.2 关于膨胀节的弹性刚度和轴向位移量218

11.1.1 对接焊缝的错边和余高219

11 制造、检验和试验中有关问题的分析219

11.1 冷、热加工成型219

11.1.2 圆筒、锥壳和球壳的不圆度和圆形的正、负偏差221

11.1.3 成型封头的允差224

11.2 焊后热处理225

11.2.1 焊后热处理的目的225

11.2.2 焊后热处理要求的确定225

11.3 焊缝的无损探伤226

11.4 夏比冲击试验227

11.5 压力试验227

11.5.1 压力试验目的分析227

11.5.2 试验压力值的确定229

11.5.3 有关压力试验的其他问题232

12.1 应力分析设计规范的由来及其总体思想233

12 应力分析设计规范的总体思想和主要特点233

第二篇ASME Ⅷ-2分析233

12.2 应力分析设计规范的主要特点240

13 ASME Ⅷ-1和Ⅷ-2的主要区别243

13.1 规范的适用范围和总则243

13.2 材料244

13.3 结构特点246

13.4 受压元件的设计公式251

13.5 制造、检验和试验251

14 材料、安全系数和应用ASME Ⅷ-2的引导253

14.1 材料和安全系数253

14.2 应用ASME Ⅷ-2的引导254

14.2.1 ASME Ⅷ-2的各章节编排254

14.2.2 通用内容的索引255

14.2.3 典型容器有关元件的索引257

15.1 应力分类260

15 应力分类及其评定260

15.1.1 一次应力262

15.1.2 二次应力(符号Q)264

15.1.3 峰值应力(符号F)265

15.1.4 接管管道过渡段上的应力分类266

15.2 一些典型情况应力分类的分析267

15.3 应力强度限制条件的分析272

15.3.1 应力强度的推导272

15.3.2 应力强度的限制条件273

15.3.3 一些特殊的应力强度限制条件276

15.4 应力强度限制条件的理论依据279

15.4.1 极限载荷设计原理279

15.4.2 安定性分析原理281

16 规范的设计公式分析283

16.1.1 内压圆筒设计公式分析284

16.1 内压圆筒和内压球壳的设计公式分析284

16.1.2 内压球壳设计公式分析287

16.2 内压锥壳的设计公式分析289

16.3 内压椭圆形和碟形封头的设计公式分析289

16.4 内压锥壳和圆筒连接处的设计292

16.5 外压容器设计297

16.6 开孔及其补强设计298

16.6.1 等面积补强设计298

16.6.2 弹塑性失效补强300

16.7 平封头设计303

16.8 法兰设计304

17 压力容器低循环疲劳设计基础305

17.1 低循环疲劳问题的提出305

17.1.1 高循环疲劳和低循环疲劳306

17.1.2 安全寿命设计和破损安全设计307

17.2 疲劳破坏的起因308

17.3 疲劳曲线311

17.3.1 交变载荷下的应力-时间曲线312

17.3.2 高循环疲劳曲线312

17.3.3 低循环疲劳曲线313

17.4 影响低循环疲劳性能的因素及其在ASME Ⅷ-2中的处理317

17.4.1 影响低循环疲劳性能的因素317

17.4.2 对影响低循环疲劳因素的分析及在ASME Ⅷ-2中的处理318

17.5 壳体中热应力棘齿作用的机理和限制条件336

17.5.1 热应力棘齿作用的机理336

17.5.2 圆筒在稳定内压和内外壁交变温差作用下的热应力棘齿作用及其限制条件340

17.5.3 ASME Ⅷ-2对圆筒中热应力棘齿作用的限制341

18 压力容器的低循环疲劳设计343

18.1 要否进行疲劳分析的判断343

18.1.1 按操作经验判断343

18.1.2 容器整体部分(包括整体补强式接管)的判断344

18.1.3 具有补强板的接管以及非整体连接件的判断347

18.2 疲劳设计规范的分析348

18.2.1 容器设计的Sa-Nf曲线348

18.2.2 螺栓设计的Sa-Nf曲线350

18.2.3 应力集中系数和疲劳强度减弱系数351

18.3 疲劳分析的主要步骤358

18.4 在疲劳分析中法兰和螺栓的交变载荷计算361

19 应力分析设计实例介绍366

19.1 氨合成塔应力分析设计实例介绍366

19.1.1 总体介绍366

19.1.2 设计主要思路367

19.1.3 设计实例剖析367

19.2 聚乙烯产品出料罐疲劳分析实例介绍376

19.2.1 总体介绍376

19.2.2 疲劳分析主要思路377

19.2.3 设计实例剖析378

19.2.4 产品出料罐在结构和制造中的一些特殊考虑382

附录383

附录1壳体局部应力的计算383

A1.1 WRC第107公报分析384

A1.1.1 球壳上局部应力的计算384

A1.1.2 圆柱壳上局部应力的计算391

A1.2 WRC第297公报分析396

A1.2.1 应力分析、计算、汇总及组合397

A1.2.2 圆筒、附件的结构参数和应用时的限制条件400

A1.3 BS 5500对壳体局部应力计算的简要分析401

A1.3.1 BS 5500关于圆柱壳上的局部应力分析402

A1.3.2 BS 5500关于球壳上的局部应力分析404

附录2 快开封头设计408

A2.1 适用范围和某些注意事项409

A2.2 整体齿啮式卡箍的载荷和各部受力分析410

A2.2.1 载荷分析410

A2.2.2 各部件的内力分析412

A2.3 各部件的应力分析和校核413

A2.3.1 高颈法兰颈部、齿部的应力分析和校核413

A2.3.2 卡箍本体、卡箍齿部的应力分析和校核416

A2.3.3 封头齿部的应力分析和校核418

附录3 ASME规范的修改动向421

A3.1 关于碟形封头和椭圆形封头设计421

A3.2 法兰、垫片、螺栓连接的设计423

附录4 有限元素法在应力分析设计中的应用424

A4.1 制订应力分析设计规范的力学基础424

A4.2 失效准则、应力分类和应力计算方法之间的匹配424

A4.3 国外的动态425

参考文献427