《SW6研討班講義》課件

SW6-1998v3.5使用說明

與工程設(shè)計(jì)中若干問題的討論

2005.12秦叔經(jīng)全國化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站上海延安西路376弄22號(hào)10樓Tel021-32140342-820Faxmail：tcedmci@

sw6@

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1精選課件ppt

SW6–1998

的基本使用方法和技巧在使用SW6進(jìn)行壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)，如何正確理解和使用標(biāo)準(zhǔn)中的條款塔器和臥式容器新標(biāo)準(zhǔn)簡介2精選課件ppt

軟件使用的一些基本技巧每個(gè)設(shè)備程序保存輸入數(shù)據(jù)的文件名都有固定的后綴。程序與后綴名的對(duì)應(yīng)關(guān)系見《用戶手冊(cè)》p.3

在WORD中形成計(jì)算書時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)字體很小的情況。應(yīng)

在“工具-選項(xiàng)”對(duì)話框中點(diǎn)擊“Web選項(xiàng)”按鈕，然后在打開的對(duì)話框中，將“取消下述軟件不支持的功能”選擇框的鉤去掉。

(1)

極少數(shù)計(jì)算機(jī)在插上加密塊的情況下，程序會(huì)提示找不到 加密塊。

解決辦法：卸去殺毒軟件(對(duì)單機(jī)版)或防火墻(對(duì)網(wǎng)絡(luò)版)；

(2)網(wǎng)絡(luò)版有時(shí)運(yùn)行感覺很慢。

解決辦法：卸去防火墻3精選課件ppt點(diǎn)擊“出計(jì)算書”按鈕后，如WORD已打開，但提示“

WORD

無法打開文檔…DOC1”，這是WORD本身的問題。

解決辦法：刪除文件Normal.dot，打開WORD，然后關(guān)閉，使生成一新的Normal.dot用戶可自定義封面格式，只需修改dot目錄下的文件cover.rtf

即可。但用戶增加的內(nèi)容程序不會(huì)自動(dòng)填寫為了使用用戶材料數(shù)據(jù)庫管理程序，需在“控制面板-顯示”中將字體設(shè)置成“小字體”或“正常字體”文件名和每一個(gè)目錄名都不能超過8個(gè)字符，目錄的層數(shù)不限可在“原始數(shù)據(jù)輸出”菜單中打印全部輸入數(shù)據(jù)，以供校對(duì)4精選課件ppt有色金屬的B

值曲線和其它性能數(shù)據(jù)銅和銅合金的B值曲線參照ASMEII－D：

T2、T3－圖NFC-1（純銅）

H68A、HSn70-1、HAl77-2、BFe30-1-1、 BFe10-1-1－圖NFC-3（銅合金）

鋁和鈦的B值曲線參照J(rèn)B4734-2002

和JB4745-2002鋁和鈦的線脹系數(shù)、彈性模量和其它強(qiáng)度數(shù)據(jù)同樣參照

JB4734-2002

和JB4745-2002；銅和銅合金的參照GB151

按照GB151及其第1號(hào)修改單的規(guī)定和說明，SW6所給出的鋁和鋁合金、銅和銅合金的許用應(yīng)力均為退火狀態(tài)的值5精選課件ppt用戶材料數(shù)據(jù)庫的建立

當(dāng)一種材料需要兩種以上的強(qiáng)度數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)將同一材料名對(duì)應(yīng)的每一種強(qiáng)度數(shù)據(jù)當(dāng)作為一種獨(dú)立材料名對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)

在輸入強(qiáng)度數(shù)據(jù)時(shí)，要注意溫度范圍與最低使用溫度和最

高使用溫度相對(duì)應(yīng)

在增添了一種新材料數(shù)據(jù)或修改了某一個(gè)材料的數(shù)據(jù)后，應(yīng)點(diǎn)擊“更新”按鈕以使數(shù)據(jù)存盤6精選課件ppt試驗(yàn)壓力的取值壓力試驗(yàn)的目的： 檢驗(yàn)容器的宏觀強(qiáng)度； 檢驗(yàn)密封性能； 檢驗(yàn)焊縫的致密性。 試驗(yàn)壓力：液壓試驗(yàn)：氣壓試驗(yàn)：在筒體單獨(dú)計(jì)算時(shí)，程序僅取筒體材料的許用應(yīng)力比值；在設(shè)備計(jì)算時(shí)，程序會(huì)比較所有需計(jì)算零部件的許用應(yīng)力比值，選取最小值用來計(jì)算試驗(yàn)壓力。建議用戶自行確定后試驗(yàn)壓力值后輸入7精選課件ppt

在標(biāo)準(zhǔn)GB150－1998中對(duì)外壓容器的試驗(yàn)壓力有如下的

規(guī)定： 液壓試驗(yàn)： pT=1.25p

氣壓試驗(yàn)：pT

=1.15p

帶夾套的容器，當(dāng)夾套內(nèi)壓力為正時(shí)，其內(nèi)筒即為外壓容器8精選課件ppt工程設(shè)計(jì)方法與結(jié)構(gòu)的安全性9精選課件ppt工程規(guī)范中一些計(jì)算方法的說明橢圓封頭的設(shè)計(jì)計(jì)算公式：

10精選課件ppt

該公式考慮了橢圓封頭與筒體連接處產(chǎn)生的邊緣應(yīng)力與壓力產(chǎn)生的薄膜應(yīng)力疊加后的總應(yīng)力，最大應(yīng)力出現(xiàn)在封頭與筒體連接處。但該公式并不沒有采用應(yīng)力分類的概念

11精選課件ppt總體薄膜應(yīng)力強(qiáng)度： SI=177.8712精選課件ppt碟形封頭的設(shè)計(jì)計(jì)算公式：

有力矩理論的分析結(jié)果表明：最大應(yīng)力在折邊區(qū)規(guī)范采用的經(jīng)驗(yàn)公式為：13精選課件ppt14精選課件ppt外壓殼體計(jì)算

GB150中的材料，有一些在標(biāo)準(zhǔn)中沒有提供相應(yīng)的B值曲線，如09MnNiDR、07MnCrMoVR、13MnNiMoNbR，等等

現(xiàn)只能采用選擇替代材料的方法，以利用程序進(jìn)行計(jì)算。選擇替代材料的原則：

1）相近的彈性模量；

2）相近的屈服點(diǎn)

在殼體的外壓校核計(jì)算或塔器的穩(wěn)定性校核計(jì)算時(shí)，如已知實(shí)際材料的B值可使校核通過，則也可選擇B值稍大于實(shí)際材料的任何一種替代材料進(jìn)行校核計(jì)算，然后，在計(jì)算書中將B值和許用外壓力改成實(shí)際材料的B值和許用外壓力15精選課件ppt

關(guān)于受外壓筒體和變徑段的壁厚計(jì)算錐殼與筒體連接處不作為支撐線時(shí)(見圖b)，按L和各自的直徑、壁厚進(jìn)行校核，且錐殼厚度應(yīng)不小于與之連接的筒體厚度；(a)(b)錐殼與筒體連接處作為支撐線時(shí)(見圖a)，按GB150中節(jié)計(jì)算錐殼厚度，并校核與大、小端筒體連接處的剛度是否足夠；

16精選課件ppt1.大、小端連接處都不作為支撐線：計(jì)算長度L

=900+1000+800=2700mm分別計(jì)算大端筒體、錐殼、小端筒體的厚度。錐殼的最終厚度取三者中大值；2.小端連接處作為支撐線：計(jì)算長度L

=900+1000 =1900mm分別計(jì)算大端筒體、錐殼的厚度。錐殼的最終厚度取兩者中大值；3.大、小端連接處都作為支撐線以1000mm作為錐殼長度,對(duì)錐殼單獨(dú)計(jì)算其所需要的厚度同一個(gè)結(jié)構(gòu)可用不同的模型進(jìn)行計(jì)算，從而得到不同的結(jié)果17精選課件ppt法蘭設(shè)計(jì)的Waters

法

Waters法是一個(gè)強(qiáng)度計(jì)算方法，而法蘭的失效主要是剛度不夠而引起的泄漏。故法蘭計(jì)算的強(qiáng)度條件為：18精選課件ppt

在進(jìn)行法蘭計(jì)算時(shí)，SW6認(rèn)為用戶輸入的尺寸是已扣除了腐蝕余量后的尺寸

法蘭在設(shè)計(jì)壓力下計(jì)算通過，并不能保證在壓力試驗(yàn)時(shí)不發(fā)生泄漏；同樣，法蘭在設(shè)計(jì)壓力下計(jì)算通過，實(shí)際上也不能保證在操作工況下，介質(zhì)一定不泄漏減薄高頸法蘭頸部大端的厚度g1，

可降低小端的軸向彎曲應(yīng)力

H。

注：系數(shù)

f相當(dāng)于小端處軸向彎曲應(yīng)力與大端處軸向彎曲應(yīng)力之比，即

f

>1表示小端處軸向彎曲應(yīng)力較大。19精選課件ppt

開孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法

開孔補(bǔ)強(qiáng)的目的：減小殼體與接管連接處的應(yīng)力水平，避免由于該處的高應(yīng)力水平而引起的開裂考察設(shè)計(jì)方法是否合用的準(zhǔn)則為，當(dāng)按該方法設(shè)計(jì)后，應(yīng)滿足：對(duì)筒體上法向接管的結(jié)構(gòu)，WRC335公報(bào)發(fā)表的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，滿足等面積法補(bǔ)強(qiáng)要求后，等面積法–是一種經(jīng)驗(yàn)方法，無法從理論上證明能滿足以上條件。一般而言，接管上補(bǔ)強(qiáng)的效果要好于殼體上補(bǔ)強(qiáng)的效果20精選課件ppt在假定接管厚度與殼體厚度相等的條件下，要使得壓力面積法的有效補(bǔ)強(qiáng)范圍大于等面積法的有效補(bǔ)強(qiáng)范圍的條件是：

0.10.20.30.40.0020.0080.0170.045壓力面積法–也是一種經(jīng)驗(yàn)方法，也無法從理論上證明能滿足以上條件

21精選課件ppt一般性結(jié)論：

1）在小直徑接管的情況下（），等面積法的有效補(bǔ)強(qiáng)范圍小于壓力面積法的有效補(bǔ)強(qiáng)范圍，使得補(bǔ)強(qiáng) 計(jì)算結(jié)果較為保守；

2）在接管直徑較大時(shí)，一般總是壓力面積法的結(jié)果更為保守，除非壓力很高的情況 （當(dāng)時(shí)，壓力p需大于0.09[

]t才能使等面積法的結(jié)果更安全）22精選課件ppt開孔處殼體焊縫系數(shù)的選取:

1.

開孔不在焊縫上，或殼體本身焊縫系數(shù)為1.0，則開孔處殼體焊縫系數(shù)取1.0；

2.

開孔在焊縫上，殼體本身焊縫系數(shù)為0.85，雖然，開孔處殼體焊縫需100%探傷，但如評(píng)片級(jí)別為3級(jí)，則焊縫系數(shù)仍應(yīng)取0.85。開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算時(shí)所用的有效厚度沒有考慮制造減薄量切向接管補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的限制對(duì)于長圓形開孔，GB150規(guī)定長、短軸之比不得大于2.0。在HG20582中有同樣的規(guī)定23精選課件ppt平蓋的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算1）平蓋上開孔可用兩種方法進(jìn)行計(jì)算：整體補(bǔ)強(qiáng)法和等面積法；2）標(biāo)準(zhǔn)法蘭蓋上開孔后，需進(jìn)行法蘭蓋厚度校核和開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算關(guān)于不需另行補(bǔ)強(qiáng)的開孔凡不符合GB150-1998中8.3節(jié)條件的都需考慮補(bǔ)強(qiáng)及進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算(特別需注意表8-1的條件)外壓殼體上的大開孔補(bǔ)強(qiáng)尚沒有標(biāo)準(zhǔn)所提供的常規(guī)計(jì)算方法24精選課件ppt

關(guān)于殼體上安放接管時(shí)的局部應(yīng)力計(jì)算

對(duì)于筒體上安放接管的結(jié)構(gòu)，如按HG20582(即WRC107)

計(jì)算，

將只計(jì)算筒體的強(qiáng)度；如按WRC297計(jì)算，則還計(jì)算和校核接

管根部的強(qiáng)度。理論上要求按HG20582計(jì)算時(shí)，接管應(yīng)具有較

大的剛度外力作用點(diǎn)的說明如下：凡需輸入接管伸出長度時(shí)，力和力矩的作用點(diǎn)均為接管法蘭密封面不需輸入接管伸出長度時(shí)，力和力矩的作用點(diǎn)為附件與殼體的連接處，即殼體的外表面25精選課件ppt

球殼上安放接管或?qū)嵭母郊木植繎?yīng)力計(jì)算時(shí)，由于圖表的關(guān)系，結(jié)構(gòu)參數(shù)會(huì)受到限制，見HG20582的圖27-3到圖27-22。如計(jì)算徑向載荷P通過接管對(duì)球殼引起的應(yīng)力時(shí)，當(dāng)時(shí)，；而當(dāng)時(shí)，

HG20582和WRC297的計(jì)算方法是基于薄殼理論，沒有考慮應(yīng)力集中的影響

在外加載荷和其它條件都不變的條件下，接管或?qū)嵭母郊慕孛嬖酱?，所算得的局部?yīng)力值越小例：，，無法進(jìn)行插值26精選課件ppt強(qiáng)度條件中對(duì)薄膜加彎曲應(yīng)力的限制條件在使用時(shí)需慎重當(dāng)應(yīng)力由持久機(jī)械載荷引起時(shí)，限制條件應(yīng)為1.5[]t

如管道僅受重力作用時(shí)，管道對(duì)容器作用的力和力矩；容器支座對(duì)容器作用的力。當(dāng)應(yīng)力由非持久的機(jī)械載荷引起時(shí)，限制條件可為1.8[]t

管道受重力和地震或風(fēng)力同時(shí)作用時(shí)，管道對(duì)容器作用的力和力矩；

容器上吊耳對(duì)容器作用的力。當(dāng)應(yīng)力由機(jī)械載荷、溫差載荷和其它位移載荷疊加引起時(shí)，限制條件可為3.0[]t

如管道受重力、溫差端點(diǎn)位移同時(shí)作用時(shí)，管道對(duì)容器作用的力和力矩27精選課件ppt影響攪拌軸設(shè)計(jì)計(jì)算的主要因素

軸封處許用徑向位移懸臂軸末端許用徑向位移軸許用扭轉(zhuǎn)角流體徑向力系數(shù)K1 1）K1、K2、K3–附錄C，p124、p129、p131

2）平衡精度等級(jí)G、許用扭轉(zhuǎn)角[

]–附錄C，p131

3）軸封處許用位移的計(jì)算–見式(4.3.2)，p117

柔性軸僅適用于高轉(zhuǎn)速軸，且不適用于氣相或氣、液相介質(zhì)28精選課件ppt

在換熱器上安裝標(biāo)準(zhǔn)膨脹節(jié)時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)膨脹節(jié)也需校核，除非能確保該膨脹節(jié)的實(shí)際膨脹量小于標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的允許最大膨脹量當(dāng)程序設(shè)計(jì)管板厚度時(shí)，如出現(xiàn)管子或殼體軸向力不合格，程序會(huì)自動(dòng)選用合適的標(biāo)準(zhǔn)膨脹節(jié)；不銹鋼膨脹節(jié)的材料按

GB16749為0Cr19Ni9，需用戶在計(jì)算膨脹節(jié)前自行修改固定管板換熱器的計(jì)算用SW6－98計(jì)算時(shí)，建議先計(jì)算管板，再計(jì)算膨脹節(jié)，以利用程序所算出的膨脹節(jié)所受的軸向力程序允許用戶直接輸入膨脹節(jié)的剛度以進(jìn)行管板計(jì)算在計(jì)算膨脹節(jié)的許用平面失穩(wěn)壓力時(shí)，要用到的是膨脹節(jié)材料加工成形后的實(shí)際屈服點(diǎn)29精選課件ppt

固定管板換熱器設(shè)計(jì)中，影響管板、管子和殼體應(yīng)力的因素

1.管、殼程溫差大于50℃需考慮安裝膨脹節(jié)”的原則不一定正確，應(yīng)通過計(jì)算確定。在設(shè)置膨脹節(jié)以后，有可能使得管板應(yīng)力或管板法蘭部分的應(yīng)力反而增大(特別在管程壓力單獨(dú)作用的情況下)。2.

在可能的條件下，應(yīng)盡量通過計(jì)算或?qū)崪y獲得殼體和換熱管的金屬溫度，這兩個(gè)溫度值對(duì)換熱管應(yīng)力校核有很大影響。

換熱器管板計(jì)算中，所提及的管板與管子的連接方式都是以強(qiáng)度為準(zhǔn)（故強(qiáng)度焊加貼脹等同于焊接）30精選課件ppt對(duì)于k>1的情況，新增了按JB4732的解析法進(jìn)行計(jì)算的模塊；新增加的固定管板計(jì)算模塊還可按解析方法對(duì)以下結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算：

1)GB151中給出的b、e型結(jié)構(gòu)管板；

2)貼面焊薄管板；3)平齊焊薄管板

說明：1)對(duì)于k

1的情況，該新增模塊也可按JB4732的解析法對(duì)b、e型結(jié)構(gòu)管板進(jìn)行計(jì)算，但在屏幕結(jié)果顯示中將提示用戶選GB151的方法進(jìn)行計(jì)算；2)薄管板結(jié)構(gòu)不能用膨脹節(jié)31精選課件ppt換熱器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)沒有提及的兩個(gè)問題

標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范并不保證解決設(shè)計(jì)中的所有問題對(duì)于帶膨脹節(jié)的固定管板換熱器，在殼程壓力較高時(shí)（如ps

>5MPa左右），壓力對(duì)膨脹節(jié)的推力將使得殼體的軸向應(yīng)力為負(fù)，為平衡這個(gè)推力，管子的應(yīng)力將進(jìn)一步增大。由于GB151沒有計(jì)及膨脹節(jié)的這個(gè)推力，使得計(jì)算結(jié)果偏不安全。

32精選課件ppt固定管板換熱器，在殼程壓力較高時(shí)，管板與殼體連接處的邊緣彎曲應(yīng)力有可能過大而導(dǎo)致在該處開裂，特別在水壓試驗(yàn)工況，但在現(xiàn)行規(guī)范中均沒有給出該處應(yīng)力的計(jì)算式和強(qiáng)度條件。

33精選課件ppt塔式容器標(biāo)準(zhǔn)JB4710-2005

簡介地震載荷計(jì)算時(shí)，與老標(biāo)準(zhǔn)的差異 地震力的計(jì)算按GB50011-2001“建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范”中的反應(yīng)譜法：地震影響系數(shù)

與設(shè)防烈度、場地類別、設(shè)計(jì)地震分組、阻尼比和結(jié)構(gòu)自振周期有關(guān)。34精選課件ppt取消近震、遠(yuǎn)震概念，而以設(shè)計(jì)地震分組代替，共分成三組。設(shè)防烈度和設(shè)計(jì)地震分組按GB50011-2001附錄A查取地震影響系數(shù)曲線中的指數(shù)與阻尼比有關(guān)(原標(biāo)準(zhǔn)取0.9)，阻尼比可取0.01~0.03，SW6

默認(rèn)取0.01(參照J(rèn)B4710-2005

的編制說明)地震影響系數(shù)曲線范圍擴(kuò)展到6.0Tg，并考慮了不同阻尼比的影響35精選課件ppt取消了綜合影響系數(shù)Cz。在JB4710-92中使用Cz是考慮兩個(gè)因素：1）當(dāng)時(shí)的地震影響系數(shù)曲線是在阻尼系數(shù)為0.05的前提下制定的，與實(shí)際結(jié)構(gòu)的阻尼比有差異；

2）所采用的地震反映譜是彈性反映譜，而在工程設(shè)計(jì)中，在地震時(shí)，允許結(jié)構(gòu)處于彈塑性狀態(tài)；在新標(biāo)準(zhǔn)中，已按照GB50011-2001將綜合影響系數(shù)Cz溶于地震影響系數(shù)最大值αmax中去，即一階振型第k個(gè)質(zhì)點(diǎn)的地震力為：36精選課件ppt橫向風(fēng)彎矩的計(jì)算風(fēng)力對(duì)塔器所產(chǎn)生的橫向振動(dòng)

—

卡曼渦街效應(yīng)37精選課件ppt

需考慮卡曼渦街效應(yīng)的條件

v

–設(shè)計(jì)風(fēng)速

vc1

–臨界風(fēng)速

Ti

–

塔設(shè)備的i階振型自振周期

Da–塔的外徑

當(dāng)v>vc2，還需考慮第二階振型的橫向振動(dòng)38精選課件ppt卡曼渦街效應(yīng)引起橫向振動(dòng)而產(chǎn)生的彎矩方向與順風(fēng)向彎矩方向垂直，因此，組合彎矩為但要注意，在計(jì)算

時(shí)，基本風(fēng)壓應(yīng)取，該值小于本地區(qū)的基本風(fēng)壓值如要考慮二階振型，則取再與比較，取大值而參與最大彎矩的計(jì)算，見式(A.11)

和(A.12)39精選課件ppt各危險(xiǎn)截面最大組合應(yīng)力的計(jì)算40精選課件ppt按裙座與塔體不同的連接方式而決定筒體和下封頭上需校核的危險(xiǎn)截面為:1.裙座與塔體對(duì)接，校核筒體最低截面及下封頭的直邊部分2.裙座與下封頭搭接，同上3.裙座與筒體搭接，只校核筒體與裙座搭接的那個(gè)截面程序仍將按JB4710-92中表5-6給出裙座結(jié)構(gòu)尺寸，但這些尺寸只是參考性的，用戶可以進(jìn)行修改41精選課件ppt臥式容器標(biāo)準(zhǔn)JB4731-2005

簡介計(jì)算中考慮了地震載荷對(duì)容器的作用。但將臥式容器簡化為質(zhì)點(diǎn)考慮，即有：且取阻尼比為0.05，得到

2

=1，因此設(shè)備所受的地震力為

42精選課件ppt

JB4731-2005中，比原GB150-89增加的計(jì)算內(nèi)容：無集中載荷作用的情況：

1）校核鞍座在溫差載荷作用下的強(qiáng)度43精選課件ppt無集中載荷作用的情況（續(xù)）：

2）校核鞍座在地震載荷作用下的強(qiáng)度44精選課件ppt無集中載荷作用的情況（續(xù)）：

3）校核地腳螺栓在地震載荷作用下的強(qiáng)度45精選課件ppt有集中載荷作用的情況：1）筒體上需進(jìn)行軸向應(yīng)力校核的危險(xiǎn)截面：

a）鞍座截面；

b）集中載荷作用的截面；

c）軸向彎矩導(dǎo)數(shù)為0的截面46精選課件ppt有集中載荷作用的情況（續(xù)）：2）校核鞍座在溫差載荷作用下的強(qiáng)度：同無集中載荷作用工況，但鞍座反力取兩個(gè)反力中的大值3）校核地震載荷作用下的各個(gè)應(yīng)力：a）鞍座截面上筒體的壓應(yīng)力σ5

~σ8；b）鞍座腹板壓應(yīng)力σ9；c）鞍座筋板和腹板組合截面的彎曲應(yīng)力σsa；d）地腳螺栓的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力

注：1）鞍座反力取兩個(gè)反力中的大值; 2）要計(jì)及附加設(shè)備在地震作用下產(chǎn)生的