ASMEU产品一压缩空气储罐的设计实例薛显坤、韩岁平、王影、马文斗2（1.嘉兴市美克斯机械制造有限公司，浙江嘉兴314312）（2.辽宁抚挖重工机械股份有限公司大连技术分公司，辽宁大连116023）通过一个ASMEU产品一压缩空气储罐的设计实例，简述了ASME压力容器基本设计方法和设计中应注意的问题。
压力容器；压缩空气储罐；ASME；设计实例1设计参数压缩空气储罐基本设计参数如下：设计压力：1.0MPa；设计温度：55°C；操作压力：S0.9MPa；操作温度：050°C；介质：压缩空气（非致命）；*低设计金属温度：-29C在1.0MPa时；*大允许工作压力：1.0MPa在55C时；腐蚀裕量：1.5mm；焊缝系数0.85；储罐体积：1.5m3.压缩空气储罐结构形式：压缩空气储罐由筒体、两个椭圆形封头、一个人孔及压缩空气进出口等部件组成；设备内径1000mm；筒体及封头2建造适用规范、标准、技术条件和图纸条件CS1101-01修改标记0；装配图号DHJX1101-0修改标记0 3设计基本步笈3.1核算储罐体积是否满足客户技术条件的要求储罐体积：V=2V封头+V壳体+V人孔=1.521m3，客户要求1.5m3，满足要求。
3.2壳体*小厚度核算公式代号：t-壳体*小厚度；S-*大许用应力值；R-壳体内半径；P-设计压力；E-焊接接头系数；C-腐蚀余量。
（1）确定环向应力（纵向接头）（2）确定纵向应力（环向接头）2或P不超过1.25SE时采用公式：t 3.2.3环向应力是控制因素（4）用于压缩空气设备的壳体*小厚度为2.5mm，不包括任何腐蚀裕量。
足要求。
3.3成形后椭圆形封头*小厚度核算公式代号：t-成型后封头的*小需要厚度；S-*大许用应力值；P-设计压力；E-焊接接头系数；D-封头直边段的内径；L-球形或碟形封头球面部分的内半径；椭圆形封头L值由表UG-37查得。
（d）核算成形后椭圆形封头*小厚度（b）要求没有拉撑的椭圆形或碟形封头的厚度在任何情况下应不小于无缝半球形封头的厚度除以封头对壳体的焊接接头系数。按照UG-32（f）当半球形封头的厚度不超过0.356L或P超过0.665SE时采用下面公式：t=PL/理工程师，从事压力容器设计、工艺及质保工作。
（4）用于压缩空气设备的封头*小厚度为2.5mm，不包括任何腐蚀裕量。用于椭圆形封头板材厚度是12mm，成型后*小封头厚度是10.6mm. 3.4接管管径*小厚度的核算3.4.1按照UG-45的要求，对于出入孔和仅用于检查的开孔tug45=ta；tug45为接管管径*小厚度，对于其他开孔，tb=min，3.4.2按照UG-45的要求，计算所有接管的ta，tbi，tb2（外压时），tb3 ta=采用UG-27计算厚度加上腐蚀裕量。
tbi=接管颈部或其他连接件连接至容器壳体或封头，假设E=1.0时考虑压力所需要的厚度，并加上腐蚀裕量。
tb3=由表UG-45中查得的厚度加上腐蚀裕量。
3.5开孔补强的核算3.5.1根据UW-16的要求，计算开孔处连接焊缝的*低要求。
3.5.2补强的计算（3）除结构自身补强外无需其他补强，如果符合则不需要进行补强计算，否则需要按照UG-36的要求进行补强计算。
3.6水压试验3.6.1液压试验温度按照UG-99（h），为尽量减小脆性断裂的危险，在液压试验期间，金属温度应保持在*低设计金属温度以上17°C，但不得超过48°C. 3.6.2液压试验压力按照UG-99（b）要求，按照内压设计的容器在液压试验时，任意一点的压力至少等于*大许用工作压力的1.3倍再乘以材料应力比值LSR（材料在试验温度下的许用应力值与设计温度下的许用应力值之比）。
对此台设备进行如下部件的核算：封头与筒3.7法兰压力温度等级核算储罐法兰所用材料和等级（包括盖板）SA-105M，碳钢，级别为150级。按照ASMEB16.5-2003表2，查得此材料在设计温度55C条件下，允许*大许用工作表压力为1.9MPa，储罐的设计压力为1.0MPa3.8支腿强度核算及吊耳强度核算未规定的细节，在取得检验师的同意后可采用其他设计与建造细节。因此支腿和吊耳可以选用检验师认可的标准件。
3.9冷成型后热处理3.9.1 UCS-79（d）要求冷成型的碳钢和低合金钢筒节、封头和其他受压部件当*大纤维伸长率比乳制状态大5%时，应进行焊后热处理。
3.9.2按照UCS-79（d）公式计算各受压部件成型后的纤维伸长量。
公式代号：t-板厚；Rf-*终中心线半径；R.-成型前中心线半径，（对平板，其值为无穷大）；1.1858%2.24%5.24%>5%，需要进行焊后热处理。
3.10冲击试验可以免除冲击试验。如果不能豁免，按照UG-84的要求进行冲击试验。
3.11焊后热处理按照UCS-56的要求，核对所有焊缝是否进行焊后热处理。SA-516MGr.485材料焊后热处理厚度为32mm.此台设备焊缝*大厚度为12mm，不需要进行焊后热处理。
4设计中应注意的问题4.1碳钢成型薛显坤等ASME U产品一压缩空气储罐的设计实例4.1.1对碳钢和低合金钢，规范给出了以下附加要求：（1）不允许爆炸成形；（2）如果材料在锻造温度下并经焊后热处理，允许采用爆炸成形；成，必须提供符合UCS-79的证明。
4.1.2冷成形件如果冷成形引起的延伸率大于5%，并有以下情况存在，UCS-79要求成形后必须进行热处理：（1）容器将用于有毒介质；（2）要求进行冲击试验；（4）厚度减薄量超过10%；4.2*低设计金属温度（MDMT）的确定ASME规范设计以*低金属温度为主要的设计参数，*低金属温度是判定容器受压元件材料及焊接试件是否进行冲击试验的条件之一，因此设计人员要合理地确定容器的*低设计金属温度。确定*低金属温度应考虑如下因素：（1）*低操作温度；（2）不正常的操作；（3）介质的自动制冷；（5）其他制冷因素，UG-20（f）⑶允许的除外。
4.3设计载荷的确定ASMEVI-1卷列出了以下几类载荷，在设计时都必须考虑到：（1）内压或外压设计压力；（2）容器和介质的重量；（3）附属设备的重量产生的附加静载反力；（5）循环和动载荷（如：疲劳考虑）；（6）冲击反力，例如由爆炸引起的各种异常压力；（7）温度梯度及不同的热膨胀；（8）风载、雪载和地震载荷，（必要时考虑）。
ASMEVI-1提供的设计法则仅适合于压力载荷的计算，对于其它载荷，任何适用的工程方法都可以使用。
5结束语本文以压缩空气储罐的设计实例，简单介绍了ASMEVI-1压力容器设计的基本方法和一些设计中应注意的问题，对设计步骤进行了基本的叙述，以期与ASME的设计者互相交流。
