外压容器失稳
- 失稳是指容器所受的外压达到某种极限时，容器突然失去原来的形状而出现有规则的波形，在卸去外压后，仍不能恢复原来形状的现象。
- 引起外压容器失稳的主要原因是强度不够和稳定性不足。
- 外压元件承受的是压应力，其破坏形式主要是失稳，失稳可分为周向失稳和轴向失稳，周向失稳是指断面由圆形变成波形;轴向失稳是指轴线由直线变成波形线。
- 为了防止失稳，应使壳体防止失稳的许用压力([P])大于或等于容器失稳时的压力(PCR),圆筒稳定安全系数取3.0, 球壳稳定安全系数取14. 52。
周向失稳计算
外压容器壳体壁厚计算一般采用图算法，根据壳体直径(或半径)，计算长度，假设壁厚(δc)和所用材料牌号，利用图表査取系数，然后代入公式得到许用外压力[P],使 [P]≥PC,否则重新计算直至合格为止。
轴向失稳计算
由圆筒或管子的半径，壁厚δc和所用材料牌号，用图表査取系数，代入公式得B值，使计算压力Pc小于或等于许用轴向压缩应力。许用轴向压缩应力可取设计温度下材料许用应力(σ)和B值的较小值。
防止外压圆筒失稳主要有增加圆筒壁厚、缩短圆筒的计算长度和设置加强圈等措施。加强圈应整圈围绕在圆筒上，并要求有足够截面积和组合惯性矩。加强圈可设置在容器内部或外部。加强圈和圆筒之间连接可采用连续焊或间断焊。间断焊外部不少于圆筒周长的1/2，内部不少于1/3。
设计组成部分
1. 开孔补强
开孔不仅削弱容器强度，也造成局部应力集中，是造成容器破坏重要因素，所以开孔补强是压力容器设计重要组成部分。压力容器本体开孔补强计算方法有等面积法和分析法。
等面积法适用范围为在筒体或封头上开圆孔、椭圆孔或长圆孔，非圆孔的长短径之比为a/b≤2。筒体内径Di≤1500mm时，开孔最大直径dop≤1/2Di，且dop≤520mm;筒体Di>1500或锥形封头开孔时，dop≤1/3Di，且dop≤1000mm (锥形封头开孔时，以为开孔中心处的锥壳内直径)。
分析法是根据弹性薄壳理论得到的，用于内压作用下具有径向接管圆筒的开孔补强设计，其使用范围为d≤0. 9D且max [0.5，d/D] ≤δet/δe≤2,不另行补强的条件(GB 150—2011中开孔补强章节)包括：
- a.压力小于或等于2. 5MPa;
- b.两相邻开孔中心间距(对曲面间距以弧长计算)应不小于两孔直径之和的两倍;
- c.接管公称外径小于或等于89mm;d.接管最小壁厚满足GB 150中对应表格的要求。
开孔补强形式有整体补强和局部补强两种。
- 整体补强包括增加壳体厚度、厚壁管和整体补强锻件与壳体焊接等;
- 局部补强包括补强圈。采用补强圈补强，应遵循下列规定：a.钢材的标准抗拉强度下限值≤540MPa;b.补强圈厚度小于或等于1. 5δn;c.壳体名义厚度δn≤38mm。
2. 法兰设计
法兰设计主要包括的内容为：
- ①垫片压紧力，计算在预紧和操作状态下需要的最小垫片压紧力;
- ②螺栓，螺栓载荷、螺栓面积、在预紧和操作状态下螺栓设计载荷的计算;
- ③法兰，在预紧和操作状态下法兰力矩的计算，法兰的应力及其校核。
