1、第二篇第二篇 化工容器设计化工容器设计第第3 3章章 内压薄壁容器的应力分析内压薄壁容器的应力分析 第第4 4章章 内压薄壁圆筒与封头的强度设计内压薄壁圆筒与封头的强度设计 第第5 5章章 外压圆筒与封头的设计外压圆筒与封头的设计 第第6 6章章 容器零部件容器零部件第第2 2章章 容器设计的基础知识容器设计的基础知识主要内容：主要内容：一、容器的分类与结构一、容器的分类与结构二、容器零部件的标准化二、容器零部件的标准化三、压力容器的安全监察三、压力容器的安全监察四、容器机械设计的基本要求四、容器机械设计的基本要求2.1 2.1 容器的分类与结构容器的分类与结构容器的概念容器的概念 化工生产所
2、用各种设备外部壳体的总称。化工生产所用各种设备外部壳体的总称。如反应釜、塔、热交换器、各种贮罐、贮槽如反应釜、塔、热交换器、各种贮罐、贮槽等均具有外壳，这个外壳就是容器。等均具有外壳，这个外壳就是容器。压力容器用途极为广泛，设备形压力容器用途极为广泛，设备形式也多种多样，它们是如何分类？式也多种多样，它们是如何分类？（一）按容器的形状分类（一）按容器的形状分类（1 1）方形和矩形容器）方形和矩形容器：由平板焊成，制造简单但承压能力：由平板焊成，制造简单但承压能力低，只用作小型常压贮槽；低，只用作小型常压贮槽；（2 2）球形容器）球形容器：由数块球瓣拼焊而成。承压能力好，但内：由数块球瓣拼焊而成
3、。承压能力好，但内件安装不便，制造较难，一般用作贮罐。件安装不便，制造较难，一般用作贮罐。（3 3）圆筒形容器）圆筒形容器：它是由圆柱形筒体和封头组成。作为容：它是由圆柱形筒体和封头组成。作为容器主体的圆柱形筒体，制造容易，安装内件方便，而且承器主体的圆柱形筒体，制造容易，安装内件方便，而且承压能力较好，因此，此类容器得到了广泛的应用。压能力较好，因此，此类容器得到了广泛的应用。2.1 2.1 容器的分类与结构容器的分类与结构 容器的分类方法很多，可以按用途分，也可以按容器容器的分类方法很多，可以按用途分，也可以按容器的形状、承压性质、结构材料、设计压力高低、容器的壁的形状、承压性质、结构材料
4、、设计压力高低、容器的壁温及安全监察要求等分。温及安全监察要求等分。（二）按承压性质和能力分类（二）按承压性质和能力分类（1 1）内压容器：当容器内部介质的压力大于外部压力时，）内压容器：当容器内部介质的压力大于外部压力时，为内压容器，容器设计时主要考虑强度问题。为内压容器，容器设计时主要考虑强度问题。（2 2）外压容器：当容器外部压力大于内部介质压力时为）外压容器：当容器外部压力大于内部介质压力时为外压容器，设计时主要考虑稳定问题。外压容器，设计时主要考虑稳定问题。通常，对内压容器按照其压力的大小分为以下几种：通常，对内压容器按照其压力的大小分为以下几种：常压容器：常压容器：p 0.1MPa
5、；低压容器：低压容器：0.1MPa p 1.6MPa；L L中压容器：中压容器：1.6MPa p 10MPa；M M高压容器：高压容器：10MPa p 420，合金钢合金钢（Cr-Mo钢）钢）450，奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢 550，均是高温容器。，均是高温容器。（3 3）中温容器：壁温介于常温和高温之间。）中温容器：壁温介于常温和高温之间。（4 4）低温容器：在壁温低于）低温容器：在壁温低于-20条件下工作的容器。条件下工作的容器。-40-20之间的为之间的为浅冷容器浅冷容器；低于低于-40者为者为深冷容器深冷容器。2.1.12.1.1容器的分类容器的分类 （四）按用途分类（四）按用途分类2
6、.1.12.1.1容器的分类容器的分类 （五）按安装方式分类（五）按安装方式分类分为分为:固定式压力容器固定式压力容器:固定安装使用地点，工艺条件固定安装使用地点，工艺条件和操作人员也比较固定。和操作人员也比较固定。移动式压力容器移动式压力容器:属于贮运容器，流动范围大、属于贮运容器，流动范围大、环境变化大、操作人员不易固定，管理比较复杂。如环境变化大、操作人员不易固定，管理比较复杂。如气瓶、气桶、槽车。气瓶、气桶、槽车。2.1.12.1.1容器的分类容器的分类 （六）按安全综合分类（六）按安全综合分类 为便于安全技术管理和监督、检查，根据压力容器承受为便于安全技术管理和监督、检查，根据压力容
7、器承受的压力高低、介质的危害程度、容积大小以及生产过程中的压力高低、介质的危害程度、容积大小以及生产过程中的重要性将容器（不包括核能容器、船舶上的专用容器和的重要性将容器（不包括核能容器、船舶上的专用容器和直接受火焰加热的容器）分为以下三类。直接受火焰加热的容器）分为以下三类。（1）一类容器）一类容器（2）二类容器）二类容器（3）三类容器）三类容器2.1.12.1.1容器的分类容器的分类 2.1.12.1.1容器的分类容器的分类 （1 1）一类容器一类容器:属于下列情况之一者为一属于下列情况之一者为一类容器。类容器。非易燃或无毒介质的低压容器；非易燃或无毒介质的低压容器；易燃或有毒介质的低压分
8、离容器或换热易燃或有毒介质的低压分离容器或换热容器。容器。2.1.12.1.1容器的分类容器的分类 （2 2）二类容器二类容器:属于下列情况之一者为二类属于下列情况之一者为二类容器。容器。中压容器；中压容器；剧毒剧毒介质的低压容器；介质的低压容器；易燃或有毒易燃或有毒介质的低压反应容器或贮运容介质的低压反应容器或贮运容器；器；低压低压管壳式废热锅炉管壳式废热锅炉；低压低压搪玻璃压力容器搪玻璃压力容器。2.1.12.1.1容器的分类容器的分类 （3 3）三类容器三类容器:属于下列情况之一者为三类容器。属于下列情况之一者为三类容器。高压、超高压容器；高压、超高压容器；剧毒剧毒介质且最高工作压力介质
9、且最高工作压力p p与容积与容积V V的乘积的乘积p pV V 0.2MPa 0.2MPa m m3 3的的低压低压容器或容器或剧毒剧毒介质的介质的中压中压容器。容器。易燃或易燃或有毒有毒介质且介质且p pV V 0.5MPa 0.5MPa m m3 3的的中压中压反反应容器，或应容器，或p pV V 10MPa 10MPa m m3 3的的中压中压贮运容器；贮运容器；中压废热锅炉中压废热锅炉或或内径大于内径大于1 1米的低压废热锅炉米的低压废热锅炉。2.1.12.1.1容器的分类容器的分类 2.1.12.1.1容器的分类容器的分类 压力容器类别简易判断表压力容器类别简易判断表介质性质介质性质
10、 非易燃非易燃无无/轻毒轻毒易燃、中度毒性易燃、中度毒性高度、极度毒性高度、极度毒性PV值值Mpa.m3 0.510 0.2低压低压换热换热 一类一类容器容器 分离分离 储存储存 反应反应 中压中压换热换热 二类二类 分离分离 容器容器 储存储存 反应反应 三类三类 高压高压 容器容器 2.1.12.1.1容器的分类容器的分类 其中其中,介质的危害性介质的危害性:指介质的毒性、易燃性、腐蚀性、氧化指介质的毒性、易燃性、腐蚀性、氧化性等。其中影响压力容器分类的主要是毒性性等。其中影响压力容器分类的主要是毒性和易燃性。和易燃性。补充：常见易燃及有毒介质分类补充：常见易燃及有毒介质分类常见易燃介质常
11、见易燃介质：一甲胺，乙烷，乙烯，氯甲烷，环氧乙烷，：一甲胺，乙烷，乙烯，氯甲烷，环氧乙烷，环丙烷，氢，丁烷，三甲胺，丁二烯，丁烯，丙烷，丙烯，环丙烷，氢，丁烷，三甲胺，丁二烯，丁烯，丙烷，丙烯，甲烷等。甲烷等。毒性程度举例：毒性程度举例：极度危害、高度危害介质：极度危害、高度危害介质：氟，氢氰酸，光气，氟化氢，氟，氢氰酸，光气，氟化氢，碳酰氟，氯等；碳酰氟，氯等；中度危害介质：中度危害介质：二氧化硫，氨，一氧化碳，氯乙烯，甲醇，二氧化硫，氨，一氧化碳，氯乙烯，甲醇，氧化乙烯，硫化乙烯，二硫化碳，乙炔，硫化氢等；氧化乙烯，硫化乙烯，二硫化碳，乙炔，硫化氢等；轻度危害介质：轻度危害介质：氢氧化钠，
12、四氟乙烯，丙酮等。氢氧化钠，四氟乙烯，丙酮等。压力容器中化学介质毒性程度和易燃介质的划分参照压力容器中化学介质毒性程度和易燃介质的划分参照HG20660-2000HG20660-2000压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类的规定。的规定。2.1.12.1.1容器的分类容器的分类无规定时按下述原则确定毒性程度无规定时按下述原则确定毒性程度：（毒性大小，以化学物质引起毒性大小，以化学物质引起实验动物实验动物某种毒性反应所需的剂量某种毒性反应所需的剂量来表示。）来表示。）（1）极度危害（）极度危害（I级）：最高允许浓度级）：最高允许浓度0.1mg/
13、m3（2）高度危害（）高度危害（II级）：最高允许浓度级）：最高允许浓度0.11.0 mg/m3（3）中度危害（）中度危害（III级）：最高允许浓度级）：最高允许浓度1.05 mV5 m3 3贮存容器、介质：低温液体，属三贮存容器、介质：低温液体，属三类。类。4 4、800,设计压力为设计压力为0.6mpa,介质为非易燃和无毒的管介质为非易燃和无毒的管壳式余热锅炉。壳式余热锅炉。分析：低压管壳式锅炉、介质：非易燃和无毒，属分析：低压管壳式锅炉、介质：非易燃和无毒，属二类。二类。5、设计压力为、设计压力为1.5Mpa的搪玻璃容器。的搪玻璃容器。分析：低压搪玻璃容器，属二类。分析：低压搪玻璃容器，
14、属二类。容器一般是由几个壳体（如圆筒壳、圆容器一般是由几个壳体（如圆筒壳、圆锥壳、椭球壳）组合而成。再加上连接法兰、锥壳、椭球壳）组合而成。再加上连接法兰、支座、接口管、人孔、手孔等零部件。如下支座、接口管、人孔、手孔等零部件。如下图所示，是一个卧式容器的结构图图所示，是一个卧式容器的结构图。2.1.22.1.2容器的结构容器的结构筒身人孔d1液面计d2支座接管abc图 2-1 容器的结构封头卧式容器三维动画图卧式容器三维动画图2.1.22.1.2容器的结构容器的结构（1 1）筒体筒体：储存物料或完成化学反应所需要的压：储存物料或完成化学反应所需要的压力空间力空间（2 2）封头封头：与筒体等部
15、件形成封闭空间：与筒体等部件形成封闭空间（3 3）安全附件安全附件：主要有安全阀、压力表、液面计、：主要有安全阀、压力表、液面计、控温仪表等控温仪表等（4 4）法兰法兰：用于筒体间或筒体与封头、管道之间：用于筒体间或筒体与封头、管道之间连接连接2.1.22.1.2容器的结构容器的结构2.1.22.1.2容器的结构容器的结构2.2 2.2 容器零部件的标准化容器零部件的标准化2.2.1 2.2.1 标准化的意义标准化的意义 设计设计无需计算和制图，按已有标准图选择。无需计算和制图，按已有标准图选择。制造制造有利于成批生产，降低成本，保证产品质量，有利于成批生产，降低成本，保证产品质量，提高竞争力
16、。提高竞争力。维修维修备件规格尺寸通用，实现互换性。备件规格尺寸通用，实现互换性。通商贸易通商贸易国内、国际间通用，消除贸易障碍。国内、国际间通用，消除贸易障碍。我国已实现容器零部件标准化的有我国已实现容器零部件标准化的有：圆筒体、封头、：圆筒体、封头、法兰、支座、人孔、手孔、视镜和液面计等。法兰、支座、人孔、手孔、视镜和液面计等。许多化工设备许多化工设备(例如贮槽、换热器、搪玻璃与陶瓷反例如贮槽、换热器、搪玻璃与陶瓷反应器应器)也有相应的标准。也有相应的标准。2.2.2 2.2.2 容器零部件标准化的基本参数容器零部件标准化的基本参数 公称直径公称直径（DN)DN)、公称压力公称压力 (PN
17、)(PN)。规定规定:（1 1）圆筒体的公称直径：板卷制的）圆筒体的公称直径：板卷制的筒体筒体内经；内经；（2 2）筒体直径较小，用无缝钢管制的）筒体直径较小，用无缝钢管制的筒筒体外径；体外径；（3 3）法兰与其相配的管子或筒体的）法兰与其相配的管子或筒体的PNPN、DNDN相一致；相一致；（4 4）封头的公称直径与筒体一致；）封头的公称直径与筒体一致；（5 5）管子的）管子的DNDDNDi i,D,D0,0,而是小于管子外径而是小于管子外径的一个数值。的一个数值。（板 卷）无 缝 管筒 体接 管封 头法 兰接 管2.2 2.2 容器零部件的标准化容器零部件的标准化2.2 2.2 容器零部件的
18、标准化容器零部件的标准化 举例说明举例说明:何谓钢管的公称直径？何谓钢管的公称直径？钢管的公称直径与钢管外径有什么钢管的公称直径与钢管外径有什么关系？关系？钢管在使用时往往需要和法兰、管件钢管在使用时往往需要和法兰、管件或各类阀门相连接，这时涉及两个零件或各类阀门相连接，这时涉及两个零件（管子与法兰、管子与管件、管子与阀门（管子与法兰、管子与管件、管子与阀门）之间的联接问题。要实现二者的联接，这两个零件必须有可）之间的联接问题。要实现二者的联接，这两个零件必须有可以相配合的表面。例如管子与平焊管法兰要实现联接，法兰的以相配合的表面。例如管子与平焊管法兰要实现联接，法兰的内孔直径要稍大于管子的外
19、径。如管子的外径为内孔直径要稍大于管子的外径。如管子的外径为219mm219mm，法兰，法兰的内径须为的内径须为220mm220mm。为了不用两个尺寸，而只用一个尺寸来说。为了不用两个尺寸，而只用一个尺寸来说明两个零件以够实现联接的条件，因此引入公称直径的概念。明两个零件以够实现联接的条件，因此引入公称直径的概念。人们约定：凡是能够实现连接的管子与法兰（管件、阀门），人们约定：凡是能够实现连接的管子与法兰（管件、阀门），就规定这两个联接件具有相同的公称直径。就规定这两个联接件具有相同的公称直径。如上面的例子，就规定它们公称直径为如上面的例子，就规定它们公称直径为DN=200mmDN=200mm
20、。它并不代表某一个具体尺寸，但却。它并不代表某一个具体尺寸，但却可以依靠它来寻找可以连接相配的另一个标准可以依靠它来寻找可以连接相配的另一个标准件。件。钢管的公称直径系列是根据法兰的公称直钢管的公称直径系列是根据法兰的公称直径系列人为规定的，它比钢管外径的规格少得径系列人为规定的，它比钢管外径的规格少得多。多。指标准化以后的标准直径指标准化以后的标准直径,以以DNDN表示，单位表示，单位mmmm。例如：内径例如：内径1200mm1200mm的容器的公称直径标记为的容器的公称直径标记为DN1200DN1200。1 1、压力容器的公称直径（钢板卷制）、压力容器的公称直径（钢板卷制）表表2-5 2-
21、5 压力容器的公称直径系列压力容器的公称直径系列300300(350)(350)400400(450)(450)500500(550)(550)600600(650)(650)700700(750)(750)80080090090010001000(1100)(1100)12001200(1300)(1300)14001400(1500)(1500)16001600(1700)(1700)18001800(1900)(1900)20002000(2100)(2100)22002200(2300)(2300)24002400250025002600260028002800300030003200
22、320034003400350035003600360038003800400040004200420044004400450045004600460048004800500050005200520054005400550055005600560058005800600060002.2 2.2 容器零部件的标准化容器零部件的标准化159159219219273273325325377377426426表表2-7 2-7 无缝钢管制作筒体时容器的公称直径系列无缝钢管制作筒体时容器的公称直径系列v设计时，应将工艺计算初步确定的设备内径，调设计时，应将工艺计算初步确定的设备内径，调整为符合表整为符合
23、表2-52-5或表或表2-72-7所规定的公称直径。所规定的公称直径。2.2 2.2 容器零部件的标准化容器零部件的标准化2 2、管子的公称直径、管子的公称直径 DND。厚度厚度DND。厚度厚度DND。厚度厚度1014350573.51751946151836576420021962025380894225245725323.51001084250273832383.51251334300325840453.51501594.535037792.2 2.2 容器零部件的标准化容器零部件的标准化表表2-6 2-6 无缝钢管的公称直径与外径无缝钢管的公称直径与外径 表表2-8 2-8 有缝钢管的公
24、称直径与外径有缝钢管的公称直径与外径 DN(mm)(in)D。DN(mm)(in)D。DN(mm)(in)D。61/810203/426.75100411481/413.525133.51255140103/817502601506165151/221.2580388.52.2 2.2 容器零部件的标准化容器零部件的标准化2.2 2.2 容器零部件的标准化容器零部件的标准化(二二)公称压力公称压力:容器及管道的操作压力经标准化以容器及管道的操作压力经标准化以后的标准压力称为公称压力后的标准压力称为公称压力,以以PNPN表示表示,单位单位MpaMpa。(压力不同压力不同,相同公称直径的压力容器其
25、筒体及零部件的尺相同公称直径的压力容器其筒体及零部件的尺寸也不同寸也不同.将承受的压力范围分为若干个标准压力等级将承受的压力范围分为若干个标准压力等级,即即公称压力公称压力.)表表2-9 2-9 压力容器法兰与管法兰的公称压力压力容器法兰与管法兰的公称压力压力容器法兰0.250.61.01.62.54.06.4管法兰0.250.61.01.62.54.05.01015252.2 2.2 容器零部件的标准化容器零部件的标准化化工压力容器的危险性不仅在于其失效爆炸时产生的化工压力容器的危险性不仅在于其失效爆炸时产生的物物理破坏理破坏，同时更重要的是，化工压力容器中的介质往往，同时更重要的是，化工压
26、力容器中的介质往往有毒、有毒、易燃易爆易燃易爆，所造成的危害更加严重。因此，为了压力容器在，所造成的危害更加严重。因此，为了压力容器在使用过程中能够安全稳定运行，对于压力容器的使用过程中能够安全稳定运行，对于压力容器的材料、设计、材料、设计、制造、安装、使用、维修、改造、检验和安全附件制造、安装、使用、维修、改造、检验和安全附件等进行了等进行了严格规定。政府部门必须对相关企业的涉及压力容器的生产严格规定。政府部门必须对相关企业的涉及压力容器的生产活动依据国家有关法律法规进行监督和检查，使之符合有关活动依据国家有关法律法规进行监督和检查，使之符合有关安全规定，防止事故的发生。安全规定，防止事故的
27、发生。2.3 2.3 压力容器的安全监察压力容器的安全监察重大事故案例重大事故案例:重庆天原化工总厂压力容器爆炸重大事故重庆天原化工总厂压力容器爆炸重大事故 20042004年年4 4月月1515日日2l2l时，重庆天原化工总厂氯氢分厂时，重庆天原化工总厂氯氢分厂1 1号氯冷凝器号氯冷凝器列管腐蚀穿孔，造成含铵盐水泄漏到液氯系统，生成大量易爆的三列管腐蚀穿孔，造成含铵盐水泄漏到液氯系统，生成大量易爆的三氯化氮。氯化氮。1616日凌晨发生排污罐爆炸，日凌晨发生排污罐爆炸，1 1时时2323分全厂停车，分全厂停车，2 2时时1515分左分左右，排完盐水后右，排完盐水后4h4h的的1 1号盐水泵在静
28、止状态下发生爆炸，泵体粉碎号盐水泵在静止状态下发生爆炸，泵体粉碎性炸坏。性炸坏。1616日日1717时时5757分，在抢险过程中，突然听到连续两声爆响，液氯分，在抢险过程中，突然听到连续两声爆响，液氯储罐内的三氯化氮突然发生爆炸。爆炸使储罐内的三氯化氮突然发生爆炸。爆炸使5 5号、号、6 6号液氯储罐罐体破号液氯储罐罐体破裂解体并炸出裂解体并炸出1 1个长个长9m9m、宽、宽4m4m、深、深2m2m的坑，以坑为中心，在的坑，以坑为中心，在200m200m半半径内的地面上和建筑物上有大量散落的爆炸碎片。爆炸造成径内的地面上和建筑物上有大量散落的爆炸碎片。爆炸造成9 9人死人死亡，亡，3 3人受伤
29、，该事故使江北区、渝中区、沙坪坝区、渝北区的人受伤，该事故使江北区、渝中区、沙坪坝区、渝北区的1515万名群众疏散，直接经济损失万名群众疏散，直接经济损失277277万元万元。2.3 2.3 压力容器的安全监察压力容器的安全监察重大事故案例重大事故案例:致致2929人死亡的江苏氯气泄漏案人死亡的江苏氯气泄漏案 0505年年3 3月月2929日发生在京沪高速公路江苏淮安段的特大液氯泄漏日发生在京沪高速公路江苏淮安段的特大液氯泄漏事故造成重大人员伤亡和巨额财产损失。事故造成重大人员伤亡和巨额财产损失。据检察机关侦查：肇事车辆载运的的液氯由山东省临沂市沂州据检察机关侦查：肇事车辆载运的的液氯由山东省
30、临沂市沂州化工有限公司售出，该公司员工朱平书、刘超明知运货的罐式半挂化工有限公司售出，该公司员工朱平书、刘超明知运货的罐式半挂车核定载重仅车核定载重仅1515吨，仍违反安全生产规定严重超装，实际装载吨，仍违反安全生产规定严重超装，实际装载40.440.4吨。吨。3 3月月2929日晚，牌号为鲁日晚，牌号为鲁Q08477Q08477的罐式半挂车在京沪高速公路江的罐式半挂车在京沪高速公路江苏淮安段行驶时发生交通事故，引发车上罐装的液氯大量泄漏，造苏淮安段行驶时发生交通事故，引发车上罐装的液氯大量泄漏，造成成2929人死亡，人死亡，436436名村民和抢救人员中毒住院治疗，门诊留治人员名村民和抢救人
31、员中毒住院治疗，门诊留治人员15601560人，人，1050010500多名村民被迫疏散转移，大量家畜多名村民被迫疏散转移，大量家畜(家禽家禽)、农作物、农作物死亡和损失，造成直接经济损失死亡和损失，造成直接经济损失17001700余万元。京沪高速公路宿迁至余万元。京沪高速公路宿迁至宝应段宝应段(约约110110公里公里)被迫关闭被迫关闭2020小时。小时。2.3 2.3 压力容器的安全监察压力容器的安全监察重大事故案例重大事故案例:中石油吉林石化公司爆炸造成至少中石油吉林石化公司爆炸造成至少30人受伤人受伤 0505年年1111月月1313日日,中石油吉林石化公司双苯厂（又称厂）中石油吉林石
32、化公司双苯厂（又称厂）发生连续爆炸，附近很多居民楼的玻璃被震碎，有的人家墙皮都发生连续爆炸，附近很多居民楼的玻璃被震碎，有的人家墙皮都被震了下来。在相隔数公里之外的吉林市区都可看到松花江北的被震了下来。在相隔数公里之外的吉林市区都可看到松花江北的化工区浓烟滚滚。化工区浓烟滚滚。爆炸发生后爆炸发生后,松花江水源一度被污染，化工区附近数以万计松花江水源一度被污染，化工区附近数以万计的居民被警察疏散到吉林市区内。吉林市各大医院积极做好救治的居民被警察疏散到吉林市区内。吉林市各大医院积极做好救治苯中毒者的准备。苯中毒者的准备。2.3 2.3 压力容器的安全监察压力容器的安全监察2.3 2.3 压力容器
33、的安全监察压力容器的安全监察2.3 2.3 压力容器的安全监察压力容器的安全监察1.1.基本法规：基本法规：特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例20032003压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程国家质量技术监督局国家质量技术监督局199919992.2.压力容器常用标准：压力容器常用标准：GB150-98 GB150-98 钢制压力容器钢制压力容器国家标准国家标准GB151-99 GB151-99 管壳式换热器管壳式换热器 国家标准国家标准 JB4709-2000 JB4709-2000 钢制压力容器焊接规程钢制压力容器焊接规程JB4730-2005 JB4730-2005
34、压力容器无损检测压力容器无损检测HG20592-20635-97 HG20592-20635-97 钢制管法兰、垫片、紧固件钢制管法兰、垫片、紧固件JB/T4700-4707-2000JB/T4700-4707-2000压力容器法兰压力容器法兰2.3 2.3 压力容器的安全监察压力容器的安全监察2.3 2.3 压力容器的安全监察压力容器的安全监察特种设备安全监察条例全过程安全监察全过程安全监察：包括设计、制造、安装、使用、检验、：包括设计、制造、安装、使用、检验、管理与修理、改造等环节。管理与修理、改造等环节。2.3 2.3 压力容器的安全监察压力容器的安全监察压力容器安全技术监察规程1981
35、版 1991版 1999版 2000版主要问题都作了基本规定；主要问题都作了基本规定；安全技术方面提出了最基本安全技术方面提出了最基本的要求。的要求。2.4 2.4 容器机械设计的基本要求容器机械设计的基本要求 化工容器设计包括工艺设计和机械设计。工艺化工容器设计包括工艺设计和机械设计。工艺设计主要是确定容器的工艺尺寸。当设备的工艺设计主要是确定容器的工艺尺寸。当设备的工艺尺寸初步确定以后，就进行零部件的结构和强度尺寸初步确定以后，就进行零部件的结构和强度设计，即机械设计。设计，即机械设计。确定设计依据及相关标准开始选择材料选择材料确定容器类别确定容器类别结构设计结构设计壁厚设计壁厚设计零部件
36、设计零部件设计压力试验核算压力试验核算绘制施工图绘制施工图校核审核结束不合格批准不合格2.4 2.4 容器机械设计的基本要求容器机械设计的基本要求机械设计的基本程序机械设计的基本程序(如图如图)对于机械设计应满足以下要求对于机械设计应满足以下要求:1.1.强度强度不发生破坏。如：焊缝开裂，筒体爆破，螺栓拉不发生破坏。如：焊缝开裂，筒体爆破，螺栓拉断等。断等。2.2.刚度刚度不发生过大变形。如：塔体倾斜，塔盘下凹等。不发生过大变形。如：塔体倾斜，塔盘下凹等。3.3.稳定性稳定性不发生瘪塌或褶皱。如：卧式容器支座之间的不发生瘪塌或褶皱。如：卧式容器支座之间的筒体发生瘪塌，气柜抽负瘪塌，塔体支座在起
37、吊时发生瘪塌筒体发生瘪塌，气柜抽负瘪塌，塔体支座在起吊时发生瘪塌等。等。2.4 2.4 容器机械设计的基本要求容器机械设计的基本要求4.4.耐久性耐久性保证使用寿命。一般化工设备设计使保证使用寿命。一般化工设备设计使用寿命为用寿命为10101515年。大多取决于腐蚀情况，有些年。大多取决于腐蚀情况，有些取决于疲劳、蠕变或振动。取决于疲劳、蠕变或振动。5.5.密封性密封性包括内漏和外漏。包括内漏和外漏。6.6.标准化标准化 法兰、螺栓、封头、筒体、支座、法兰、螺栓、封头、筒体、支座、接管、人孔接管、人孔2.4 2.4 容器机械设计的基本要求容器机械设计的基本要求7.7.方便制造、操作与检修，便于
38、运输方便制造、操作与检修，便于运输操作阀门位于操作台面操作阀门位于操作台面2 2米高，可否？米高，可否？储罐内介质脏，设计结构如何考虑？储罐内介质脏，设计结构如何考虑？塔高塔高100100米，设计要求整体运输。合理？米，设计要求整体运输。合理？壳体的焊缝全部要求双面焊，结构需如何处理？壳体的焊缝全部要求双面焊，结构需如何处理？直径直径2 2米的碳钢制容器，壁厚米的碳钢制容器，壁厚2mm2mm就满足强度要求，可否批就满足强度要求，可否批准？准？2.4 2.4 容器机械设计的基本要求容器机械设计的基本要求8.技术经济指标合理技术经济指标合理 经济指标：单位生产能力；消耗系数；设备价格；经济指标：单位生产能力；消耗系数；设备价格；管理费用和生产总成本管理费用和生产总成本。2.4 2.4 容器机械设计的基本要求容器机械设计的基本要求本章结束本章结束
