第三章容器的基本知識

1、第三章 容器的基本知識劉豐上節(jié)內(nèi)容回顧設(shè)備，如何滿足工藝要求？結(jié)構(gòu)！安全性！本章內(nèi)容o 容器的分類與結(jié)構(gòu)o 容器的零部件的標(biāo)準(zhǔn)化o 壓力容器的安全檢查o 容器機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求本章學(xué)習(xí)重點(diǎn)提示o壓力容器分類方法中，各壓力級別及其范圍o一、二、三類容器的分類依據(jù)。o屬于容規(guī)管理范圍容器應(yīng)具備的條件。o壓力容器公稱直徑的規(guī)定o容器法蘭與管法蘭的壓力級別。容器的分類與結(jié)構(gòu)o 容器的分類1.按容器的形狀按容器的形狀方形容器方形容器1010圓筒形容器圓筒形容器1111球球形形容容器器1212異形容器異形容器2.按工藝要求分類：按工藝要求分類： 盛裝或儲存盛裝或儲存儲罐、計(jì)量槽、壓力緩沖器；儲罐、計(jì)量槽、

2、壓力緩沖器； 實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)合成塔、反應(yīng)釜、變換爐等；合成塔、反應(yīng)釜、變換爐等； 實(shí)現(xiàn)傳熱實(shí)現(xiàn)傳熱加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、廢熱鍋加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、廢熱鍋 爐、水洗塔等；爐、水洗塔等； 實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)、分離實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)、分離分餾塔、吸收塔、干燥塔、過濾器、分餾塔、吸收塔、干燥塔、過濾器、 分離器等。分離器等。3.按連接方式按連接方式n固定式 具有固定的安裝和使用地點(diǎn)，工藝條件穩(wěn)定,容器位于一定的工藝流程中，用管道與其他設(shè)備連接。n移動式 貯運(yùn)容器，用于盛裝或運(yùn)輸壓縮氣體、液化氣體和溶解氣體，流動范圍和環(huán)境變化大。1.氣瓶氣瓶2.氣桶氣桶3. 槽車槽車4.按承壓性質(zhì)和能力按承

3、壓性質(zhì)和能力（1 1）內(nèi)壓容器：）內(nèi)壓容器：當(dāng)容器內(nèi)部介質(zhì)的壓力大于外部壓力時(shí)，為當(dāng)容器內(nèi)部介質(zhì)的壓力大于外部壓力時(shí)，為內(nèi)壓容器，容器設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮內(nèi)壓容器，容器設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮強(qiáng)度強(qiáng)度問題。問題。（2 2）外壓容器：）外壓容器：當(dāng)容器外部壓力大于內(nèi)部介質(zhì)壓力時(shí)為外壓當(dāng)容器外部壓力大于內(nèi)部介質(zhì)壓力時(shí)為外壓容器，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮容器，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮穩(wěn)定穩(wěn)定問題。問題。通常內(nèi)壓容器按照其通常內(nèi)壓容器按照其的大小分為：的大小分為：低壓容器（低壓容器（L L）：）：0.1MPa 0.1MPa p p 1.6MPa 1.6MPa；中壓容器（中壓容器（M M）：）：1.6MPa 1.6MPa p p 10MP

4、a 10MPa；高壓容器（高壓容器（H H）：）：10MPa 10MPa p p 100MPa 100MPa 100MPa；5.按容器壁溫分類按容器壁溫分類1 1、常溫容器、常溫容器 壁溫壁溫-20 200 -20 200 2 2、高溫容器、高溫容器 指壁溫達(dá)到材料蠕變溫度下工作的容器指壁溫達(dá)到材料蠕變溫度下工作的容器 碳鋼碳鋼420; 420; 合金鋼合金鋼450; 450; 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼550550 3 3、中溫容器、中溫容器 指壁溫在常溫和高溫之間的容器；指壁溫在常溫和高溫之間的容器； 4 4、低溫容器、低溫容器 指壁溫低于一指壁溫低于一2020條件下工作的容器。條件下工作的

5、容器。 其中其中-20 -40 (-20 -40 (淺冷容器淺冷容器) ) 低于低于-40-40者為者為( (深冷容器深冷容器) ) 6.按安全綜合分類按安全綜合分類壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程，綜合考慮了，綜合考慮了設(shè)計(jì)壓力、幾何容積、材設(shè)計(jì)壓力、幾何容積、材料強(qiáng)度、應(yīng)用場合和介質(zhì)危害程度料強(qiáng)度、應(yīng)用場合和介質(zhì)危害程度等影響因素。等影響因素。對容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、使用和管理要求愈對容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、使用和管理要求愈高。高。易燃及有毒介質(zhì)分類：常見易燃介質(zhì)常見易燃介質(zhì)：一甲胺，乙烷，乙烯，氯甲烷，環(huán)氧乙烷，環(huán)丙烷，：一甲胺，乙烷，乙烯，氯甲烷，環(huán)氧乙烷，環(huán)丙烷，氫

6、，丁烷，三甲胺，丁二烯，丁烯，丙烷，丙烯，甲烷等。氫，丁烷，三甲胺，丁二烯，丁烯，丙烷，丙烯，甲烷等。毒性程度舉例：毒性程度舉例：極度危害、高度危害介質(zhì)極度危害、高度危害介質(zhì)：氟，氫氰酸，光氣，氟化氫，碳酰氟，：氟，氫氰酸，光氣，氟化氫，碳酰氟，氯等；氯等；中度危害介質(zhì)：中度危害介質(zhì)：二氧化硫，氨，一氧化碳，氯乙烯，甲醇，氧化二氧化硫，氨，一氧化碳，氯乙烯，甲醇，氧化乙烯，硫化乙烯，二硫化碳，乙炔，硫化氫等；乙烯，硫化乙烯，二硫化碳，乙炔，硫化氫等；輕度危害介質(zhì)：輕度危害介質(zhì)：氫氧化鈉，四氟乙烯，丙酮等。氫氧化鈉，四氟乙烯，丙酮等。o 容器的結(jié)構(gòu)液面計(jì)接管筒身支座封頭人孔臥式容器的結(jié)構(gòu)簡圖臥式

7、容器的結(jié)構(gòu)簡圖壓力容器主要結(jié)構(gòu)包括：壓力容器主要結(jié)構(gòu)包括：筒筒體體封封頭頭密密封封裝裝置置開開孔孔和和接接管管支支座座附附件件容器零部件的標(biāo)準(zhǔn)化p 標(biāo)準(zhǔn)化的意義o設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)無需計(jì)算和制圖，按已有標(biāo)準(zhǔn)圖選擇。無需計(jì)算和制圖，按已有標(biāo)準(zhǔn)圖選擇。o制造制造有利于成批生產(chǎn)，降低成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高競爭力。有利于成批生產(chǎn)，降低成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高競爭力。o維修維修備件規(guī)格尺寸通用，實(shí)現(xiàn)互換性。備件規(guī)格尺寸通用，實(shí)現(xiàn)互換性。o通商貿(mào)易通商貿(mào)易國內(nèi)、國際間通用，消除貿(mào)易障礙。國內(nèi)、國際間通用，消除貿(mào)易障礙。我國已實(shí)現(xiàn)容器零部件標(biāo)準(zhǔn)化的有：我國已實(shí)現(xiàn)容器零部件標(biāo)準(zhǔn)化的有：圓筒體圓筒體、封頭封頭、法蘭法蘭

8、、支座支座、人孔人孔、手孔手孔、視鏡視鏡和和液面計(jì)液面計(jì)等。等。o容器零部件標(biāo)準(zhǔn)化的基本參數(shù)公稱直徑公稱直徑（DN)公稱壓力公稱壓力 (PN)規(guī)定規(guī)定:（1）圓筒體的公稱直徑：板卷制的筒體內(nèi)徑； 無縫鋼管制的筒體。（2）法蘭與其相配的管子或筒體的PN、DN相一致。注意：鋼管的DNDi,D0 （ 板 卷 ）無 縫 管筒 體接 管封 頭法 蘭接 管1. 壓力容器的公稱直徑壓力容器的公稱直徑 鋼板卷焊筒體和成型封頭的公稱直徑是內(nèi)徑。鋼板卷焊筒體和成型封頭的公稱直徑是內(nèi)徑。300(350)400(450)500(550)600(650)700(750)8009001000 (1100) 1200 (1

9、300) 1400 (1500) 1600 (1700)1800 (1900) 2000 (2100) 2200 (2300) 24002500260028003000320034003500360038004000420044004500460048005000520054005500560058006000 壓力容器的公稱直徑壓力容器的公稱直徑/mm/mm注：帶括號的公稱直徑應(yīng)盡量不采用注：帶括號的公稱直徑應(yīng)盡量不采用容器直徑較小，可直接用無縫鋼管制作。此時(shí)此時(shí)公稱直徑指鋼管外徑。無縫鋼管制作筒體時(shí)容器的公稱直徑（無縫鋼管制作筒體時(shí)容器的公稱直徑（mmmm）1592192733253774

10、26無縫鋼管和有縫鋼管的無縫鋼管和有縫鋼管的公稱直徑是小于外徑的一個(gè)數(shù)值。公稱直徑是小于外徑的一個(gè)數(shù)值。2.壓力容器的公稱壓力壓力容器的公稱壓力工作壓力不同，相同公稱直徑的壓力容器其筒體及其零部件的尺寸也不同。工作壓力不同，相同公稱直徑的壓力容器其筒體及其零部件的尺寸也不同。將承受的壓力范圍分為若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)壓力等級，即公稱壓力。將承受的壓力范圍分為若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)壓力等級，即公稱壓力。壓力容器法蘭與管法蘭的公稱壓力壓力容器法蘭與管法蘭的公稱壓力壓力容器法蘭0.250.61.01.62.54.06.4管法蘭0.250.61.01.62.54.05.0101525（一）（一） 壓力容器安全監(jiān)察的范圍壓力容

11、器安全監(jiān)察的范圍 同時(shí)具備如下條件：同時(shí)具備如下條件：( (固定式壓力容器固定式壓力容器) )(1) 最高工作壓力工作壓力pw0.1MPa（表壓，不含液體靜壓力）；(2).內(nèi)直徑Di0.15m,且容積容積V0.025m3;(3).介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)（大氣壓力下的飽和溫度）的液體。 上述壓力容器所用的安全附件亦屬于本規(guī)程管轄范圍。壓力容器的安全監(jiān)察.1 工作壓力，是指壓力容器在正常使用過程中，其頂部可能達(dá)到的工作壓力，是指壓力容器在正常使用過程中，其頂部可能達(dá)到的最高壓力最高壓力（表壓力。（表壓力。.2 容積：是指壓力容器的幾何容積，即由設(shè)計(jì)圖樣標(biāo)注的尺寸計(jì)算容積

12、：是指壓力容器的幾何容積，即由設(shè)計(jì)圖樣標(biāo)注的尺寸計(jì)算（不考慮制造公差）并且圓整。（不考慮制造公差）并且圓整。一般應(yīng)當(dāng)扣除永久連接在容器內(nèi)部的一般應(yīng)當(dāng)扣除永久連接在容器內(nèi)部的內(nèi)件的體積內(nèi)件的體積。.3 容器內(nèi)介質(zhì)為最高工作溫度低于其標(biāo)準(zhǔn)備沸點(diǎn)的液體時(shí)，如果氣容器內(nèi)介質(zhì)為最高工作溫度低于其標(biāo)準(zhǔn)備沸點(diǎn)的液體時(shí)，如果氣相空間容積與工作壓力乘積大于或者等于相空間容積與工作壓力乘積大于或者等于2.5MPaL時(shí)，也屬于本規(guī)程時(shí)，也屬于本規(guī)程的適用范圍的適用范圍 。 （二）相關(guān)法規(guī)及常用標(biāo)準(zhǔn)（二）相關(guān)法規(guī)及常用標(biāo)準(zhǔn)1.基本法規(guī)：基本法規(guī)：壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局國家

13、質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局 19992. 壓力容器常用標(biāo)準(zhǔn)：壓力容器常用標(biāo)準(zhǔn)：GB150-98 鋼制壓力容器國家標(biāo)準(zhǔn)GB151-99 管殼式換熱器 國家標(biāo)準(zhǔn) JB4709-2000 鋼制壓力容器焊接規(guī)程JB4730-2005 壓力容器無損檢測HG2059220635-97 鋼制管法蘭、墊片、緊固件JB/T47004707-2000壓力容器法蘭容器機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求（一）（一） 容器機(jī)械設(shè)計(jì)條件及程序：容器機(jī)械設(shè)計(jì)條件及程序： 1.容器機(jī)械設(shè)計(jì)條件： （1）工藝結(jié)構(gòu)要求及基本工藝尺寸； （2）工作壓力、工作溫度及工作介質(zhì)； （3）容器的工作環(huán)境、重要程度；3737確定設(shè)計(jì)依據(jù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開始選擇材料選擇材料確

14、定容器類別確定容器類別結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壁厚設(shè)計(jì)壁厚設(shè)計(jì)零部件設(shè)計(jì)零部件設(shè)計(jì)壓力試驗(yàn)核算壓力試驗(yàn)核算繪制施工圖繪制施工圖校核審核結(jié)束合格合格不合格不合格批準(zhǔn)2. 2.機(jī)械設(shè)計(jì)程序機(jī)械設(shè)計(jì)程序（二）基本要求：（二）基本要求：1.1.強(qiáng)度強(qiáng)度不發(fā)生破壞不發(fā)生破壞 如焊縫開裂，筒體爆破，螺栓拉斷等。如焊縫開裂，筒體爆破，螺栓拉斷等。2.2.剛度剛度不發(fā)生過大變形不發(fā)生過大變形 如塔體傾斜，塔盤下凹等。如塔體傾斜，塔盤下凹等。3.3.穩(wěn)定性穩(wěn)定性不發(fā)生癟塌或褶皺不發(fā)生癟塌或褶皺 如臥式容器支座之間的筒體發(fā)生癟塌，氣柜抽負(fù)癟塌，塔體支座在起如臥式容器支座之間的筒體發(fā)生癟塌，氣柜抽負(fù)癟塌，塔體支座在起吊時(shí)發(fā)

15、生癟塌等。吊時(shí)發(fā)生癟塌等。38384.4.耐久性耐久性保證使用壽命。一般化工設(shè)備設(shè)計(jì)使用壽命為保證使用壽命。一般化工設(shè)備設(shè)計(jì)使用壽命為10101515年。年。大多取決于腐蝕情況，有些取決于疲勞、蠕變或振動。大多取決于腐蝕情況，有些取決于疲勞、蠕變或振動。5.5.密封性密封性包括內(nèi)漏和外漏。包括內(nèi)漏和外漏。39396. 6. 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì) 法蘭、螺栓、封頭、筒體、支座、接管、人孔？法蘭、螺栓、封頭、筒體、支座、接管、人孔？7.7.方便制造、操作與檢修，便于運(yùn)輸方便制造、操作與檢修，便于運(yùn)輸 操作閥門位于操作臺面操作閥門位于操作臺面2 2米高，可否？米高，可否？ 儲罐內(nèi)介質(zhì)臟，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如何考慮？儲罐內(nèi)介質(zhì)臟，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如何考慮？ 塔高塔高100100米，設(shè)計(jì)要求整體運(yùn)輸。合理？米，設(shè)計(jì)要求整體運(yùn)輸。合理？ 殼體的焊縫全部要求雙面焊，結(jié)構(gòu)需如何處理？殼體的焊縫全部要求雙面焊，結(jié)構(gòu)需如何處理？ 直徑直徑2 2米的碳鋼制容器，壁厚米的碳鋼制容器，壁厚2mm2mm就滿足強(qiáng)度要求，可否批準(zhǔn)？就滿足強(qiáng)度要求，可否批準(zhǔn)？8.8.技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理