容器設(shè)計(jì)的基本知識(shí)

1第一節(jié)容器的分類與結(jié)構(gòu)一、容器的結(jié)構(gòu)圖2-1臥式容器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2壓力容器主要結(jié)構(gòu)包括：筒體封頭密封裝置開孔和接管支座附件34二、壓力容器的分類1.按壓力等級(jí)分類內(nèi)壓：

低壓容器（L）0.1MPa≤P<1.6MPa中壓容器（M）1.6MPa≤P<10.0MPa高壓容器（H）10.0MPa≤P<100MPa超高壓容器（U）P≥100MPa外壓：容器外部壓力大于內(nèi)部壓力時(shí)容器的內(nèi)壓力<一個(gè)大氣壓(0.1MPa)時(shí)稱為真空容器

5二、壓力容器的分類2.按用途分類

反應(yīng)壓力容器（R）換熱壓力容器（E）分離壓力容器（S）盛裝壓力容器（C，球罐B）如果同時(shí)具備幾項(xiàng)作用，按主要作用來(lái)劃分。

6二、壓力容器的分類3.按安全綜合分類《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，綜合考慮了設(shè)計(jì)壓力、幾何容積、材料強(qiáng)度、應(yīng)用場(chǎng)合和介質(zhì)危害程度等影響因素。Ι對(duì)容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、使用和管理要求愈高。ⅡⅢ78

1、常溫容器

壁溫-20℃~200℃2、高溫容器指壁溫達(dá)到材料蠕變溫度下工作的容器。碳鋼>420℃;合金鋼>450℃;奧氏體不銹鋼>550℃3、中溫容器指壁溫在常溫和高溫之間的容器；4、低溫容器指壁溫低于一20℃條件下工作的容器。其中-20℃~-40℃(淺冷容器)

低于-40℃者為(深冷容器)4、按容器壁溫9

1、薄壁容器

2、厚壁容器δ/Di≤0.1(K=D0/Di≤1.2)δ/Di＞0.1(K=D0/Di＞1.2)5、按容器壁厚10第二節(jié)容器零部件的標(biāo)準(zhǔn)化

一、標(biāo)準(zhǔn)化的意義1.組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要手段之一2.標(biāo)準(zhǔn)化為組織專業(yè)化生產(chǎn)提供了有利條件

112.2容器零部件的標(biāo)準(zhǔn)化2.2.1標(biāo)準(zhǔn)化的意義①組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要手段之一。實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，有利于成批生產(chǎn)，縮短生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本從而提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。②標(biāo)準(zhǔn)化為組織專業(yè)化生產(chǎn)提供了有利條件。有利于合理地利用國(guó)家資源，節(jié)省原材料，能夠有效地保障人民的安全與健康；采用國(guó)際性的標(biāo)準(zhǔn)化．可以消除貿(mào)易障礙提高競(jìng)爭(zhēng)能力，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化可以增加零部件的互換性。有利于設(shè)計(jì)、制造、安裝和檢修，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。我國(guó)有關(guān)部門已經(jīng)制定了一系列容器零部件的標(biāo)準(zhǔn)，例如圓簡(jiǎn)體、封頭、法蘭、支座、人孔、手孔、視鏡和液面計(jì)等。12二、容器零部件標(biāo)準(zhǔn)化的基本參數(shù)公稱直徑DN標(biāo)準(zhǔn)化的直徑1）壓力容器2）管子3）其它零部件2.公稱壓力PN規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力等級(jí)132.2容器零部件的標(biāo)準(zhǔn)化2.2.2容器零部件標(biāo)準(zhǔn)化的基本參數(shù)

——公稱直徑DN和公稱壓力PN①公稱直徑：是將容器及管子直徑加以標(biāo)準(zhǔn)化以后的標(biāo)準(zhǔn)直徑。A．壓力容器(筒體、封頭)的公稱直徑：由鋼板卷制的筒體，公稱直徑是指它的內(nèi)徑；當(dāng)筒體的直徑較小，直接采用無(wú)縫鋼管制作時(shí)，容器的公稱直徑應(yīng)是指無(wú)縫鋼管的外徑；封頭的公稱直徑與筒體一致。

B．管子：公稱直徑既不是它的內(nèi)徑，也不是外徑，而是小于管于外徑的一個(gè)數(shù)值。只要管子的公稱直徑一定，它的外徑也就確定了，而管子的內(nèi)徑則根據(jù)壁厚的不同有多種尺寸，它們大都接近于管子的公稱直徑。142.2容器零部件的標(biāo)準(zhǔn)化C．其它零部件的公稱直徑：有些零部件的公稱直徑，如壓力容器法蘭，鞍式支座等就是指與它相配的筒體與封頭的公稱直徑。而管法蘭、手孔等則是指與它相配的管子的公稱直徑。②公稱壓力：是將所能承受的壓力范圍分為若干個(gè)等級(jí)，因?yàn)楣Q直徑相同的同類零件，只要它們的工作壓力不相同，那么它們的其他尺寸也就不會(huì)一樣。所以規(guī)定了若干個(gè)壓力等級(jí)，這種規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力等級(jí)就是公稱壓力，以PN表示。152.3壓力容器的相關(guān)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定近300個(gè)，其中GB150-1998《鋼制壓力容器》是我國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)體系中的核心標(biāo)準(zhǔn)。壓力容器相關(guān)的法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)中，分兩個(gè)大的部分：1）技術(shù)性的標(biāo)準(zhǔn)；2）法規(guī)性的規(guī)定。技術(shù)性的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)其規(guī)定的對(duì)象分為以下幾個(gè)方面：a材料標(biāo)準(zhǔn)，材料性能實(shí)驗(yàn)方法及材料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；b容器零部件標(biāo)準(zhǔn)；c一些產(chǎn)品的形式、參數(shù)，專用產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等；d有關(guān)化工與石油化工單元設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。16第三節(jié)壓力容器的安全監(jiān)察

一、安全監(jiān)察的意義與監(jiān)察范圍不包括核能容器、船舶上的專用容器和直接受火焰加熱的容器以及真空容器等外壓容器。

二、壓力容器相關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)性標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)性的規(guī)定17三、我國(guó)壓力容器常用法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介

(一)GB150-98《鋼制壓力容器》參照ASME標(biāo)準(zhǔn)，近期國(guó)際同類標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)GB150-89的修訂。屬于常規(guī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

1、適用范圍設(shè)計(jì)壓力：0.1MPa≤p≤35MPa且真空度不低于0.02MPa設(shè)計(jì)溫度：鋼材允許的使用溫度只適用于固定的承受恒定載荷的壓力容器

182、管轄范圍除殼體本體外，還包括與外部管道焊接連接的第一道環(huán)向接頭坡口端面、第一個(gè)螺紋接頭端面、第一個(gè)法蘭密封面，以及專用連接件或管件連接的第一個(gè)密封面。其他如接管、人孔、手孔等承壓封頭、平蓋及其緊固件，以及非受壓元件與受壓元件的焊接接頭，直接連在容器上的超壓泄壓裝置。19(二)JB4732-95《鋼制壓力容器—分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》彈性失效準(zhǔn)則、塑性失效準(zhǔn)則、彈塑性失效準(zhǔn)則。根據(jù)應(yīng)力對(duì)容器失效所構(gòu)成的危害程度,將應(yīng)力進(jìn)行分類,對(duì)各類應(yīng)力用不同的限制值進(jìn)行控制。本標(biāo)準(zhǔn)適用于設(shè)計(jì)壓力：0.1MPa≤p＜100MPa且真空度不低于0.02MPa設(shè)計(jì)溫度：低于以鋼材蠕變控制其應(yīng)力強(qiáng)度的相應(yīng)溫度，不同的鋼材該溫度不同20(三)JB/T4735《鋼制焊接常壓容器》常規(guī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)適用范圍為：設(shè)計(jì)壓力：-0.02MPa＜p＜0.1MPa設(shè)計(jì)溫度：大于-20℃~350℃不適用于盛裝高度毒性或極度危害介質(zhì)的容器21（四）《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》《容規(guī)》對(duì)壓力容器的材料、設(shè)計(jì)、制造、使用、檢驗(yàn)、修理、改造等七個(gè)環(huán)節(jié)中的主要問(wèn)題提出了基本規(guī)定。壓力容器標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)計(jì)、制造壓力容器產(chǎn)品的依據(jù)《容規(guī)》是安全技術(shù)法規(guī)，是政府對(duì)壓力容器實(shí)施安全技術(shù)監(jiān)督管理的依據(jù)。22(五)ASME——

AmericanSocietyofMechanicalEngineering

共有11卷，包括鍋爐、壓力容器、核動(dòng)力裝置、焊接、材料、無(wú)損檢測(cè)等內(nèi)容。

與我國(guó)相關(guān)的有第Ⅷ卷《壓力容器》和第Ⅹ卷《玻璃纖維增強(qiáng)塑料壓力容器》(非金屬材料篇)。23第四節(jié)容器機(jī)械設(shè)計(jì)的要求一、安全性1.強(qiáng)度2.剛度3.密封性4.耐久性二、可靠性三、經(jīng)濟(jì)性242.4容器機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求在進(jìn)行壓力容器機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí),它的總體尺寸、零部件尺寸由工藝條件決定或由經(jīng)驗(yàn)所得，因此我們這里主要是指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。要求有以下幾個(gè)方面。1、強(qiáng)度2、剛度3、穩(wěn)定性4、耐久性5、密封性6、節(jié)省材料和便于制造7、方便操作和便于運(yùn)輸8、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理252.4容器機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求化工設(shè)備的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括五個(gè)方面：①單位生產(chǎn)能力；②消耗系數(shù)；③設(shè)備價(jià)格；④管理費(fèi)用：包括勞動(dòng)工資、維護(hù)和檢修費(fèi)用等。管理費(fèi)用降低，產(chǎn)品成本也隨之降低。但管理費(fèi)用不是一個(gè)孤立的因素，