06_化工設(shè)備基礎(chǔ)_容器設(shè)計基本知識(PPT35頁)

1、化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計課程內(nèi)容：第一篇 工程力學(xué)基礎(chǔ)（14學(xué)時）第二篇 化工設(shè)備材料（2學(xué)時）第三篇 化工容器設(shè)計（14學(xué)時）第四篇 典型化工設(shè)備簡介（2學(xué)時）化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計第10章 容器設(shè)計根本知識第11章 內(nèi)壓薄壁容器的應(yīng)力分析第12章 內(nèi)壓薄壁圓筒與封頭的強度設(shè)計第13章 容器零部件化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計什么是壓力容器?壓力容器總體結(jié)構(gòu)壓力容器的分類壓力的失效形式壓力容器設(shè)計條件及常見標(biāo)準(zhǔn)壓力容器常見根本參數(shù)第10章 容器設(shè)計的根本知識化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計壓力容器包括所有承受流體壓力的密閉容器和殼體，是過程裝備的根本組成局部。壓力容器外殼

2、內(nèi)構(gòu)件儲存、儲運設(shè)備反應(yīng)、傳熱、傳質(zhì)、別離等設(shè)備+10.1 什么是壓力容器化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計（1）筒體（2）封頭（3）開孔與接管（5）支座（6）平安附件（4）法蘭10.2 壓力容器的總體結(jié)構(gòu)化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計（1）按承受壓力方式分 內(nèi)壓容器、外壓容器。（2）按設(shè)計壓力分 低壓容器0.1MPaP1.6MPa 中壓容器1.6MPaP10MPa 高壓容器10MPaP100MPa 超高壓容器P100MPa10.3 壓力容器的分類化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計（3）按容器在生產(chǎn)工

3、藝中的作用分 反應(yīng)容器（R）、換熱容器（E）、 別離容器（S）、儲存容器（C/球罐B）。（4）按容器使用方式分 固定式和移動式容器。化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計（5）固定式壓力容器的類別劃分根據(jù)TSG 21 固定式壓力容器平安技術(shù)監(jiān)察規(guī)程，基于設(shè)計壓力、容積和介質(zhì)危害性三個因素對壓力容器進行分類，將所適用范圍內(nèi)的壓力容器劃分為第類壓力容器、第類壓力容器和第類壓力容器。 化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計分組依據(jù)：具體介質(zhì)毒性危害程度和爆炸危險程度按照HG20660壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性危害和爆炸危險程度分類確定；HG20660沒有規(guī)定的，由壓力容器設(shè)計單位參照GB5044職業(yè)性接觸毒物危害程

4、度分級的原則，決定介質(zhì)組別。 a. 介質(zhì)分組：按其毒性、危害程度和爆炸危險程度分為以下兩組：第一組介質(zhì)：毒性危害程度為極度危害、高度危害的化學(xué)介質(zhì)，易爆介質(zhì)，液化氣體。第二組介質(zhì)：除第一組介質(zhì)以外的介質(zhì)。 化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計b. 選擇類別劃分圖，標(biāo)出坐標(biāo)點。壓力容器分類的劃分應(yīng)領(lǐng)先按照介質(zhì)特性，按照以下要求選擇類別劃分圖，再根據(jù)設(shè)計壓力p(單位MPa)和容積V(單位L)，標(biāo)出坐標(biāo)點，確定壓力容器類別。 第一組介質(zhì)第二組介質(zhì)化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計第一組介質(zhì)，類別劃分見以下圖: 化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計第一組介質(zhì)，類別劃分見以下圖: 化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計

5、c. 相關(guān)說明對于多腔壓力容器：如換熱器的管程和殼程、夾套容器等，按照類別高的壓力腔類別作為該容器的類別并且按照該類別進行使用管理。但是應(yīng)按照每個壓力腔各自的類別分別提出設(shè)計、制造技術(shù)要求。對各壓力腔進行類別劃分時，設(shè)計壓力取本壓力腔的設(shè)計壓力，容積取本壓力腔幾何容積。 化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計坐標(biāo)點位于分類線上時：按照較高的類別劃分其類別；小容積：容積大于1L并且小于25L，或者內(nèi)直徑(對非圓形截面，指截面內(nèi)邊界的最大幾何尺寸，例如矩形為對角線、橢圓為長軸)小于150mm的壓力容器，特別是容積小于或者等于1L的壓力容器，這類小容積容器統(tǒng)一劃分為第類壓力容器。 化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力

6、容器設(shè)計（1）強度失效（2）剛度失效10.4 壓力容器的失效形式指壓力容器在確定的壓力或其他載荷的作用下，因材料發(fā)生屈服或斷裂而引起的失效。 指壓力容器的變形大到足以影響其正常工作而引起的失效。 （3）失穩(wěn)失效指壓力容器在壓應(yīng)力作用下，突然失去其原有幾何形狀而引起的失效。 （4）泄漏失效指壓力容器由于介質(zhì)泄漏而引起的失效。 化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計10.5.1 壓力容器設(shè)計條件（1）設(shè)計時應(yīng)考慮的載荷 根本載荷： a. 內(nèi)壓、外壓或最大壓差； b. 液體靜壓力，當(dāng)液體靜壓力小于設(shè)計壓力的5%時，可忽略不計。10.5 壓力容

7、器設(shè)計條件及常見標(biāo)準(zhǔn)選擇性載荷： a. 容器的自重，以及正常工作條件下或耐壓試驗狀態(tài)下內(nèi)裝介質(zhì)的重力載荷； b. 附屬設(shè)備及隔熱材料、襯里、管道、扶梯、平臺等的重力載荷；化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計 c. 風(fēng)載荷、地震載荷和雪載荷； d. 支座、底座圈、支耳及其他型式支承件的反作用力； e. 連接管道和其他部件的作用力； f. 溫度梯度或熱膨脹量不同引起作用力； g. 沖擊載荷，包括壓力急劇波動引起的沖擊載荷、流體沖擊引起的反力等； h. 運輸或吊裝時的作用力?；ぴO(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計壓力容器在正常操作、耐壓試驗、開停工及檢修等過程中，其載荷工況是不同的，也即所承受的載荷是不同的。

8、因此，壓力容器設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)不同的載荷工況分別計算相應(yīng)的載荷，從而確定設(shè)計載荷條件。 （2）載荷工況化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計（1）中華人民共和國特種設(shè)備平安法 特種設(shè)備平安監(jiān)察條例（3）TSG 21固定式壓力容器平安技術(shù)監(jiān)察規(guī)程和TSG R0005移動式壓力容器平安技術(shù)監(jiān)察規(guī)程（2）TSG R1001壓力容器壓力管道設(shè)計許可規(guī)則10.5.2 壓力容器設(shè)計常見標(biāo)準(zhǔn)（4）鍋爐壓力容器使用登記管理方法化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計（5）TSG R5002壓力容器使用管理規(guī)則（6）TSG R7001壓力容器按期檢驗規(guī)則（7）GB 150 壓力容器（8）JB/T 4732 鋼制壓力容器分析設(shè)計

9、標(biāo)準(zhǔn)化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計兩個根本參數(shù)：公稱直徑與公稱壓力（1）公稱直徑，DN，mma. 壓力容器筒體： 鋼板卷制，內(nèi)徑；無縫鋼管，外徑；b. 管子： 既不是內(nèi)直徑也不是外直徑。而是一系列標(biāo)準(zhǔn)化的尺寸。HG/T 2059220635使用兩套配管的鋼管外徑尺寸系列10.6 壓力容器設(shè)計常見根本參數(shù)化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計與壓力容器筒體或鋼管相配的零部件，如壓力容器法蘭、容器支座、封頭和管法蘭等，其公稱尺寸就是相配筒體或鋼管的公稱尺寸。 其他零部件： 壓力容器的公稱直徑DN /mm化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計鋼管外徑尺寸系列 /mm化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計公稱壓力就是

10、標(biāo)準(zhǔn)零部件在一定的溫度和采用一定的材料時所能承受的最高壓力。壓力容器的零部件如壓力容器法蘭，其公稱壓力是指在規(guī)定的螺栓材料和墊片的基礎(chǔ)上，用Q345R材料制造的法蘭在200C時所允許的最高工作壓力，用PN表示，單位為MPa。例如：PN0.60的壓力容器法蘭，是指該法蘭用Q345R材料制作、在200C時所允許的最高工作壓力為0.60MPa。 （2）公稱壓力a. 表示方法： 化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計管道元件的公稱壓力根據(jù)GB/T 1048的規(guī)定，是指管道系統(tǒng)元件的力學(xué)性能和尺寸特性相關(guān)、用于參考的字母和數(shù)字組合的標(biāo)識，由字母PN和后跟無因次的數(shù)字組成。 例如：如PN2.5的管法蘭，其公稱壓力為2.5bar(1bar=0.1MPa)，其允許壓力取決于管法蘭的PN數(shù)值、材料和設(shè)計以及允許工作溫度等，允許壓力值在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的壓力-溫度等級表中查取。注意區(qū)分容器法蘭和管法蘭！化工設(shè)備基礎(chǔ)第三篇 壓力容器設(shè)計公稱壓力等級有歐洲體系和美洲體系。 歐洲體系采用PN系列表示公稱壓力等級，如PN2.5、PN50等。 美國等一些國家習(xí)慣采用Class系列表示壓力等級，如Class150、Class300等。 b. 公稱壓力等級大?。?PN系列與Class系列間的相互對照以及所表示的公稱壓力值 化工設(shè)備基礎(chǔ)（1）概念類小結(jié)第