容器設計的基本知識

1第一節(jié)容器的分類與結構一、容器的結構圖2-1臥式容器的結構簡圖2壓力容器主要結構包括：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.按壓力等級分類內壓：

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部壓力時容器的內壓力<一個大氣壓(0.1MPa)時稱為真空容器

5二、壓力容器的分類2.按用途分類

反應壓力容器（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）如果同時具備幾項作用，按主要作用來劃分。

6二、壓力容器的分類3.按安全綜合分類《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》，綜合考慮了設計壓力、幾何容積、材料強度、應用場合和介質危害程度等影響因素。Ι對容器的設計、制造、檢驗、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)容器零部件的標準化

一、標準化的意義1.組織現(xiàn)代化生產的重要手段之一2.標準化為組織專業(yè)化生產提供了有利條件

112.2容器零部件的標準化2.2.1標準化的意義①組織現(xiàn)代化生產的重要手段之一。實現(xiàn)標準化，有利于成批生產，縮短生產周期，提高產品質量，降低成本從而提高產品的競爭能力。②標準化為組織專業(yè)化生產提供了有利條件。有利于合理地利用國家資源，節(jié)省原材料，能夠有效地保障人民的安全與健康；采用國際性的標準化．可以消除貿易障礙提高競爭能力，實現(xiàn)標準化可以增加零部件的互換性。有利于設計、制造、安裝和檢修，提高勞動生產率。我國有關部門已經制定了一系列容器零部件的標準，例如圓簡體、封頭、法蘭、支座、人孔、手孔、視鏡和液面計等。12二、容器零部件標準化的基本參數公稱直徑DN標準化的直徑1）壓力容器2）管子3）其它零部件2.公稱壓力PN規(guī)定的標準壓力等級132.2容器零部件的標準化2.2.2容器零部件標準化的基本參數

——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準化以后的標準直徑。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徑；當筒體的直徑較小，直接采用無縫鋼管制作時，容器的公稱直徑應是指無縫鋼管的外徑；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徑，也不是外徑，而是小于管于外徑的一個數值。只要管子的公稱直徑一定，它的外徑也就確定了，而管子的內徑則根據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容器零部件的標準化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等級，因為公稱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一樣。所以規(guī)定了若干個壓力等級，這種規(guī)定的標準壓力等級就是公稱壓力，以PN表示。152.3壓力容器的相關法規(guī)與標準相關標準與規(guī)定近300個，其中GB150-1998《鋼制壓力容器》是我國壓力容器標準體系中的核心標準。壓力容器相關的法規(guī)與標準中，分兩個大的部分：1）技術性的標準；2）法規(guī)性的規(guī)定。技術性的標準根據其規(guī)定的對象分為以下幾個方面：a材料標準，材料性能實驗方法及材料驗收標準；b容器零部件標準；c一些產品的形式、參數，專用產品的標準，工藝技術標準等；d有關化工與石油化工單元設備標準。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、壓力容器相關的法規(guī)和標準技術性標準法規(guī)性的規(guī)定17三、我國壓力容器常用法規(guī)標準簡介

(一)GB150-98《鋼制壓力容器》參照ASME標準，近期國際同類標準針對GB150-89的修訂。屬于常規(guī)設計標準。

1、適用范圍設計壓力：0.1MPa≤p≤35MPa且真空度不低于0.02MPa設計溫度：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、第一個螺紋接頭端面、第一個法蘭密封面，以及專用連接件或管件連接的第一個密封面。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—分析設計標準》彈性失效準則、塑性失效準則、彈塑性失效準則。根據應力對容器失效所構成的危害程度,將應力進行分類,對各類應力用不同的限制值進行控制。本標準適用于設計壓力：0.1MPa≤p＜100MPa且真空度不低于0.02MPa設計溫度：低于以鋼材蠕變控制其應力強度的相應溫度，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)設計標準適用范圍為：設計壓力：-0.02MPa＜p＜0.1MPa設計溫度：大于-20℃~350℃不適用于盛裝高度毒性或極度危害介質的容器21（四）《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》《容規(guī)》對壓力容器的材料、設計、制造、使用、檢驗、修理、改造等七個環(huán)節(jié)中的主要問題提出了基本規(guī)定。壓力容器標準是設計、制造壓力容器產品的依據《容規(guī)》是安全技術法規(guī)，是政府對壓力容器實施安全技術監(jiān)督管理的依據。22(五)ASME——

AmericanSocietyofMechanicalEngineering

共有11卷，包括鍋爐、壓力容器、核動力裝置、焊接、材料、無損檢測等內容。

與我國相關的有第Ⅷ卷《壓力容器》和第Ⅹ卷《玻璃纖維增強塑料壓力容器》(非金屬材料篇)。23第四節(jié)容器機械設計的要求一、安全性1.強度2.剛度3.密封性4.耐久性二、可靠性三、經濟性242.4容器機械設計的基本要求在進行壓力容器機械設計時,它的總體尺寸、零部件尺寸由工藝條件決定或由經驗所得，因此我們這里主要是指結構設計。要求有以下幾個方面。1、強度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、方便操作和便于運輸8、技術經濟指標合理252.4容器機械設計的基本要求化工設備的主要經濟指標包括五個方面：①單位生產能力；②消耗系數；③設備價格；④管理費用：包括勞動工資、維護和檢修費用等。管理費用降低，產品成本也隨之降低。但管理費用不是一個孤立的因素，