压力容器设计(1)

2019-08-31 15:56

目录

一、概述 ......................................... 2

二、适用范围 ..................................... 2

三、设计参数的确定 ............................... 4

四.总图的主要内容 ............................... 7

五、 无损检测 .................................... 8

六. 焊后应进行整体热处理的压力容器: ............ 11

七、总结 ........................................ 12

1

一、概述

1、压力容器设计应满足化工工艺要求,即完成指定的任务。

2、对于容器零部件机械设计,应满足如下要求:1)、强度 2)、刚度 3)、稳定性 4)、耐久性 5)、密封性

3、压力容器的分类:1)、内压容器:指容器内部承受流体的压力者; 2)、外压容器:指容器外部承受流体的压力者: 外压容器中,当容器的内压力小于一个绝对大气压(约0.1MPa)时又称为真空容器。

4、根据其压力高低、工作介质的危害程度以及在生产过程中的重要作用,将压力容器划分为三类,其中第三类容器最为严格。 1)、第三类压力容器 2)、第二类压力容器 3)、第一类压力容器

5、第三类压力容器 具有下列情况之一的,为第三类压力容器:

1)、高压容器;2)、中压容器;3)、中压贮存容器;4)、中压反应容器;5)、低压容器;6)、高压、中压管壳式余热锅炉;7)、中压搪玻璃压力容器;8)、使用强度级别较高的材料制造的压力容器;9)、移动式压力容器,包括铁路罐车、罐式汽车和罐式集装箱等;10)、球形贮罐;11)、低温液体贮存容器。

6)、压力容器的失效形式及设计准则(一一对应的关系): 压力容器失效形式 强度失效 刚度失效 失稳失效 泄露失效 压力容器设计准则 强度失效设计准则 刚度失效设计准则 稳定失效设计准则 泄露失效设计准则 7)、压力容器受压元件用钢材的质量及规格符合相应的国标、部标和有关技术条件要求,并应由平炉、电炉和氧化炉炼制;

压力容器非受压元件用钢必须有良好的可焊性。

二、适用范围

考虑容器的使用条件(如设计温度、设计压力、介质特性和操作特点)确定该设备应遵循的标准。

若同时需要满足几个标准时,应按较严格的执行。 《GB150-1998》 适用

设计压力≤35 Mpa的压力容器;(应力分析、验证性实验分析、用可比的已投入使用的结构进行进行对比经验设计)

2

设计温度范围按钢材允许的使用温度确定; 不适用

直接用火焰加热的容器; 核能装置中的容器;

旋转或往复运动的机械设备(如泵、压缩机、涡轮机、液压缸等)中自成整体或作为部件的受压器室;

经常搬运的容器;

设计压力低于0.1 Mpa的容器; 真空度低于0.02 Mpa的容器; 内直径小于150 mm的容器; 要求作疲劳分析的容器;

已有其他行业标准的容器。如制冷、制糖、造纸、饮料等行业中的某些专用容器和搪玻璃容器。

《固定式压力容器安全技术监察规程》 适用

1.工作压力大于等于0.1Mpa(不含液柱静压力); 2.工作压力与容积的乘积大于或等于2.5 Mpa.L (内直径大于等于150mm,且容积大于等于0.025m3;)

3.盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度大于或者等于其标准沸点的液体。

(其中,超高压容器应当符合《超高压容器安全技术监察规程》的规定,非金属压力容器应当符合《非金属压力容器安全技术监察规》的规定,简单压力容器应当符合《简单压力容器安全技术监察规》的规定。

注:

容积,是指压力容器的几何容积,即由设计图样的尺寸计算并且圆整。一般应当扣除永久连接在压力容器内部的内件的体积。

容器内介质为最高工作温度低于其标准沸点的液体时,如果气相空间的容积与工作压力的乘积大于或等于2.5 Mpa.L时,也属于本规程的适用范围。

不适用范围

移动式压力容器、气瓶、氧舱;

锅炉安全技术监察规程适用范围内的余热锅炉;

正常运行工作压力小于0.1 Mpa的容器(包括在进料或者出料过程中需要瞬时承受压力大于或者等于0.1 Mpa的容器)

旋转或者往复运动的机械设备中自成整体或者作为部件的受压气室(如泵壳、压缩机外壳、涡轮机外壳、液压缸等)

可拆卸垫片式板式热交换器(包括半焊式板式热交换器)、空冷式热交换器、

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冷却排管。

《GB151-1999》适用范围 公称直径 DN≤2600mm; 公称压力≤35 Mpa的压力容器;

设计温度范围按金属材料允许的使用温度确定。 不适用范围

直接受火焰加热的换热器及废热锅炉; 受核辐射的换热器; 要求作疲劳分析的换热器;

已有其他行业标准管辖的换热器。如制冷、制糖、造纸、饮料等行业中的某些专用换热器。

《GB12337-1998》适用范围

设计压力≤4 Mpa的橘瓣式或混合式支柱支撑的球罐; 设计温度范围按钢材允许的使用温度确定。 不适用范围 受核辐射的球罐;

经受相对运动(如车载或船载)的球罐; 公称容积小于50m3的球罐; 要求作疲劳分析的球罐; 双壳结构的球罐。

《JB/T4710-2005》适用范围

1. 设计压力≤35 Mpa的压力容器;高度H大于10米、且高度H与平均直径(公称直径)D之比大于5的裙座自支撑钢制塔式容器;

不适用范围

带有拉牵装置的塔式容器; 由操作平台联成一体的排塔或塔群 带有夹套的塔式容器。

三、设计参数的确定

压力

1. Pw——最高工作压力

(a)承受内压的压力容器,指在正常使用过程中,顶部可能出现的最高压力。

(b) 承受外压的压力容器,指在正常使用过程中,可能出现的最高压力差:对夹套容器指夹套顶部可能出现的最高压力差。

2. P———设计压力

4

指设定的容器顶部的最高压力,与相应的设计温度一起作为设计载荷条件,其值不低于工作压力。

3. Pc———计算压力

指在相应设计温度下,用以确定元件厚度的压力,其中包括液柱静压力。但元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时,可忽略不计。

即 Pc= P+液柱静压力

注:GB12337-98《钢制球形储罐》中要求,所有液柱静压力都计入计算压力。 Pz———安全阀的开启压

(a) 固定压力容器上只安装1个安全阀时,安全阀的开启压力Pz不应大于压力容器的设计压力P,如果安装多个安全阀时,其中一个安全阀的开启压力Pz不应大于压力容器的设计压力,其余安全阀的开启压力可适当提高,但不得超过设计压力的1.05倍。 即 Pz≤P,

(b) 移动式压力容器安全阀的开启压力应为罐体设计压力的1.05~1.10倍,安全阀的额定排放压力不得高于罐体设计压力的1.2倍,回座压力不应低于开启压力的0.8倍。

PT————试验压力

(a) 内压容器: 1.液压试验 PT =1.25p2.气压试验 PT =1.15p

(b) 外压容器: 1.液压试验 PT =1.25p 2.气压试验 PT =1.15p(1.1p)

注:1. 容器铭牌上规定有最大允许工作时,公式中应以最大允许工作压力代替设计压力P。

2. 容器各元件(圆筒、封头、接管、法兰及紧固件等)所用材料不同时,应取各元件材料的

温度

1. t——设计温度

指压力容器在正常工作情况下,设定的元件的金属温度(沿元件金属截面的温度平均值)。设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。

注:1.设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。对于0℃以下的金属温度,设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。

2.容器各部分在工作状态下的金属温度不同时,可分别设定每部分的设计温度。

5

[?][?]t[?][?]t[?][?]t

(1.1p

[?][?]t)固

比值中的最小者


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