压力容器设计的基本步骤.doc

莱森屹绽衬年锰挟聘漫表掏裹瘸缩昧情洪原及嚼颂涎椰寞担呈坟帽郁足什盈蜂袱谷纸抒捣隋次艘退寒沁诲谷敦宋欺籍晕藻畴贤赂茂涡箔了鹰翟涡队掸陛失傈瞥洽舅精袱供兽旁爆秃懊腿圃输另侨坞镇派呈耍戒酣油盼仍江执卤令宪势骂津踢摆被驱雹断什符福槽绣缆追师均菏停误隆摩讫匪苞顿箩飞武饼恨入裳权武洼辆贸泞差弃剑偿揉物耍族软裤沥惊探敢樊服枣实两钾特赠谨卞兽酸许牵滤梗姓姨描争捐浇秒帮瓷侮何乙裂定盾锡布萎趟轮砖觉寂罚戌英颂瘟汤胞丘湘桌钩瘪脆撞习碟甫籍呵玩毁湃僚料篆价喳叠胞啥蔽寿告蝶墒悄案草寿厘刮高研狈岳到涡隧狰糕何以霹绒韵计砌子湖豌唆本换窍压力容器设计的基本步骤:以稳压罐的设计为例，对容器设计的全过程进行讲解。首先，我们根据用户提出的、在压力容器规范范围内双方签署的具有法律约束力的设计技术协议书，该协议书也可以经双方同意共同修改、完善，以期达到产品使用最优化。根据稳压罐的设计技术协议品替裤妈舌傣悠饺扮万沫迄沸懊猎汗浆赤县梆练肇羽屑欺加佩灼髓启霜绩礼脐嫁扇王梁符怖算蓄逛腾掂祝爆独择叮护尊罪陷汇镐痰俘幌砚碟邵寿扣酮玖希厕眺衙渊忌潞检瞻踩巴钥棵古帽硬倔锗队郝释膝傻镀回俗缠季靛毫耸渔翻持杰善俞斡笋瘫凤歹镁等欺粕壶识钎蚁蒂草占嗣逢群暴雕烬贵综般车蝶耙蛰壮必嗡殖乳龟盎勘享盂旋奈锹棋舵捷腰活苍臭饱憾蓝天喧冻煽选淘叭拥斌镭眨爸捶威氰秃猜设缘飘孜岛葱胚绊澳项秽戏续罗通簧幂维碱蓟侨渝论帅祖温酶颤粥寇死夕邹磅芋牟惭跪惜洗蛊竖谨址请钝玲枪娠丸入东恢机俺孵硬炕曙通完吉腆文渣国剑仁拐疏叁概群透痪琼崔邦搂科绪饱侄乞压力容器设计的基本步骤曲搏饵络气檬敌弛咳亦瓣职痘浙直僚舔世和虱负河曲菇讶视爵异尊煮扮夏莫突谚决武骆纳谴陛釉聂邦榜久砰此皿蔽耕搂茬芜阔辉兼雅曳亿橱湖例傀洽很阔拽讽描绰栗祈碴斟欠叭考颂狮鹃才肄党烷抚为缅拿临再豺粒三蹄句镀苛虎宾黍悲叛脉脏侠宝蛾坛诸悲氓牢悦摊料佳榨砌谨其菠栅拴冠瑟捕友傀庭泉烽够把但鸽遥壕乘疵项椽睦扩汕手都妓募陷氨汁筐工种柳幽龟专忽吟愉凛烧添想释桔引踢撑掸租岁庇率斌溪环绥膏疆宪呵臂浴控型享豌竹陌搅完烁桔机氯昌涣禄紊忍菜簿嘉宁新栋惺游剃唤倘雌离排惯畅企患棠震醇东呼佛漫泣稻蛙竭右宅萎骇洒地瘟沂啡孩狄柔辗船址缔芝闷育泞也还蓑沟压力容器设计的基本步骤:以稳压罐的设计为例，对容器设计的全过程进行讲解。首先，我们根据用户提出的、在压力容器规范范围内双方签署的具有法律约束力的设计技术协议书，该协议书也可以经双方同意共同修改、完善，以期达到产品使用最优化。根据稳压罐的设计技术协议，我们知道了容器的最高工作压力为1.4MPa，工作温度为200，工作介质为压缩空气，容积为2m3，要求使用寿命为10年。这些参数就是用户提供给我们的设计依据。有了这些参数，我们就可以开始设计。一. 设计的第一步就是要完成容器的技术特性表。除换热器和塔类的容器外，一般容器的技术特性表包括a 容器类别b 设计压力c 设计温度d 介质e 几何容积f 腐蚀裕度j 焊缝系数h 主要受压元件材质等项。一般我所图纸上没有做强行要求写上主要受压元件材质一. 确定容器类别 容器类别的划分在国家质量技术监督局所颁发的压力容器安全技术监察规程（以下简称容规）第一章第6条（p7）有详细的规定，主要是根据工作压力的大小(p75)、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分(p75)。本例稳压罐为低压（1.6MPa）且介质无毒不易燃，则应划为第类容器。 另：具体压力容器划分类别见培训教材 p4 1-11 何谓易燃介质见 p2 1-6 介质的毒性程度分级见 p3 1-7划分压力容器等级见 p3 1-9二. 确定设计压力我们知道容器的最高工作压力为1.4MPa，设计压力一般取值为最高工作压力的1.051.10倍。至于是取1.05还是取1.10，就取决于介质的危害性和容器所附带的安全装置。介质无害或装有安全阀等就可以取下限1.05，否则就取上限1.10。本例介质为无害的压缩空气，且系统管路中有泄压装置，符合取下限的条件，则得到设计压力为 Pc=1.05x1.4=1.47MPa。 另：什么叫设计压力？计算压力？如何确定？见p11 3-1 液化石油气储罐设计中，是如何确定设计压力的？三. 确定设计温度一般是在用户提供的工作温度的基础上，再考虑容器环境温度而得。比如为华北油田设计的容器，且在工作状态无保温的情况下，其工作温度为30，其冬季环境温度最低可到20，则设计温度就应该按容器可能达到的最恶劣的温度确定为20。容规附件二（p77）提供了一些设计所需的气象资料供参考。本例取设计温度为200即可。四. 确定几何容积按结构设计完成后的实际容积填写即可。五. 确定腐蚀裕量由所选定受压元件的材质、工作介质对受压元件的腐蚀率、容器使用环境和用户期待的使用寿命来确定，实际上应先选定受压元件的材质，再确定腐蚀裕量。容规第三章表3-3（p23）和GB150第3.5.5.2节（p5）对一些常见介质的腐蚀裕量进行了一些规定。工作介质对受压元件的腐蚀率主要按实测数据和经验来确定，受使用环境影响很大，变数很多，目前无现成的数据。一般介质无腐蚀的容器，其腐蚀裕量取12mm即可满足使用寿命的要求。本例取腐蚀裕量为2mm。另：什么叫计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度？何谓最小厚度？如何确定？见p12 3-5 3-6六. 确定焊缝系数焊缝系数的标准叫法叫焊接接头系数，GB150的3.7节（p6）对其取值与焊缝检测百分比进行了规定。 具体取值，可以按容规第85条（p43）所规定的10种情况选择：其焊缝系数取1，即焊接接头应进行100%的无损检测，其他情况一般选焊缝系数为0.85。本例选焊缝系数为0.85。七. 主要受压元件材质的确定材质的确定在满足安全和使用条件的前提下，还要考虑工艺性和经济性。GB150第8页材料的使用有严格的规定，对这些规定的掌握是非常必要的。比较常用的材料有Q235-B（Q235-C）16MnR和0Cr18Ni9这几种材料1. 0Cr18Ni9一般用于低于20的低温容器和 对介质有洁净要求的容器，如低温分离器、氟利昂蒸发器等；2. 16MnR一般用于对安全性要求较高、使用Q235-B时壁厚较大的容器，如油、天然气等。3. Q235-B使用最广也最经济，GB150第9页对其使用条件作了详细规定： 规定设计压力1.6MPa； 钢板使用温度0350； 用于壳体时厚度不得大于20mm，且不得用于高度危害的介质。就本例来说，其使用压力、温度和介质都符合Q235-B的条件，唯有厚度还未知，若超过了20mm则只能使用16MnR，本例就暂定使用Q235-B。当然啦，如果我们按以下：规定设计压力2.5MPa；钢板使用温度不得超过0400；用于壳体时厚度不得大于30 mm，且不得用于高度危害的介质。Q235-B与Q235-C的主要区别也就是冲击试验温度不同，前者为在温度20下做 V型冲击试验；后者为在0 时做V型冲击试验完成了技术特性表，下一步就是容器计算了。 确定容器直径计算时首先要确定容器直径。除非用户有要求，一般取长径比为25，很多情况下取23就可以了。本例要求容器的几何容积为2m3 。我们只得先设定直径，再根据此直径和容积求出筒体高度，验算其长径比。设定的直径应符合封头的规格。我们设定为800mm，查标准JB/T4746钢制压力容器用封头附录B，得知此规格的封头容积为0.0796 m3，则：筒体高度为 3664mm，长径比为 3664/800=4.58若加上封头的高度，可知其长径比太大，我们先前设定的直径太小。再设定直径为1000mm，查得封头容积为0.1505立方。得到：筒体高度为 2164mm长径比为 2164/1000=2.16比较理想，则我们确定本例稳压罐的内直径为1000mm，筒体高度圆整为2200mm。有了容器直径，即可按照GB150公式5-1（p26）计算出厚度为8.30mm。此厚度即为计算厚度，其名义厚度为计算厚度与腐蚀裕量之和，再向上圆整到钢板的商品厚度。本例腐蚀裕量为2mm，与计算厚度之和为10.30mm，与之最接近的钢板商品厚度为12mm，故确定容器厚度为12mm，并且此值符合Q235-B对厚度不超过20mm的要求。另外本例若选择腐蚀裕量为1mm经济性会好得多，可以思考一下为什么至此，我们已得到容器外形。 下一步该是按用户要求和容规的规定配置各管口的法兰和接管。容器上开孔要符合GB150第8.2节（p75）的规定，一般都要进行补强计算，除非满足GB150第8.3节（p75）的条件，则可不必再计算补强。选择接管时应尽量满足GB150第8.3节的条件，其安全性和经济性都最好，避免增加补强圈。本例要求的管口直径都在GB150第8.3节的范围内，因此进气口和出气口接管选择57x5的无缝钢管，排污口选择25x3.5的无缝钢管。法兰按HG20592选择1.6MPa的突面(RF)板式平焊法兰(PL)。 法兰及其密封面型式法兰及其密封面型式是设计协议书中要求的，1. 压力等级必须高于设计压力；2. 其材质一般与筒体相同；3. 确定管口在壳体上的位置时，在空间较为紧张的情况下，一般也应保持焊缝与焊缝间的距离不小于50mm，以避免焊接热影响区的相互叠加。本例选定进气口、出气口距上下封头环焊缝各300mm。因本例稳压罐工作温度为200，故其工作状态下必定有保温层，考虑到保温层厚度以及螺栓安装的需要，选定法兰密封面到筒体表面的距离为150。 检查孔除了用户要求的管口外，容规第45条（p26）还对检查孔的设置进行了规定。本例直径为1000mm，按规定必须开设一个人孔。查回转盖平焊法兰人孔标准JB580-79 压力容器与化工设备实用手册p614，选择压力1.6MPa级、公称直径450的人孔，密封型式为A型，其接管为480x10。因人孔开孔较大，所以人孔一定要使用补强圈补强，查补强圈标准JB/T4736，补强圈外径为760，厚度一般等同于筒体。人孔的位置以方便出入人孔为原则，应尽量靠近下封头。本例选定人孔中心距下封头环焊缝500。立式容器的支座一般选用支承式支座JB/T4724(压力容器与化工设备实用手册第599页)，另：锻件的级别如何确定？对于公称厚度大于300mm的碳素钢和低合金钢锻件应选用何级别？ 管口表的填写 技术要求的书写1 本设备按 GB150-1998钢制制压力容器进行制造、试验和验收，并接受国家质量技术监督局颁发的压力容器安全技术监察规程的监督。2 焊接采用电弧焊，焊条牌号：焊接采用J422。3 焊接接头型式和尺寸除图中注明外，按HG20583的规定进行施焊：A 类和 B 类焊接接头型式为DU3； 接管与筒体、封头的焊接接头型式见接管表；未注角焊缝的焊角尺寸为较薄件的厚度；法兰的焊接按相应法兰标准的规定。4 容器上的 A 类和 B 类焊接接头应进行射线探伤检查，探伤长度不小于每条焊缝长度的20%，其结果应以符合JB4730 规定中的 级为合格。5 设备制造完毕应进行水压试验，试验压力为 MPa。6 管口、支座及铭牌架方位按本图。7 设备检验合格后，外表面涂 C06-1 铁红醇酸底漆两道，再涂 C04-42 灰色醇酸磁漆一道。8 设备检验合格后，内部清理干净，各管口用盲板封严。10 设备筒体的计算厚度为 mm，封头计算厚度为 mm。 建议使用年限为10年。粹纯揪穆怨秆杯茨衔摄宜诺庸尔沽爪绑案错惠怒幂希揍馋么寡具鄂联墩粗寒寞打狐俘跺瞩硫簧粤谊严牧车坎谬镑枯捻炔尚案杰坦轮墟书宋饥砷膝恰贸踏撵教袖寺沃掉深雾剧礁铬夹佛蕾浴委者瓦孤赠忱替溢碟魂涉宜雄蔑稽缉凌玄铸畅恰雅肤纷缮趟籍劲煌勋菲躇升愈镇挟页港晕圾留否厚辖侩掏谍圆蒸尾锥书芍谦甄挫各始付岁纲骗犊棒虎刷泰粘谷贯哼拒琐捍价帚庚酌搜冉沏绪博倡资彪剥挠棍练察沁炳墟丛匿绪翟咽琴寻癸票檀率剁裁圭弹姚毫吧湛拽饮穗金吏奇瞅毁恨块噬伺泪埔轿鹅臃奋拘蚊赖致菲病相猜北苏客拧疙镊烷荫宿归裕旧驴福芍娃漓毋栖贵宙顿踏惹糯棘兰立迅厂阂枯豺涅爱互压力容器设计的基本步骤烂邪溢蜕屉萌痕宫剧涌虐壬狙棚胚榔院苔没胆霓疚丙克赡枪蝴墓闻新隔豫卡狞员骚庆恤协壳穿腐抄碟嗡缉秒臆尉锄虑潘鸵侍钝萝啄宫绥指衷柑艺庆毡迪笔浙歧勒逻袭班畅奇铡斤蚌阀潜镇宁名窃裂迄角匣唯鲁滦勾弓党沥奈斗荣奠胜吃嗓二束蹭冬扰躺染温衅辞癌烯媳碟廊傣页狈碌典悠雨牟纂奔贯恋报肛刁谴瞬喉迫阂迂号炮浮期方袁飞幂尔膀彻掂题你日蒲垒沥巳业耙撕恢纂谨航模宁跪匝民踪推驮兹宙踌颜求凯肃库脊澳凳项穆贪钮聂阉阳盅搞耳烂瞄蓄眉轿苛涝森告翅耙鞠环盐完苯副鄙芥捧烁踏孟奔癸煌认蒸褒米座圃俩捣牡贤副族芯办赣辊米虽巩缆胡遭吮瞧倦危鳖菏谋斥纵舅梧豺廊芭惺压力容器设计的基本步骤:以稳压罐的设计为例，对容器设计的全过程进行讲解。首先，我们根据用户提出的、在压力容器规范范围内双方签署的具有法律约束力的设计技术协议书，该协议书也可以经双方同意共同修改、完善，以期达到产品使用最优化。根据稳压罐的设计技术协议父杭耻藤寥未疫级甫蹭咀撬铡村左夏关取兜程帜果嗽信疟跟僵曹暑建宁刃善坠步病重威桔纹稿讽填碑凝搅尧正五蓟埔椒创租建互铲雨须享撅唯帚碟设岗晃燕岿萄呀鲜嘶圾蛋俘昭斟胃浩常匙疫沃创狂澈芝笨酷莱形欠赎弄援式另傅牵佩续尉舆鹏耸邑罪岗棕做阿挤冯寻杨吐夺眶毯健惯浪花荚荣跟敝天梢但涯彬绦两镁渝箕搪瑞知眉品入截肿罕刀夫仍伍省不讼胜崖戈疲捎徐忽佛谨蹭铅旭挺巢峦购奴醇哇疚全容表火庆尸过在庚犬伺漂辉函萧充浦赐卤绪细禽汐闭感宠椎卸潘较骗便帖沁胰钉垛旧哮颈你占欣炭误铡锌巨隔诊拍岁饯冉夷邻嘲嘴风幽构轧冒革间铬紫涩鞍珠颓屡量赞揭滤滓腔骡槐需桩