容器设计的基本知识.pptx

1第一节 容器的分类与结构一、容器的结构一、容器的结构图图2-1 卧式容器的结构简图卧式容器的结构简图2压力容器主要结构包括：压力容器主要结构包括：筒筒体体封封头头密密封封装装置置开开孔孔和和接接管管支支座座附附件件34二、压力容器的分类二、压力容器的分类1.按压力等级分类按压力等级分类 内压：内压：低压容器（低压容器（L）0.1MPa P1.6MPa 中压容器（中压容器（M）1.6MPa P10.0MPa 高压容器（高压容器（H）10.0MPa P100MPa 超高压容器（超高压容器（U）P100MPa 外压：外压：容器外部压力大于内部压力时容器外部压力大于内部压力时 容器的内压力容器的内压力420;合金钢合金钢450;奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢550 3、中温容器、中温容器 指壁温在常温和高温之间的容器；指壁温在常温和高温之间的容器；4、低温容器、低温容器 指壁温低于一指壁温低于一20条件下工作的容器。条件下工作的容器。其中其中-20-40(浅冷容器浅冷容器)低于低于-40者为者为(深冷容器深冷容器)4、按容器壁温、按容器壁温 9 1 1、薄壁容器、薄壁容器 2 2、厚壁容器、厚壁容器 /Di 0.1(K=D0/Di 1.2)/Di 0.1(K=D0/Di 1.2)5、按容器壁厚、按容器壁厚 10第二节 容器零部件的标准化 一、标准化的意义一、标准化的意义1.1.组织现代化生产的重要手段之一组织现代化生产的重要手段之一2.2.标准化为组织专业化生产提供了有利条件标准化为组织专业化生产提供了有利条件 112.2 容器零部件的标准化2.2.1 标准化的意义组织现代化生产的重要手段之一。实现标准化，有利于成批生产，缩短生产周期，提高产品质量，降低成本从而提高产品的竞争能力。标准化为组织专业化生产提供了有利条件。有利于合理地利用国家资源，节省原材料，能够有效地保障人民的安全与健康；采用国际性的标准化可以消除贸易障碍提高竞争能力，实现标准化可以增加零部件的互换性。有利于设计、制造、安装和检修，提高劳动生产率。我国有关部门已经制定了一系列容器零部件的标准，例如圆简体、封头、法兰、支座、人孔、手孔、视镜和液面计等。12二、容器零部件标准化的基本参数二、容器零部件标准化的基本参数1.公称直径公称直径DN 标准化的直径标准化的直径1）压力容器压力容器2）管子）管子3）其它零部件）其它零部件2.公称压力公称压力PN 规定的标准压力等级规定的标准压力等级132.2 容器零部件的标准化2.2.2 容器零部件标准化的基本参数 公称直径DN和公称压力PN公称直径：是将容器及管子直径加以标准化以后的标准直径。A压力容器(筒体、封头)的公称直径：由钢板卷制的筒体，公称直径是指它的内径；当筒体的直径较小，直接采用无缝钢管制作时，容器的公称直径应是指无缝钢管的外径；封头的公称直径与筒体一致。B管子：公称直径既不是它的内径，也不是外径，而是小于管于外径的一个数值。只要管子的公称直径一定，它的外径也就确定了，而管子的内径则根据壁厚的不同有多种尺寸，它们大都接近于管子的公称直径。142.2 容器零部件的标准化C其它零部件的公称直径：有些零部件的公称直径，如压力容器法兰，鞍式支座等就是指与它相配的筒体与封头的公称直径。而管法兰、手孔等则是指与它相配的管子的公称直径。公称压力：是将所能承受的压力范围分为若干个等级，因为公称直径相同的同类零件，只要它们的工作压力不相同，那么它们的其他尺寸也就不会一样。所以规定了若干个压力等级，这种规定的标准压力等级就是公称压力，以PN表示。152.3 压力容器的相关法规与标准 相关标准与规定近300个，其中GB150-1998钢制压力容器是我国压力容器标准体系中的核心标准。压力容器相关的法规与标准中，分两个大的部分：1）技术性的标准；2）法规性的规定。技术性的标准根据其规定的对象分为以下几个方面：a 材料标准，材料性能实验方法及材料验收标准；b 容器零部件标准；c 一些产品的形式、参数，专用产品的标准，工艺技术标准等；d 有关化工与石油化工单元设备标准。16第三节 压力容器的安全监察 一、安全监察的意义与监察范围一、安全监察的意义与监察范围不包括核能容器、船舶上的专用容器和直接受火焰不包括核能容器、船舶上的专用容器和直接受火焰加热的容器以及真空容器等外压容器。加热的容器以及真空容器等外压容器。二、压力容器相关的法规和标准二、压力容器相关的法规和标准技术性标准技术性标准法规性的规定法规性的规定17三、我国压力容器常用法规标准简介三、我国压力容器常用法规标准简介(一一)GB150-98钢制压力容器钢制压力容器参照参照ASME标准，近期国际同类标准针对标准，近期国际同类标准针对GB150-89的修订。属于的修订。属于常规设计标准。常规设计标准。1 1、适用范围、适用范围设设计计压压力力：0.1MPa p35MPa且且真真空空度度不不低低于于0.02MPa设计温度：设计温度：钢材允许的使用温度钢材允许的使用温度只适用于固定的承受恒定载荷的压力容器只适用于固定的承受恒定载荷的压力容器 182、管辖范围、管辖范围除壳体本体外，还包括除壳体本体外，还包括与外部管道焊接连接的第一道环向接头坡口端面、与外部管道焊接连接的第一道环向接头坡口端面、第一个螺纹接头端面、第一个法兰密封面，以及专第一个螺纹接头端面、第一个法兰密封面，以及专用连接件或管件连接的第一个密封面。用连接件或管件连接的第一个密封面。其他如接管、人孔、手孔等承压封头、平盖及其紧其他如接管、人孔、手孔等承压封头、平盖及其紧固件，以及非受压元件与受压元件的焊接接头，直固件，以及非受压元件与受压元件的焊接接头，直接连在容器上的超压泄压装置。接连在容器上的超压泄压装置。19(二二)JB4732-95钢制压力容器钢制压力容器分析设计标准分析设计标准弹性失效准则、塑性失效准则、弹塑性失效准则。弹性失效准则、塑性失效准则、弹塑性失效准则。根根据据应应力力对对容容器器失失效效所所构构成成的的危危害害程程度度,将将应应力力进进行分类行分类,对各类应力用不同的限制值进行控制。对各类应力用不同的限制值进行控制。本标准适用于本标准适用于设设计计压压力力：0.1MPa p100 MPa且且真真空空度度不不低低于于0.02MPa设设计计温温度度：低低于于以以钢钢材材蠕蠕变变控控制制其其应应力力强强度度的的相相应温度，不同的钢材该温度不同应温度，不同的钢材该温度不同20(三三)JB/T4735钢制焊接常压容器钢制焊接常压容器常规设计标准常规设计标准适用范围为：适用范围为：设计压力：设计压力：-0.02MPa p0.1MPa设计温度：大于设计温度：大于-20350不适用于盛装高度毒性或极度危害介质的容器不适用于盛装高度毒性或极度危害介质的容器 21（四）（四）压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程容容规规对对压压力力容容器器的的材材料料、设设计计、制制造造、使使用用、检检验验、修修理理、改改造造等等七七个个环环节节中中的的主主要要问问题题提提出出了基本规定。了基本规定。压力容器标准是设计、制造压力容器产品的依据压力容器标准是设计、制造压力容器产品的依据容容规规是是安安全全技技术术法法规规，是是政政府府对对压压力力容容器器实实施施安全技术监督管理的依据。安全技术监督管理的依据。22(五五)ASME American Society of Mechanical Engineering共共有有11卷卷，包包括括锅锅炉炉、压压力力容容器器、核核动动力力装装置置、焊接、材料、无损检测等内容。焊接、材料、无损检测等内容。与与我我国国相相关关的的有有第第卷卷压压力力容容器器和和第第卷卷玻璃纤维增强塑料压力容器玻璃纤维增强塑料压力容器(非金属材料篇非金属材料篇)。23第四节 容器机械设计的要求一、安全性一、安全性1.强度强度2.刚度刚度3.密封性密封性4.耐久性耐久性二、可靠性二、可靠性三、经济性三、经济性242.4 容器机械设计的基本要求 在进行压力容器机械设计时,它的总体尺寸、零部件尺寸由工艺条件决定或由经验所得，因此我们这里主要是指结构设计。要求有以下几个方面。1、强度 2、刚度 3、稳定性 4、耐久性 5、密封性 6、节省材料和便于制造 7、方便操作和便于运输 8、技术经济指标合理 252.4 容器机械设计的基本要求化工设备的主要经济指标包括五个方面：单位生产能力；消耗系数；设备价格；管理费用：包括劳动工资、维护和检修费用等。管理费用降低，产品成本也随之降低。但管理费用不是一个孤立的因素，例如有时采用高度自动化的设备，管理费用是降低了，但投资则会增加。产品总成本：是生产中一切经济效果的综合反映。一般要求产品的总成本愈低愈好，但如果一个化工设备是生产中间产品，则为了使整个生产的最终产品的总成本为最低，此中间产品的成本就不一定选择最低的指标，而应从整个生产系统的经济效果来确定。26作业作业一、课堂讨论一、课堂讨论第二大题第二大题B B组组二、课外作业二、课外作业第三大题第三大题110