第2章 化工容器設(shè)計(jì)概論,容器的結(jié)構(gòu),一、容器的分類,高壓容器； 中壓容器(僅限毒性為極度和高度危害介質(zhì))； 中壓儲(chǔ)存容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且PV大于等于10MPa m3 )； 中壓反應(yīng)容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且PV大于等于0.5MPa m3 )； 低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且PV大于等于0.2MPa m3 )； 高壓、中壓管殼式余熱鍋爐； 中壓搪玻璃壓力容器； 使用強(qiáng)度級(jí)別較高的材料制造的壓力容器； 移動(dòng)式壓力容器； 球形儲(chǔ)罐； 低溫液體儲(chǔ)存容器,1. 一類容器、二類容器、三類容器的劃分,(1).符合下列情況之一者，為第三類壓力容器：,中壓容器； 低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì))； 低壓反應(yīng)容器和低壓儲(chǔ)存容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì))； 低壓管殼式余熱鍋爐； 低壓搪玻璃壓力容器；,(2).符合下列情況之一者，為第二類壓力容器：,(3).不屬于第3類、第2類的容器，均為第1類壓力容器。,極度高度危害物質(zhì)：氟氣、氟化氫、光氣、甲醛、苯、氯氣、四氯化碳、三硝基甲苯、汞及其化合物等。 中度輕度危害物質(zhì)：一氧化碳、硫化氫、氨氣、甲醇、硫酸、鹽酸、二氧化硫、丙酮、乙炔、汽油、四氟乙烯等。,2. 毒性程度的劃分,思考題：下列容器分別為第幾類容器？, 1500，設(shè)計(jì)壓力為10MPa的廢熱鍋爐 設(shè)計(jì)壓力為0.6MPa的HF氣體貯罐 設(shè)計(jì)壓力為2.5MPa的搪玻璃容器 鐵路罐車,a、第三類容器(3-6),b、第二類容器(2-2),c、第三類容器(3-7),d、第三類容器(3-9),國(guó)務(wù)院頒發(fā)的鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫時(shí)條例； 勞動(dòng)部頒發(fā)的鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫時(shí)條例實(shí)施細(xì)則； 勞動(dòng)部頒發(fā)的壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程； “全國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)”頒發(fā)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼制壓力容器； 勞動(dòng)部頒發(fā)的壓力容器設(shè)計(jì)單位資格管理與監(jiān)督規(guī)則； 勞動(dòng)部頒發(fā)的壓力容器產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則； 勞動(dòng)部頒發(fā)的在用壓力容器檢驗(yàn)規(guī)程； 勞動(dòng)部頒發(fā)的壓力容器使用登記管理規(guī)則。,3. 關(guān)于壓力容器實(shí)施監(jiān)察管理的八大法規(guī),強(qiáng)度的要求； 剛度的要求； 穩(wěn)定性； 耐久性； 密封性； 節(jié)省材料和便于制造； 方便操作和便于運(yùn)輸； 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理。,二、容器機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求,保證壓力容器安全運(yùn)行必須注意的幾個(gè)問(wèn)題：,壓力、溫度要防止超限； 低溫的控制；,對(duì)環(huán)境溫度的控制，如裝氣鋼瓶要防止日曬和接近熱源； 開(kāi)停車的壓力溫度波動(dòng)； 介質(zhì)成分的控制，如氯離子、氫離子及某些氣體的含水量。,溫度下降，材料的韌性下降。所以對(duì)于設(shè)計(jì)溫度等于或低于-20的碳素鋼和低合金鋼制的壓力容器成為低溫壓力容器。關(guān)于低溫壓力容器的選材、結(jié)構(gòu)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收都有專門的規(guī)定，決不允許將不是低溫用鋼改作低溫容器使用。,我國(guó)已經(jīng)成為世界貿(mào)易組織成員國(guó)，要求化工設(shè)備零部件必須標(biāo)準(zhǔn)化，也有利于成批生產(chǎn)，縮短生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，從而提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力； 零部件的標(biāo)準(zhǔn)化可以增加其互換性； 零部件的標(biāo)準(zhǔn)化也有利于設(shè)計(jì)、制造、安裝和檢修，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； 關(guān)于化工設(shè)備零部件的標(biāo)準(zhǔn)化，我國(guó)已經(jīng)頒布了一系列的零部件的標(biāo)準(zhǔn)。,三、容器零部件的標(biāo)準(zhǔn)化,1. 容器零部件標(biāo)準(zhǔn)化的意義,1989我國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)制訂了GB150-89鋼制壓力容器，它是在我國(guó)鋼制石油化工壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施了20余年基礎(chǔ)上，總結(jié)我國(guó)大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以理論與實(shí)驗(yàn)研究為指導(dǎo)，并吸收了國(guó)際同類先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容而編制的，標(biāo)志著我國(guó)集設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收技術(shù)要求于一體，獨(dú)立、完整、統(tǒng)一的中國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)體系正在形成。1998年，針對(duì)GB150-89 又進(jìn)行了修訂，形成了GB150-1998，使標(biāo)準(zhǔn)更加完善。 GB150鋼制壓力容器包括壓力容器板殼元件計(jì)算、容器結(jié)構(gòu)要素的確定，密封設(shè)計(jì)、超壓泄放裝置的設(shè)置以及容器的制造與驗(yàn)收的要求等，是壓力容器制造、設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)與驗(yàn)收的綜合性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。它是確保壓力容器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)剛度，以達(dá)到安全使用所必須遵循的基本技術(shù)要求。,2.國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn),3.國(guó)外標(biāo)準(zhǔn),美國(guó)ASME規(guī)范 ：ASME規(guī)范規(guī)模龐大、內(nèi)容完善，僅依靠ASME規(guī)范本身即可完成壓力容器選材、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、試驗(yàn)、安裝及運(yùn)行等全部工作環(huán)節(jié)。現(xiàn)在ASME規(guī)范共有十一卷，總計(jì)二十二冊(cè)，另外還有二冊(cè)規(guī)范案例。其中與壓力容器密切相關(guān)的部分有： 第卷 材料技術(shù)條件、第卷 無(wú)損檢驗(yàn)、第卷 壓力容器及第卷 焊接及釬焊評(píng)定。ASME規(guī)范每年增補(bǔ)一次，每三年出一新版，技術(shù)先進(jìn)，修訂及時(shí)，能迅速反映世界壓力容器科技發(fā)展的最新成就，使它成為世界上影響最大的一部規(guī)范。 英國(guó)壓力容器規(guī)范（BS） 日本國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（JIS） 德國(guó)壓力容器規(guī)范（AD） ：AD規(guī)范與ASME規(guī)范相比，具有如下的特點(diǎn)： AD規(guī)范只對(duì)材料的屈服極限取安全系數(shù)，且取數(shù)較小。因此，產(chǎn)品厚度薄、重量輕； AD規(guī)范允許采用較高強(qiáng)度級(jí)別的鋼材； 在制造要求方面，AD規(guī)范沒(méi)有ASME詳盡，他們認(rèn)為這樣可使制造廠具有較大的靈活性，易于發(fā)揮各廠的技術(shù)特長(zhǎng)和創(chuàng)新。,公稱直徑 DN,4. 容器零部件標(biāo)準(zhǔn)化的基本參數(shù)(DN、PN),對(duì)由鋼板卷制的筒體和成形封頭而言，公稱直徑是指它們的內(nèi)徑； 對(duì)于管子而言，公稱直徑既不是內(nèi)徑，也不是外徑，而是小于管子外徑的一個(gè)數(shù)值。只要管子的公稱直徑確定了，它的外徑也就確定了。 對(duì)于法蘭來(lái)說(shuō)，它的公稱直徑是指與它相連的筒體或管子的公稱直徑； 設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將工藝設(shè)計(jì)初步確定的設(shè)備內(nèi)徑，調(diào)整到規(guī)定的公稱直徑。,在制定零部件標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，僅有公稱直徑這一個(gè)參數(shù)是不夠的，因?yàn)榧词构Q直徑相同的筒體，只要工作壓力不同，那么它們的其他尺寸也可能不一樣，因此還需要引入公稱壓力。 設(shè)計(jì)時(shí)，如果是選用標(biāo)準(zhǔn)