过程设备设计 第三版 教案PPT第一章.

1、第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言CHAPTER Introduction to Pressure Vessels教学重点：教学重点： 压力容器分类压力容器分类第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言 第一节第一节 压力容器总体结构压力容器总体结构一、压力容器基本组成一、压力容器基本组成封头人孔支座筒体管口液位计第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言储存物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。储存

2、物料或完成化学反应所需要的主要压力空间。形式形式：圆柱筒体、球形筒体。：圆柱筒体、球形筒体。圆筒体圆筒体制造方法制造方法无缝钢管无缝钢管（无纵焊缝）（无纵焊缝） 直径较小直径较小卷焊卷焊（有纵环焊缝）（有纵环焊缝） 直径较大直径较大整体锻造整体锻造（可能有环焊缝）（可能有环焊缝） 高压容器高压容器整体铸造整体铸造（无纵环焊缝）（无纵环焊缝） 高压容器高压容器圆筒体圆筒体结构结构单层式单层式组合式组合式多层式多层式缠绕式缠绕式第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言与筒体等部件形成封闭空间与筒体等部件形成封闭空间封头形式封头形式凸形封头：球形、椭圆形、碟形和

3、球冠形封头凸形封头：球形、椭圆形、碟形和球冠形封头锥壳锥壳平盖平盖封头与筒体的连接封头与筒体的连接不可拆式（焊接）不可拆式（焊接）可拆式（螺栓连接）可拆式（螺栓连接）第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言其可靠性关系到压力容器能否正常、安全地运行。其可靠性关系到压力容器能否正常、安全地运行。最常见的密封装置：最常见的密封装置： 螺栓法兰连接（简称螺栓法兰连接（简称法兰连接法兰连接）法兰连接法兰连接容器法兰：用于筒体与封头或两筒体间的连接容器法兰：用于筒体与封头或两筒体间的连接管道法兰：用于管道连接管道法兰：用于管道连接筒体端部：高压容器中，用于顶盖和筒体

4、连接筒体端部：高压容器中，用于顶盖和筒体连接 并与筒体焊接在一起的容器法兰并与筒体焊接在一起的容器法兰第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言开孔开孔类型类型： 人孔、手孔、视镜孔、物料进出口接管，以及安装人孔、手孔、视镜孔、物料进出口接管，以及安装压力表、液面计、安全阀、测温仪表等接管开孔压力表、液面计、安全阀、测温仪表等接管开孔。开孔开孔大小大小手孔手孔150 mm人孔人孔 400 mm （椭圆人孔一般椭圆人孔一般350 x450）物料进出口物料进出口 根据工艺计算确定根据工艺计算确定仪表接口仪表接口 根据仪表确定根据仪表确定开孔对壳体的开孔对壳体的影

5、响影响：开孔部位的强度被削弱，故应少开孔并考开孔部位的强度被削弱，故应少开孔并考虑作开孔补强设计。虑作开孔补强设计。第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言支座支座圆筒形容器圆筒形容器支座类型：支座类型：卧式容器支座（鞍座）卧式容器支座（鞍座）立式容器支座立式容器支座腿式支座腿式支座支承式支座支承式支座耳式支座耳式支座裙式支座裙式支座球形容器：柱式或裙式支座球形容器：柱式或裙式支座第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言主要有：主要有： 安全阀安全阀 爆破片装置爆破片装置 紧急切断阀紧急切断阀 安全联锁装置安全联锁装置

6、 压力表压力表 液面计液面计 测温仪表等测温仪表等第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言筒体筒体 封头封头 密封装置密封装置 开孔接管开孔接管 支座支座 安全附件安全附件压力容器的外壳压力容器的外壳内件内件反应、传热、传质、分离等容器反应、传热、传质、分离等容器储运容器储运容器第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言二、压力容器零部件之间的焊接二、压力容器零部件之间的焊接第四章详细讲第四章详细讲 u熔化焊熔化焊u钎焊钎焊u压力焊压力焊第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言焊接结

7、构设计焊接结构设计接头的形式（如对接、搭接、角接）接头的形式（如对接、搭接、角接）坡口形式和尺寸坡口形式和尺寸焊接方法（如手工焊、自动焊等）焊接方法（如手工焊、自动焊等）检验要求（表面探伤、透射探伤等）检验要求（表面探伤、透射探伤等）第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言 第二节第二节 压力容器分类压力容器分类分类的目的：制造、检验、验收和管理分类的目的：制造、检验、验收和管理一、介质危害性一、介质危害性u毒性毒性u易燃性易燃性u易爆性易爆性u腐蚀性腐蚀性u氧化性氧化性第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言二、压力

8、容器的分类二、压力容器的分类u按压力等级分类（内压）按压力等级分类（内压）低压容器（低压容器（L） 0.1MPaP1.6MPa中压容器（中压容器（M） 1.6MPaP10MPa高压容器（高压容器（H） 10MPaP100MPa超高压容器（超高压容器（U） P100MPau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第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言二、压力容器的分类二、压力容器的分类u按作用分类按作用分类反应压力容器（反应压力容器（R） 换热压力容器（换热压力容器（E）分离压力容器（分离压力容器（S）储存压力容器（储存压力容器（C，

9、球罐，球罐B）第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言二、压力容器的分类二、压力容器的分类u按安装方式分类按安装方式分类固定式压力容器固定式压力容器移动式压力容器移动式压力容器u按按压力容器安全监察规程压力容器安全监察规程分类分类对容器的设计、制造、检验、使用和管理要求愈高对容器的设计、制造、检验、使用和管理要求愈高第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言二、压力容器的分类二、压力容器的分类u按容器壁温分类按容器壁温分类常温容器：壁温常温容器

10、：壁温-20200 高温容器：指壁温达到材料蠕变温度下工作的容器高温容器：指壁温达到材料蠕变温度下工作的容器 碳钢碳钢420 合金钢合金钢450 奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢550 中温容器：中温容器：壁温在常温和高温之间的容器壁温在常温和高温之间的容器低温容器：壁温低于一低温容器：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) 第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言二、压力容器的分类二、压力容器的分类u按容器壁厚分类按容器壁厚分类 薄壁容器薄壁容器 /Di0.1 （K

11、=D0/Di 1.2） 厚壁容器厚壁容器 /Di0.1 （K=D0/Di 1.2）第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言第三节第三节 压力容器规范介绍压力容器规范介绍美国美国 ASME American Society of Mechanical Engineers 美国机械工程师协会美国机械工程师协会日本日本 JIS B82438250JIS B82438250欧盟欧盟EEC EEC 第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言第三节第三节 压力容器规范介绍压力容器规范介绍uGB150-98钢制压力容器钢制压力容器 设

12、计压力：设计压力：0.1MPaP 35MPa且真空度不低于且真空度不低于0.02MPa 设计温度：钢材允许的使用温度（最高设计温度：钢材允许的使用温度（最高700，最低，最低-196 ） 只适用于固定的承受恒定载荷只适用于固定的承受恒定载荷 的压力容器的压力容器弹性失效准则，第三强度理论为设计准则弹性失效准则，第三强度理论为设计准则前言、正文部分共前言、正文部分共10章，附录章，附录9个个第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言uGB150-98钢制压力容器钢制压力容器第第 1 部压力容器国家标准部压力容器国家标准基本思路与基本思路与ASME -1相同相同

13、常规设计标准常规设计标准特点特点设计压力：设计压力：0.1MPaP 35MPa 设计温度：设计温度：-196 t 蠕变限用温度蠕变限用温度适用于：钢制压力容器设计、制造、检验及验收适用于：钢制压力容器设计、制造、检验及验收第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言适用于：固定的承受恒定载荷的压力容器适用于：固定的承受恒定载荷的压力容器直接用火焰加热的容器直接用火焰加热的容器核能装置中的容器核能装置中的容器旋转或往复运动的机械设备中自成整体或作为部件的受压气室旋转或往复运动的机械设备中自成整体或作为部件的受压气室经常搬运的容器经常搬运的容器设计压力低于设计压力

14、低于0.1MPa的容器的容器真空度低于真空度低于0.02MPa的容器的容器内直径小于内直径小于150mm的容器的容器要求做疲劳分析的容器等要求做疲劳分析的容器等不适用不适用8种种uGB150-98钢制压力容器钢制压力容器第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言 GB150管辖的范围除壳体本体外，还包括：管辖的范围除壳体本体外，还包括：其它如接管、人孔、手孔等承压封头、平盖及其紧固件，以其它如接管、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，直接连在容器上的超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 压泄放装置均应

15、符合压泄放装置均应符合GB150的有关规定。的有关规定。管道焊接连接的管道焊接连接的第一道第一道环向接头坡口端面环向接头坡口端面螺纹连接的螺纹连接的第一个第一个螺纹接头端面螺纹接头端面法兰连接的法兰连接的第一个第一个法兰密封面法兰密封面专用连接件或管件连接的专用连接件或管件连接的第一个第一个密封面密封面4个第一个第一uGB150-98钢制压力容器钢制压力容器第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言第三节第三节 压力容器规范介绍压力容器规范介绍uJB4732-95钢制压力容器钢制压力容器分析设计标准分析设计标准设计压力：设计压力：P 35MPa且真空度不低于

16、且真空度不低于0.02MPa 设计温度：低于以钢材蠕变控制其应力强度的相应温度设计温度：低于以钢材蠕变控制其应力强度的相应温度以应力分析和疲劳分析为基础以应力分析和疲劳分析为基础第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言uJB4732-95钢制压力容器钢制压力容器分析设计标准分析设计标准特点特点中国第中国第 1 部压力容器分析设计行业标准部压力容器分析设计行业标准基本思路与基本思路与ASME 2相同相同该标准与该标准与GB 150 同时使用同时使用在满足各自要求的前提下，在满足各自要求的前提下，设计者可选择其中之一使用，但不得混用设计者可选择其中之一使用，但

17、不得混用第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言采用较高的设计应力强度采用较高的设计应力强度在相同设计条件下，厚度减薄，重量减轻在相同设计条件下，厚度减薄，重量减轻设计计算工作量大设计计算工作量大选材、制造、检验及验收等方面的要求严格选材、制造、检验及验收等方面的要求严格有时综合经济效益不一定高有时综合经济效益不一定高重量大、结构复杂、操作参数较高重量大、结构复杂、操作参数较高疲劳分析的压力容器疲劳分析的压力容器应用场合应用场合特点特点uJB4732-95钢制压力容器钢制压力容器分析设计标准分析设计标准第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-

18、10第一章 压力容器导言第三节第三节 压力容器规范介绍压力容器规范介绍uJB/T4735钢制焊接常压容器钢制焊接常压容器设计压力：设计压力： -0.02MPaP 0.1MPa 设计温度：设计温度：-20t 350设计理论与设计理论与GB150-98相同，不适用于盛装高度毒性或级度危相同，不适用于盛装高度毒性或级度危害介质的容器害介质的容器第一章第一章 压力容器导言压力容器导言2021-12-10第一章 压力容器导言u压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程1、容规对压力容器的材料、设计、制造、使用、检、容规对压力容器的材料、设计、制造、使用、检验、修理、改造等七个环节中的主要问题提出了基本验、修理、改造等七个环节中的主要问题提出了基本规定。规定。2、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。3、容规是安全技术法规，是政府对压力容器实施安容规是安全技术法规，是政府对压力容器实施安全技术监