第三章容器的基本知识介绍

1、第三章容器的基本知识介绍上节内容回顾设备，如何满足工艺要求？结构！安全性！本章内容o容器的分类与结构o容器的零部件的标准化o压力容器的安全检查o容器机械设计的基本要求本章学习重点提示o 压力容器分类方法中，各压力级别及其范围o 一、二、三类容器的分类依据。o 属于容规管理范围容器应具备的条件。o 压力容器公称直径的规定o 容器法兰与管法兰的压力级别。容器的分类与结构o容器的分类1.按容器的形状按容器的形状方形容器方形容器1010圆筒形容器圆筒形容器1111球球形形容容器器1212异形容器异形容器2.按工艺要求分类：按工艺要求分类： 盛装或储存盛装或储存储罐、计量槽、压力缓冲器；储罐、计量槽、压

2、力缓冲器； 实现化学反应实现化学反应合成塔、反应釜、变换炉等；合成塔、反应釜、变换炉等； 实现传热实现传热加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、废热锅加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、废热锅 炉、水洗塔等；炉、水洗塔等； 实现传质、分离实现传质、分离分馏塔、吸收塔、干燥塔、过滤器、分馏塔、吸收塔、干燥塔、过滤器、 分离器等。分离器等。3.按连接方式按连接方式n固定式 具有固定的安装和使用地点，工艺条件稳定,容器位于一定的工艺流程中，用管道与其他设备连接。n移动式 贮运容器，用于盛装或运输压缩气体、液化气体和溶解气体，流动范围和环境变化大。1.气瓶气瓶2.气桶气桶3. 槽车槽车4.按承压性质和能力按承压

3、性质和能力（1 1）内压容器：当容器内部介质的压力大于外部压力时，为内压容器，容器设计时主要）内压容器：当容器内部介质的压力大于外部压力时，为内压容器，容器设计时主要考虑强度问题。考虑强度问题。（2 2）外压容器：当容器外部压力大于内部介质压力时为外压容器，设计时主要考虑稳定）外压容器：当容器外部压力大于内部介质压力时为外压容器，设计时主要考虑稳定问题。问题。通常内压容器按照其通常内压容器按照其的大小分为：的大小分为：低压容器（低压容器（L L）：）：0.1MPa 0.1MPa p p；中压容器（中压容器（M M）：）：1.6MPa 1.6MPa p p 10MPa 10MPa；高压容器（高压

4、容器（H H）：）：10MPa 10MPa p p 100MPa 100MPa 100MPa；5.按容器壁温分类按容器壁温分类1 1、常温容器、常温容器 壁温壁温-20 200 -20 200 2 2、高温容器、高温容器 指壁温达到材料蠕变温度下工作的容器指壁温达到材料蠕变温度下工作的容器 碳钢碳钢420; 420; 合金钢合金钢450; 450; 奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢550 550 3 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 4、低温容器、低温容器 指壁温低于一指壁温低于一2020条件下工作的容器。条件下工作的容器。 其中其中-20 -4

5、0 (-20 -40 (浅冷容器浅冷容器) ) 低于低于-40-40者为者为( (深冷容器深冷容器) ) 6.按安全综合分类按安全综合分类压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程，综合考虑了设计压力、几何容积、材，综合考虑了设计压力、几何容积、材料强度、应用场合和介质危害程度等影响因素。料强度、应用场合和介质危害程度等影响因素。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。易燃及有毒介质分类：常见易燃介质：一甲胺，乙烷，乙烯，氯甲烷，环氧乙烷，环丙烷，氢，丁烷，三甲胺，丁二烯，常见易燃介质：一甲胺，乙烷，乙烯，氯甲烷，环氧乙烷，环丙烷，氢，

6、丁烷，三甲胺，丁二烯，丁烯，丙烷，丙烯，甲烷等。丁烯，丙烷，丙烯，甲烷等。毒性程度举例：毒性程度举例：极度危害、高度危害介质：氟，氢氰酸，光气，氟化氢，碳酰氟，氯等；极度危害、高度危害介质：氟，氢氰酸，光气，氟化氢，碳酰氟，氯等；中度危害介质：二氧化硫，氨，一氧化碳，氯乙烯，甲醇，氧化乙烯，硫化乙烯，二硫化碳，中度危害介质：二氧化硫，氨，一氧化碳，氯乙烯，甲醇，氧化乙烯，硫化乙烯，二硫化碳，乙炔，硫化氢等；乙炔，硫化氢等；轻度危害介质：氢氧化钠，四氟乙烯，丙酮等。轻度危害介质：氢氧化钠，四氟乙烯，丙酮等。o容器的结构液面计接管筒身支座封头人孔卧式容器的结构简图卧式容器的结构简图压力容器主要结构

7、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容器零部件的标准化p 标准化的意义o 设计设计无需计算和制图，按已有标准图选择。无需计算和制图，按已有标准图选择。o 制造制造有利于成批生产，降低成本，保证产品质量，提高竞争力。有利于成批生产，降低成本，保证产品质量，提高竞争力。o 维修维修备件规格尺寸通用，实现互换性。备件规格尺寸通用，实现互换性。o 通商贸易通商贸易国内、国际间通用，消除贸易障碍。国内、国际间通用，消除贸易障碍。我国已实现容器零部件标准化的有：我国已实现容器零部件标准化的有：圆筒体圆筒体、封头封头、法兰法兰、支座支座、人孔人孔、

8、手孔手孔、视镜视镜和和液面计液面计等。等。o容器零部件标准化的基本参数公称直径公称直径（DN)公称压力公称压力 (PN)规定规定:（1）圆筒体的公称直径：板卷制的筒体内径； 无缝钢管制的筒体。（2）法兰与其相配的管子或筒体的PN、DN相一致。注意：钢管的DNDi,D0 （ 板 卷 ）无 缝 管筒 体接 管封 头法 兰接 管1. 压力容器的公称直径压力容器的公称直径 钢板卷焊筒体和成型封头的公称直径是内径。钢板卷焊筒体和成型封头的公称直径是内径。300(350)400(450)500(550)600(650)700(750)8009001000(1100)1200(1300)1400(1500)

9、1600(1700)1800(1900)2000(2100)2200(2300)24002500260028003000320034003500360038004000420044004500460048005000520054005500560058006000 压力容器的公称直径压力容器的公称直径/mm/mm注：带括号的公称直径应尽量不采用注：带括号的公称直径应尽量不采用容器直径较小，可直接用无缝钢管制作。此时此时公称直径指钢管外径。无缝钢管制作筒体时容器的公称直径（无缝钢管制作筒体时容器的公称直径（mmmm）159219273325377426无缝钢管和有缝钢管的公称直径是小于外径的一个

10、数值。无缝钢管和有缝钢管的公称直径是小于外径的一个数值。2.压力容器的公称压力压力容器的公称压力工作压力不同，相同公称直径的压力容器其筒体及其零部件的尺寸也不同。工作压力不同，相同公称直径的压力容器其筒体及其零部件的尺寸也不同。将承受的压力范围分为若干个标准压力等级，即公称压力。将承受的压力范围分为若干个标准压力等级，即公称压力。压力容器法兰与管法兰的公称压力压力容器法兰与管法兰的公称压力压力容器法兰0.250.61.01.62.54.06.4管法兰0.250.61.01.62.54.05.0101525（一）（一） 压力容器安全监察的范围压力容器安全监察的范围 同时具备如下条件：同时具备如下

11、条件：( (固定式压力容器固定式压力容器) )(1) 最高工作压力工作压力pw（表压，不含液体静压力）；(2).内直径Di0.15m,且容积容积3;(3).介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点（大气压力下的饱和温度）的液体。 上述压力容器所用的安全附件亦属于本规程管辖范围。压力容器的安全监察.1 工作压力，是指压力容器在正常使用过程中，其顶部可能达到的最高压力（表压力。工作压力，是指压力容器在正常使用过程中，其顶部可能达到的最高压力（表压力。.2 容积：是指压力容器的几何容积，即由设计图样标注的尺寸计算（不考虑制造公差）并且圆整。容积：是指压力容器的几何容积，即由设计图样标注的尺

12、寸计算（不考虑制造公差）并且圆整。一般应当扣除永久连接在容器内部的内件的体积。一般应当扣除永久连接在容器内部的内件的体积。.3 容器内介质为最高工作温度低于其标准备沸点的液体时，如果气相空间容积与工作压力乘积大容器内介质为最高工作温度低于其标准备沸点的液体时，如果气相空间容积与工作压力乘积大于或者等于于或者等于2.5MPaL时，也属于本规程的适用范围时，也属于本规程的适用范围 。 （二）相关法规及常用标准（二）相关法规及常用标准1.基本法规：基本法规：压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程 国家质量技术监督局国家质量技术监督局 19992. 压力容器常用标准：压力容器常用标准：GB1

13、50-98 钢制压力容器国家标准GB151-99 管壳式换热器 国家标准 JB4709-2000 钢制压力容器焊接规程JB4730-2005 压力容器无损检测HG2059220635-97 钢制管法兰、垫片、紧固件JB/T47004707-2000压力容器法兰容器机械设计的基本要求（一）（一） 容器机械设计条件及程序：容器机械设计条件及程序： 1.容器机械设计条件： （1）工艺结构要求及基本工艺尺寸； （2）工作压力、工作温度及工作介质； （3）容器的工作环境、重要程度；3737确定设计依据及相关标准开始选择材料选择材料确定容器类别确定容器类别结构设计结构设计壁厚设计壁厚设计零部件设计零部件设

14、计压力试验核算压力试验核算绘制施工图绘制施工图校核审核结束合格合格不合格不合格批准2. 2.机械设计程序机械设计程序（二）基本要求：（二）基本要求：1.1.强度强度不发生破坏不发生破坏 如焊缝开裂，筒体爆破，螺栓拉断等。如焊缝开裂，筒体爆破，螺栓拉断等。2.2.刚度刚度不发生过大变形不发生过大变形 如塔体倾斜，塔盘下凹等。如塔体倾斜，塔盘下凹等。3.3.稳定性稳定性不发生瘪塌或褶皱不发生瘪塌或褶皱 如卧式容器支座之间的筒体发生瘪塌，气柜抽负瘪塌，塔体支座在起如卧式容器支座之间的筒体发生瘪塌，气柜抽负瘪塌，塔体支座在起吊时发生瘪塌等。吊时发生瘪塌等。38384.4.耐久性耐久性保证使用寿命。一般

15、化工设备设计使用寿命为保证使用寿命。一般化工设备设计使用寿命为10101515年。大多取决于腐蚀情况，有些取年。大多取决于腐蚀情况，有些取决于疲劳、蠕变或振动。决于疲劳、蠕变或振动。5.5.密封性密封性包括内漏和外漏。包括内漏和外漏。39396. 6. 标准化设计标准化设计 法兰、螺栓、封头、筒体、支座、接管、人孔？法兰、螺栓、封头、筒体、支座、接管、人孔？7.7.方便制造、操作与检修，便于运输方便制造、操作与检修，便于运输 操作阀门位于操作台面操作阀门位于操作台面2 2米高，可否？米高，可否？ 储罐内介质脏，设计结构如何考虑？储罐内介质脏，设计结构如何考虑？ 塔高塔高100100米，设计要求整体运输。合理？米，设计要求整体运输。合理？ 壳体的焊缝全部要求双面焊，结构需如何处理？壳体的焊缝全部要求双面焊，结构需如何处理？ 直径直径2 2米的碳钢制容器，壁厚米的碳钢制容器，壁厚2mm2mm就满足强度要求，可否批准？就满足强度要求，可否批准？8.8.技术经济指标合理技