化工设备基础第一章第一讲

第一章化工设备基本知识第一节化工生产(shēngchǎn)对化工设备的基本要求第二节化工容器结构与分类第三节化工容器与设备有关标准规范简介第四节化工设备常用材料第五节金属材料的腐蚀与防护精品资料1石化企业(qǐyè)的雄姿精品资料2石化企业(qǐyè)的雄姿精品资料3化工设备应用(yìngyòng)广泛化工设备是化工工艺的基础,是实现化工生产(shēngchǎn)的重要工具精品资料4化工设备：精品资料5化工设备：精品资料6化工设备：精品资料7第一节化工(huàgōng)生产对化工(huàgōng)设备的基本要求化工生产：是以流程性物料（气体、液体、粉体）为原料，以化学处理和物理处理为手段，以获得设计规定的产品为目的的工业生产。化工机械：是化工生产得以进行的外部条件。化工机械通常(tōngcháng)分为化工设备和化工机器两大类，化工设备指静止设备，如各种塔、器、釜、罐等；化工机器指动设备，如各种压缩机、泵等。先进的化工机械，一方面为化学工艺过程服务，另一方面又促进化学工艺过程的发展。精品资料8化工设备在化工生产(shēngchǎn)中的应用1．对物料进行(jìnxíng)混合-用混合搅拌设备；2．对物料进行(jìnxíng)分离-用分离设备；3．对物料进行(jìnxíng)加热（冷却）-用传热设备；4．物料进行(jìnxíng)化学反应-用反应设备；5．流体的输送-用管道和阀门和储存设备。精品资料9一、化工生产的特点：1、生产的连续性强2．生产的条件苛刻（1）、介质腐蚀性强（2）、温度和压力变化(biànhuà)大3、介质大多易燃易爆有毒性4、生产原理的多样性5、生产的技术含量高精品资料10第一节化工生产对化工设备的基本(jīběn)要求一、化工生产的特点：1、生产的连续性强由于化工生产所处理的大多是气体、液体和粉体，便于输送和控制，处理过程如传质、传热、化学反应可连续进行。为了提高生产效率，节约成本，化工生产过程一般采用连续的工艺流程。在连续性的过程中，每一生产环节都非常重要(zhòngyào)，若出现事故，将破坏连续性生产。精品资料11一、化工生产(shēngchǎn)的特点2．生产的条件苛刻（1）介质腐蚀性强化工生产过程中，有很多介质具有腐蚀性。例如：酸、碱、盐一类的介质，对金属或非金属物件的腐蚀，使机器与设备的使用寿命大为降低。腐蚀生成物的沉积，可能堵塞(dǔsè)机器与设备的通道，破坏正常的工艺条件，影响生产的正常进行。精品资料12一、化工生产(shēngchǎn)的特点（2）温度和压力变化大根据不同的工艺(gōngyì)条件要求，介质的温度和压力各不相同。介质温度从深冷到高温，压力从真空到数百兆帕。使得有的设备要承受高温或高压，有的设备要承受低温或低压。温度和压力的不同，影响到设备的工作条件和材料选择。精品资料13一、化工(huàgōng)生产的特点3、介质大多易燃易爆有毒性化工(huàgōng)生产过程中，有不少介质是容易燃烧和爆炸的，例如氨气、氢气、苯蒸气等均属此类。还有不少介质有较强的毒副作用，如二氧化硫、二氧化氮、硫化氢、一氧化碳等。这些易燃、易爆、有毒性的介质一旦泄漏，不仅会造成环境的污染，而且还可能造成人员伤亡和重大事故的发生。精品资料14一、化工生产(shēngchǎn)的特点4、生产原理的多样性化工(huàgōng)生产过程按作用原理可分为质量传递、热量传递、能量传递和化学反应等若干类型。同一类型中功能原理也多种多样，如传热设备的传热过程，按传热机理又可分为热传导、对流和辐射。故化工(huàgōng)设备的用途、操作条件、结构形式也千差万别。精品资料15一、化工生产(shēngchǎn)的特点5、生产的技术含量高现代(xiàndài)化工生产既包含了先进的生产工艺，又需要先进的生产设备，还离不开先进的控制与检测手段。因此，生产技术含量要求高。并呈现出学科综合，专业复合，化、机、电一体化的发展势态。精品资料16二、化工设备的特点(tèdiǎn)1.功能原理多样化2.外壳(wàiké)多为压力容器3.化工-机械-电气一体化4.设备结构大型化精品资料17二、化工设备的特点1．功能原理多样化因化工生产过程的介质特性、工艺条件、操作方法以及生产能力的差异，致使所使用的化工设备的工作原理、结构特征多种多样，类型(lèixíng)繁多。（如：可利用加热器或冷却器实现无相变的传热；采用冷凝器或重沸器实现有相变的传热。）精品资料18二、化工设备的特点(tèdiǎn)2．外部(wàibù)壳体多是压力容器能够承受压力载荷的外壳即是压力容器精品资料19化工设备:

是化工工艺的基础,是实现(shíxiàn)化工生产的重要工具。压力容器：承受(chéngshòu)一定压力载荷，与外界形成一个封闭系统的外壳。压力容器特点：在高温、高压、高真空、低温、强腐蚀条件下操作，工艺条件苛刻和恶劣，安全性要求极高。精品资料20二、化工设备的特点(tèdiǎn)3．化-机-电技术紧密结合指将化工过程、机械设备及（电）控制技术，实现其技术一体化，对设备操作过程进行控制。如换热器出口温度自动控制方案（用改变(gǎibiàn)热载体的流量或调节工艺介质自身流量来改变(gǎibiàn)换热器的热负荷，保证换热器出口处介质的温度为一稳定值）精品资料21二、化工设备的特点(tèdiǎn)4、设备结构大型化许多行业对使用大型、高负荷的化工设备的需求日增，如乙烯换热器的Dimax=2.4m；国外有Di=6m，δ=450mm，质量=1200t的热壁高压(gāoyā)容器；我国有的设备δmax=200mm，质量=560t。精品资料22压力容器的安全(ānquán)精品资料23压力容器的安全(ānquán)精品资料24三、化工(huàgōng)生产对化工(huàgōng)设备的基本要求（一）.安全性能要求1、化工设备用材具有合适、足够(zúgòu)的强度；（强度过高则抗脆断能力低，对缺陷敏感性就强）2、化工设备用材具有良好的韧性；3、化工设备具有足够(zúgòu)的刚度，以使外压容器或真空容器具有抗失稳能力；4、化工设备具有可靠的密封性；5、化工设备具有良好的耐腐蚀性（选用耐蚀材料或采用防腐蚀措施）精品资料25（二）.工艺性能要求1、达到工艺指标化工设备都有一定的工艺指标要求，以满足生产的需要。如储罐的储存量、换热设备的传热量(rèliàng)、反应设备的反应速度、塔设备的传质效率等。工艺指标达不到要求，将影响整个过程的生产效率，造成经济损失。2、生产效率高、消耗低化工设备的效率用单位时间内单位体积（或面积）所完成的生产任务来衡量。如换热器在单位时间单位传热面积的传热量(rèliàng)、反应器在单位时间单位容积内的产品数量等。消耗是指生产单位质量或体积产品所需要的资源（如原料、燃料、电能等）。设计时应从工艺、结构等方面来考虑提高化工设备的生产效率和降低消耗。精品资料262、生产效率高、消耗低化工设备的效率用单位时间内单位体积（或面积）所完成(wánchéng)的生产任务来衡量。如换热器在单位时间单位传热面积的传热量、反应器在单位时间单位容积内的产品数量等。消耗是指生产单位质量或体积产品所需要的资源（如原料、燃料、电能等）。设计时应从工艺、结构等方面来考虑提高化工设备的生产效率和降低消耗。精品资料27（三）、使用性能要求1、结构合理、制造简单化工设备的结构要紧凑、设计要合理、材料利用率要高。制造方法要有利于实现机械化、自动化，有利于成批生产，以降低生产成本。2、运输与安装方便化工设备一般由机械制造厂生产，再运至使用单位安装。对于中小型设备运输安装一般比较方便，但对于大型设备，应考虑运输的可行性，如运载工具的能力、空间大小、码头深度、桥梁与路面(lùmiàn)的承载能力、吊装设备的吨位等。对于特大型设备或有特殊要求的设备，则应考虑采用现场组装的条件和方法。精品资料283.操作、控制、维护简便化工设备的操作程序和方法要简单，最好能设有防止错误操作的报警装置。设备上要有测量、报警和调节装置，能检测流量、温度、压力、浓度、液位等状态参数，当操作过程中出现超温、超压和其他异常情况时，能发出警报信号，并可对操作状态进行调节。（四）经济性能要求在满足安全性、工艺性、使用性的前提下，应尽量减少化工设备的基建投资和日常维护、操作费用(fèiyong)，并使设备在使用期内安全运行，以获得较好的经济效益。精品资料29第二节化工(huàgōng)容器结构与分类一、化工(huàgōng)容器的基本结构化工容器一般由以下几部分组成：1.筒体2.封头3.密封装置（法兰、密封元件、紧固件）4.开孔（工艺开孔、人/手孔）5.接管6.支座附件7.安全附件（安全阀、爆破片）8.测量与控制仪表精品资料30精品资料31第二节化工(huàgōng)容器结构与分类一、化工(huàgōng)容器的基本结构精品资料32精品资料331、筒体筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反应抽需要的工作空间，是化工容器(róngqì)最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需由工艺计算确定。圆柱形筒体和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。第二节化工容器结构(jiégòu)与分类一、化工容器的基本结构精品资料34第二节化工容器结构(jiégòu)与分类2、封头根据几何形状(xíngzhuàn)的不同，封头可以分为球形、椭圆形、蝶形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中以椭圆形封头应用最多。封头与筒体的连接方式有可拆连接（即法兰连接方式）与不可拆连接（即焊接方式）两种。封头执行的标准：GB/T25198-2010（JB/T4746-2002）一、化工容器的基本结构精品资料35第二节化工(huàgōng)容器结构与分类3、密封装置(zhuāngzhì)压力容器法兰连接的密封处、管法兰连接的密封处及人孔、手孔与其孔盖连接的密封处，均为密封连接装置(zhuāngzhì)。各密封连接装置(zhuāngzhì)可靠，压力容器才能安全运行。可以说化工容器能否正常安全地运行在很大程度上取决于密封装置(zhuāngzhì)的可靠性。一、化工容器的基本结构精品资料364、开孔与接管化工容器中，由于工艺(gōngyì)要求和检修及监测的需要，常在筒体或封头上开设各种大小的孔或安装接管，如人孔、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。接管法兰执行的标准：HG20592-2009接管材料执行的标准：GB8163-200（δ≤10mm）GB9948-2013（δ＞10mm）第二节化工容器(róngqì)结构与分类一、化工容器的基本结构精品资料375、支座化工容器靠支座支承并固定在基础上。随安装位置不同，化工容器支座分立式(lìshì)容器支座和卧式容器支座两类，其中立式(lìshì)容器支座又有腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座四种。大型容器一般采用裙式支座。卧式容器支座有支承式、鞍式和圈式支座三种；以鞍式支座应用最多。而球形容器多采用柱式或裙式支座。第二节化工容器结构(jiégòu)与分类一、化工容器的基本结构精品资料385、支座(zhīzuò)（1）立式容器支座(zhīzuò)（腿式、支承式、耳式、裙式支座(zhīzuò)）（2）卧式容器支座(zhīzuò)（支承式、鞍式、圈式）（3）球形容器多采用柱式或裙式支座(zhīzuò)。支座(zhīzuò)执行的标准：JB/T4712.1-2007容器支座(zhīzuò)第1部分：鞍式支座(zhīzuò)JB/T4712.2-2007容器支座(zhīzuò)第2部分：腿式支座(zhīzuò)JB/T4712.3-2007容器支座(zhīzuò)第3部分：耳式支座(zhīzuò)JB/T4712.4-2007容器支座(zhīzuò)第4部分：支承式支座(zhīzuò)第二节化工容器(róngqì)结构与分类一、化工容器的基本结构精品资料396、安全附件由于(yóuyú)化工容器的使用特点及其内部介质的化学工艺特性，往往需要在容器上设置一些安全装置和测量、控制仪表来监控工作介质的参数，以保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。化工容器的安全装置主要有：安全阀、爆破片、紧急切断阀、安全联锁装置、压力表、液面计、测量仪表等。第二节化工容器结构(jiégòu)与分类一、化工容器的基本结构精品资料40精品资料41练习(liànxí):1.画出压力容器结构图并标出零部件名称精品资料421、按压力(yālì)等级分类化工容器按承压方式可分为内压容器与外压容器内压容器又可按设计压力(yālì)大小分为四个压力(yālì)等级，具体划分如下：低压容器（代号L）0.1MPa≤p＜1.6MPa。中压容器（代号M）1.6MPa≤p＜10.0MPa。高压容器（代号H）10.0MPa≤p＜100MPa。超高压容器（代号U）p≥100MPa。第二节化工(huàgōng)容器结构与分类二、化工容器与设备的分类精品资料43第二节化工容器(róngqì)结构与分类二、化工(huàgōng)容器与设备的分类精品资料44（1）反应容器（代号(dàihào)R），主要是用于完成介质的物理、化学反应的容器，如各种反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、煤气发生炉等；（2）换热容器（代号(dàihào)E），主要是用于完成介质的热量交换的容器，如各种热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器等；第二节化工容器(róngqì)结构与分类二、化工容器与设备的分类精品资料45（3）分离容器（代号S），主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的容器。即从混合物中分出一种所需的组分，或除去某些有害的杂质，如各种分离器、过滤器、蒸发器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等；（4）储存容器（代号C、其中球罐代号B），主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的容器。如各种型式(xínɡshì)的储罐、缓冲罐、消毒锅、印染机、烘缸、蒸锅等。第二节化工(huàgōng)容器结构与分类二、化工容器与设备的分类精品资料463、按工作温度分类低温(dīwēn)容器设计温度≤-20℃。常温容器设计温度≤-20～200℃。中温容器设计温度≤200～450℃。高温容器设计温度＞450℃第二节化工容器结构(jiégòu)与分类二、化工容器与设备的分类精品资料474、按相对壁厚分类薄壁容器K=D0/Di≤1.2或δn/Di≤0.1厚壁容器K=D0/Di＞1.2或δn/Di＞0.15、按支承形式分类立式(lìshì)容器（用立式(lìshì)支座支承的容器）卧式容器（卧立式(lìshì)支座支承的容器）第二节化工容器结构(jiégòu)与分类二、化工容器与设备的分类精品资料486、按压力容器的制造材料分类钢制容器铸铁(zhùtiě)容器有色金属容器非金属容器第二节化工容器结构(jiégòu)与分类二、化工容器与设备的分类精品资料497、按压力容器的几何(jǐhé)形状分类圆柱形容器球形容器椭圆形容器锥形容器矩形容器第二节化工容器(róngqì)结构与分类二、化工容器与设备的分类精品资料508、按压力容器的使用(shǐyòng)方式分类固定式容器移动式容器二、化工(huàgōng)容器与设备的分类第二节化工容器结构与分类精品资料519、按《固定式压力容器安全技术监察规程》分类特种设备安全技术规范TSGR0004-2009本规程于2009年8月31日由中华人民共和国国家(guójiā)质量监督检验检疫总局颁布，自2009年12月1日起施行。按管理方式分为：第Ⅰ类压力容器、第Ⅱ类压力容器、第Ⅲ类压力容器。将压力容器划分为三类的依据是：设计压力、容积和介质危害性三个因素决定压力容器类别，不再考虑容器在生产过程中的作用、材料强度等级、结构形式等因素。第二节化工(huàgōng)容器结构与分类二、化工容器与设备的分类精品资料52分类(fēnlèi)方法：根据压力容器盛装介质的危害性进行介质分组、按设计压力、容积（或者PV值）进行类别划分，以坐标图表的方式确定。坐标点位于图中分类(fēnlèi)线时按较高类别确定。设计图样中技术特性表中的容器类别应按Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类的型式标注。1．压力容器类别划分1.1介质分组压力容器的介质分为以下两组，包括气体、液化气体以及最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体：第一组介质，毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质，易爆介质、液化气体。第二组介质，除第一组以外的介质。精品资料531.2介质危害性介质危害性指压力容器在生产过程中因事故致使介质与人体大量接触，发生爆炸或者因经常泄漏引起职业性慢性危害的严重(yánzhòng)程度，用介质毒性程度和爆炸危害程度表示。1.2.1毒性程度综合考虑急性毒性、最高容许浓度和职业性慢性危害等因素，极度危害最高容许浓度小于0.1mg/m3，如氟、氢氟酸、光气等（属剧毒介质）；高度危害最高容许浓度0.1mg/m3~1.0mg/m3，如氟化氢、碳酰氟、氯等（属剧毒介质）；中度危害最高容许浓度1.0mg/m3~10.0mg/m3，如二氧化硫、氨、一氧化碳、甲醇、氯乙烯、乙炔、二硫化碳、氧乙烯、硫化乙烯等（属有毒介质）；轻度危害最高容许浓度大于或者等于10.0mg/m3，如氢氧化钠、四氟乙烯、丙酮等（属轻度毒性介质）。精品资料541.2.2易爆介质指气体或者液体的蒸汽、薄雾与空气混合形成的爆炸混合物，并且其爆炸下限小于10%，或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于20%的介质。（如一甲胺、乙烯、乙烷、丙烷(bǐnɡwán)、丁烷、环氧乙烷、三甲胺、丁二烯等）1.2.3介质毒性危害程度和爆炸危险程度的确定按照HG20660-2000《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》确定。HG20660没有规定的，由压力容器设计单位参照GB5044-85《职业性接触毒物危害程度分级》的原则，决定介质组别。精品资料551.3压力(yālì)容器类别划分方法1.3.1基本划分压力(yālì)容器类别的划分应当根据介质特性，按照以下要求选择类别划分图，再根据设计压力(yālì)P（单位MPa）和容积（单位L），标出坐标点，确定压力(yālì)容器类别：第一组介质，压力(yālì)容器类别的划分见图A-1第二组介质，压力(yālì)容器类别的划分见图A-2精品资料56图A-1压力容器类别划分(huàfēn)图-第一组介质精品资料57图A-2压力容器类别(lèibié)划分图-第二组介质精品资料58压力容器类别划分举例：（1）一反应容器，工作压力Pw=0.2MPa，设计压力P=0.22MPa，介质为极度危害，设计温度为50℃，容积(róngjī)V=1.0m3。老《容规》三类（毒性程度为极度危害介质，且PV乘积大于等于0.2MPa.m3低压压力容器）新《容规》第Ⅱ类（图一）（2）一塔式容器，设计压力P=1.5MPa，筒体直径φ=4800mm，筒体高度60m，容积(róngjī)1085m3，介质易燃。老《容规》一类（低压容器）精品资料591.3.2多腔压力容器类别划分多腔压力容器（如换热器的管程和壳程、夹套容器等）按照类别高的压力腔作为该容器的类别并且按照该类别进行(jìnxíng)使用管理。但是应当按照每个压力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。对各压力腔进行(jìnxíng)类别划定时，设计压力取本压力腔的设计压力，容积取本压力腔的几何容积。1.3.3同腔多种介质压力容器类别划分（指混合物）一个压力腔内有多种介质时，按照组别高的介质划分类别。精品资料601.3.4介质含量极小的压力容器类别划分当某一危害性物质在介质中含量极小时，应当根据其危害程度及其含量综合考虑，按照压力容器设计单位决定的介质组别划分类别。1.3.5特殊情况的类别划分（1）坐标点位于(wèiyú)图A-1或者A-2的分类线上时，按照较高的类别划分其类别；（2）本规程1.4范围内的压力容器统一划分为第Ⅰ类压力容器。精品资料61精品资料62一、常用材料标准1、常用钢板标准（1）碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带（GB912-2008）本标准规定了碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带尺寸、外形(wàixínɡ)、技术要求、试验方法、检验规则等。本标准适用于厚度不大于4mm的碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带。第三节化工容器与设备(shèbèi)有关标准规范简介精品资料63一、常用材料(cáiliào)标准1、常用钢板标准（2）碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带（GB3274-2007）本标准规定了碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带的技术条件。本标准适用于厚度大于4~200mm的普通碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和厚度大于4~25mm热轧钢带。第三节化工容器(róngqì)与设备有关标准规范简介精品资料641、常用钢板标准（3）不锈钢热轧钢板（GB/T4237-2007）代替GB/T4237-1984GB/T4237-1992于2007-03-09发布，2007-10-01实施本标准规定了不锈钢热轧钢板和钢带的牌号、尺寸、允许偏差及外形(wàixínɡ)、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及产品质量证明书。本标准适用于耐腐蚀不锈钢热轧厚钢板、耐腐蚀不锈钢热轧宽钢带及其卷切定尺钢板、纵剪，也适用于耐腐蚀不锈钢热轧窄钢带及其卷切定尺钢带。第三节化工容器与设备有关(yǒuguān)标准规范简介精品资料65（4）锅炉和压力容器用钢板（GB713-2008）本标准规定了锅炉和压力容器用钢板的尺寸、外形、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书。本标准适用于锅炉及其附件和中常压力容器的受压元件用厚度为3mm～200mm的钢板。牌号的表示方法：碳素钢和低合金高强度钢牌号用屈服强度值和“屈”字、压力容器“容”字的汉语拼音首位字母(zìmǔ)表示。例如：Q245R、Q345R；钼钢、铬-钼钢的牌号，用平均含C量和合金元素字母(zìmǔ)、压力容器“容”字的汉语拼音首位字母(zìmǔ)表示。例如：15CrMoR。第三节化工容器与设备(shèbèi)有关标准规范简介精品资料66第三节化工容器与设备有关(yǒuguān)标准规范简介1、常用钢板标准（5）《承压设备用不锈钢板及钢带》（GB24511-2009）于2009年10月30日发布，2010年6月1日实施。该标准是锅炉压力容器专用的不锈钢板及钢带标准，本标准规定了承压设备用不锈钢钢板及钢带的分类和代号、尺寸、外形及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及产品质量证明书等内容。本标准适用(shìyòng)于宽度不小于600mm的承压设备用热轧、冷轧不锈钢钢板及钢带(含卷切钢板)。精品资料67第三节化工容器与设备(shèbèi)有关标准规范简介2．钢管钢管在化工机械装备中应用较多，如各种接管和流体输送管道、换热器的换热管、小型设备的筒体等，应用较多的钢管品种有：（1）输送流体用无缝钢管（GB/T8163-2008）代替GB/T8163-1999、GB/T8163-19872008-08-19发布2009-04-01实施本标准规定了输送流体用无缝钢管的订货内容、尺寸、外形(wàixínɡ)、重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书。本标准适用于输送流体用一般无缝钢管。GB/T8163-2008标准中包含的钢管牌号为：10、20、Q295、Q345、Q390、Q420、Q460七种。精品资料68第三节化工容器与设备有关(yǒuguān)标准规范简介2．钢管（2）石油裂化用无缝钢管(wúfèngɡānɡɡuǎn)（GB9948-2006）主要用于石油炼制厂的炉管、热交换管和管道用无缝钢管(wúfèngɡānɡɡuǎn)，其代表材质为：优质碳素钢10、20；合金钢12CrMo、15CrMo；耐热钢1Cr2Mo、1Cr5Mo；不锈钢1Cr19Ni9、1Cr19Ni11Nb。精品资料69第三节化工容器(róngqì)与设备有关标准规范简介2．钢管（3）化肥设备(shèbèi)用高压无缝钢管（GB6479-2000）该标准适用于工作温度为-40~400℃、工作压力为10~30MPa的化工设备(shèbèi)和管道用优质碳素结构钢和合金钢的无缝钢管。牌号有20#、16Mn、15CrMo,12CrMo、12Cr2Mo等。精品资料70第三节化工容器(róngqì)与设备有关标准规范简介（4）高压锅炉用无缝钢管（GB5310-2008）主要用来制造高压及其以上压力的蒸汽锅炉管道等用的优质碳素结构钢、合金结构钢和不锈耐热钢高压无缝管、这些锅炉管经常在高温(gāowēn)和高压下工作、管子在高温(gāowēn)烟气和水蒸汽的作用下还会发生氧化和腐蚀，因此要求钢管有高的持久强度、高的抗氧化性能，并具有良好的组织稳定性，采用钢号有：优质碳素钢20G、20MnG、25MnG；合金钢15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB等；不锈耐热钢1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb，高压锅炉管除保证化学成分和机械性能外，要逐根做水压试验，要作扩口、压扁试验，高压无缝管以热处理状态交货。精品资料71第三节化工容器与设备有关(yǒuguān)标准规范简介2．钢管（5）流体输送用不锈钢无缝钢管（GB/T14976-2002）中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2002-09-11发布，2003-02-01实施(shíshī)本标准规定了流体输送用不锈钢无缝钢管的尺寸、外形、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及质量说明书。本标准适用于流体输送用不锈钢无缝钢管。精品资料72标记示例：WC00Cr17Ni14Mo2-25×2×6000-GB/T14976-2002代表用00Cr17Ni14Mo2钢制造的，外径为25mm，壁厚为2mm，定尺长度(chángdù)为6000mm，尺寸精度为普通级的冷拔（轧）无缝钢管；WC00Cr17Ni14Mo2-25（PC）×2×6000-GB/T14976-2002代表用00Cr17Ni14Mo2钢制造的，外径为25mm，壁厚为2mm，定尺长度(chángdù)为6000mm，尺寸精度为高级的冷拔（轧）无缝钢管。钢管按产品加工方式分为两类，类别和代号为：热轧（挤、扩）WH；冷拔（轧）WC钢管按尺寸精度分为二级：普通级PA；高级PC第三节化工容器与设备有关(yǒuguān)标准规范简介精品资料73第三节化工(huàgōng)容器与设备有关标准规范简介2．钢管（6）锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管（GB13296-2007）中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布2007-03-09发布2007-10-01实施范围：锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管的分类、代号、尺寸、外形、重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志(biāozhì)和质量证明书。本标准适用于锅炉、热交换器用奥氏体、铁素体不锈钢无缝管。精品资料74第三节化工容器与设备(shèbèi)有关标准规范简介二、压力容器规范简介压力容器规范基本上有两种类型：一种是开放型的，即每个标准只能解决特定的技术问题，我国GBl50《钢制压力容器》即属此类，因此，解决化工容器设计中的所有问题，要与一系列相关标准配套使用。另一种是封闭型的，即通过某一标准，基本上可以处理化工容器设计中的所有问题，其代表性的标准即美国ASME锅炉及压力容器规范。该规范是建造压力容器安全运行的必要规则，它明确指出，所谓(suǒwèi)建造，是包括材料、设计、制造、检验、检查、试验、认证和泄压在内的一个含义广泛的名词。精品资料75第三节化工容器与设备(shèbèi)有关标准规范简介压力容器标准和规范使用1）满足标准和规范的基本要求；2）“创造性”地使用标准和规范；3）了解(liǎojiě)标准和规范的变动情况，采用最新版本的标准和规范。精品资料76（1）国内压力容器标准（一）、GB150GBl50《钢制压力容器》是在一系列原规定的基础上逐步发展起来的，最初始于1967年的原化工部《钢制化工容器设计规定(试行)》，该规定主要吸收了美国ASME锅炉及压力容器规范的有关内容，也吸收了英国BS5500非直接火压力容器以及原苏联锅炉规范的部分内容，主要包括设计计算部分。版本发展：1982年、1985年两次修订改版(ɡǎibǎn)，直至1989年出版的由全国压力容器标准化技术委员会制订的GBl50-89《钢制压力容器》，包括了设计、制造、检验等有关方面的内容，至1998年再次修订改版(ɡǎibǎn)，即GBl50-1998《钢制压力容器》的现行标准。精品资料77GB150从总体上参照了ASME《锅炉及压力容器规范》第Ⅷ卷第1册（压力容器建造规则）和第Ⅷ卷第2册（压力容器建造另一规则）的有关内容，只是在某些部分根据我国国情作了必要的调整或另行规定。GB150属于按“规则设计”的规范，它只涉及(shèjí)压力容器中主要受压元件的设计、制造和检验方面的内容。对于某些特定容器或元件，则另有相关标准主要的如：GBl51-1999《管壳式换热器》GBl2337-1998《钢制球形储罐》等。和ASME规范相对应，在1995年，由原中国石油化工总公司、劳动部、原化学工业部、原机械工业部等联合颁布了JB4732-95《钢制压力容器-分析设计标准》，和GBl50相类似，它从总体上参照了ASMEⅧ-2，并根据国情而调整、补充了某些内容。精品资料78GB150-1998《钢制压力容器》是具有法律效用、强制性的压力容器设计核心标准。该标准规定了钢制压力容器的设计、制造、检验及验收要求。共有十章，其中第一至第九章都是关于设计的；第十章是关于制造、检验和验收的。该标准用于中、低压内压容器设计时，它是以弹性失效设计准则为依据；该标准用于真空或外压容器设计时，它是以失稳失效设计准则为依据；1）GB150主要(zhǔyào)考虑容器承受的载荷是：静载荷；对高大容器也考虑了风载荷和地震载荷。精品资料792）、GB150-1998使用范围(fànwéi)：（a）设计压力范围(fànwéi)：适用于设计压力P≤35MPa的钢制压力容器的设计、制造检验及验收（b）设计温度范围(fànwéi)：（根据钢材允许使用的温度确定）（钢材允许使用的最低温度-196℃≤设计温度t≤t蠕变钢材的蠕变温度）3)、GB150-1998标准不适用于下列容器：(a)直接用火焰加热的容器、(b)核能装置中的容器、泵、压缩机、涡轮机及液压缸等旋转或往复运动的机械设备中自成体系或作为部件的受压器室、(c)经常搬运的容器(d)Di＜150㎜的容器、(e)设计压力P＜0.15MPa的容器（表压值）、(f)真空度＜0.02MPa的容器、(g)要求做疲劳分析的容器。（h）及其他行业管辖的压力容器等。精品资料804)、GB150-1998标准管辖范围：容器与外部管道连接：a）焊接连接的第一道环向接头坡口端面(duānmiàn)；b）螺纹连接的第一个螺纹接头端面(duānmiàn)；c）法兰连接的第一个法兰密封面；d）专用连接件或管件连接的第一个密封面。接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及紧固件。非受压元件与受压元件的连接焊缝。直接连接在容器上的非受压元件如支座、裙座等。容器的超压泄放装置。精品资料815）、规范组成：GB150-1998主要包括内/外压筒体、封头和球壳的设计计算、零部件结构和尺寸的具体规定、密封(mìfēng)设计、超压泄放装置的设置以及容器的制造、检验与验收要求等技术内容。由正文、附录、和提示性附录组成。附录补充件包括：超压泄放装置、低温压力容器（t≤-20℃）、非圆形截面容器、U形膨胀节、密封(mìfēng)结构设计、焊接接头设计、渗透探伤、钢材高温性能等。*为使GB150满足《固容规》的规定，结合近些年有色金属压力容器的进展，中国正在修订GB150钢制压力容器，新的GB150将改名《压力容器》，由GB150.1《通用要求》；GB150.2《材料》；GB150.3《设计》；GB150.4《制造、检验验收》等四部分组成。精品资料82由全国锅炉压力容器标准化技术委员会负责制修订的GB150.1~GB150.4-2011《压力容器》标准已由国家标准化管理委员会于2011年11月21日以国标委【2011年第18号公告】正式发布，2012年03月01日实施。GB150.1~GB150.4-2011《压力容器》作为我国压力容器建造的基础标准替代了原GB150-1998《钢制压力容器》。在标准形式构成上分成了：通用要求、材料、设计、制造检验和验收4个部分，并增加了“以验证性爆破试验确定容器设计压力”、“对比经验设计方法”、“局部结构应力分析和评定”、“风险(fēngxiǎn)评估报告”、“高合金钢号近似对照”、“Q235系列钢板的使用规定”等附录。精品资料83该标准从内容上扩大了标准的适用范围，修订了确定许用应力的安全系数，增加了采用标准规定以外的设计方法(fāngfǎ)的实施细则，以及编制风险评估报告的基本要求、钢带错绕筒体设计等内容。材料部分对引用文件中的钢材标准全部进行了更新；设计部分对外压曲线进行了修订，对开孔补强计算方法(fāngfǎ)内容进行了扩充，增加了整体法兰的刚度校核要求，对特殊结构的计算给出了相应的计算方法(fāngfǎ)。制造检验验收部分增加了无损检测方法(fāngfǎ)的选择、实施时机，气液组合试验的规定，调整了全部射线或超声检测、局部射线或超声检测和表面检测的范围，增加了对射线和超声技术等级的要求。并对其他一些技术内容进行了增加和修订，与《固定式压力容器安全技术监察规程》相协调。精品资料846）、GB150设计准则及与ASMEⅧ-1的异同之处(1)、GB150与ASMEⅧ-1相同处：GB150：用于中、低压的内压容器设计时，它是以第一强度理论为设计准则（最大拉应力理论），将其最大主应力限制在许用应力之内（即要求б1＜〔б〕），它是以弹性失效设计准则为依据；它的基本思路与ASMEⅧ-1相同；（2）GB150与ASMEⅧ-1不同之处有：(a)中国GB150安全系数取nb=3，美国ASMEⅧ-1取nb=4;(b)GB150对局部应力参照“应力分析设计方法”做了适当的处理，采用(cǎiyòng)第三强度理论（即最大剪应力理论），允许一些特定的局部应力超过材料的屈服点。精品资料85（二）、JB4732《钢制压力容器-分析设计标准》1）JB4732设计标准的设计基本思路与美国ASMEⅧ-2相同，是基于塑性失效准则的分析设计标准，是以应力分析为基础。2）JB4732标准适用范围：(1)设计压力0.1MPa≤P≤100MPa；(2)设计温度t：低于以钢材(gāngcái)蠕变控制其许用应力强度的相应温度。（即利用钢材(gāngcái)的蠕变极限确定的许用应力的相应的温度）最高不超过475℃。设计准则：塑性失效、失稳失效和疲劳失效设计准则，局部应力采用极限分析和安定性分析结果来评定。（4）应力分析方法：采用最大剪应力理论。弹性有限元法，塑性分析，弹性理论和板壳理论公式。精品资料863）JB4732-1995标准不适用的范围：（1）核能装置中的容器；（2）经常搬运的容器；（3）泵、压缩机、涡轮机及液压缸等旋转或往复运动的机械设备中自成整体或作为(zuòwéi)部件的受压容器；（4）直径Di＜150mm的任何长度的容器。※4）JB4732-1995与GB150主要区别：利用JB4732-1995所设计的容器壁厚较薄，重量较轻，可节约材料20﹪～30﹪，但对容器的选材、制造、检验、验收等要求更高。所以，多数用于质量大、结构复杂、操作参数较高或需要做疲劳分析的压力容器的设计。精品资料87（三）GB151-1999《管壳式换热器》是钢制管壳式换热器方面的标准，是其设计、制造、检验与验收、安装、试车和维护的基本依据。其附录包括有：低温管壳式换热器；换热管与管板接头的焊接工艺评定；管板与圆筒、管箱的连接；螺纹换热管、管束振动、壁温计算、管子特性(tèxìng)表及垫片等内容。精品资料88（四）、《固定式压力容器安全技术监察规程》-2009是对压力容器安全管理，实施安全技术监督的技术法规(fǎguī)。国家质量技术监督局，根据压力容器产品使用的标准及技术法规(fǎguī)来控制、监督压力容器的设计、制造、检验等各个环节。（1）《容规》的制修订历史情况：□1981年颁布，1982年4月正式实施《压力容器安全监察规程》。□第1次修订于1991年1月正式实施。更名为《压力容器安全技术监察规程》。90版□1999年进行第2次修订，于2000年1月1日起正式实施。□本次修订为第3次修订，转化为特种设备安全技术规范TSG，于2009年12月1日起正式实施。精品资料89（2）本次容规修订背景10年以来我国压力容器的技术发生了较大的变化：压力容器的大型化、高参数、长周期趋势□《特种设备安全监察条例》的颁布：□国际安全法规和标准技术内容的变化：1997年欧盟颁布了PED，同时实施了以技术法规为基本安全要求(yāoqiú)、相关标准为技术支撑的安全保障体系。□安全管理理念和高效率的安全监察的需要：强调本质安全、基于失效模式的设计、基于失效模式的检验□国际贸易的需要：精品资料90（3）《容规》在特种设备安全监察法规中的作用1）我国特种设备法规体系的构成（五个层次）法律-全国人大通过的法律（调整特种设备安全各方面关系(guānxì)，明确各方面责任，解决安全监察工作法律地位问题）行政法规-国务院批准的条例或地方法规（为安全监察工作的依据，解决安全监察制度的建立问题）行政规章-主管部门制定的规章（管理要求，解决安全监察工作程序问题）安全技术规范-各项技术规程、规则（安全监察工作的主体，解决特种设备安全性能基本要求问题）TSG－特种设备安全技术规范相关技术标准-（基础，解决特种设备安全监察的技术支撑问题）精品资料912）《容规》在压力容器设计中的地位□作为安全技术规范，是对设计人员在设计工作中的强制性约束因素(yīnsù)。□压力容器的设计、制造（含现场组焊）、安装、改造、维修、