压力容器设计的基本思路课件

1压力容器设计的基本思路21、前言2、设计参数、容器类别和设计标准的确定3、设计标准体系4、结构型式5、材料选择6、强度计算（应力分析）7、压力容器附件的选择8、安全附件的配用9、制造技术要求的编制31、前言

压力容器:是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器。5压力容器设计的基本思路：设计参数、容器类别和设计标准的确定结构型式选择主体尺寸确定材料的选择强度计算（应力分析）初步设计和施工图设计容器附件的选择安全附件的配用制造、检验和验收的技术条件的编制。62、设计参数、容器类别和设计标准的确定2.1主要设计参数的确定主要设计参数：设计压力、设计温度、厚度附加量等设计压力：指设定容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不得低于工作压力。7内压容器的设计压力一般确定原则：当压力容器无安全泄放装置时，容器的设计压力取(1.0～1.1)工作压力。中低压容器设计压力取1.10倍工作压力，高压容器取1.05倍工作压力；当压力容器装有安全阀时，其设计压力不得低于（等于或稍大于）安全阀开启压力（安全阀开启压力取1.05～1.10倍工作压力）；当压力容器装有爆破片时，其设计压力取爆破片设计爆破压力加上制造范围上限。9设计温度指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。设计温度不得低于元件金属在工作状态下可能达到的最高温度。对于0℃以下的金属温度，设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。压力容器安装在室外,当壳体的金属温度受大气环境气温条件所影响时,其最低设计温度,取历年来月平均温度的最低值作为最低设计温度；容器内介质用蒸汽直接加热或被内置加热元件间接加热时，设计温度不得低于最高工作温度。10介质工作温度T设计温度（注：当最高或最低工作温度不明确时按II确定）IIIT<-20℃介质最低工作温度介质工作温度减0～10℃-20<T<15℃介质最低工作温度介质工作温度减5～10℃T>15℃介质最高工作温度介质工作温度加15～30℃设计温度确定一般经验：11设计温度与设计压力组合应以容器运行中设计压力条件下的对应的操作温度作为设计温度的基础,由此确定的设计压力、设计温度能使容器经受最苛刻的运行条件介质：饱和水蒸汽工作压力：0.2MPa工作温度：68.7℃以压强为标准介质：饱和水蒸汽设计压力：0.3MPa设计温度：75.4℃13腐蚀程度不腐蚀轻微腐蚀腐蚀重腐蚀腐蚀速率（mm/年）<0.050.05～0.130.13～0.25>0.25腐蚀裕量（mm）0≥1≥2≥314与工作介质接触的圆筒、封头、接管、人孔及内部构件等均考虑腐蚀裕量。用涂刷涂料可以有效防止环境腐蚀的容器外部构件，如支座、支腿、底板、托架、塔顶吊架等原则上不考虑腐蚀裕量，但不包括裙座。容器地脚螺栓根径的腐蚀裕量一般取3mm；碳钢、低合金钢裙座圆筒的腐蚀裕量应不小于2mm。15下列情况不考虑腐蚀裕量：介质对不锈钢无腐蚀作用，指不锈钢、不锈钢复合管板或有不锈钢堆焊的元件；有可靠耐腐蚀衬里的基体材料，如，衬铅、衬橡胶、衬塑料等；法兰的密封面；管壳式换热器的换热管、拉杆、定距管、折流板和支承板。172.3设计标准的确定

根据委托方提供的操作要求，确认是否存在压力或温度波动，并根据变动频率及变化范围，从而确定容器设计的基础标准。常规设计：GB150-1998分析设计：JB4732-1995有时为了减轻设备重量，提高其经济合理性，也可采用分析设计方法对常规设计能实现的设备进行设计。183、设计标准体系压力容器设计应遵循的基本法规和规程：《特种设备安全监察条例》TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0005-2011《移动式压力容器安全技术监察规程》TSGR0003-2007《简单压力容器安全技术监察规程》TSGR1001-2008《压力容器压力管道设计许可规则》《液化气体汽车罐车安全监察规程》压力容器设计基础标准：GB150-1998《钢制压力容器》JB4732-1995《钢制压力容器-分析设计标准》（2005年确认版）19固定式压力容器主要产品标准：GB151-1999《管壳式换热器》GB12337-1998《钢制球形储罐》JB4731-2005《钢制卧式容器》JB4710-2005《钢制塔式容器》JB/T4734-2002《铝制焊接容器》JB/T4745-2002《钛制焊接容器》NB/T47012-2010(JB/T4750)《制冷装置用压力容器》JB/T4755-2006《铜制压力容器》JB/T4756-2006《镍及镍合金制压力容器》NB/T47011-2010《锆制压力容器》21主要配套标准：封头、法兰、支座、补强圈、吊耳、材料、焊接标准等：GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》GB19189-2003《压力容器用调质高强度钢板》GB3531-2008《低温压力容器用低合金钢钢板》GB24511-2009《承压设备用不锈钢钢板及钢带》GB24510-2009《低温压力容器用9%Ni钢板》NB/T47008-2010（JB/T4726）《承压设备用碳素钢和合金钢锻件》NB/T47009-2010（JB/T4727）《低温承压设备用低合金钢锻件》NB/T47010-2010（JB/T4728）《承压设备用不锈钢和耐热钢锻件》22GB/T25198-2010《压力容器封头》JB4700～4707-2000《压力容器法兰》HG/T21514～21535-2005《钢制人孔和手孔》HG/T20592～20635-2009《钢制管法兰、垫片、紧固件》JB/T4712.1-4712.4-2007《容器支座》JB/T4736-2002《补强圈》HG/T21574-2008《化工设备吊耳及工程技术要求》GB16749-1997《压力容器波形膨胀节》NB/T47014-2011（JB/T4708）《承压设备焊接工艺评定》NB/T47015-2011（JB/T4709）《压力容器焊接规程》NB/T47016-2011（JB/T4744）《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》23其他主要相关标准：HG/T20580-2011《钢制化工容器设计基础规定》HG/T20581-2011《钢制化工容器材料选用规定》HG/T20582-2011《钢制化工容器强度计算规定》HG/T20583-2011《钢制化工容器结构设计规定》HG/T20584-2011《钢制化工容器制造技术规定》HG/T20585-2011《钢制低温压力容器技术规定》JB/T4730-2005《承压设备无损检测》GB50094-2010《球形储罐施工规范》JB/T4711-2003《压力容器涂敷与运输包装》255、材料选择压力容器用材的主要选择依据：容器的操作条件，如温度、压力介质、操作特点和结构特点；材料的力学性能；材料的耐腐蚀性能，包括选材、防腐结构、腐蚀裕量、条件控制等；材料的加工性能，如可焊性、冷热加工成型性等；材料的价格及来源；同一工程设计中用材尽量统一；尽量选用压力容器标准规范推荐的材料及国内材料标准中已有的材料；尽量采用国产材料。26从性能方面考虑，受压元件用材应有：较大的塑性储备；较高的韧性；较好的成型性能和焊接性能。296、强度计算（应力分析）强度计算书中应包括：设计条件、所用规范和标准、材料、腐蚀裕量、计算厚度、名义厚度、计算应力、开孔补强等。装设安全泄放装置的压力容器，还应计算压力容器安全泄放量、安全阀排量和爆破片泄放面积。当采用计算机软件进行计算时，软件必须“全国锅炉压力容器标准化技术委员会”评审鉴定，并在国家质量监督检验检疫总局特种设备局认证备案，打印结果中应有软件程序编号、输入数据和计算结果等内容。30常规设计计算软件：SW6等分析设计常用软件：ANSYS、ABAQUS等317、压力容器附件的选择

压力容器的附件主要包括人孔（检查孔）、接管、鞍座（支座）、视镜等。

进行附件选择时，尽可能选用标准附件，一方面可减少设计计算及绘图的工作量，同时确保附件安全。328、安全附件的配用安全阀爆破片压力表液面计测温仪表紧急切断装置快开门式压力容器安全连锁装置33安全阀选用的一般原则：液体介质用安全阀，一般选用微启式弹簧安全阀；空气或其他气体介质用安全阀，一般选用封