容器设计的基本知识课件

化工容器设计1容器设计的基本知识1

容器的结构2容器——化工生产所用各种设备外部壳体的总称。容器的结构化工设备通用零部件2容器的分类3按用途分类（从工艺的角度）盛装或储存——储罐、计量槽、压力缓冲器；实现化学反应——合成塔、反应釜、变换炉等；实现传热——加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、废热锅炉、水洗塔等；实现传质、分离——分馏塔、吸收塔、干燥塔、过滤器、分离器等。2容器的分类内压：内部介质压力大于外界压力外压：内部介质压力小于外界压力真空：内部压力小于一个绝对大气压力（0.1MPa)的外压容器4容器分类设计压力（表压）p（MPa）低压容器0.1≤p＜1.6中压容器1.6≤p＜10高压容器10≤p＜100超高压容器p≥100按承压性质分类（从安全的角度）2容器的分类按容器壁温分类5常温容器：-20＜壁温≤200℃高温容器：壁温达到材料蠕变温度碳素钢或低合金钢容器＞420℃

合金钢＞450℃

奥氏体不锈钢＞550℃中温容器：在常温和高温之间低温容器：壁温≤-20℃,

-20℃～-40℃为浅冷容器壁温≤-40℃为深冷容器。2容器的分类6按技术监督和管理分类（见书57页）为了便于容器的的设计、制造、检验、使用的管理，根据容器的压力等级、介质毒性、容器的用途以及蓄能的多少，将容器划分为三类：压力容器一类容器二类容器三类容器介质毒性增强压力升高重要性增强参考《压力容器安全技术监察规程》（《容规》）7名称说明三类容器（1）高压容器；

（2）毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器；

（3）中度危害介质，且pV大于等于10MPa·m3中压储存容器；

（4）中度危害介质，且pV大于等于0.5MPa·m3中压反应容器；

（5）毒性程度为极度和高度危害介质，且pV乘积大于等于0.2MPa·m3的低压容器；

（6）高压、中压管壳式余热锅炉；

（7）中压搪玻璃压力容器；

（8）使用强度级别较高的材料制造的压力容器；

（9）移动式压力容器，铁路罐车、罐式汽车和罐式集装箱等；

（10）容积大于等于50m3的球形储罐；

（11）容积大于5m3的低温液体储存容器。二类容器（1）中压容器；

（2）毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器；

（3）易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和低压储存容器；

（4）低压管壳式余热锅炉；

（5）低压搪玻璃压力容器。

一类容器不在第三类、第二类压力容器之内的低压容器为第一类压力容器。

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，丁烯，丙烷，丙烯，甲烷等。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；※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；※轻度危害介质：氢氧化钠，四氟乙烯，丙酮等。8问题9判断下列容器属一、二、三类容器的哪一类？1）φ2000，容积为20m3的液氨储罐2）p为4MPa的剧毒介质容器3）p为10MPa，V为800L的乙烯储罐。3容器的零部件标准化标准化的意义设计——无需计算和制图，按已有标准图选择。制造——有利于成批生产，降低成本，保证产品质量，提高竞争力。维修——备件规格尺寸通用，实现互换性。通商贸易——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：圆筒体、封头、法兰、支座、人孔、手孔、视镜和液面计等。103容器的零部件标准化容器零部件标准化的基本参数11公称直径——指标准化以后的标准直径，以DN表示。规定如下:

钢板卷制的圆筒体——筒体内经；无缝钢管制的圆筒体——筒体外径；封头的公称直径与筒体一致。管子的公称直径为一名义尺寸，钢管的DN≠Di,D0

容器零部件如法兰、支座等与其相配的管子或筒体的DN一致。3容器的零部件标准化12公称压力：容器及管道的操作压力经标准化以后的标准压力称为公称压力，PN表示。压力容器法兰与管法兰的公称压力（MPa）压力容器法兰0.250.61.01.62.54.06.4管法兰0.250.61.01.62.54.05.01015254压力容器的安全监察压力容器安全监察的范围同时具备如下条件：(1)最高工作压力pw≥0.1MPa（表压，不含液体静压力）；(2)内直径Di≥0.15m,且容积V≥0.025m3;(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。131.基本法规：《压力容器安全技术监察规程》—国家质量技术监督局19992.压力容器常用标准：GB150-98《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》HG20592~20635-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》JB/T4700~4707-2000《压力容器法兰》144压力容器的安全监察5容器机械设计的基本要求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；15科学严谨的态度

——合格的设计质量16确定设计依据及相关标准开始选择材料确定容器类别结构设计壁厚设计零部件设计压力试验核算绘制施工图校核审核结束合格合格不合格不合格批准2.机械设计程序机械设计的基本要求1.强度——不发生破坏如焊缝开裂，筒体爆破，螺栓拉断等。2.刚度——不发生过大变形如塔体倾斜，塔盘下凹等。3.稳定性——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，塔体支座在起吊时发生瘪塌等。174.耐久性——保证使用寿命。一般化工设备设计使用寿命为10～15年。大多取决于腐蚀情况，有些取决于疲劳、蠕变或振动。5.密封性——包括内漏和外漏。186.标准化设计

法兰、螺栓、封头、筒体、支座、接管、人孔？方便制造、操作与检修，便于运输操作阀