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1、第二章化工容器设计概论 1 容器的结构与分类1 1容器的结构 1 2容器的分类A按容器形状分类方形或矩形容器 由平板焊成 制造简便 但承压能力差 只用作小型常压储槽 球形容器 由数块弓形板拼焊而成 承压能力好 但制造困难 一般仅用作储罐 圆筒形容器 由圆柱形筒体和各种回转形封头组成 制造方便 且承压能力强 应用最广 1 2容器的分类A按容器形状分类方形或矩形容器 由平板焊成 制造简便 但承压能力差 只用作小型常压储槽 球形容器 由数块弓形板拼焊而成 承压能力好 但制造困难 一般仅用作储罐 圆筒形容器 由圆柱形筒体和各种回转形封头组成 制造方便 且承压能力强 应用最广 B按承压性质分类可分为内压
2、容器和外压容器两类 当容器内部介质压力大于外界压力时为内压容器 反之则为外压容器 内压容器按设计压力的高低又分可为 常压容器设计压力 0 1MPa低压容器0 1MPa 设计压力为 1 6MPa中压容器1 6MPa 设计压力为 10MPa高压容器10MPa 设计压力为 100MPa超高压容器设计压力 100MPa C按使用场合分类根据压力容器在生产工艺过程中所起的作用 可分为反应容器 主要用来完成介质的物理 化学反应 如反应锅 聚合釜 合成塔等 换热容器 主要用来完成介质的热量交换 如加热器 冷凝器 蒸发器等 分离容器 主要用来完成介质流体压力平衡和气体净化分离 如分馏塔 净化塔 过滤器等 储存
3、容器 主要用来盛装生产和生活用的原料气体 液体 液化气体等 如气体储罐 C按使用场合分类根据压力容器在生产工艺过程中所起的作用 可分为反应容器 主要用来完成介质的物理 化学反应 如反应锅 聚合釜 合成塔等 换热容器 主要用来完成介质的热量交换 如加热器 冷凝器 蒸发器等 分离容器 主要用来完成介质流体压力平衡和气体净化分离 如分馏塔 净化塔 过滤器等 储存容器 主要用来盛装生产和生活用的原料气体 液体 液化气体等 如气体储罐 D按结构材料分类从制造容器的材料来分 金属容器广泛应用低碳钢和低合金钢制造 在腐蚀严重或产品纯度要求高的场合使用不锈钢 不锈复合钢板或铝材等制造 深冷操作时可用铜或铜合金
4、 非金属容器常用的有硬聚氯乙烯 玻璃钢 不透性石墨 化工陶瓷等 也可在钢制容器内以非金属材料或衬里或涂层 C按使用场合分类根据压力容器在生产工艺过程中所起的作用 可分为反应容器 主要用来完成介质的物理 化学反应 如反应锅 聚合釜 合成塔等 换热容器 主要用来完成介质的热量交换 如加热器 冷凝器 蒸发器等 分离容器 主要用来完成介质流体压力平衡和气体净化分离 如分馏塔 净化塔 过滤器等 储存容器 主要用来盛装生产和生活用的原料气体 液体 液化气体等 如气体储罐 D按结构材料分类从制造容器的材料来分 金属容器广泛应用低碳钢和低合金钢制造 在腐蚀严重或产品纯度要求高的场合使用不锈钢 不锈复合钢板或铝
5、材等制造 深冷操作时可用铜或铜合金 非金属容器常用的有硬聚氯乙烯 玻璃钢 不透性石墨 化工陶瓷等 也可在钢制容器内以非金属材料或衬里或涂层 E按容器壁温分类常温容器 20 至200 条件下工作的容器高温容器420 合金钢450 不锈钢550 以上工作的容器低温容器低于 20 条件下工作的容器 其中壁温在 20 40 者为浅冷容器 低于 40 为深冷容器 F按安全监察分类为有利于安全技术管理和监督检查 国家劳动总局在 压力容器安全技术检查规程 中根据受压容器的压力高低 介质的危害程度以及在生产过程中的重要作用 将压力容器分为三大类 F按安全监察分类为有利于安全技术管理和监督检查 国家劳动总局在
6、压力容器安全技术检查规程 中根据受压容器的压力高低 介质的危害程度以及在生产过程中的重要作用 将压力容器分为三大类 一类容器 1 非易燃和无毒介质的低压容器 2 易燃或有毒介质的低压分离容器和换热容器 F按安全监察分类为有利于安全技术管理和监督检查 国家劳动总局在 压力容器安全技术检查规程 中根据受压容器的压力高低 介质的危害程度以及在生产过程中的重要作用 将压力容器分为三大类 一类容器 1 非易燃和无毒介质的低压容器 2 易燃或有毒介质的低压分离容器和换热容器 二类容器 1 中压容器 2 剧毒介质的低压容器 3 易燃或有毒介质的低压反应容器和储存容器 4 内径小于1m的低压废热锅炉 5 低压
7、搪玻璃压力容器 F按安全监察分类为有利于安全技术管理和监督检查 国家劳动总局在 压力容器安全技术检查规程 中根据受压容器的压力高低 介质的危害程度以及在生产过程中的重要作用 将压力容器分为三大类 一类容器 1 非易燃和无毒介质的低压容器 2 易燃或有毒介质的低压分离容器和换热容器 二类容器 1 中压容器 2 剧毒介质的低压容器 3 易燃或有毒介质的低压反应容器和储存容器 4 内径小于1m的低压废热锅炉 5 低压搪玻璃压力容器 三类压力容器 1 高压 超高压容器 2 剧毒介质且pV 0 2MPa m3的低压容器或剧毒介质的中压容器 3 易燃或有毒介质且pV 0 5MPa m3的中压反应容器 或p
8、V 10MPa m3的中压储存容器 4 高压 中压废热锅炉或内径大于1m的低压废热锅炉 5 中压搪玻璃压力容器6 移动式压力容器 包括铁路罐车 介质为液化气体 低温液体 罐式汽车 罐式集装箱等 1 3我国压力容器常用法规标准1 锅炉压力容器安全监察暂行条例 及其 实施细则 由国务院和劳动人事部1982年颁布实施 特种设备安全检察条例 由国务委员2003年颁布实施 上述条例及实施细则废止2 压力容器安全技术监察规程 由国家质量技术监督局1999年颁布2000年实施3 钢制压力容器 GB150 1998由原国家技术监督局1998年颁布实施4 钢制化工容器制造技术条件 GB20584 1998是针对
9、石油 化学工业压力容器制造所提出的技术条件 设备标准 压力容器安全技术监察规程 劳动部2004年版GB150 1998 钢制压力容器 GB151 1999 钢制管壳式换热器 JB4732 95 钢制压力容器 分析设计标准 JB T4735 1997 钢制焊接常压容器 JB T4746 2002 钢制压力容器用封头 JB T4710 2005 钢制塔式容器 JB T4731 2005 钢制卧式容器 GB16749 1997 压力容器波形膨胀节 JB4700 1992 压力容器法兰分类与技术条件 HG20580 1998 钢制化工容器设计基础规定 HG20581 1998 钢制化工容器材料选用规定
10、 HG20582 1998 钢制化工容器强度计算规定 HG20583 1998 钢制化工容器结构设计规定 HG20584 1998 钢制化工容器制造技术条件 HG20652 1998 塔器设计技术规定 设备标准GB T4334 5 2000 不锈钢硫酸 硫酸铜腐蚀试验方法 JB T4711 2003 压力容器涂敷与运输包装 JB T4709 2000 钢制压力容器焊接规程 JB T4730 2005 压力容器无损检测 GB T1804 2000 未注公差尺寸的极限偏差 HG20660 200 压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类 GB T3274 99 碳素结构钢和低合金结构钢热扎厚钢
11、板和钢带 GB T3625 1994 换热器及冷凝器用钛及钛合金管 GB4237 1992 不锈钢热扎钢板 GB6654 1996 压力容器用钢板 GB T8163 1999 输送流体用无缝钢管 GB T9948 1988 石油裂化用无缝钢管 GB13296 1991 锅炉 热交换器用不锈钢无缝钢管 GB T14976 2002 流体输送用不锈钢无缝钢管 JB4726 4728 2000 压力容器用锻件 2容器机械设计的基本要求容器的工艺尺寸一般是根据工艺要求通过化工工艺计算及生产经验决定 工艺尺寸初步决定以后 就可进行零部件的结构设计 容器零部件结构的机械设计应满足如下要求 2容器机械设计的
12、基本要求容器的工艺尺寸一般是根据工艺要求通过化工工艺计算及生产经验决定 工艺尺寸初步决定以后 就可进行零部件的结构设计 容器零部件结构的机械设计应满足如下要求 1 强度容器应有抵抗外力破坏的能力 以保证安全生产 2容器机械设计的基本要求容器的工艺尺寸一般是根据工艺要求通过化工工艺计算及生产经验决定 工艺尺寸初步决定以后 就可进行零部件的结构设计 容器零部件结构的机械设计应满足如下要求 1 强度容器应有抵抗外力破坏的能力 以保证安全生产 2 刚度零部件应有抵抗外力使其变形的能力 以防止容器在使用 运输或安装过程中发生不允许的变形 2容器机械设计的基本要求容器的工艺尺寸一般是根据工艺要求通过化工工
13、艺计算及生产经验决定 工艺尺寸初步决定以后 就可进行零部件的结构设计 容器零部件结构的机械设计应满足如下要求 1 强度容器应有抵抗外力破坏的能力 以保证安全生产 2 刚度零部件应有抵抗外力使其变形的能力 以防止容器在使用 运输或安装过程中发生不允许的变形 3 稳定性容器或其零部件在外力作用下应有维持原有形状的能力 以防止容器被压瘪或出现折皱 2容器机械设计的基本要求容器的工艺尺寸一般是根据工艺要求通过化工工艺计算及生产经验决定 工艺尺寸初步决定以后 就可进行零部件的结构设计 容器零部件结构的机械设计应满足如下要求 1 强度容器应有抵抗外力破坏的能力 以保证安全生产 2 刚度零部件应有抵抗外力使
14、其变形的能力 以防止容器在使用 运输或安装过程中发生不允许的变形 3 稳定性容器或其零部件在外力作用下应有维持原有形状的能力 以防止容器被压瘪或出现折皱 4 耐久性容器应有一定的抵抗介质及大气腐蚀的能力 以保持一定的使用年限 2容器机械设计的基本要求容器的工艺尺寸一般是根据工艺要求通过化工工艺计算及生产经验决定 工艺尺寸初步决定以后 就可进行零部件的结构设计 容器零部件结构的机械设计应满足如下要求 1 强度容器应有抵抗外力破坏的能力 以保证安全生产 2 刚度零部件应有抵抗外力使其变形的能力 以防止容器在使用 运输或安装过程中发生不允许的变形 3 稳定性容器或其零部件在外力作用下应有维持原有形状
15、的能力 以防止容器被压瘪或出现折皱 4 耐久性容器应有一定的抵抗介质及大气腐蚀的能力 以保持一定的使用年限 5 气密性容器在承受压力或处理有毒介质时 应有可靠的气密性 以提供良好的劳动环境及维护正常操作 2容器机械设计的基本要求容器的工艺尺寸一般是根据工艺要求通过化工工艺计算及生产经验决定 工艺尺寸初步决定以后 就可进行零部件的结构设计 容器零部件结构的机械设计应满足如下要求 1 强度容器应有抵抗外力破坏的能力 以保证安全生产 2 刚度零部件应有抵抗外力使其变形的能力 以防止容器在使用 运输或安装过程中发生不允许的变形 3 稳定性容器或其零部件在外力作用下应有维持原有形状的能力 以防止容器被压
16、瘪或出现折皱 4 耐久性容器应有一定的抵抗介质及大气腐蚀的能力 以保持一定的使用年限 5 气密性容器在承受压力或处理有毒介质时 应有可靠的气密性 以提供良好的劳动环境及维护正常操作 6 其他节约材料 便于制造 运输 安装 操作 维修方便 2容器机械设计的基本要求容器的工艺尺寸一般是根据工艺要求通过化工工艺计算及生产经验决定 工艺尺寸初步决定以后 就可进行零部件的结构设计 容器零部件结构的机械设计应满足如下要求 1 强度容器应有抵抗外力破坏的能力 以保证安全生产 2 刚度零部件应有抵抗外力使其变形的能力 以防止容器在使用 运输或安装过程中发生不允许的变形 3 稳定性容器或其零部件在外力作用下应有维持原有形状的能力 以防止容器被压瘪或出现折皱 4 耐久性容器应有一定的抵抗介质及大气腐蚀的能力 以保持一定的使用年限 5 气密性容器在承受压力或处理有毒介质时 应有可靠的气密性 以提供良好的劳动环境及维护正常操作 6 其他节约材料 便于制造 运输 安装 操作 维修方便 7 技术经济指标合理经济指标包括单位生产能力 消耗系数 设备价格 管理费用和产品总成本 3容器零部件的标准化实现标准化可以增加零
