《最新压力容器设计的基本思路ppt课件》由会员分享,可在线阅读,更多相关《最新压力容器设计的基本思路ppt课件(35页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、进入夏天,少不了一个热字当头,电扇空调陆续登场,每逢此时,总会想起进入夏天,少不了一个热字当头,电扇空调陆续登场,每逢此时,总会想起那一把蒲扇。蒲扇,是记忆中的农村,夏季经常用的一件物品。记忆中的故那一把蒲扇。蒲扇,是记忆中的农村,夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡,每逢进入夏天,集市上最常见的便是蒲扇、凉席,不论男女老少,个个手持乡,每逢进入夏天,集市上最常见的便是蒲扇、凉席,不论男女老少,个个手持一把,忽闪忽闪个不停,嘴里叨叨着一把,忽闪忽闪个不停,嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”,于是三五成群,聚在大树,于是三五成群,聚在大树下,或站着,或随即坐在石头上,手持那把扇子,边唠嗑边乘凉。孩
2、子们却在周下,或站着,或随即坐在石头上,手持那把扇子,边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳,热得满头大汗,不时听到围跑跑跳跳,热得满头大汗,不时听到“强子,别跑了,快来我给你扇扇强子,别跑了,快来我给你扇扇”。孩。孩子们才不听这一套,跑个没完,直到累气喘吁吁,这才一跑一踮地围过了,这时子们才不听这一套,跑个没完,直到累气喘吁吁,这才一跑一踮地围过了,这时母亲总是,好似生气的样子,边扇边训,母亲总是,好似生气的样子,边扇边训,“你看热的,跑什么?你看热的,跑什么?”此时这把蒲扇,此时这把蒲扇,是那么凉快,那么的温馨幸福,有母亲的味道!蒲扇是中国传统工艺品,在是那么凉快,那么的温馨幸福,有母亲的味
3、道!蒲扇是中国传统工艺品,在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树,制作简单,方便携带,且蒲扇的表我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树,制作简单,方便携带,且蒲扇的表面光滑,因而,古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名,实即面光滑,因而,古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名,实即今日的蒲扇,江浙称之为芭蕉扇。六七十年代,人们最常用的就是这种,似圆非今日的蒲扇,江浙称之为芭蕉扇。六七十年代,人们最常用的就是这种,似圆非圆,轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今,我的记忆中,它跨越了半个世纪,圆,轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今,我的记忆中,它跨越了半个世纪,也走过了我们的半个人
4、生的轨迹,携带着特有的念想,一年年,一天天,流向长也走过了我们的半个人生的轨迹,携带着特有的念想,一年年,一天天,流向长长的时间隧道,袅长的时间隧道,袅压力容器设计的基本思路1 1、前言、前言2 2、设计参数、容器类别和设计标准的确定设计参数、容器类别和设计标准的确定3 3、设计标准体系设计标准体系4 4、结构型式结构型式5 5、材料选择材料选择6 6、强度计算(应力分析)强度计算(应力分析)7 7、压力容器附件的选择压力容器附件的选择8 8、安全附件的配用安全附件的配用9 9、制造技术要求的编制制造技术要求的编制2 2设计温度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
5、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。9 9介质工作温度介质工作温度T T设计温度设计温度(注:当最高或最低工作温度不明确时按(注:当最高或最低工作温度不明确时按IIII确定)确定)I IIIIIT-20T-20介质最低工作温度介质最低工作温度介质工作
6、温度减介质工作温度减0 01010-20 T15-20 T15T15介质最高工作温度介质最高工作温度介质工作温度加介质工作温度加15153030设计温度确定一般经验:设计温度确定一般经验:1010设计温度与设计压力组合设计温度与设计压力组合设计温度与设计压力组合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度作为设计温度的基础, ,由此确定的设计压力、设计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温度能使容器经受最苛刻的运行条件介质:饱和水蒸汽介质:饱和水蒸汽工作压力:工作压力:0.2MPa0.2M
7、Pa工作温度:工作温度:68.768.7以压强为标准以压强为标准介质:饱和水蒸汽介质:饱和水蒸汽设计压力:设计压力:0.3MPa0.3MPa设计温度:设计温度:75.4 75.4 1111厚度附加量包括钢材厚度负偏差C1和腐蚀裕量C2两部分。钢材厚度负偏差C1 :按钢材标准的规定;当钢材厚度负偏差不大于0.25mm,且不超过名义厚度的6%时,厚度负偏差可忽略不计。腐蚀裕量C2 :为防止容器元件由于腐蚀、机械磨损而导至厚度的削弱减薄,应考虑腐蚀裕量。对有腐蚀或磨损的零件,应根据预期的容器寿命和介质对钢材的腐蚀速率而定。腐蚀裕量= 腐蚀速率设计使用年限(毫米/年年 = 毫米)。l标准中的材料的腐蚀
8、速率,是对于均匀腐蚀而言,亦即钢材表面的腐蚀速率(毫米/年)各处基本相同。1212腐蚀程度腐蚀程度不腐蚀不腐蚀轻微腐蚀轻微腐蚀腐蚀腐蚀重腐蚀重腐蚀腐蚀速率(腐蚀速率(mm/mm/年)年)0.050.250.25腐蚀裕量(腐蚀裕量(mmmm)0 01 12 23 31313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。1414下列情况不考虑腐蚀裕量:介质对不锈钢无腐蚀作用,
9、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。15152.2 容器类别的确定 在压力容器设计的主要参数确定后,根据容器的设计压力、体积以及充装介质的种类和特性,按TSG R0004-2009的附件A的规定,确定压力容器的类别。16162.3 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:JB4732-1995l有时为了减轻设备重量,提高其经济合理性,也可采用
10、分析设计方法对常规设计能实现的设备进行设计。17173 3、设计标准体系设计标准体系压力容器设计应遵循的基本法规和规程: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 TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程TSG R0005-2011移动式压力容器安全技术监察规程 TSG R0003-2007 简单压力容器安全技术监察规程TSG R1001-2008 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:压力容器设计基础标准:GB 150-1998钢制压力容器JB 4732-1995钢制压力容器-分析设计标准(2005年确认版)1818
11、固定式压力容器主要产品标准:固定式压力容器主要产品标准:GB 151-1999管壳式换热器GB 12337-1998钢制球形储罐JB 4731-2005钢制卧式容器JB 4710-2005钢制塔式容器JB/T 4734-2002铝制焊接容器JB/T 4745-2002钛制焊接容器NB/T 47012-2010 (JB/T 4750)制冷装置用压力容器JB/T 4755-2006铜制压力容器JB/T 4756-2006镍及镍合金制压力容器NB/T 47011-2010锆制压力容器1919移动式压力容器标准:移动式压力容器标准:GB/T 19905-2005液化气体运输车JB/T 4780-200
12、2 液化天然气罐式集装箱JB/T 4781-2005 液化气体罐式集装箱JB/T 4782-2007 液体危险货物罐式集装箱JB/T 4783-2007 低温液体汽车罐车JB/T 4784-2007 低温液体罐式集装箱2020主要主要配套标准:封头、法兰、支座、补强圈、吊耳配套标准:封头、法兰、支座、补强圈、吊耳、材料、焊接标准等:材料、焊接标准等:GB 713-2008 锅炉和压力容器用钢板GB 19189-2003压力容器用调质高强度钢板 GB 3531-2008 低温压力容器用低合金钢钢板GB 24511-2009 承压设备用不锈钢钢板及钢带GB 24510-2009 低温压力容器用9%
13、Ni钢板NB/T 47008-2010 (JB/T4726)承压设备用碳素钢和合金钢锻件NB/T 47009-2010 (JB/T4727)低温承压设备用低合金钢锻件NB/T 47010-2010(JB/T4728) 承压设备用不锈钢和耐热钢锻件2121GB/T 25198-2010 压力容器封头JB 47004707-2000 压力容器法兰HG/T 2151421535-2005 钢制人孔和手孔HG/T 2059220635-2009 钢制管法兰、垫片、紧固件JB/T 4712.1-4712.4-2007容器支座JB/T 4736-2002 补强圈HG/T 21574-2008 化工设备吊耳
14、及工程技术要求GB 16749-1997压力容器波形膨胀节NB/T 47014-2011(JB/T4708)承压设备焊接工艺评定NB/T 47015-2011(JB/T4709)压力容器焊接规程NB/T 47016-2011(JB/T4744)承压设备产品焊接试件的力学性能检验2222其他其他主要相关主要相关标准标准:HG/T 20580-2011 钢制化工容器设计基础规定HG/T 20581-2011 钢制化工容器材料选用规定HG/T 20582-2011 钢制化工容器强度计算规定HG/T 20583-2011 钢制化工容器结构设计规定HG/T 20584-2011 钢制化工容器制造技术规定
15、HG/T 20585-2011 钢制低温压力容器技术规定JB/T 4730-2005 承压设备无损检测GB 50094-2010 球形储罐施工规范JB/T 4711-2003 压力容器涂敷与运输包装23234 4、结构型式结构型式立式、卧式、球罐截面形状:筒形、球形、组合型、方形、矩形等 设计条件图中一般明确了容器的结构型式。但设计时可进行结构优化:公称直径的选取长(高)度与体积、重量的优化24245 5、材料选择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,
16、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。2525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。2626从经济方面考虑,下述原则可参考:以刚度或结构设计为主的容器,受压壳体可选用普通碳素钢;以强度设计为主的容器,应根据设计压力、设计温度、介质特性等使用限制,依次选用Q235B、Q235C、Q245R、Q345R等;铬钼低合金钢可作为设计温度350550的压力容器耐热钢或大于250的高温高压抗氢钢;不锈钢用于介质腐蚀性较强、防铁离子污染或设计温
17、度大于500的耐热用钢。2727同时应注意:钢材的使用温度上限应按GB150中各材料许用应力表中各钢号所对应的上限温度。碳素钢和碳锰钢在高于425下长期使用时,应考虑钢中碳化物相的石墨化倾向。奥氏体钢的使用温度高于525时,钢中含碳量应不小于0.04%。钢材的使用温度下限,除奥氏体钢及标准有关条文另行规定者外,均高于-20。钢材的使用温度低于或等于-20时,应按GB150附录C的规定进行夏比(V型缺口)低温冲击试验。奥氏体不锈钢的使用温度高于或等于-196,可免做冲击试验。28286 6、强度计算(应力分析)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
18、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。2929常规设计计算软件:SW6等分析设计常用软件:ANSYS、ABAQUS等30307 7、压力容器附件的选择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。31
19、318 8、安全附件的配用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3232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,一般选用封闭全启式弹簧安全阀;液化石油气汽车槽车或液化石油气铁路罐车用安全阀,一般选用全启式内装安全阀;若介质具有腐蚀性时,应选用波纹管安全阀,防止重要零件因受介质腐蚀而失效。33339 9、制造技术要求的编制制造技术要求的编制压力容器压力容器制造技术要求一般包括:制造技术要求一般包括:制造、检验和验收的主要标准、规程主体材料要求,包括板材、锻件等焊接材料焊接接头型式、检验要求热处理要求(如果有)耐压试验和泄漏性试验管口、支座等方位涂装要求包装及运输3434结束语结束语谢谢大家聆听!谢谢大家聆听!35