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第二章 容器设计的基本知识

教学重点：

容器的分类

教学难点：

对容器的基本感性认识

第二篇　化工容器设计

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第一节 容器的分类与结构一、容器的结构

封头人孔

支座 筒体

管口液位计

图 2-1 　 卧式容器的结构简图

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压力容器主要结构包括：

筒

体

封

头

密封装置

开孔和接管

支

座

附

件

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5

二、压力容器的分类

1. 按压力等级分类 内压： 低压容器（ L ） 0.1MPa ≤ P<1.6MPa

中压容器（ M ） 1.6MPa ≤ P<10.0MPa

高压容器（ H ） 10.0MPa ≤

P<100MPa

超高压容器（ U ） P≥100MPa

外压： 容器外部压力大于内部压力时 容器的内压力 < 一个大气压 (0.1MPa) 时称为真空容器

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二、压力容器的分类

2. 按用途分类 反应压力容器（ R ）

换热压力容器（ E ）

分离压力容器（ S ）

盛装压力容器（ C ，球罐 B ）

如果同时具备几项作用，按主要作用来划分。

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二、压力容器的分类

3. 按安全综合分类《压力容器安全技术监察规程》，综合考虑了设计压力、几何容积、材料强度、应用场合和介质危害程度等影响因素。

Ι

对容器的设计、制造、检验、使用和管理要求愈高。

Ⅱ Ⅲ

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高压(MPa) 10≤ p<100

反应

储存

分离

Ⅲ类容器

Ⅱ 类容器换热中压(MPa)

1.6≤ p

<10

反应

储存

分离Ⅰ 类容器

换热低压(MPa)

0.1≤ p

<1.6

≥ 0.2≥ 10≥ 0.5PV值MPa·m3

高度、极度毒性易燃、中度毒性非易燃无/轻毒

介质性质

压力容器类别简易判断表

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1 、常温容器 壁温 -20 ~ 200 ℃ ℃ 　　

2 、高温容器 指壁温达到材料蠕变温度下工作的容器。

碳钢 >420 ;℃ 合金钢 >450 ;℃奥氏体不锈钢　 >550 ℃

3 、中温容器 指壁温在常温和高温之间的容器；

4 、低温容器 指壁温低于一 20℃条件下工作的容器。

其中 -20 ~-40 (℃ ℃ 浅冷容器 )

低于 -40℃者为 ( 深冷容器 )

4 、按容器壁温

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1 、薄壁容器 　

2 、厚壁容器 　

S/Di ≤0.1 (K=D0/Di ≤ 1.2)

S/Di ＞ 0.1 (K=D0/Di ＞ 1.2)

5 、按容器壁厚

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第二节 容器零部件的标准化 一、标准化的意义

1.组织现代化生产的重要手段之一

2.标准化为组织专业化生产提供了有利条件

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二、容器零部件标准化的基本参数

1. 公称直径 DN

标准化的直径1 ）压力容器2 ）管子3 ）其它零部件2. 公称压力 PN

规定的标准压力等级

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第三节 压力容器的安全监察 一、安全监察的意义与监察范围不包括核能容器、船舶上的专用容器和直接受火焰加热的容器以及真空容器等外压容器。 二、压力容器相关的法规和标准

技术性标准

法规性的规定

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三、我国压力容器常用法规标准简介

( 一 )GB150-2011 《压力容器》

参照 ASME 标准，近期国际同类标准针对GB150-1998 的修订。属于常规设计标准。

原名称《钢制压力容器》

现四个部分：

通用要求，材料，设计，制造、检验和验收

设计温度： -269 -900 ℃ ℃

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1 、下列容器不在适用范围

1 ）设计压力低于 0.1MPa 且真空度低于 0.02MPa 的容器2 ）《移动式压力容器安全监察规程》管辖的容器3 ）旋转或往复运动机械设备中自成整体或作为部件的受压器 室（如泵壳、压缩机外壳、涡轮机外壳、液压缸等）4 ）核能装置中存在路子辐射损伤失效风险的容器5 ）直接火焰加热的容器6 ）内走私（对非圆形截面，指截面内边界的最大几何尺寸， 如矩形为对角线，椭圆为长轴）小于 150mm 的容器7 ）搪玻璃容器和制冷空调行业中另有国家标准或行业标准的 容器

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2 、管辖范围

除壳体本体外，还包括

与外部管道焊接连接的第一道环向接头坡口端面、第一个螺纹接头端面、第一个法兰密封面，以及专用连接件或管件连接的第一个密封面。

其他如接管、人孔、手孔等承压封头、平盖及其紧固件，以及非受压元件与受压元件的焊接接头，直接连在容器上的超压泄压装置。

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( 二 ) JB4732-95 《钢制压力容器—分析设计标准》

弹性失效准则、塑性失效准则、弹塑性失效准则。根据应力对容器失效所构成的危害程度 , 将应力进行分类 , 对各类应力用不同的限制值进行控制。

本标准适用于设计压力： 0.1MPa ≤p＜ 100 MPa且真空度不低于 0.02MPa

设计温度：低于以钢材蠕变控制其应力强度的相应温度，不同的钢材该温度不同

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( 三 )JB/T4735 《钢制焊接常压容器》

常规设计标准适用范围为：设计压力： -0.02MPa ＜ p＜ 0.1MPa

设计温度：大于 -20 ~350℃ ℃

不适用于盛装高度毒性或极度危害介质的容器

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（四）《压力容器安全技术监察规程》

《容规》对压力容器的材料、设计、制造、使用、检验、修理、改造等七个环节中的主要问题提出了基本规定。

压力容器标准是设计、制造压力容器产品的依据

《容规》是安全技术法规，是政府对压力容器实施安全技术监督管理的依据。

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( 五 ) ASME—— American Society of Mechanical Engineering

◇共有 11卷，包括锅炉、压力容器、核动力装置、焊接、材料、无损检测等内容。◇与我国相关的有第Ⅷ卷《压力容器》和第Ⅹ卷《玻璃纤维增强塑料压力容器》 ( 非金属材料篇 ) 。

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第四节 容器机械设计的要求

一、安全性1. 强度2. 刚度3. 密封性4. 耐久性

二、可靠性

三、经济性

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作业

一、课堂讨论

第二大题 B 组

二、课外作业

第三大题 1~9