压力容器设计

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1、第四章压力容器设计CHAPTERⅣDesignofPressureVessel14.1概述4.2设计准则4.3常规设计4.4分析设计4.5疲劳分析4.6压力容器设计技术进展过程设备设计2过程设备设计分析设计方法——不同失效形式压力容器发展趋势大型化选用高强度材料高参数本章着重介绍压力容器的设计思想常规设计方法——弹性失效34.1概述设计要求设计文件设计条件是设计的基本知识过程设备设计4什么是压力容器设计？应综合考虑哪些因素？过程设备设计5压力容器设计：根据给定的，遵循规定，在确保的前提下，经济、正确地，并进行结构、强（刚）度和密封设计。工艺设计条件现行的规范标准安

2、全选择材料过程设备设计6结构设计——确定合理、经济的结构形式，满足制造、检验、装配、运输和维修等要求。强（刚）度设计——确定结构尺寸，满足强度或刚度及稳定性要求，以确保容器安全可靠地运行。密封设计——选择合适的密封结构和材料，保证密封性能良好。过程设备设计7设计要求设计文件设计条件过程设备设计8过程设备设计4.1.1设计要求安全性指结构完整性和密封性。安全是前提，经济是目标，在充分保证安全的前提下尽可能做到经济。经济性包括材料的节约,高的效率,经济的制造过程,低的操作和维修费用等。安全性与经济性的统一9过程设备设计4.1.2设计文件设计文件：设计图样、技术条件、强

3、度计算书，必要时还应包括设计或安装、使用说明书。若按分析设计标准设计，还应提供应力分析报告。设计的表现形式，是设计者的劳动体现10★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，软件必须经“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。过程设备设计强度计算书:11过程设备设计包括压力容器名称、类别；设计条件；必要时应注明

4、压力容器使用年限；主要受压元件材料牌号及材料要求；主要特性参数（如容积、换热器换热面积与程数等）；制造要求；热处理要求；防腐蚀要求；无损检测要求；耐压试验和气密性试验要求；安全附件的规格；压力容器铭牌的位置；包装、运输、现场组焊和安装要求；以及其它特殊要求。设计图样总图零部件图总图12过程设备设计4.1.3设计条件设计的已知条件设计条件——常用设计条件图表示。工艺设计条件设计条件图原始数据工艺要求简图用户要求接管表等简图——示意性地画出容器本体、主要内件部分结构尺寸、接管位置、支座形式及其它需要表达的内容。设计13过程设备设计用户要求包括：（1）工作介质:介质学名

5、或分子式、主要组分、比重及危害性等；（2）压力和温度:工作压力、工作温度、环境温度等；（3）操作方式与要求:注明连续操作或间隙操作，以及压力、温度是否稳定；对压力、温度有波动时，应注明变动频率及变化范围；对开、停车频繁的容器应注明每年的开车、停车次数；（4）其它:还应注明容积、材料、腐蚀速率、设计寿命、是否带安全装置、是否保温等。14过程设备设计设计条件图搅拌容器条件图塔器条件图换热器条件图一般容器条件图应注明换热管规格、管长及根数、排列形式、换热面积与程数等；应注明塔型（浮阀塔、筛板塔或填料塔）、塔板数量及间距、基本风压和地震设计烈度和场地土类别等；应注明搅拌器

6、形式、转速及转向、轴功率等。15过程设备设计4.1.4设计的基本步骤1.物料衡算：2.热量衡算：3.设备的类型选择：4.设备工艺尺寸确定：5.设备部件的受力分析：6.材料的选择：7.设备初步设计：8.施工图设计：9.设备附件的选择：10.安全附件的配用：10.制造、验收与装配的技术条件：16过程设备设计失效形式失效判据（选择）设计准则（相应）设计是否合理（判别）4.2设计准则17过程设备设计4.2.1压力容器失效失效—压力容器在规定的使用环境和时间内，因尺寸、形状或材料性能发生改变而完全失去或不能达到原设计要求（包括功能和寿命等）的现象。失效表现形式—失效原因—多

7、种多样泄漏过度变形断裂18过程设备设计一、压力容器失效形式（1）强度失效（2）刚度失效（3）失稳失效（4）泄漏失效失效形式(一)、压力容器基本失效形式19过程设备设计a.韧性断裂—韧性断裂是压力容器在载荷作用下，产生的应力达到或接近所用材料的强度极限而发生的断裂。（1）强度失效——因材料屈服或断裂引起的压力容器失效，称为强度失效，包括（a）韧性断裂、（b）脆性断裂、（c）疲劳断裂、（d）蠕变断裂、（e）腐蚀断裂等。20过程设备设计特征原因断后有肉眼可见的宏观变形，如整体鼓胀，周长伸长率可达10～20%，断口处厚度显著减薄；没有碎片，或偶尔有碎片；按实测厚度计算的爆

8、破压力与实