化工容器设计第十六讲

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1、第七章压力容器的设计与计算机辅助设计第一节引言这一章我们主要学习压力容器设计的基本方法，学习如何运用SW6-1998V2.0《过程设备强度计算软件包》及PVCAD《计算机辅助设计软件包》使我们能更进一步对所学知识全面巩固和提高。一、压力容器设计步骤及主要规程及标准设计步骤:工艺计算机械计算主要规程及标准:《压力容器安全技术监察规定》《钢制压力容器》《钢制管壳式换热器》《钢制塔式容器》二、压力容器设计中一些参数的定义1压力2.温度3.厚度4.载荷5.许用应力6.焊缝接头系数7.压力试验1.压力工

2、作压力：指在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高工作压力。设计压力：指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。计算压力：指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。当元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。试验压力：指在压力试验时，容器顶部的压力2.温度设计温度：指容器在正常工作情况下，设定的元件的温度（沿元件金属截面的温度平均值）。设计温度和设计压力一起作为设计载荷条件。试验温度：指压力试验时，壳体的金属温度。3.

3、厚度计算厚度：指按各公式计算得到的厚度。需要时尚应计入其他载荷所需厚度（见下面的载荷）设计厚度：指计算厚度与腐蚀裕量之和名义厚度：指设计厚度加上钢板负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度，既标注在图样上的尺寸有效厚度：指名义厚度减去腐蚀裕量和钢板负偏差4.载荷内压、外压或最大压差液体静压力容器的自重（包括内件和填料）附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷风载荷、地震载、雪载荷支座、底座圈、支耳及其他型式支撑件的反作用力连接管道和其他部件的作用力温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力包括

4、压力急剧波动的冲击载荷5.许用应力钢材（除螺栓材料外）的许用应力选取的依据可按表7-1；螺栓材料的许用应力选取的依据可按表7-2表7-1表7-2表格中符号的意义—钢材标准抗拉强度下限值—钢材标准常温屈服点（或0.2%屈服强度）—钢材在设计温度下的屈服点(或0.2%屈服强度)—钢材在设计温度下经10万小时断裂的持久强度的平均值—钢材在设计温度下经10万小时蠕变率为1%的蠕变限在设计中，如需计入复层材料的强度时，其设计温度下的许用应力按下式确定：——设计温度下符合钢板的许用应力，MPa——设计温度下

5、基层钢板的许用应力，MPa——设计温度下复层材料的许用应力，MPa——基层钢板的名义厚度，mm——基层材料的厚度，不计入腐蚀裕量，mm6.焊接接头系数对容器来说，主要存在两种对接焊缝，即纵向对接焊缝与环向对接焊缝双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头100%无损检测φ=1.00局部无损检测φ=0.85对于单面焊对接接头（沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板）100%无损检测φ=0.9局部无损检测φ=0.87.压力试验液压试验气压试验气密性试验压力试验的确定：内压容器液压试验：气压试验：外压容

6、器和真空容器液压试验：气压试验：—试验压力，Mpa—设计压力，MPa容器在压力试验前还必须进行应力校核，校核公式为：—试验压力下圆筒的应力MPa—圆筒内直径mm—试验压力MPa—圆筒的有效厚度mm应满足的条件：液压试验时，≤0.9φ气压试验时，≤0.9φ—圆筒材料在试验温度下的屈服点（或0.2%屈服强度），MPaφ—圆筒的焊接接头系数三、压力容器设计材料压力容器用钢材类型主要有钢板、钢管、锻件、螺柱和螺母。选择压力容器用钢应考虑容器的使用条件，例如：设计压力、设计温度、介质特性、和操作特点等，从

7、而选择钢材为焊接性能良好的钢材，同时还要考虑到容器的制造工艺和经济合理性。下面我们谈谈这些类型的钢材在压力容器中使用过程中的一些规定。1.钢板碳素沸腾钢，和碳素镇静钢适用范围在正火状态下碳素钢和低合金钢使用规定进行拉伸和夏比（V型缺口）冲击（常温或低温-20℃以上）试验碳素钢和低合金钢使用规定应逐张进行超声检测的碳素钢和低合金钢钢板注意碳素钢和低合金钢钢板使用温度低于-20℃时，对使用状态及最低冲击试验温度按相应标准高合金钢板一般用GB4237标准。当厚度大于4mm时钢板需保证钢板表面缺陷的厚度

8、不小于钢板的允许最小厚度。对于厚度不大于4mm设计应注明钢板表面质量耐热用途的钢板按GB4238标准选用00Cr18Ni5Mo3Si2钢板的伸长率(δ5)应不小于23%不锈复合钢板除符合以下规定，还应符合GB8165和GB4733的相应规定。a.复合界面的结合剪切强度应不小于200Mpab.复合界面的结合率指标及超声检测范围，应在图样或相应技术文件中说明c.基板和复材均为GB150所规定的碳素钢和低合金钢钢板或锻件，复材也为GB150中的高合金钢钢板d.复合钢板应在热处理后供货，基层的状态应符合