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化工设备之容器设计基本知识

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化工设备机械基础习题解答容器设计的基本知识指出

化工设备机械基础习题解答容器设计的基本知识指出

《化工设备机械基础》习题解答
第二章容器设计的基本知识一.、指出下列压力容器温度与压力分级范围
二、指出下列容器属于一、二、三类容器的哪一类
三、填空题
1、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的（内）径。

2、无缝钢管做筒体时，其公称直径是指它们的（外）径。

6．目前我国纳入安全技术监察范围的压力容器须同时具备的三个条件是（①最高工作压力p w≥0.1MPa；②内直径Di≥150mm，且容积V≥0.025m3；③介质为气体、液化气或最高工作温度高于标准沸点的液体。

）
7．我国现有与压力容器相关的标准与规定有近（300）个。

8．我国现行的关于压力容器具有强制性的、法规性的规定主要有（《特种设备安全监察条例》、《压力容器安全技术监察规程》、《钢制压力容器》）三个。

9．GB150-1998《钢制压力容器》是我国压力容器标准体系中的（核心）标准。

10．容器机械设计的基本要求主要有（强度、刚度、稳定性、耐久性、密封性、节省材料和便于制造、方便操作和便于运输、技术经济指标合理）等八条。

容器设计的基本知识

容器设计的基本知识
4
p≥100
2 容器的分类

按容器壁温分类 常温容器： -20＜壁温≤200℃ 高温容器：壁温达到材料蠕变温度 碳素钢或低合金钢容器＞ 420℃ 合金钢＞ 450℃ 奥氏体不锈钢＞ 550℃ 中温容器：在常温和高温之间 低温容器：壁温≤ -20℃,
-20℃ ～-40℃为浅冷容器 5 壁温≤-40℃ 为深冷容器。
8.技术经济指标合理 经济指标：单位生产能力；消耗系数；设备价格；管理费 用和生产总成本。
19
化工容器设计
容器设计的基本知识
1
1 容器的结构
容器——化工生产所用各种设备外部壳体的总称。 容器的结构
化工设备通 用零部件
2
2 容器的分类
按用途分类（从工艺的角度）

盛装或储存——储罐、计量槽、压力缓冲器；
实现化学反应——合成塔、反应釜、变换炉等；
实现传热——加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、 废热锅炉、水洗塔等； 实现传质、分离——分馏塔、吸收塔、干燥塔、 过滤器、分离器等。

3
2 容器的分类
按承压性质分类（从安全的角度）
内压：内部介质压力大于外界压力 外压：内部介质压力小于外界压力 真空：内部压力小于一个绝对大气压力（0.1MPa)的外压容器
容器分类 低压容器 中压容器 高压容器 超高压容器
设计压力（表压）p （MPa） 0.1≤p＜1.6 1.6≤p＜10 10≤p＜100
11
（板卷） 筒体 无缝管
封头 接管
3 容器的零部件标准化
公称压力：容器及管道的操作压力经标准化以后的 标准压力称为公称压力，PN表示。 压力容器法兰与管法兰的公称压力（MPa）
压力容器法兰 0.25 管法兰 0.25 0.6 0.6 1.0 1.0 1.6 1.6 2.5 2.5 4.0 4.0 6.4 5.0 10 15 25

第10章容器设计基础

第10章容器设计基础

10.2 内压薄壁容器设计
一、薄壁容器设计的理论基础
1、薄壁容器 容器 厚壁容器 K＞1.2
薄壁容器 K ≤1.2
δ/Di≤0.1
根据容器的外径D0和内径Di的比值K来判断。
D0 Di 2 K 1 2 Di Di Di
石油、化工中使用的压力容器大多为薄壁容器。
2、圆筒薄壁容器承受内压时的应力
无缝钢管一般只适用DN600以下的，直径再大的管线 就要选有缝管。总体来说，无缝管质量低于有缝管。
热扎无缝钢管的生产过程
粗扎
精扎
有缝管的标记 有缝管的标记用公称直径表示：
DN50
公称直径 公称直径是近似内径的一个代号，可用mm或in表 示，每个公称直径对应一个外径D0，但厚度不同 （普通、加厚）→内径Di不同。
以外径为基准的压力容器的公称直径（GB9019—2001）
159 219 273 325 377 426
（2）管子的公称直径（口径、通径）
有缝管（焊接管）：由钢板卷曲焊接而成，化工 厂用来输送水、煤气、空气、油以及取暖用蒸 汽等流体管道。 无缝管：直接生产出，分热轧管和冷拔管两种。前 者最大直径为630mm，后者最大直径为200mm。
三、容器零部件标准化
基本参数 1、公称直径 公称直径DN 公称压力PN
指标准化后的标准直径，DN表示，单位mm
（1）压力容器的公称直径 筒体 钢板卷焊：内径 无缝钢管：外径
封头：公称直径与筒体一致
以内径为基准的压力容器的公称直径（GB9019—2001）
300 800 1800 3000 4600 (350) 900 (1900) 3200 4800 400 1000 2000 3400 5000 (450) (1100) (2100) 3500 5200 500 1200 2200 3600 5400 (550) (1300) (2300) 3800 5500 600 1400 2400 4000 5600 (650) (1500) 2500 4200 5800 700 1600 2600 4400 6000 (750) (1700) 2800 4500

化工设备机械基础习题解答容器设计的基本知识指出

化工设备机械基础习题解答容器设计的基本知识指出

《化工设备机械基础》习题解答
第二章容器设计的基本知识一.、指出下列压力容器温度与压力分级范围
二、指出下列容器属于一、二、三类容器的哪一类
三、填空题
1、钢板卷制的筒体和成型封头的公称直径是指它们的（内）径。

2、无缝钢管做筒体时，其公称直径是指它们的（外）径。

6．目前我国纳入安全技术监察范围的压力容器须同时具备的三个条件是（①最高工作压力p w≥0.1MPa；②内直径Di≥150mm，且容积V≥0.025m3；③介质为气体、液化气或最高工作温度高于标准沸点的液体。

）
7．我国现有与压力容器相关的标准与规定有近（300）个。

8．我国现行的关于压力容器具有强制性的、法规性的规定主要有（《特种设备安全监察条例》、《压力容器安全技术监察规程》、《钢制压力容器》）三个。

9．GB150-1998《钢制压力容器》是我国压力容器标准体系中的（核心）标准。

10．容器机械设计的基本要求主要有（强度、刚度、稳定性、耐久性、密封性、节省材料和便于制造、方便操作和便于运输、技术经济指标合理）等八条。

化工设备基本知识

化工设备基本知识

• 5.支座 • 化工容器靠支座支承并固定在基础上。随安装位置不同，化工容器支 座分立式容器支座和卧式容器支座两类，其中立式容器支座又有腿式 支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座四种。大型容器一般采用裙 式支座。卧式容器支座有支承式、鞍式和圈式支座三种；以鞍式支座 应用最多。而球形容器多采用柱式或裙式支座。 • 6.安全附件 • 由于化工容器的使用特点及其内部介质的化学工艺特性，往往需要在 容器上设置一些安全装置和测量、控制仪表来监控工作介质的参数， 以保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。 • 化工容器的安全装置主要有安全阀、爆破片、紧急切断阀、安全联锁 装置、压力表、液面计、测温仪表等。 • 上述筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附件等即构成了 一台化工设备的外壳。对于储存用的容器，这一外壳即为容器本身。 对用于化学反应、传热、分离等工艺过程的容器而言，则须在外壳内 装入工艺所要求的内件，才能构成一个完整的产品。
• （二）按原理与作用分 • 根据化工容器在生产工艺过程中的作用，可分为反应容器、换热容器、 分离容器、储存容器。 • 1.反应容器（代号R）主要是用于完成介质的物理、化学反应的容器， 如反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、蒸压釜、煤气发生炉等。 • 2.换热容器（代号E）主要是用于完成介质热量交换的容器。如管壳式 余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器等。 • 3.分离容器（代号S）主要是用于完成介质流体压力平衡缓冲和气体净 3. S 化分离的容器。如分离器、过滤器、蒸发器、集油器、缓冲器、干燥 塔等。 • 4.储存容器（代号C，其中球罐代号B）主要是用于储存、盛装气体、 液体、液化气体等介质的容器。如液氨储罐、液化石油气储罐等。 • 在一台化工容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应按工 艺过程的主要作用来划分品种。

化工设备基础知识

化工设备基础知识

1.3.2 压力容器规范简介
❖ 美国机械工程协会制订的《锅炉和受压容器 规范》（简称ASME规范）等。美国ASME规 范是世界上制订最早（1915）、最完备的压 力容器规范。
❖ 1989年制订了有关压力容器的第一部国家标 准《钢制压力容器》（简称GB 150）。
❖ l. 美国ASME规范
❖ ASME规范共有 11卷 22册。第Ⅷ篇 《压力容器》共有3个分篇：第1分篇《压 力容器》，属于常规设计标准；第2分
钢带（GB 3274—88）
❖ (3) 不锈钢热轧钢板（GB 4237—92） ❖ (4) 压力容器用钢板（GB 6654—1996） ❖ 2.钢管 ❖ (1) 输送流体用无缝钢管（GB 8163—87） ❖ (2) 石油裂化用无缝钢管（GB 9948—88） ❖ (3) 化肥设备用高压无缝钢管（GB 6479－86） ❖ （4）高压锅炉用无缝钢管（GB 5310—85）
的热处理工艺。淬火后必须回火。 按照温度范围不同，回火分为三类：
❖ （1）低温回火的回火温度范围为150～250℃， 回火后的钢具有高硬度和高耐磨性，主要用于各 种工具、滚动轴承、渗碳件和表面淬火件；
❖ （2）中温回火的回火温度范围为350～500℃， 回火后的钢具有较高的弹性极限和屈服强度，一 定的韧性和硬度，主要用于各种弹簧和模具等；
❖ ⑩球形储罐（容积大于等于50 m3）； ❖ ⑾低温液体储存容器（容积大于 5 m3 ）。
❖ （2）第二类压力容器 ❖ 具有下列情况之一的为第二类压力容器。 ❖ ①中压容器； ❖ ②低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害
介质）；
❖ ③低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介 质或毒性程度为中度危害介质）；
如 45表示优质碳素结构钢，平均含碳量为万分之 四十五，即 0.45％。

化工设备基础第11章外压容器设计基础

化工设备基础第11章外压容器设计基础

安全系数考虑周全
在设计中要考虑各种安全系数，以应对可 能出现的异常工况和事故情况，保证容器 在使用过程中的安全性。
结构设计合理
容器的结构应简单、紧凑，便于制造、安 装和维护。
强度计算准确
通过准确的强度计算，确定容器的壁厚、 直径等参数，以满足外压容器的承载能力 。
材料选择恰当
根据使用条件和工艺要求选择合适的材料 ，保证容器的耐腐蚀、耐高温、耐高压等 性能。
3D打印技术在外压容器设计中的应用 逐渐增多，通过快速原型制造，可以 实现复杂结构的设计和制造，降低制 造成本和时间。
新型防腐材料
针对化工行业的腐蚀环境，新型防腐 材料如陶瓷涂层、合金涂层等被应用 于外压容器表面，增强了容器的耐腐 蚀性。
外压容器设计的技术创新ຫໍສະໝຸດ 改进1 2 3优化设计方法
基于数值模拟和有限元分析等现代设计方法，对 外压容器进行更精确的结构分析和优化设计，提 高容器的稳定性。
详细描述
外压容器壁厚的计算是设计过程中的重要步骤，需要综合考虑容器承受的压力、材料的许用应力和容器的直径等 因素。常用的计算方法有压力面积法和应力面积法，通过这些方法可以计算出满足强度要求的壁厚。
外压容器稳定性的校核
总结词
通过稳定性校核，判断容器在承受外压时是否会发生屈曲变形。
详细描述
外压容器稳定性校核是确保容器安全的重要环节。通过稳定性校核，可以判断容器在承受外压时是否 会发生屈曲变形。校核过程中需要考虑容器的形状、尺寸、材料特性以及压力等因素，确保容器在正 常工作条件下保持稳定。
外压容器的重要性与应用领域
重要性
外压容器广泛应用于化工、石油、制 药、食品等领域，是工业生产中不可 或缺的重要设备之一。
应用领域

化工设备基础知识点背诵版及试题详解

化工设备基础知识点背诵版及试题详解

压力容器基础知识考试、检验、修理和改造，均应严格执行
《压力容器安全技术监察规程》的规定。
（ √）
2． 内压圆筒强度计算公式的理论依据是第一强度理论。
（√）
3． 压力容器壳体的最小厚度的规定是为了保证容器的最低强度条件要求。 （× ）
4． 压力容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样。（√）
Pcr 与什么因素有关？
1) 与材质有关 （E） 2) 与粗细有关 （Ø） 3) 与长短有关 （L）
失稳的实质:是容器筒壁内的应力状态由单纯的压应力平衡跃变为主要受弯曲应力的新平衡
临界压力： Pcr 的数值与筒体的几何尺寸、材质及结构有关，是每个容器固有的。这种关系是怎 样的？
临界压力计算公式
Pcr
4 塔设备
1) 外压操作的塔设备，最大组合轴向拉应力应出现在什么工况？什么风面？ 2) 塔设备设计时，除了有操作压力作用外，还应考虑哪些载荷的作用？ 3) 填料塔常用液体分布装置主要有什么？ 4) 按照传热方式的不同，换热设备的分类 5) 管壳式换热器结构型式 6) 载荷以不同方式作用于杆件会产生不同变形，杆件变形的基本方式 7) 低碳钢材料在拉伸时，弹性阶段应力与应变成正比，该比例常数称为什么？ 8) 工程上塑性指标通常指什么？ 9) 设备选材时必须考虑的加工工艺性能主要指标 10) 设备材料的普通热处理的分类 11) 卧式容器支座主要形式 12) 立式容器支座主要形式 13) 塔设备按其结构特点分类可分为几类？
2 化工设备设计
1. 内压薄壁圆筒设计 1) 什么叫强度失效准则？ 2) 什么叫腐蚀余量？腐蚀余量与哪些参数有关？ 3) 为何引入焊缝系数？焊缝系数与哪些参数有关？ 4) 内压薄壁容器设计中，有几种壁厚名称？这些壁厚的含义是什么？这些壁厚之间的大小 关系如何？ 5) 水压试验的目的是什么？容器如何进行压力试验？

化工设备基本知识—化工容器的结构和分类

化工设备基本知识—化工容器的结构和分类
化工容器的安全装置主要有安全阀、爆破片、紧急切断阀、安全联锁装 置、压力表、液面计、测温仪表等。
上述筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附 件等即构成了一台化工设备的外壳。对于储存用的容器,这一 外売即为容器本身。对用于化学反应、传热、分离等工艺过 程的容器而言,则须在外売内装入工艺所要求的内件,才能构成 一台完整的设备。
1. 按承压性质分 内压容器（容器内压大于外压） 外压容器(内压小于一个绝对大气压时称为真空容器)
2．内压容器按设计压力大小分 低压容器(代号L) 0.1Mpa≤P＜1.6Mpa 中压容器(代号M) 1.6Mpa≤p＜10,0Mpa 高压容器(代号H) 10.0Mpa≤P＜100Mpa 超高压容器(代号U) p ≥100MPa
4.开孔与接管
化工容器中,由于工艺要求和检修及监测的需要,常在筒体或封头上开设 各种大小的孔或安装接管,如人孔、手孔、视镜孔、物料进出口接管,以 及安装压力表、液面计、安全阀、测表等。
5.支座
化工容器靠支座支承并固定在基础上。随安装位置不同,化工容器支座 分立式容器支座和卧式容器支座两类。
6.安全附件
椭圆形容器 矩形容器
化工容器概念: 化工容器是化工设备外部壳体的总称。 压力容器概念：由于化工生产中,介质通常具有较高的压力,故化工容器通常为压 力容器。
图1—1化工容器 1—接管法兰 2—支座 3—封头拼接焊缝 4—封头 5—环焊缝 6—补强圈 7—人孔 8—纵焊缝 9—筒体 10—压力表 11—安全阀 12—液面计
1.筒体
筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反应所需要的工 作空间,是化工容器最主要的受压元件之一分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥 壳和平盖等几种,其中以椭圆形封头应用最多。

化工设备设计基础--内压薄壁容器设计

化工设备设计基础--内压薄壁容器设计

化工设备设计基础–内压薄壁容器设计引言内压薄壁容器是化工设备中常见的一种结构，广泛应用于石油、化工、医药等行业。

其设计合理与否直接影响到化工设备的使用效果和安全性。

本文将介绍内压薄壁容器设计的基础知识和设计要点，以帮助读者更好地理解和掌握该方面的知识。

1. 薄壁容器的定义与分类薄壁容器是指在工作条件下，容器壁厚度相对较小，其内压应力主要由壁板引起的容器。

根据容器的形态可分为圆筒形、球形、圆锥形、矩形等多种类型。

根据容器的用途可分为储存容器、反应容器、传热容器等。

2. 内压薄壁容器的设计计算内压薄壁容器的设计计算主要包括以下几个方面：2.1 材料选择内压薄壁容器的材料选择至关重要，直接影响容器的强度和耐腐蚀性。

常用的材料包括碳钢、不锈钢、合金钢等。

在选择材料时，要充分考虑工作介质的性质和工艺条件。

2.2 壁厚计算壁厚是内压薄壁容器设计中的一个关键参数。

根据ASME（美国机械工程师协会）等标准，可以通过以下公式计算容器的最小壁厚：t = (P * r) / (S * F)其中，t为壁厚，P为设计压力，r为容器的内部半径，S为材料的允许应力，F为安全系数。

2.3 结构设计内压薄壁容器的结构设计需要考虑容器的强度和稳定性。

常用的结构形式有圆筒形、球形、圆锥形等。

在设计过程中，要合理选择结构形式，同时考虑容器的受力特点，确保容器在工作条件下能够承受住内压力的影响。

2.4 衬里设计针对一些特殊介质，内压薄壁容器常需要进行衬里设计。

衬里材料一般为耐腐蚀的塑料或橡胶材料，用于保护容器壁免受介质的侵蚀。

3. 内压薄壁容器的安全考虑内压薄壁容器的安全性是设计过程中必须考虑的重要因素。

下面介绍几个与安全相关的要点：3.1 压力容器的安全阀内压薄壁容器常常需要配备安全阀，用于控制容器内部的压力，一旦超过设计压力，安全阀就会自动打开释放压力，避免容器爆炸等事故的发生。

3.2 检漏装置为了及时发现容器的泄漏情况，常常需要在容器上设置检漏装置。

化工设备设计基础-9

化工设备设计基础-9

• •
•
圆筒的“长”和“短”是相对于直径来说的。长、 短圆筒以及刚性圆筒的临界压力是各不相同的， 有其各自的计算方法 e
临界压力与临界长度 P 2.2 E ( )
e
3 cr
1、圆筒临界压力的计算 • 长圆筒临界压力的计算 • 短圆筒临界压力的计算
Pcr 2.2 E (
Do
Pcr 2.6 E Do L Do
3、计算长度 • 圆筒的计算长度指筒体外部或内部两刚性构件之间的最 大距离，筒体外部焊接的角钢加强圈，筒体内部挡板或 塔盘均可视为刚性构件；在两个刚性构件中，其中一个 是凸型封头时， 取计算长度L=L’+h0+hi/3（hi为凸型封头凸面高度， h0凸型封头直边高度，L’为封头与最近刚性构件的距 离。） • 凸型封头刚性大对圆筒体有一定支撑作用，可以提高临 界压力。 • 在较薄板制造的筒体上焊接一定数量的加强圈，可使计 算长度L降低，提高临界压力。
• 长、短及刚性圆筒都是承受横向均匀外压力的 情况。因容器均有封头，所以除受横向外压力外， 同时还受有轴向压力，但轴向压缩对筒体失稳影 响很小，工程上仅按承受横向均匀外压计算临界 压力（室外高塔设计除外）。
2、 圆筒的临界长度 长短圆筒的区别：是否受端盖、加强圈等支撑的影响。 当δe /D相同时，短圆筒的临界压力较长圆筒大，随着 e ( ) D L 1.17 D 2.2 E ( ) 2.6 E Do 短圆筒长度的增加，端盖对筒体支撑作用减弱，当短圆 L D Do 筒的长度增大到某一值时，端盖对筒体的支撑作用完全 消失，这时短圆筒的临界压力与长圆筒临界压力相等， 该短圆筒的长度称为临界长度，用Lcr表示。 e 2.5 ( ) e Do
临界应力与临界应变

第2章__化工容器设计概论

第2章__化工容器设计概论
• 中压容器； • 低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质)； • 低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介
质)； • 低压管壳式余热锅炉； • 低压搪玻璃压力容器；
(3).不属于第3类、第2类的容器，均为第1类压力容器。
2. 毒性程度的划分
• 极度高度危害物质：氟气、氟化氢、光气、甲醛、苯、 氯气、四氯化碳、三硝基甲苯、汞及其化合物等。
器》； • 劳动部颁发的《压力容器设计单位资格管理与监督规则》； • 劳动部颁发的《压力容器产品质量监督检验规则》； • 劳动部颁发的《在用压力容器检验规程》； • 劳动部颁发的《压力容器使用登记管理规则》。
二、容器机械设计的基本要求
强度的要求； 刚度的要求； 稳定性； 耐久性； 密封性； 节省材料和便于制造； 方便操作和便于运输； 技术经济指标合理。
• 中度轻度危害物质：一氧化碳、硫化氢、氨气、甲醇、 硫酸、盐酸、二氧化硫、丙酮、乙炔、汽油、四氟乙 烯等。
思考题：下列容器分别为第几类容器？
a. φ 1500，设计压力为10MPa的废热锅炉 b. 设计压力为0.6MPa的HF气体贮罐 c. 设计压力为2.5MPa的搪玻璃容器 d. 铁路罐车
a、第三类容器(3-6)
• 设计时，应将工艺设计初步确定的设备内径，调整到 规定的公称直径。
公称压力 PN
• 在制定零部件标准时，仅有公称直径这一个参数是不够的，因为 即使公称直径相同的筒体，只要工作压力不同，那么它们的其他 尺寸也可能不一样，因此还需要引入公称压力。
• 设计时，如果是选用标准零部件，则必须将操作温度下的最高工 作压力(或设计压力)调整到所规定的某一公称压力等级，然后根 据DN和PN选定该零件的尺寸。

化工设备设计基础第五章内压薄壁容器设计

化工设备设计基础第五章内压薄壁容器设计

环向应力 MPa
pD 15 212 .5 s2 245 .2 2 2 6.5
四、 筒体强度计算
筒体内较大的环向应力不 pD t [s ] 应高于在设计温度下材料 2 的许用应力，即
[s]t-设计温度t℃下材料许用应力， MPa。 实际设计中须考虑三个因素： （1）焊接接头系数 （2）容器内径 （3） 壁厚
2． 基本假设
(2)直线法假设 变形前垂直于中面直线段，变形后 仍是直线并垂直于变形后的中面。变 形前后法向线段长度不变。沿厚度各 点法向位移相同，厚度不变。 (3)不挤压假设 各层纤维变形前后互不挤压。
㈡ 无力矩理论基本方程式
无力矩理论是在旋转薄壳的受 力分析中忽略了弯矩的作用。 此时应力状态和承受内压的薄 膜相似。又称薄膜理论
㈣ 焊接接头系数
焊接接头形式 无损检测的长度比例 100% 局部
焊接削弱而降低设计许用应力的系数。 根据接头型式及无损检测长度比例确定。
双面焊对接接头或相当 1.0 0.85 于双面焊的对接接头 单面焊对接接头或相当 0.9 0.8 于单面焊的对接接头 符合《压力容器安全技术检察规程》才允许作局部 无损探伤。抽验长度不应小于每条焊缝长度的20％。
e-圆筒有效厚度 e
n C
C-厚度附加量。
C C1 C2
设计温度下圆筒的计算应力
pc Di e t s s f 2 e
t
五、球壳强度计算
设计温度下球壳的计算厚度：
pcDi t 4s f pc
pc 0.6[s ] f
t
设计温度下球壳的计算应力
（2） 轴对称
壳体的几何形状、约束条件和 所受外力都是对称于某一轴。 化工用的压力容器通常是轴对 称问题。

化工设备基础知识培训教材

化工设备基础知识培训教材

4.金属材料与非金属材料特点比较 金属材料（主要是指钢）与非金属材料相
比，大多数具有强度高、耐压性好的优点 适用于制作压力容器。
非金属材料耐腐蚀性好
小结：1.了解化工设备材料性能
2.掌握化工设备材料分类
作业：项目实训 2.按化学成分分类，钢材有哪些品种？
子项目2 化工设备材料选择
知识目标：掌握热处理的含义、种类、目的；掌 握热处理工艺的含义、区别；掌握表面热处理的 方法、含义、种类
技能目标：能对焊后化工设备进行焊后热处理
相关知识
定义 ： 热处理是将固态金属或合金，采用 适当的方式进行加热、保温和冷却，以获 得所需组织结构与性能的一种工艺
作用：钢的内部组织和性能发生变化，提 高零件质量，延长零件寿命。
（5）耐热钢用于高温场合 （6）外压容器选Q235-A为宜
（7）低温容器选耐低温钢
小结：1.掌握碳素结构钢的使用条件；掌握化工 设备用钢选择原则
2.能根据设备的工艺条件选择合适的材料
作业 ：第8页
项目实训
第3题
项目三 化工设备热处理与防腐蚀
子项目一 化工设备用钢的热处理
项目目标
种类：普通热处理和表面热处理
零件的生产工艺过程为：锻造 预先热处 理 粗加工 最终热处理 精加工
一、普通热处理
包括退火、正火、淬火、回火等
1.退火和正火
退火 将钢材加热到适当的温度，保温一定时间 后缓慢冷却（炉冷、坑冷）
正火 将钢材加热到适当温度，保温一定时间后 ，在空气中冷却（空冷、风冷、喷雾冷却）
4.工艺性能 （1）良好的冷热加工性能 （2）良好的焊接性能
二、化工设备材料分类
金属材料和非金属材料
1.金属的分类
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[3.反应釜
4.卧式容器
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第二章彖赛设计基本知识
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2.1家器的结构与分类 2.1.1基本结构
由于化工设备的這用场合不同，设备内部的结
故化工说备又隸为化工彖赛。

枸也不同，但它们却有一外亮, 这一外亮称为彖春P 化工家春常见的结枸由：筒体.封头.支座.
密封裝置、开孔以及各种工艺接管和附件等。

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2.1.2化工家器的分类
为了了解各种压力容器的结构特点、适用场合以及
设计、制造、管理等方面的要求，需对压力容器进行分类，着重介绍中国《压力容器安全技术监察规程》中的分类方法。

1) •按压力容器承压等级分类
(1). 内压容器:容器器壁I
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勺部的压力高于容器外表面所承受
的压力。

低压容器(L) 中压容器(M) 高压容器(H)O.IMPa < P<1.6MPa 1.6MPa < P<lO.OMPa lO.OMPa < P<lOOMPa
超高压容器(U )P>lOOMPa
(2).夕卜压容器:容器器壁外部的压力大于内部所承受压力。

容器的内压力小于一个大气压(0.1M Pa)时称为真空容器
2 ).按压力容器的工艺用途分类
(1)反应压力容器(R):主要用于完成介质的物理、枕学反应的压力容器。

代表设备：反应器、分解塔、合成塔
(2 )换热压力容器(E):主要用于介质热量交换的压力容器。

代表设备：换热器、余热或废热锅炉、冷凝器、蒸发器等。

(3)分离压力容器(S):主要用于介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器。

代表设备：分离器、过滤器、缓冲器、干燥器等。

(4 )储存压力容器(C f球罐B ):主要用于储存或盛装气体.液体■液化气体等介质的压力容器。

3 ).按安全综合分类
按照《压力容器安全技术监察规程》
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，将压力容器分为：第一、第二、第三类压力容器。

下图用以说明第一、第二、第三类压力容器对容器的设计、 制造.检验.使用和管理要求愈来愈高。

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,综合考虑了设计压
压力容器类别简易判断表
4)、按容器壁温分类
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(1).常温容器壁温・20°C〜200°C
(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°C洽金钢＞450°C澳氏体不锈钢＞550°C
(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・20°C条件下工作的容器。

其中壁温在・20 °C〜-40 °C称为浅冷容器。

壁温低于・40°C者为深冷容器。

5).按容器壁厚分类
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根据容器器壁的厚度不同，将压力容器又可分为:薄壁容器和厚壁容器。

判别条件如下：
(1).径比K二Do/Di < 1.2为薄壁容器
(2 )、径比K二Do/Di > 1.2为厚壁容器
易燃及有毒介质分类:
•丽iiii丽而而而和F_
・常见易燃介质：一甲胺，乙烷，乙烯，氯甲
丁二烯，丁烯，烷，环氧乙烷，环丙烷，氢，丁烷，三甲
胺，丙烷，丙烯，甲烷等。

・毒性程度举例：
•※极度危害、高度危害介质：氟，氢氟酸，光气，氟化氢，碳酰氟，氯等；
・※中度危害介质：二氧化硫，氨，一氧化碳，氯乙烯，甲醇，氧化乙烯，硫化乙烯，二硫化碳，乙焕，硫化氢尊；
2.2彖器零部件的标准化
• 2.2.1标准化的意义 计——无需计算和制图，按已有标准图选 有利于成馳生产，阵低成本，榇证 ,提高丸争力。

备件规格尺寸通用，卖现互换性。

——国内.国际间通用，请除贸易
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•我国已卖现家赛零部件标准化的有：囲筒体 ＞封头.矗莹、支座.人孔.手孔.视镜和 液面讦等。

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2.2.2 家昙零部件标准化的基本参数・公称直径(DN)
・公称压力(PN)o
•规定：
・(1)圆筒体的公称直径:
板卷制的——筒体内经；•无缝钢管制的--- 筒体外径。

・(2)法兰与其相配的管子或筒体的PN、DN相一致
(板卷)1
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接
管
法
兰
筒
体
封
头
・注意：钢管的DN*Di,DO 接管
2.3压力彖赛的安全监察
2.3.1压力彖專安全监案的范圄
•同时具备如下条件：
•(1).最高工作压力pw>0.1MPa (表压，不含液体静压力丿；
•(2).内直^Di>0.15m,且容积V>0.025m3; •(3).介质为宅体、液化毛体或最壽工作温度壽于等于标准沸点(丸宅压力下的饱和温度
)的液体。

上述压力容器所用的安全附件亦属于本规
2.3.2相矣肉规及常用标准
1.基本出规:
《压力彖爰安全技术监察规程》
—国家质量技术监督局1999
2•压力家晟常用标准:
GB150-98 《钢制压力容器》国家标准
GB151-99《管売式换热器》国家标准
JB4709-2000《钢制压力容器焊接规程》
JB4730-2005《压力彖器无损检测》
HG20592〜20635-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》
• JB/T4700〜4707-2000《压力容器出兰》
2.4机械役计的基本要求:
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如焊住开裂，筒体爆破，螺栓拉断等。

2 •创度——不发生过大变形如堀体倾斜，堀盘下凹等。

3•稳走性——不发生瘪境或梱銭
如卧式家赛支座之间的简体发生瘪塌，毛柜抽负瘪境，
嫁体支座柱起吊对发生瘪境等。

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•妒士—锋证使用寿令。

一般足2d备设计f蹩匸豐〜巧年。

大多取决于庸蚀借况，有二取决于反券、蠕文或振动。