卧式压力容器课程设计汇本
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卧式容器(JB4731-2005)教材
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
σ7 ，σ8 有加强圈时，承受F/4，Mφ是由加强圈，故第一项分母为A0 （加强圈组合截面面积）。第二项分母为I0 （加强圈组合截面惯性）。
σ7 是当有外加强圈时筒体内表面处的应力， 当有内加强圈时筒体外表面处的应力。
2013年陕西省压力容器设计人员培训班
《钢制卧式容器》
----JB/T 4731-2005
淡 勇
（教授）
西北大学化工学院 College of Chemical Engineering Northwest University
一. 前言
《钢制卧式容器》 ----JB/T 4731-2005
JB/T4731是1993年开始编写。1998年完成2000年版。后因
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
2）地震及地震影响系数 考虑地震主要是为校核鞍座的强度。（请参见JB/T4731 P44 2节）
1）σ9 增加垫板起加强作用，此时由垫板承受部分Fs力（使鞍座腹板分开的）， 即分母改为 Hsbo+brδre
这里有几点说明：
-地震力不考虑垂直地震力，取水平地震力； -地震力对鞍座的作用，其作用力取筒体轴线方向，因鞍座该方向抗弯性差； -卧式容器按放位置一般不高，风载相对地震较小，计算中没考虑，但对于按放
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
7.3.4 圆筒周向应力
它是由切向剪应力使筒体产生周向弯矩（切向剪力的水平、垂直分量对筒体取 矩）。其弯矩图如JB/T4731图7—5或下面图22.4.5-1。无加强圈或加强圈位于鞍 座平面内时，最大弯矩发生在鞍座边角处；加强圈靠近鞍座平面内时最大弯矩发
卧式容器设计
目录第一章绪论 (2)1.1设计任务 (2)1.2设计思想 (2)1.3设计特点 (2)第二章储罐简介 (3)2.1储罐的用途 (3)2.2储罐的分类 (3)第三章材料及结构的选择与论证 (4)3.1材料选择 (4)3.2结构选择与论证 (4)3.2.1.封头的选择 (4)3.2.2.法兰的选择 (4)3.3.液面计的选择 (5)3.4.鞍座的选择 (5)第四章结构设计 (6)4.1壁厚的确定 (6)4.2 封头厚度设计 (7)4.2.1 计算封头厚度 (7)4.3储罐零部件的选取 (8)4.3.1储罐支座 (8)4.3.2人孔的选择 (10)4.3.3接管和法兰的选择 (13)第五章强度校核 (14)5.1筒体强度校核 (14)5.2封头强度校核 (14)5.3鞍座受载分析和强度校核 (15)5.3.1双鞍座的筒体的轴向应力 (15)5.3.2筒体的轴向弯矩的计算 (16)5.3.3圆筒轴向应力计算及校核 (17)5.3.3切向剪应力的计算及校核 (18)5.3.4圆筒周向应力的计算和校核 (19)5.3.5 鞍座腹板应力校核 (20)5.4容器开孔补强 (20)5.4.1补强设计方法判别 (21)5.4.2有效补强范围 (21)5.4.3有效补强面积 (22)5.4.4补强面积 (22)参考文献 (23)第一章绪论1.1设计任务针对化工厂中的储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图，并编写设计说明书。
1.2设计思想综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。
在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。
1.3设计特点容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管等组成。
常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。
本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。
卧式容器设计
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卧式容器设计
二、筒体的应力计算与校核
(二)筒体的切向剪应力
2.筒体被封头加强，筒体上无加强圈，但鞍座靠近封头，封头对筒体支座截 面起加强作用。 大部分剪力先由支座的右侧跨过支座传 至封头，然后又将载荷传回到支座靠封头 的左侧筒体，切向切应力的分布呈图所示 的状态，最大切应力位于 的支 座角点处。 最大切应力： 封头的最大切应力：
卧式容器设计
1
卧式容器设计 前言
卧式容器广泛应用在石油化工、医药、食品等工业
领域，卧式是相对于立式而言的，其筒体轴线一般 为水平。设计所遵循的主要标准有…
2
卧式容器设计
前言
卧式容器设计的特点
卧式压力容器的设计由于其支承方式的特点决 定了其设计的特殊性，按JB/T4731-2005 《钢制卧式容器》，其设计步骤为： 1）卧式容器设计是先根据操作压力(内压、外 压或常压)确定壁厚； 2）再依据自重、风、地震及其他附加载荷来校 核轴向、剪切、周向应力及稳定性；
[]t
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卧式容器设计
二、筒体的应力计算与校核
（二）筒体的切向剪应力 剪力在支座截面处最大，在筒体中引起的切向剪应力，有下列三种情况： 1、筒体有加强圈，但未被封头加强，筒体不存在扁塌效应，在水平中心线处 有最大值。
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卧式容器设计
二、筒体的应力计算与校核
(二)筒体的切向剪应力
2.筒体被封头加强，筒体上无加强圈，但鞍座靠近封头，封头对筒体支座截 面起加强作用。
当P为正压或外压时，分别为拉应力或压应力
跨中截面
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卧式容器设计
二、筒体的应力计算与校核
(一)筒体的轴向应力
2.支座截面上筒体的最大轴向应力 如果筒体横截面上既无加强圈又不 被封头加强(即A>0.5Ri)，该截面在 轴向弯矩作用下，筒体的上半部分截 面发生变形，使该部分截面实际上成 为不能承受纵向弯矩的“无效截面”， 而剩下的下半部分截面才是承受弯矩 的“有效截面”，这种情况称为“扁 塌效应”。 支座截面
《压力容器课程设计》课件
无损检测
采用无损检测技术，如超声波、射线、磁粉等，对压力容器进行全 面检测，发现潜在的缺陷和问题。
在线监测
利用传感器和监测系统对压力容器进行实时监测，及时发现异常情 况并采取措施。
压力容器的事故预防与处理
事故原因分析
对已发生的事故进行深入分析，找出事故原因，为预 防类似事故提供借鉴。
应急预案
制定针对压力容器事故的应急预案，明确应急处置流 程和责任人，确保事故得到及时、有效的处理。
焊接材料选择
根据压力容器的使用条件 和材质，选择合适的焊接 材料，确保焊接质量和容 器的耐久性。
焊接工艺流程
包括焊接前的准备、焊接 操作、焊接后的检验等步 骤，每一步都需要严格控 制和检验。
压力容器的热处理工艺
热处理的作用
01
热处理是压力容器制造中的重要工艺之一，主要作用是消除焊
接残余应力、提高材料的力学性能和耐腐蚀性能。
压力容器设计应考虑制造成本、运行成本和维护 成本，力求在满足安全性和工艺要求的前提下实 现经济性。
压力容器的材料选择
根据压力容器的使用条件（如温度、压力、介质特性等）选择合适的材料 ，确保材料具有足够的强度、耐腐蚀性和稳定性。
考虑材料的可加工性和可获得性，以便于制造和维护。
对材料进行必要的热处理和表面处理，以提高其机械性能和耐腐蚀性能。
热处理方式
02
根据材料和工艺要求，选择合适的热处理方式，如整体热处理
、分段热处理等。
热处理工艺参数
03
热处理工艺参数的制定和控制是热处理工艺的关键，需要严格
控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数。
压力容器的无损检测技术
无损检测的意义
无损检测是确保压力容器质量和 安全的重要手段，能够在不损伤 容器的情况下检测出各种缺陷和 损伤。
采用无损检测技术，如超声波、射线、磁粉等，对压力容器进行全 面检测，发现潜在的缺陷和问题。
在线监测
利用传感器和监测系统对压力容器进行实时监测，及时发现异常情 况并采取措施。
压力容器的事故预防与处理
事故原因分析
对已发生的事故进行深入分析，找出事故原因，为预 防类似事故提供借鉴。
应急预案
制定针对压力容器事故的应急预案，明确应急处置流 程和责任人，确保事故得到及时、有效的处理。
焊接材料选择
根据压力容器的使用条件 和材质，选择合适的焊接 材料，确保焊接质量和容 器的耐久性。
焊接工艺流程
包括焊接前的准备、焊接 操作、焊接后的检验等步 骤，每一步都需要严格控 制和检验。
压力容器的热处理工艺
热处理的作用
01
热处理是压力容器制造中的重要工艺之一，主要作用是消除焊
接残余应力、提高材料的力学性能和耐腐蚀性能。
压力容器设计应考虑制造成本、运行成本和维护 成本，力求在满足安全性和工艺要求的前提下实 现经济性。
压力容器的材料选择
根据压力容器的使用条件（如温度、压力、介质特性等）选择合适的材料 ，确保材料具有足够的强度、耐腐蚀性和稳定性。
考虑材料的可加工性和可获得性，以便于制造和维护。
对材料进行必要的热处理和表面处理，以提高其机械性能和耐腐蚀性能。
热处理方式
02
根据材料和工艺要求，选择合适的热处理方式，如整体热处理
、分段热处理等。
热处理工艺参数
03
热处理工艺参数的制定和控制是热处理工艺的关键，需要严格
控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数。
压力容器的无损检测技术
无损检测的意义
无损检测是确保压力容器质量和 安全的重要手段，能够在不损伤 容器的情况下检测出各种缺陷和 损伤。
压力容器卧式储罐设计说明
目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1液化石油气贮罐的分类 (1)1.2液化石油气特点 (1)1.3卧式液化石油气贮罐设计的特点 (1)第二章设计参数的选择 (2)2.1设计题目 (2)2.2设计数据 (2)2.3设计压力、温度 (2)2.4主要元件材料的选择 (3)第三章设备的结构设计 (3)3.1圆筒、封头厚度的设计 (4)3.2筒体和封头的结构设计 (4)3.3鞍座选型和结构设计 (5)3.4接管，法兰，垫片和螺栓的选择 (6)3.5 人孔的选择 (9)3.6安全阀的设计 (10)第四章设计强度的校核 (12)4.1水压试验应力校核 (12)4.2筒体轴向弯矩计算 (13)4.3筒体轴向应力计算及校核 (13)4.4筒体和封头中的切向剪应力计算与校核 (14)4.5封头中附加拉伸应力 (14)4.6筒体的周向应力计算与校核 (14)4.7鞍座应力计算与校核 (15)第五章开孔补强设计 (18)5.1 补强设计方法判别 (18)5.2有效补强围 (18)5.3 有效补强面积 (18)5.4.补强面积 (19)第六章储罐的焊接设计 (19)6.1焊接的基本要求 (20)6.2焊接的工艺设计 (20)设计小结 (23)致 (24)参考文献 (25)摘要本次设计的卧式储罐其介质为液化石油气。
液化石油气是一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。
在化工生产方面，液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。
液化石油气是由碳氢化合物所组成，主要成分为丙烷、丁烷以及其他烷系或烯类等。
丙烷加丁烷百分比的综合超过60%，低于这个比例就不能称为液化石油气。
液化石油气具有易燃易爆的特点，液化石油气储罐属于具有较大危险的储存容器。
针对液化石油气储罐的危险特性，结合本专业《过程设备与压力容器设计》所学的知识，在设计上充分考虑液化石油气储罐各项参数，确保液化石油气储罐能安全运行，对化工行业具有重要的现实意义。
卧式容器
卧式容器第一节 概述卧式容器的设计，除按常规计算圆筒、封头外，还应验算支座处的局部应力。
此局部应力的计算取决于支座的结构型式。
卧室容器的支座型式有鞍式支座、圈座和支腿式支座。
一般对于大直径的薄壁容器和真空操作的卧式容器或支承点多于两个时可采用圈座。
支腿式支座结构虽简单，但由于支承反力集中于局部壳体上，故只适用于较轻的小型卧式容器。
对于较重的大设备，通常采用鞍式支座。
目前应用的鞍式支座，大多是双鞍座式。
从受力情况来分析，支座越多其容器内产生的应力越小，但由于地基不均匀的沉陷、基础水平度的误差或筒体不直、不圆等因素造成支座反力分布不均，反而使局部应力增大，因此一般都采用双支座。
对于此类卧式容器，其受力分析和强度设计都以齐克（L.P.Zick ）提出的理论为基础，即将卧式容器当作受均布载荷的双支点的外伸简支梁来分析的，但这种近似分析所求得的各项应力与通过实验测定的各应力值并不完全相同，所以在应力计算式中进行了修正，并按应力的性质对各应力值进行了控制。
我国及其他不少国家都以此理论为依据制订卧式容器的设计规范。
第二节 卧式容器计算一、设计规范1、GB150《钢制压力容器》——国家标准 适用范围：（1）鞍式支座（或圈座）支承的薄壁容器； （2）几何形状对称、载荷均布的容器； （3）承受非交变性载荷作用的容器；（4）两支座，且鞍座形心到封头切线之间的距离A ≤0.2L ； （5）鞍座包角θ在120°≤θ≤150°范围内。
2、HGJ16《钢制化工容器强度计算规定》——化工部标准 适用范围：三鞍座卧式容器的设计和计算。
二、受力分析1、受力分析图、弯矩图和剪力图（见图1）2、外载荷（1） 设计压力p （内压或外压） （2）（2）均布载荷q容器的质量作用于假想的简支梁（即卧式容器）上，容器质量包括容器自身质量、充满水或所容介质的质量、所有附件及保温层等质量。
简支梁的长度为筒体L 加上两个封头的折算长度，封头折算长度2/3h i ；得单位长度载荷q 。
钢制卧式容器课程设计
钢制卧式容器课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握钢制卧式容器的结构、性能、设计原理和应用范围。
通过本课程的学习，学生应能：1.描述钢制卧式容器的基本结构，包括壳体、封头、支撑结构等。
2.解释钢制卧式容器的工作原理，包括压力、温度、介质等对其性能的影响。
3.应用相关设计规范和计算方法，进行钢制卧式容器的基本设计。
4.分析钢制卧式容器在实际应用中可能遇到的问题，并提出解决方案。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.钢制卧式容器的基本结构：介绍壳体、封头、支撑结构等的主要作用和设计要求。
2.钢制卧式容器的工作原理：讲解压力、温度、介质等对容器性能的影响，以及相关的安全规范。
3.钢制卧式容器的设计方法：介绍设计流程、计算方法、设计规范等。
4.钢制卧式容器的应用案例：分析实际应用中遇到的问题，探讨解决方案。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法：1.讲授法：讲解基本概念、设计原理和规范。
2.讨论法：学生针对实际案例进行讨论，培养分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析典型应用案例，加深学生对理论知识的理解。
4.实验法：安排实验室实践，让学生亲手操作，提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，作为学生学习的主要参考。
2.参考书：提供相关领域的经典著作和最新研究成果，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作课件、视频等，生动形象地展示容器的设计和应用。
4.实验设备：准备相关的实验设备，让学生能够在实践中学习和验证理论知识。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，我们将采用以下评估方式：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的表现等。
2.作业：布置适量作业，评估学生的理论知识掌握和应用能力。
3.考试：定期进行理论考试，评估学生对知识的全面理解和运用能力。
丙烯卧式容器课程设计
丙烯卧式容器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握丙烯卧式容器的结构特点、材料性能及其应用领域；2. 使学生了解丙烯卧式容器在化工、医药等行业的存储作用及重要性；3. 帮助学生理解丙烯卧式容器的设计原理，包括容器壁厚、承压能力等关键参数的计算。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，分析丙烯卧式容器在实际工程中的应用能力；2. 提高学生运用CAD等软件进行丙烯卧式容器结构设计的实践操作能力；3. 培养学生团队协作、沟通交流的能力，学会在项目中进行有效分工与合作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学工程领域的兴趣，激发学生探索未知、创新实践的精神；2. 引导学生关注环境保护，认识到化学工业在可持续发展中的责任与担当；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，树立正确的价值观，为未来从事相关行业奠定基础。
本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，以丙烯卧式容器为主题，注重理论联系实际，旨在提高学生的专业知识、实践技能和综合素质。
通过本课程的学习，使学生能够在掌握丙烯卧式容器相关知识的基础上，具备一定的工程设计能力和创新思维。
二、教学内容1. 丙烯卧式容器概述：介绍丙烯卧式容器的基本概念、分类及在化工行业的应用。
相关教材章节：第一章第二节2. 丙烯材料性能：讲解丙烯的物理性能、化学性能及力学性能，分析其作为容器材料的优势。
相关教材章节：第二章第一节3. 容器结构设计：阐述丙烯卧式容器结构设计原理，包括容器壁厚、底部设计、支承方式等。
相关教材章节：第三章第一节、第二节4. 容器强度计算：介绍丙烯卧式容器强度计算方法，包括内压、外压、热应力等计算。
相关教材章节：第四章第一节、第二节5. 容器安全评定：分析丙烯卧式容器在使用过程中可能出现的安全问题，介绍安全评定方法及预防措施。
相关教材章节：第五章第一节6. CAD软件在容器设计中的应用：教授学生运用CAD软件进行丙烯卧式容器结构设计的方法和技巧。
相关教材章节：第六章第一节7. 实践教学：组织学生进行丙烯卧式容器设计实践，提高学生动手能力和团队协作能力。
压力容器的课程设计
压力容器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解压力容器的定义、分类及在工业中的应用。
2. 学生掌握压力容器的基本结构、工作原理及主要参数。
3. 学生了解压力容器的设计原则、材料选择和安全评定标准。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析压力容器在实际工程中的应用案例。
2. 学生掌握压力容器的设计方法，能够进行简单压力容器的设计与计算。
3. 学生能够运用相关软件对压力容器进行仿真分析，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对压力容器相关领域的兴趣，激发学习热情，增强探究精神。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与理论相结合，提高分析问题和解决问题的能力。
3. 增强学生的安全意识，了解压力容器在使用过程中的安全风险，培养良好的安全习惯。
课程性质：本课程为应用物理与技术学科的课程，结合理论与实践，以提高学生的实际操作能力和创新能力为主要目标。
学生特点：学生处于高中年级，具有一定的物理知识和数学基础，思维活跃，对新技术和新知识充满好奇心。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，采用案例教学、讨论式教学等方法，引导学生主动参与，提高学生的实践操作能力和创新能力。
同时，关注学生的个体差异，因材施教，使学生在课程学习中取得良好的成果。
通过本课程的学习，为学生未来在相关领域的发展奠定基础。
二、教学内容1. 压力容器的基本概念- 压力容器的定义与分类- 压力容器在工业中的应用2. 压力容器的结构与工作原理- 压力容器的基本结构- 压力容器的工作原理及主要参数3. 压力容器的设计与计算- 设计原则与材料选择- 简单压力容器的设计与计算方法4. 压力容器安全评定- 安全评定标准与法规- 压力容器事故案例分析5. 压力容器仿真分析- 相关软件介绍与操作方法- 压力容器仿真分析的实践应用教学大纲安排：第一周：压力容器的基本概念第二周：压力容器的结构与工作原理第三周：压力容器的设计与计算第四周：压力容器安全评定第五周：压力容器仿真分析教材章节关联：第一章：引言第二章：压力容器的基本概念与分类第三章：压力容器的结构与工作原理第四章：压力容器的设计与计算第五章：压力容器的安全评定与仿真分析教学内容根据课程目标进行科学性和系统性组织，注重理论与实践相结合，以教材为依据，确保学生在学习过程中掌握压力容器相关知识，为后续学习和实践打下坚实基础。
5方卧式油罐课程设计
5方卧式油罐课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握5方卧式油罐的相关知识，包括其结构、功能和应用。
在知识目标方面，学生需要能够描述5方卧式油罐的基本结构，解释其工作原理，并了解其在石油储存和运输中的作用。
在技能目标方面，学生需要能够运用所学知识进行简单的油罐设计和计算。
在情感态度价值观目标方面，学生应该培养对石油储运行业的兴趣和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括5方卧式油罐的结构、工作原理和应用。
具体包括以下几个方面：1.5方卧式油罐的基本结构，包括罐体、底座、进出口、阀门等。
2.5方卧式油罐的工作原理，包括储存、运输、计量等过程。
3.5方卧式油罐的应用范围，包括石油、化工、电力等行业。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过讲解5方卧式油罐的相关知识，使学生对其有全面的认识。
2.讨论法：通过分组讨论，让学生深入理解5方卧式油罐的工作原理和应用。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生掌握5方卧式油罐在石油储存和运输中的作用。
4.实验法：通过动手实验，让学生亲身体验5方卧式油罐的结构和功能。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：提供一本关于5方卧式油罐的权威教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：推荐一些与5方卧式油罐相关的书籍，供学生拓展阅读。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，帮助学生更直观地理解5方卧式油罐的结构和原理。
4.实验设备：准备5方卧式油罐的模型或仿真设备，供学生进行实验操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问和回答问题的积极性等。
作业方面，将布置一些与课程内容相关的练习题，要求学生在规定时间内完成，以此检验学生对知识的掌握程度。
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某理工大学课程设计（论文）任务书机械院（部）过控教研室2012年6月目录一．计划任务书--------------------------------------------------------------1二．目录-----------------------------------------------------------------------2三．概述-----------------------------------------------------------------------4 3.1容器的分类---------------------------------------------4 3.2压力容器的结构特点-------------------------------------5 3.3压力容器筒体的结构型式---------------------------------5 四．总体结构设计-----------------------------------------------------------9 4.1设计技术参数-------------------------------------------9 4.2容器材料的选择-----------------------------------------9 4.3筒体壁厚设计------------------------------------------10 4.4封头厚度设计------------------------------------------10 4.5鞍座结构设计------------------------------------------11 4.5.1容器总质量与支座反力计算---------------------------11 4.5.2鞍座的选型-----------------------------------------12 4.5.3确定鞍座安装位置-----------------------------------13 五．应力校核--------------------------------------------------------------13 5.1筒体的轴向应力验算------------------------------------13 5.1.1轴向弯矩-------------------------------------------13 5.1.2轴向应力-------------------------------------------14 5.1.3轴向应力校核---------------------------------------15 5.2鞍座处的切向剪应力------------------------------------155.3验算筒体在支座横截面上的周向应力----------------------16 5.4鞍座尺寸校核------------------------------------------17 六．设计结果汇总表---------------------------------------18 七．参考文献---------------------------------------------20三．概述压力容器的用途十分广泛。
它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。
压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。
此外，还配有安全装置、表计及完全不同生产工艺作用的内件。
3.1容器的分类1.按压力容器的设计压力（p）划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级：(1)低压(代号L) 0.1MPa≤p<1.6MPa(2)中压(代号M) 1.6MPa≤p<10.0MPa(3)高压(代号H) 10.0MPa≤p<100.0MPa(4)超高压(代号U) p≥100.0MPa。
2.按工艺过程中的作用不同分为：（1）反应容器：用于完成介质的物理、化学反应的容器。
（2）换热容器：用于完成介质的热量交换的容器。
（3）分离容器：用于完成介质的质量交换、气体净化、固、液、气分离的容器。
（4）贮运容器：用于盛装液体或气体物料、贮运介质或对压力起平衡缓冲作用的容器。
3.根据容器的压力高低，介质的危害程度以及在生产过程中的重要作用，综合地将容器分为三类。
属于下列情况之一者为一类容器:（1）非易燃或无毒介质的低压容器；（2）易燃或有毒介质的低压分离器的换热容器。
属于下列情况之一者为二类容器：（1）中压容器；（2）剧毒介质的低压容器；（3）易燃或有毒介质的低压反应容器和储运容器；属于下列情形之一者为三类容器：（1）高压、超高压容器；（2）剧毒介质的中压容器（3）易燃或有毒介质（4）中压废热锅炉或内径大于1米的低压废热锅炉。
3.2压力容器的结构特点一般承受内压的容器，除球形容器外，大多是由筒体和封头组成。
筒体是圆筒形壳体，封头则有多种型式，高压容器多采用平板封头；中、低压容器的封头除平板和半球型外，还有半椭圆形封头，蝶形封头，锥形封头等。
3.3压力容器筒体的结构型式圆柱形容器是最常见的一种压力容器结构形式，具有结构简单、易于制造、便于在内部装设附件等优点，被广泛用作反应器、换热器、分离器和中小容积储存容器。
圆筒形容器的容积主要由圆柱形筒体(以下简称圆筒)提供。
圆筒可分为单层式和组合式两大类。
单层式优点是结构简单。
但厚壁单层式圆筒也存在一些问题，主要表现在：①除整体锻造式厚壁圆筒外，还不能完全避免较薄弱的深环焊接和纵焊缝，焊接缺陷的检测和消除均较困难；且结构本身缺乏阻止裂纹快速扩展的能力；②大型锻件及厚钢板的性能不及薄钢板，不同方向力学性能差异较大，韧脆转变温度较高，发生低应力脆性破坏的可能性也较大；③加工设备要求高；为此，人们相继研制了多种组合式圆筒。
常见的有以下几种：（1）多层包扎式这是目前世界上使用最广泛、制造和使用经验最为丰富的组合式圆筒结构。
筒节由厚度为12～25mm的内筒和厚度为4～12mm的多层层板两部分组成，筒节通过深环焊缝组焊成完整的圆筒。
为了避免裂纹沿厚度方向扩展，各层板之间的纵焊缝应相互错开75°。
筒节的长度视钢板的宽度而定，层数则随所需的厚度而定。
制造时，通过专用装置将层板逐层、同心地包扎在内筒上，并借纵焊缝的焊接收缩力使层板和内筒、层板与层板之间相互贴紧，产生一定得预紧力。
每个筒节上均开有安全孔，这种小孔可使层间空隙中的气体在工作时因温度升高而排出；当内筒出现泄漏时，泄漏介质可通过小孔排出，起到报警作用。
多层包扎式圆筒制造工艺简单，不需要大型复杂的加工设备；与单层式圆筒相比安全可靠性高，层板间隙具有阻止缺陷和裂纹向厚度方向扩展的能力，减少了脆性破坏的可能性，同时包扎预应力可有效改善圆筒的应力分布；对介质适应性强，可根据介质的特性选择合适的内筒材料。
但多层包扎式圆筒制造工序多、周期长、效率低、刚板材料利用率低，尤其是筒节间对接的深环焊缝对容器的制造质量和安全有显著影响。
这是因为：①无损检测困难，环焊缝的两侧均有层板，无法使用超声检测，仅能依靠射线检测；②焊缝部位存在很大的焊接残余应力，且焊缝晶粒易变得粗大而韧性下降，因而焊缝质量较难保证；③环焊缝的坡口切削工作量大，且焊接复杂。
(2)热套式采用厚钢板（30mm以上）卷焊成直径不同但可过盈配合的筒节，然后将外层筒节加热到计算的温度进行套合，冷却收缩后便得到紧密贴合的厚壁筒节。
热套式圆筒需要有较准确的过盈量，对卷筒的精度要求很高，且套合或组装成整体容器后，需再进行热处理以消除套合预应力及深环焊缝的焊接残余应力。
热套式圆筒除了具有包扎式圆筒的大多数优点外，还具有工序少，周期短等优点。
（3）绕板式绕板式圆筒由内筒、绕板层和外筒三部分组成。
它是在多层包扎式圆筒的基础上发展起来的，两者的内筒相同，所不同的是多层绕板式圆筒是在内筒外面连续缠绕若干层3～5mm厚的薄钢板而构成筒节，绕板层只有内外两道纵焊缝。
为了使绕板开始端与终止端能与圆筒形成光滑连接，一般需要有楔形过渡段。
外筒作为保护层，由两块半圆或三块“瓦片”制成。
绕板式结构机械化程度高，制造效率高，材料的利用率也高（可达到90﹪以上）。
但由于薄卷板往往存在中间厚两边薄的现象，卷制后筒节两端会出现明显的累积间隙，影响产品的质量。
（4）整体多层包扎式整体多层包扎式是一种错开环焊缝和采用液压夹钳逐层包扎的圆筒结构。
它首先将内筒拼接到所需的长度，两端焊上法兰或封头，然后在整个长度上逐层包扎层板，带全长度上包扎好并焊完磨平后再包扎第二层，直至所需厚度。
这种方法包扎时各层的环焊缝可以相互错开，另每层层板的纵焊缝也错开一个较大角度，是整个圆筒上避免出现深环焊缝。
圆筒与封头或法兰间的环焊缝改为一定角度的斜面焊缝，承载面积增大，具有高的可靠性。
（5）绕带式绕带式是一种以钢带缠绕在内筒外面获得所需厚度圆筒的方法，主要有型槽绕带式和扁平钢带倾角错绕式两种结构形式。
①型槽绕带式是用特制的型槽钢带螺旋缠绕在特制的内筒上，内筒外表面上预先加工有与钢带相齿合的螺旋状凹槽。
缠绕时，钢带先经电加热，再进行螺旋缠绕，绕制后依次用空气和水进行冷却，使其收缩产生预紧力，可保证每层钢带贴紧；各层钢带之间靠凹槽和凸肩相互齿合，缠绕层能承受一部分由内压引起的轴向力。
这种结构的圆筒具有较高的安全性，机械化程度高，材料损耗少，且由于存在预紧力，在内压作用下，筒壁应力分布较均匀。
但钢带需由钢厂专门轧制，尺寸公差要求严，技术要求高；为保证邻层钢带能相互齿合，需采用精度较高的专用缠绕机床。
②扁平钢带倾角错绕式 这是中国首创的一种新型绕带式圆筒。
内筒厚度约占总厚度的61～41，采用简单的“预应力冷绕”和“压棍预弯贴紧”技术，以相对于容器环向15°～30°倾角在薄内筒外交错缠绕扁平钢带。
钢带宽约80～160mm 、厚约4～16mm ，其始末两端分别与底封头和端部法兰相焊接。
大量的实验研究和长期使用实践证明，与其他类型厚壁圆筒相比，扁平钢带倾角错绕式圆筒结构具有设计灵活、制造方便、可靠性高、在线安全监控容易等优点。
四．总体结构设计4.1设计技术参数：容器内径Di=1800mm容器长度（不包括封头）L=5000mm设计压力P=0.25MPa设计温度t=100°C物料腐蚀轻微，密度为1500kg/m 34.2容器材料的选择此设计选用A3R 型号的钢板，查《化工容器及设备》【1】附录二，可知：① 在设计温度t=100℃，圆筒的厚度在6～16mm 时：MPa b 380=σ，MPa s 240=σ，许用应力：[]MPa t 127=σ② 在设计温度t=100℃，圆筒的厚度在17～36mm 时：MPa b 380=σ。