压力容器设计的知识点

压⼒容器设计基础讲义压⼒容器设计基础讲义第⼀部分、压⼒容器设计基础知识第⼀章压⼒容器失效模式压⼒容器在载荷作⽤下丧失了正常的⼯作能⼒称为失效。

压⼒容器所考虑的失效模式主要为断裂、泄漏、过度变形和失稳。

压⼒容器失效常以三种形式表现出来：强度、刚度、稳定性。

压⼒容器建造标准中主要考虑的失效模式：1）短期失效模式：（1）脆性断裂（2）韧性断裂（3）超量变形引起的接头泄漏（4）超量局部应变引起的裂纹形成或韧性剪切（5）弹性、塑性或弹塑性失稳2）长期失效模式：（1）蠕变断裂（2）蠕变超量变形（3）蠕变失稳（4）冲蚀、腐蚀（5）环境助长开裂，如：应⼒腐蚀开裂3）循环失效（1）扩展性塑性变形（2）交替塑性（3）弹性应变疲劳或弹-塑性应变疲劳（4）环境助长疲劳，如：腐蚀疲劳第⼆章 GB150适⽤范围（1）适⽤的设计压⼒①对于钢制容器不⼤于35MPa；②其它⾦属材料制容器的设计压⼒适⽤范围按相应引⽤标准确定。

（2）适⽤的设计温度范围①设计温度范围：－269℃～900℃。

②钢制容器不得超过按GB 150.2 中列⼊材料的允许使⽤温度范围。

③其他⾦属材料制容器按本部分相应引⽤标准中列⼊的材料允许使⽤温度确定。

（3）下列各类容器不在标准的适⽤范围内：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核能装置中存在中⼦辐射损伤失效风险的容器；⑤直接⽕焰加热的容器；⑥内直径（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。

（4）对不能按 GB 150.3确定结构尺⼨的容器或受压元件，允许采⽤以下⽅法进⾏设计:①按照附录C的规定，进⾏验证性实验分析（如实验应⼒分析、验证性液压试验）。

压力容器设计工程师应掌握的知识
作为一名压力容器设计工程师，需要掌握以下知识和技能：
1.材料知识：了解不同类型的材料，如金属材料（如碳钢、不锈钢、
铝合金）和非金属材料（如复合材料、玻璃钢），以及它们在压力容器设
计中的应用和性能特点。

2.强度学知识：了解材料的本构关系、力学性质和强度设计原理，掌
握强度和刚度计算方法。

3.压力容器设计规范：熟悉国家和行业相关规范，如《压力容器设计
规范》和《压力容器制造与安全技术规则》，并能够合理应用这些规范进
行设计。

4.液体和气体力学：了解流体静力学和流体动力学的基本理论，包括
压力、流速、流量、液位等参数的计算和分析。

5.焊接技术：熟悉焊接工艺和焊接缺陷产生的原因，能够合理选择适
用的焊接方法和焊接材料。

6.非破坏检测技术：了解常用的非破坏检测方法，如超声波检测、射
线检测、磁粉检测和渗透检测，能够判断和评估可能存在的缺陷或损伤。

7.工程制图：能够读取和绘制工程图纸，包括设计图、组装图和制造
图等，掌握相关绘图软件的应用。

8.压力容器设计计算：能够进行承载力和刚度计算，考虑压力、温度、荷载和外部环境等因素对容器的影响。

9.安全性评估：能够进行压力容器的安全性评估和风险分析，包括应
力和应变分析、疲劳分析和破裂分析等。

10.安全阀选择：了解不同类型和规格的安全阀，根据设计参数和要
求选择合适的安全阀。

此外，压力容器设计工程师还需要具备良好的理论基础，包括数学、
力学、热力学和材料力学等基础知识。

同时，需要有一定的工程实践经验，能够解决实际工程中遇到的问题，并能够进行设计优化和改进。

压力容器基础知识压力容器是用于存储各种气体、液体和气体-液体混合物的设备。

这些设备不仅需要承受不同介质的压力，还需要保证设备的密封性和耐腐蚀性能。

因此，压力容器的设计、制造、安装和维护都需要符合相关的标准和规范。

1. 压力容器的应用场景压力容器广泛应用于石油化工、核工业、制药、冶金、燃气等领域。

比如，在石油化工中，压力容器被用于储存石油、汽油等可燃液体。

在核工业中，压力容器被用于储存和运输放射性物质。

在制药中，压力容器被用于制造药品、医疗设备等。

2. 压力容器的设计原则压力容器的设计需要遵循以下原则：(1) 安全性和可靠性原则：设备应能承受其设计条件下的最大工作压力和温度，同时应考虑容器内介质的性质以及应力集中等因素。

(2) 容器材质选择原则：要根据介质的性质、使用条件和操作环境等因素来选择合适的材质。

(3) 规范性原则：设计要符合相关的标准和规范，如ASME、GB等标准。

(4) 可维护性原则：设计要考虑设备的可维护性和易检修性。

3. 压力容器的制造工艺压力容器通常需要使用高强度的钢材制造。

在制造过程中需要进行焊接、加工和检验等工艺。

压力容器的制造工艺需要注意以下问题：(1) 设备加工精度和工艺控制：保证制造误差在运行条件内范围并满足规定的偏差控制要求。

(2) 设备检验：确保制造设备的质量和设计要求一致，并符合相关标准和规范的要求。

(3) 设备安装：在安装过程中需要保证设备安装牢固，并且需遵守安全操作规范。

4. 常见的压力容器故障原因(1) 经常受到冲击或振动。

(2) 长期使用导致设备老化或疲劳。

(3) 腐蚀或受到化学侵蚀。

(4) 压力容器设计或制造过程存在缺陷。

(5) 不正常操作或使用不当。

总之，对于一些需要使用压力容器的行业和领域，人们必须要关注和遵守相关的标准和规范，才能确保设备的安全稳定运行。

1、应力集中系数：容器开孔边缘处或接管根部最大应力与容器壳体膜应力最大值之比。

2、易燃介质：指与空气混合的爆炸下限小于10%，或爆炸上限与下限之差值大于等于20%的气体3、焊缝系数u :由于焊缝热影响区有热应力的存在，焊缝金属晶粒粗大，及焊缝中出现气孔，未焊透等缺陷影响焊缝金属强度，采用焊缝系数，以补偿焊缝强度的削弱，即焊缝金属材料的许用应力的利用率。

4、整体管板的有效厚度：Se=S-Y-Y ' Se――管板有效厚度；S――管板的实际（名义）厚度，mm ; Y ――管程隔板开槽值，mm ; K与C2取大者；Y'――壳程隔板开槽值，K与壳程腐蚀裕量C' 2取大者5、许用应力：指按材料各项强度数据分别除以各安全系数的最小值6、夹套压力容器的设计总图上，应注明哪些与压力试验有关的内容？答（1）应分别说明壳体和夹套的试验压力；（2）允许的内外压差值；（3）试验步骤；（4）试验的要求7、选用公称直径250mm的无缝钢管做压力容器壳体，选择椭圆形封头的直径为多少？答：Dg250mm的无缝钢管外径为273mm ,按钢管外径选封头，封头外径为273mm。

8、按现行规定，在压力容器图纸上如何注明磁粉检测合格标准？答：符合JB4730 11.13.1条和11.13.2条I级的要求9、划分压力容器类别和确定《容规》适用范围使用的压力有何不同？可能产生什么问题？答：确定《容规》适用范围的压力为最高工作压力，划分容类别的压力为设计压力。

划分类别时有限制条件，即必须是对划入《容规》的压力容器进行分类，实际工作中，有时将不属于《容规》管辖的压力容器划成了某类别压力容器。

10、一台压力容器，按介质、压力、内直径、容积等条件，均属于第三类压力容器。

那么，该台容器一定得划分为第三类压力容器吗？为什么？答：不一定，因为搪玻璃压力容器一律划分为第二类压力容器。

11、GB150中“相当于双面焊的全焊透对接焊缝”指什么样的焊缝？答：指单面焊双面成形的对接焊缝。

压力容器设计应掌握的基本知识一.压力容器设计必须遵循的法规和规程;1.《锅炉压力容器安全监察暂行条例》.2.《锅炉压力容器安全监察暂行条例》.实施细则.3.《压力容器安全技术监察规程》.4.《压力容器设计单位资格管理与监督规则》.5.《液化石油气槽车安全管理规定》.6.《液化气体铁路槽车安全管理规定》二.如何划分压力容器的压力等级（P为设计压力）1.低压（代号L）0.1 MPa≤P＜1.6 MPa2.中压（代号M）1.6 MPa≤P＜1.0 MPa3.高压（代号H）10 MPa≤P＜100MPa4.超高压（代号U）P≥100MPa三.压力容器的品种主要划分为哪几种﹖按容器在生产工艺过程中的作用原理分为反应容器，换热压力容器，分离压力容器，储存压力容器。

1.反应压力容器（代号R）；要用于完成介质的物理，化学反应的压力容器，如反应器，反应釜，分解锅，合成塔等。

2.换热压力容器（代号E）；要用于完成介质热量交换的压力容器，如管壳式余热锅炉，热交换器，冷却器等。

3.分离压力容器（代号S）；要用于完成介质的流体压力平衡和气体净化分离等的压力容器，如分离器，过滤器，集油器，缓冲器，洗涤器，分汽缸等。

4.储存压力容器（代号C其中球罐代B）；主要用于盛装生产用的原料气体，液体，液化气体等的压力容器，如各种类型的球罐。

四.何划分压力容器的类别；为有利于安全技术监督和管理，将容规适用范围内的压力容器划分为三类；1.低压容器，第一类压力容器；2.中压容器，第二类压力容器；3.高压容器，第三类压力容器；五.《压力容器安全技术监察规程》的适用范围；（同时具备以下条件）1.最高工作压力大于等于0.1MPa (不含液体静压力)的容器；2.内直径（非园形截面指断面最大尺寸）大于等于0.15m,且容积(V)大于等于0.025m3的容器。

3.盛装介质为气体，液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体的容器六.钢种定义；1.碳钢：含锰量≤12％，含碳量≤2％且无有意添加其他合金元素的铁碳合金（可为脱氧目的而加入Si,Al等元素）如10，20，35，45,Q235等。

压力容器设计要点第十章压力容器设计参数的选取10.1 设计压力在压力容器的设计中，除注明者外压力均值表压力。

设计压力为压力容器的设计载荷之一，其值不低于正常工况下容器顶部最高工作压力。

设计压力与相应的设计温度一起作为设计载荷。

各种厚度的关系示意图2-10-110.2 设计温度对于0℃以下的金属温度，设计温度不得高于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。

在任何情况下金属温度不得超过钢材的允许使用温度。

安装在室外无保温的容器，按以下规定选取：（1）盛装压缩气体的贮罐，最低设计温度取环境温度减3℃。

（2）盛装液体体积占容器1/4以上的贮罐，最低设计温度取环境温度。

10.4 设计中应考虑的载荷不同的工艺条件和工况时，设计中还应考虑以下载荷：（1）内压、外压或最大压差；（2）液体静压力；（3）容器的自重，以及正常工作下或压力试验状态下内装填料的重力载荷；（4）附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；（5）风载荷、地震载荷、雪载荷。

（6）支座、底座圈、支耳及其他形式支撑件的反作用力；（7）连接管道和其他部件的作用力；（8）温度梯度或膨胀量不同引起的作用力；（9）包括压力急剧波动的冲击载荷；（10）冲击反力；（11）运输或吊装时的作用力。

10.6 焊接接头分类和焊接接头系数为弥补焊缝对容器整体强度的消弱，在强度计算中引入焊接接头系数。

第十一章压力容器零部件的结构和计算11.1 圆筒和球壳1、概述圆筒和球壳是压力容器最基本的组成部分，也是压力容器主要受压元件。

2 内压计算（1）圆筒厚度计算1）圆筒中径公式[1]2）圆筒中径公式适用范围。

K《1.5。

3）多层圆筒的计算4）焊接接头系数（2）球壳的厚度计算1）球壳中径公式[1]2）球壳中径公式的适用范围3 外压计算容器承受内压时，壳壁内为拉应力；而容器承受外压时，壳壁内为外压力。

内压容器失效时强度问题，而外压容器往往其压应力尚未达到屈服时就会出现扁塌现象，这就是外压容器的弹性失稳。

Ka: 腐蚀速率，见相关手册 B：设计寿命，不低于15年。
腐蚀裕量的选取原则：
1） 根据腐蚀程度不同，可选取不同的腐蚀裕量。
2）介质为压缩空气、水蒸气或水的碳素钢或低合金钢容 器，腐蚀裕量不小于1mm。
3）对于不锈钢容器，当介质腐蚀性极微时，腐蚀裕量=0
4）难以确定时，按表1-11选取。
6、压力容器的公称压力、公称直径： 便于设计和成批生产 压力容器零部件标准化的基本参数是公称压
强度计算：
内容包括选择容器的材料，确定主要尺寸，满 足强度、刚度和稳定性的要求，以确保容器安全可 靠地运行。
（二）设计方法
常规设计：又称规则设计，依据“GB150《钢制压 力容器》”国家标准进行设计。该标准采用弹性失效准 则，对壳体应力不作详细分析，只计算总体应力，并 限制壳体的基本（薄膜）应力不超过材料的许用应力 值。而由于总体结构不连续引起的附加应力，以应力 增强系数引入壁厚计算，或在结构上加以限制，或在 材料选择、制造工艺等给以不同要求的控制。
（1）厚度的计算：
由强度计算公式，引入内径、焊接接头
系数ψ，得到
厚度计算公式：
2[
p c
Di
]t p
c
在实际应用中还应同时考虑影响强度的因素， 如材料质量、制造因素、大气及介质的腐蚀等。 考虑腐蚀裕量，修正后得设计厚度：
d
p c
Di
2[ ]t
p
C2
c
考虑制造误差，经圆整到标准厚度，得 名义厚度：
n
d
C1
p c
Di
2[ ]t
p
C1 C2
c
（2）最小壁厚的确定：
按照GB150—1998《钢制压力容器》规定，对 碳素钢、低合金钢制容器，不得小于3mm，高合金 钢不得小于2mm

压力容器设计的知识点压力容器设计必须掌握的知识点与考试大纲1．压力容器用钢的基本要求2．压力容器规范2.1我国压力容器规范2.2美国压力容器规范2.3欧洲压力容器规范3．压力容器的分类3.1三类容器的概念(按重要性分类) 3.2按压力大小的分类4．压力容器的无力矩理论4.1无力矩理论的应用条件4.2受均匀气体内压作用的薄膜应力4.2.1球形容器4.2.2圆柱形容器4.2.3椭圆形封头4.3储存液体的容器4.3.1圆柱形储液罐4.3.2球形储液罐5．压力容器的有力矩理论5.1有力矩理论的基本方程5.2圆柱壳轴对称弯曲的应力计算6．压力容器的不连续分析6.1 不连续应力的特点6.2不连续应力的分析方法6.3具有半球形封头圆筒的不连续应力6.4具有椭圆形封头圆筒的不连续应力6.5具有厚度突变圆筒的不连续应力7．圆平板中的应力7.1周边固支的圆板7.2周边简支的圆板7.3承受均布边缘弯矩的环形板7.4类周边承受均布横剪力的环形板7.5带平封头圆筒的不连续分析8．内压薄壁容器的设计计算8.1圆筒和球壳8.1.1圆筒的设计计算8.1.2球壳的设计计算8.2设计参数的确定8.2.1设计压力、工作压力、计算压力、设计温度8.2.2焊接接头系数8.2.3厚度附加量8.2.4许用应力和安全系数8.2.5最小壁厚8.3压力试验8.3.1液压试验压力8.3.2气压试验压力8.3.3液压试验要求8.3.4气压试验要求8.4封头的设计计算8.4.1凸形封头8.4.2椭圆形封头8.4.3蝶形封头8.4.4锥形封头8.4.5折边锥形封头8.4.6平板封头(1) 周边固支(2) 周边简支9．法兰9.1法兰基础知识9.1.1法兰类型9.1.2压紧面形式及选用9.1.3垫片类型及选用9.2法兰设计9.2.1垫片密封机理(1) 垫片系数m(2) 比压力y9.2.2密封计算(1) 螺栓载荷计算(2) 螺栓尺寸与数目(3) 螺栓设计载荷9.2.3法兰强度计算(1) 法兰力矩计算(2) 法兰应力计算(3) 法兰的强度校核10．压力容器的整体设计问题10.1开孔补强设计10.1.1开孔应力集中(1) 平板开小圆孔的应力集中(2) 薄壁圆柱壳开小圆孔的应力集中(3) 开孔带有接管的应力集中10.1.2开孔补强(1) 可不补强的最大开孔直径(2) 最大开孔的限制(3) 补强元件的类型(4) 补强圈和焊接的基本要求(5) 开孔补强的设计准则10.1.3等面积补强的计算10.2卧式容器支座设计10.2 1鞍座结构及载荷分析(1) 鞍座的布置原则(2) 鞍座的载荷分析10.2.2筒体的应力计算与校核(1) 筒体的轴向应力(2) 筒体的切向应力(3) 筒体的周向应力(4) 鞍座设计10.3局部应力计算10.3.1 球壳和圆柱壳10.4容器中的结构设计10.4.1变径段结构10.4.2人孔、手孔与视孔10.4.3焊接结构设计(1) 焊接接头设计(2) 坡口设计(3) 补强圈的焊接结构11．外压容器设计11.1长圆筒与短圆筒临界长度计算11.2长圆筒的临界压力11.3短圆筒的临界压力11.4图算法设计外压圆筒11.5外压容器的试压规定11.6加强圈的设计计算11.7外压封头设计计算11.7.1半球形封头11.7.2外压锥形封头12．高压及超高压容器设计12.1高压容器的三向应力计算及分布12.2高压容器热应力的计算及分布12.2.1外加热12.2.2内加热12.3内压与热应力的叠加12.3.1外加热12.3.2内加热12.4高压容器的失效准则12.4.1弹性失效设计准则12.4.2爆破失效设计准则12.5高压容器的密封结构12.6高压容器的自增强12.6.1自增强原理12.6.2自增强的计算13．化工容器设计技术进展13.1容器的失效模式13.1.1容器的爆破过程13.1.2容器的失效准则13.2应力分析设计13.2.1应力分类(1) 一次应力(2) 二次应力(3) 峰值应力13.2.2应力强度的限制条件13.2.3极限载荷设计准则13.2.4安定性原理压力容器设计试卷格式及各题型所占分值1、选择题10题，每题2分，共计20分。

化工常用标准椭圆形封头，a/b=2，故
顶点处：
边缘处：
顶点应力最大，经向应力与环向应力是相等的拉应力。 顶点的经向应力比边缘处的经向应力大一倍； 顶点处的环向应力和边缘处相等但符号相反。 应力值连续变化。
（4-3）——平衡方程
（4-4）——区域平衡方程
无力矩理论基本方程式：
三、基本方程式的应用
1．圆筒形壳体 第一曲率半径R1=∞， 第二曲率半径R2=D/2 代入方程（4-3）和（4-4）得：
与式（4-1）、（4-2）同。
2．球形壳体
2．球形壳体
球壳 R1＝R2=D/2，得：
六、最小壁厚
设计压力较低的容器计算厚度很薄。 大型容器刚度不足，不满足运输、安装。 限定最小厚度以满足刚度和稳定性要求。
壳体加工成形后不包括腐蚀裕量最小厚度dmin： a. 碳素钢和低合金钢制容器不小于3mm b．对高合金钢制容器，不小于2mm
七、压力试验
为什麽要进行压力试验呢？ 制造加工过程不完善，导致不安全，发生过大变形或渗漏。 最常用的压力试验方法是液压试验。 常温水。也可用不会发生危险的其它液体 试验时液体的温度应低于其闪点或沸点。
压力试验时，由于容器承受的压力pT 高于设计压力p，故必要时需进行强度效核。
气压试验
(4-18
(4-20)
pT -试验压力， MPa； p -设计压力， MPa； [s] 一试验温度下的材料许用应力， MPa； [s]T 一设计温度下的材料许用应力， MPa
液压试验时水温不能过低(碳素钢、16MnR不低于5℃，其它低合金钢不低于15℃)，外壳应保持干燥。 设备充满水后，待壁温大致相等时，缓慢升压到规定试验压力，稳压30min，然后将压力降低到设计压力，保持30min以检查有无损坏，有无宏观变形，有无泄漏及微量渗透。 水压试验后及时排水，用压缩空气及其它惰性气体，将容器内表面吹干

pT 1.25 p[ ] t
其中：PT为内压试验的压力，p为试验内压，[]为试 验温度下的许用应力，[]t为设计温度下的许用应力。
36
第二章 中低压容器的规则设计
41．在进行容器压力试验时，需要考虑哪些 问题？为什么？
(2) 奥氏体不锈钢为防止氯离子的腐蚀，应控 制Cl— ≤25 mg/L
(3) 为防止试验时发生低温脆性破坏，碳素钢、 16MnR、正火15MnVR温度不能低于5oC， 其他低合金钢，温度不低于15oC
41．在进行容器压力试验时，需要考虑哪些 问题？为什么？ （6）也可采用气、液组合试验 (7)液压或者气压试验时，液压试验压力如果采 用高于新《容规》规定的耐压试验压力时，应
当按照GB150规定对壳体进行强度校核。须按 下式校核圆筒的应力：T pT Di te 2te ，液压试 验时，此应力值不得超过试验温度下材料屈服 点的90%，气压试验不得超过80%。 39
36．液压试验时的应力不得超过该试验温度下 材料屈服强度的__9_0_%___；气压试验，不得超 过屈服强度的__8_0_%__。
对液压试验，此应力值不得超过该试验温度下材料 屈服强度的90%，对气压试验，则不得超过屈服强度 的80%。
p68
33
第二章 中低压容器的规则设计
37．按照我国压力容器标准，最小壁厚，对于 碳钢和低合金钢容器不小于_3__mm，对高合 金钢容器不小于_2__mm。
37
第二章 中低压容器的规则设计
41．在进行容器压力试验时，需要考虑哪些 问题？为什么？
(4) 不宜作液压试验的容器，可用清洁的干空 气、氮气或者其他惰性气体，气压试验的压 力为：pT 1.25 p t MPa。 (5) 气压试验时，介质温度不得低于15 oC。

压力容器设计综合知识要点改过的压力容器作为一种特殊的容器，其设计和使用都需要严格的依据相关的规范和标准进行。

在进行压力容器设计时，需要掌握一些综合知识要点，以确保其安全可靠。

本文将对压力容器设计的综合知识要点进行详细介绍，并针对常见的问题进行改进，以提高设计的质量和效率。

一、压力容器分类和标准压力容器按照不同的分类方式可以分为许多种类，包括储存容器、传输容器、反应容器、换热容器等等。

不同种类的压力容器都有不同的设计要求和标准，因此在进行压力容器设计时，需要明确所设计的压力容器的种类和用途，以便根据不同的标准和规范进行设计。

常用的压力容器设计和制造标准包括GB150《钢制压力容器》、GB151《玻璃钢储罐〉、ASME Boiler and Pressure Vessel Code、PED 97/23/EC等。

这些标准和规范主要涉及到压力容器的材料、制造工艺、结构设计、尺寸和重量限制以及压力容器的安全规范等方面的标准和要求。

二、压力容器设计中的材料选择从材料选择的角度来看，压力容器设计需要遵循一些基本原则，比如材料的强度、韧性、耐腐蚀性等。

在材料选择上，需要根据所设计的压力容器的用途、工作条件、安全性要求和可维护性等因素来进行选择。

通常情况下，对于高温和高压的压力容器，需要使用高强度的材料，以确保容器在高温高压环境下不会发生变形或破裂。

同时，在选择材料时，还需要考虑其抗腐蚀性，防止容器在工作时被腐蚀导致漏气或安全事故发生。

三、压力容器设计中的结构设计压力容器的结构设计主要包括容器的壳体、端盖、支撑、衬里、法兰和管道等组成部分。

其设计应遵循机械设计的基本原理，要满足在压力、温度和安全性方面的要求。

总体上来说，压力容器的结构设计需要考虑以下几个方面。

1. 壳体的设计壳体是压力容器的中心部分，其设计应该确保容器的强度和刚度。

在壳体的设计过程中，需要考虑储存介质的性质和压力，以及容器的各个部件之间的配合。

此外，还需要考虑到容器的重量和安装方式，以便在实际生产中，便于操作和维护。

压力容器设计基本知识（讲稿）目录一．基本概念1．1压力容器设计应遵循的法规和规程1．2标准和法规（规程）的关系。

1．3压力容器的含义（定义）1．4压力容器设计标准简述1．5D1级和D2级压力容器说明二．GB150-1998《钢制压力容器》1．范围2．标准3．总论3．1设计单位的资格和职责3．3GB150管辖的容器范围3．4定义及含义3．5设计参数选用的一般规定3．6许用应力3．7焊接接头系数3．8压力试验和试验压力4．对材料的要求4．1选择压力容器用钢应考虑的因素4.2D类压力容器受压元件用钢板4．3钢管4．4钢锻件4.5焊接材料4．6采用国外钢材的要求4．7钢材的代用规定4．8特殊工作环境下的选材5．内压圆筒和内压球体的计算5.1内压圆筒和内压球体计算的理论基础5．2内压圆筒计算5．3球壳计算6．外压圆筒和外压球壳的设计6．1受均匀外压的圆筒（和外压管子）6．2外压球壳6．3受外压圆筒和球壳计算图的来源简介6．4外压圆筒加强圈的计算7．封头的设计和计算7．1封头标准7．2椭圆形封头7.3碟形封头7．4球冠形封头7．5锥壳8．开孔和开孔补强8．1开孔的作用8．2开检查孔的要求8．3开孔的形状和尺寸限制8．4补强要求8．5有效补强范围及补强面积8．6多个开孔的补强9法兰连接9．1简介9．2法兰连接密封原理9.3法兰密封面的常用型式及优缺点9．4法兰型式9．5法兰连接计算要点9．6管法兰连接10．压力容器的制造、检验和验收10．1制造许可10．2材料验收及加工成形10.3焊接10．4D类压力容器热处理10．5试板和试样10．8无损检测10.9液压试验10．10容器出厂证明文件。

11．安全附件和超压泄放装置11．1安全附件11．2超压泄放装置11．3压力容器的安全泄放量11．4安全阀GB151-1999《管壳式换热器》01简述02标准与GB150-1998《钢制压力容器》的关系。

03基本章节1适用范围2组成3型号表示法4有关参数的确定5焊接接头系数6试验压力和试验温度7其它要点8管板计算9制造、检验与验收附录受内压薄壁容器的应力分析目录1．薄壁旋转壳体的几何概念和基本假设1．1几何概念1．2薄壁壳体的基本假设2薄壁圆筒的应力分析2．1轴向应力的计算2．2环向应力的计算3旋转薄壁容器的应力分析3．1薄壁壳体的一般方程式3．2经向应力σ1和环向应力σ2的计算4．应用举例4．1圆筒形壳体4．2球壳4．3椭球壳（椭圆封头）4．4锥形壳（锥形封头）4，5薄壁圆环（弯管段）压力容器设计基本知识一．基本概念1．1压力容器设计应遵循的法规和规程1）《特种设备安全监察条例》（本文简称《条例》），是国务院2003年3月11日公布的条例，条例自2003年6月1日起施行。

压力容器设计综合知识要点压力容器是目前各个领域中使用较为普遍的一种设备，主要运用于石油、化工、医药、食品等领域。

压力容器的设计与制造需要精密的技术和严格的标准，保证其使用安全和可靠。

以下是压力容器设计的综合知识要点。

1. 法律法规和标准规范压力容器的设计和制造必须遵守国家法律法规和行业标准规范，主要包括《压力容器安全技术监察规程》、《压力容器设计标准》、《压力容器制造许可证管理办法》等。

这些法律法规和标准规范对于压力容器的设计和制造提供了相关的技术规范和安全保障。

2. 压力容器的分类按功能和用途，压力容器可分为储气罐、反应釜、蒸馏塔、分离器、换热器等。

不同类型的压力容器在设计和制造上存在一定的差异，因此需要充分了解各类压力容器的特点和要求，保证其结构和安全性。

3. 压力容器的材质选择压力容器的材质选择需要考虑多个方面的因素，如使用介质特性、工作环境、生产成本等。

一般情况下，常用的材质有碳钢、合金钢、不锈钢等。

在使用过程中，还需要定期检验和维护压力容器的材质是否符合要求。

4. 压力容器的设计要素压力容器的设计要素包括容器的几何形状、容积、壁厚、支座结构、密封方式等。

在设计过程中需要根据使用要求和安全标准进行合理选择，确保容器的稳定性和承载能力。

另外，在设计过程中还需要充分考虑制造工艺，确保设计方案能够被制造和安装。

5. 压力容器的制造要求压力容器的制造需要严格按照规范进行，确保容器的质量和安全性。

制造要求包括工艺要求、检验要求、记录要求等。

在制造过程中需要严格遵守操作规程，检验加工质量，确保制造过程没有任何缺陷或漏洞。

6. 压力容器的安全性保障压力容器的安全性是设计和制造的核心要求，在使用过程中，需要对容器进行定期检测、维护和维修，确保其安全性和可靠性。

另外，在使用前需要进行试运行和安全学习，提高操作人员的安全意识和应急处理能力。

总之，压力容器的设计和制造需要严格按照国家法律法规和行业标准规范进行，合理选择材料和制造技术，确保容器的质量、稳定性和安全性。

压力容器设计综合知识要点压力容器是广泛应用于化工、石油、航空、航天等领域的一种特殊设备，其设计和制造要求十分严格。

设计压力容器需要掌握大量综合知识，本文将从压力容器基本概念、设计规范、材料选择、受力分析以及安全性评价等方面，进行深入剖析。

一、压力容器基本概念压力容器是一种密闭容器，能够在设计压力下承受内外静、动力作用，并能保证容器内介质不泄漏的设备。

其主要部件有壳体、封头、支承和附件等。

在使用中，压力容器必须经过设计定型、制造、安装验收、使用和维护检查等多个环节，确保其安全可靠。

二、设计规范压力容器的设计必须符合规范，主要包括国家标准、行业标准、地方标准和企业标准等。

其中最为常见的有《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《压力容器安全技术监察规程》、《压力容器设计规范》等。

设计时必须按照国家和行业标准的要求进行设计、计算和制造。

同时，必须进行设计审查、制造过程控制、技术文件管理等程序，确保设计、制造、使用过程中的安全可靠。

三、材料选择压力容器的材料选择必须符合规范要求和技术条件。

常用的材料有碳钢、合金钢、不锈钢、铜合金等。

材料的选择主要考虑材料的化学成分、机械性能、耐腐蚀性、温度下限和上限等多种因素。

在选择材料时要尽可能选择好的材料，确保容器在使用中的安全可靠。

四、受力分析受力分析是压力容器设计的核心内容，其主要包括静力分析和动力分析。

静力分析主要考虑容器在静止状态下的受力情况，包括内外压力、重力、温度应力等；动力分析主要考虑容器在运行状态下受到的动态载荷以及荷载的频率和幅值等。

同时，在分析中还需考虑材料的弹性和塑性变形，以及应力应变的限制等因素。

五、安全性评价压力容器的使用安全性评价是指在容器运行过程中，通过数据收集、安全分析等多种手段获取相关信息，判断容器的实际运行状态和安全状况。

主要包括容器的安全工况评价、安全控制评价、检测与监控评价等。

安全性评价可通过计算模拟、试验监测等方法进行，旨在最大程度地保证容器的安全性和稳定性。

项目二 压力容器的设计
单元六 容器设计的基本 知识
1
第一章化工容器
容器设计的基本知识
2
第一节 容器的分类与结构 一、容器的结构
液位计
管口
人孔
封头
支座
筒体
图2-1 卧式容器的结构简图
3
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
4
5
二、压力容器的分类
1.按压力等级分类
15
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。
16
(二) JB4732-95《钢制压力容器—分析设计标准》
12
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
13
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
内压：
低压容器（L） 0.1MPa ≤ P<1.6MPa
中压容器（M） 1.6MPa ≤ P<10.0MPa
外压：
高压容器（H） 10.0MPa ≤ P<100MPa 超高压容器（U） P≥100MPa
容器外部压力大于内部压力时

压力容器设计基础一、基本概念压力容器的设计，就是根据给定的性能要求、工艺参数和操作条件，确定容器的结构型式，选择合适的材料，计算容器主要受压元件的尺寸，最后给出容器及其零部件的图纸，并提出相应的技术条件。

正确完整的设计应达到保证完成工艺生产。

正确完整的设计应达到保证完成工艺生产，运行安全可靠，保证使用寿命、制造、检验、安装、操作及维修方便易行，经济合理等要求。

压力容器设计中的关键问题是力学问题，即强度、刚度及稳定性问题。

在本节中，主要讨论压力容器设计中的有关强度问题。

所谓强度，就是结构在外载荷作用下，会不会因应力过大而发生破裂或由于过度性变形而丧失其功用。

具体来讲，就是在外载荷作用下，容器结构内产生的应力不大于材料的许用应力值，即：ζ≤K〔ζ〕t （1）这个式子就是强度问题的基本表达式。

压力容器的设计计算就是围绕这一关系式而进行的。

公式（1）中的左端项是结构内的应力，它是人们最为关心的问题。

求解结构的应力状态，它们的大小，是一个十分复杂的问题，常用的方法有解法（如弹性力学法、弹型性分析法等）、试验法（如电阻应变计测量法、光弹法、云纹法等）及数值解法（如有限元法、边界元法等）。

应用这些方法可以精确或近似地求出结构的应力，然而，每一种结构的应力都有其特殊性，目前可求解的只是问题的绝大部分，仍有许多复杂结构的应力分析有等人们进一步探讨。

求出结构内任一点的应力后，所遇到的问题就是怎样处理这些应力。

一点的应力状态最多可含有6个应力分量，哪个应力起主要作用，这些应力对失效起什么作用，对它们如何控制才不致发生破坏，解决这一问题，就要选择相应的强度理论计算当量应力，以便与单向拉伸试验得到的许用应力相比较，将应力控制在许可的范围内。

公式（1）中的右端项是强度控制指标，即材料的许用应力。

它涉及到材料强度指标（如抗拉强度ζb、屈服强度ζs 等）的确定及安全系数的选用等问题。

当采用常规设计法，且只考虑静载问题时，系数K=1.0；如果考虑动载荷，或采用应力分析设计法，K≥1.0，此时设计计算将更加复杂。

压力容器知识详解（附培训试题）,收藏下来，有空学一学一、压力容器基础知识 1、压力容器的基本概念所有化工设备的壳体都是一种容器，它要承担化学工艺过程的压力、温度和化学介质的作用，要保证长期安全工作，同时要考虑经济性。

压力容器技术就是综合了应用力学、材料学、冶金工艺、机械制造工艺、以及技术物理学等的内容，专门用于化工生产压力操作的容器。

压力容器的结构特点是通常由壳体、封头、接管、密封件、支座等部件组成。

材料主要由：最多为钢材，制造方法主要为压力加工和焊接。

管理规范《压力容器安全技术监察规程》。

2、压力容器的范围最高工作压力(pw)大于等于0.1MPa(不含液体静压力，下同)；内直径(非圆形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m，且容积(V)大于等于O.03m³；盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。

3、压力容器的分类压力容器划分为三类：A 下列情况之一的．为第三类压力容器： (a) 高压容器； (b) 中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质)；(c) 中压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于10 MPa·m3)；(d) 中压反应容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于0.5MPa·m3)；(e) 低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且pV乘积大于等于0.2MPa·m3； (f) 高压、中压管壳式余热锅炉；(g) 中压搪玻璃压力容器；(h) 使用强度级别较高(指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540 MPa)的材料制造的压力容器；(i) 移动式压力容器:包括铁路罐车(介质为液化气体、低温液体)、罐式汽车[液化气体运输(半挂)车、低温液体运输(半挂)车、永久气体运输(半挂)车]和罐式集装箱(介质为液化气体、低温液体)等；(j) 球形储罐(容积大于等于50m3)；(k) 低温液体储存容器(容积大于5m3)。