压力容器设计的基本思路ppt课件

压力容器设计的根本思绪压力容器设计的根本思绪1 1、前言、前言2 2、设计参数、容器类别和设计规范确实定、设计参数、容器类别和设计规范确实定3 3、设计规范体系、设计规范体系4 4、构外型式、构外型式5 5、资料选择、资料选择6 6、强度计算应力分析、强度计算应力分析7 7、压力容器附件的选择、压力容器附件的选择8 8、平安附件的配用、平安附件的配用9 9、制造技术要求的编制、制造技术要求的编制1 1、前言、前言 压力容器:是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高任务压力大于或者等于0.1MPa表压，且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPaL的气体、液化气体和最高任务温度高于或者等于规范沸点的液体的固定式容器和挪动式容器。压力容器设计：根据给定的工艺设计条件，遵照现行的规范规范的规定，在确保平安的前提下，经济、正确合理地选择资料，并进展构造、强刚度 和密封设计。构造设计：确定合理、经济的构造方式，满足制造、检验、装配、运输和维修等要求；强刚度设计：确定构造尺寸，满足强度或刚度及稳定性要求，以确保容器平安可靠地运转；密封设计：选择适宜的密封构造和资料，保证密封性能良好。压力容器设计的根本思绪：压力容器设计的根本思绪：设计参数、容器类别和设计规范确实定设计参数、容器类别和设计规范确实定构外型式选择构外型式选择主体尺寸确定主体尺寸确定资料的选择资料的选择强度计算应力分析强度计算应力分析初步设计和施工图设计初步设计和施工图设计容器附件的选择容器附件的选择平安附件的配用平安附件的配用制造、检验和验收的技术条件的编制。制造、检验和验收的技术条件的编制。2 2、设计参数、容器类别和设计规范确实定、设计参数、容器类别和设计规范确实定2.1主要设计参数确实定主要设计参数：设计压力、设计温度、厚度附加量等设计压力：指设定容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一同作为设计载荷条件，其值不得低于任务压力。内压容器的设计压力普通确定原那么：当压力容器无平安泄放安装时，容器的设计压力取(1.01.1)任务压力。中低压容器设计压力取1.10倍任务压力，高压容器取1.05倍任务压力；当压力容器装有平安阀时，其设计压力不得低于等于或稍大于平安阀开启压力平安阀开启压力取1.051.10倍任务压力；当压力容器装有爆破片时，其设计压力取爆破片设计爆破压力加上制造范围上限。外压容器设计压力取不小于在正常任务条件下能够产生的最大内外压差。两侧受压的压力容器元件普通应以两侧的设计压力分别作为该元件的设计压力，除非有特殊措施保证两侧同时受压,可取两侧的最大压差作为设计压力。设计时思索的载荷除了内压、外压或最大设计时思索的载荷除了内压、外压或最大压力差外；有时必需思索液体静压力；根压力差外；有时必需思索液体静压力；根据容器的详细情况，还能够思索自重，内据容器的详细情况，还能够思索自重，内件分量和附属设备等等的影响。件分量和附属设备等等的影响。设计温度指容器在正常任务情况下，设定的元件的金属设计温度指容器在正常任务情况下，设定的元件的金属温度沿元件金属截面的温度平均值。设计温度与设温度沿元件金属截面的温度平均值。设计温度与设计压力一同作为设计载荷条件。计压力一同作为设计载荷条件。设计温度不得低于元件金属在任务形状下能够到达的最设计温度不得低于元件金属在任务形状下能够到达的最高温度。高温度。对于对于00以下的金属温度，设计温度不得高于元件金属以下的金属温度，设计温度不得高于元件金属能够到达的最低温度。能够到达的最低温度。压力容器安装在室外压力容器安装在室外,当壳体的金属温度受大气环境气当壳体的金属温度受大气环境气温条件所影响时温条件所影响时,其最低设计温度其最低设计温度,取历年来月平均温度取历年来月平均温度的最低值作为最低设计温度；的最低值作为最低设计温度；容器内介质用蒸汽直接加热或被内置加热元件间接加热容器内介质用蒸汽直接加热或被内置加热元件间接加热时，设计温度不得低于最高任务温度。时，设计温度不得低于最高任务温度。介质任务温度介质任务温度T T设计温度设计温度注：当最高或最低任务温度不明确时按注：当最高或最低任务温度不明确时按IIII确定确定I IIIIIT-20T-20介质最低任务温度介质最低任务温度介质任务温度减介质任务温度减0 01010-20 T15-20 T15T15介质最高任务温度介质最高任务温度介质任务温度加介质任务温度加15153030设计温度确定普通阅历：设计温度确定普通阅历：介质：饱和水蒸汽介质：饱和水蒸汽任务压力：任务压力：0.2MPa0.2MPa任务温度：任务温度：68.768.7以压强为规范以压强为规范介质：饱和水蒸汽介质：饱和水蒸汽设计压力：设计压力：0.3MPa0.3MPa设计温度：设计温度：75.4 75.4 厚度附加量包括钢材厚度负偏向C1和腐蚀裕量C2两部分。钢材厚度负偏向C1：按钢材规范的规定；当钢材厚度负偏向不大于0.25mm，且不超越名义厚度的6%时，厚度负偏向可忽略不计。腐蚀裕量C2：为防止容器元件由于腐蚀、机械磨损而导至厚度的减弱减薄，应思索腐蚀裕量。对有腐蚀或磨损的零件，应根据预期的容器寿命和介质对钢材的腐蚀速率而定。腐蚀裕量=腐蚀速率设计运用年限毫米/年年=毫米。规范中的资料的腐蚀速率，是对于均匀腐蚀而言，亦即钢材外表的腐蚀速率毫米/年各处根本一样。腐蚀程度腐蚀程度不腐蚀不腐蚀细微腐蚀细微腐蚀腐蚀腐蚀重腐蚀重腐蚀腐蚀速率腐蚀速率mm/mm/年年0.050.250.25腐蚀裕量腐蚀裕量mmmm0 0112233 与任务介质接触的圆筒、封头、接纳、人孔及内部构件等均思索腐蚀裕量。用涂刷涂料可以有效防止环境腐蚀的容器外部构件，如支座、支腿、底板、托架、塔顶吊架等原那么上不思索腐蚀裕量，但不包括裙座。容器地脚螺栓根径的腐蚀裕量普通取3mm；碳钢、低合金钢裙座圆筒的腐蚀裕量应不小于2mm。以下情况不思索腐蚀裕量：介质对不锈钢无腐蚀作用，指不锈钢、不锈钢复合管板或有不锈钢堆焊的元件；有可靠耐腐蚀衬里的基体资料，如，衬铅、衬橡胶、衬塑料等；法兰的密封面；管壳式换热器的换热管、拉杆、定距管、折流板和支承板。2.2 容器类别确实定 在压力容器设计的主要参数确定后，根据容器的设计压力、体积以及充装介质的种类和特性，按TSG R0004-2021的附件A的规定，确定压力容器的类别。2.3 设计规范确实定 根据委托方提供的操作要求，确认能否存在压力或温度动摇，并根据变动频率及变化范围，从而确定容器设计的根底规范。常规设计：GB150-1998分析设计：JB4732-1995有时为了减轻设备分量，提高其经济合理性，也可采用分析设计方法对常规设计能实现的设备进展设计。3 3、设计规范体系、设计规范体系压力容器设计应遵照的根本法规和规程：压力容器设计应遵照的根本法规和规程：TSG R0004-2021 TSG R0004-2021 TSG R0005-2021TSG R0005-2021 TSG R0003-2007 TSG R0003-2007 TSG R1001-2021 TSG R1001-2021 压力容器设计根底规范：压力容器设计根底规范：GB 150-1998GB 150-1998 JB 4732-1995JB 4732-1995 20052005年年确认版确认版固定式压力容器主要产品规范：固定式压力容器主要产品规范：GB 151-1999GB 151-1999 GB 12337-1998GB 12337-1998 JB 4731-2005JB 4731-2005 JB 4710-2005JB 4710-2005 JB/T 4734-2002JB/T 4734-2002 JB/T 4745-2002JB/T 4745-2002 NB/T 47012-2021(JB/T 4750)NB/T 47012-2021(JB/T 4750)JB/T 4755-2006JB/T 4755-2006 JB/T 4756-2006JB/T 4756-2006 NB/T 47011-2021NB/T 47011-2021 挪动式压力容器规范：挪动式压力容器规范：GB/T 19905-2005GB/T 19905-2005 JB/T 4780-2002 JB/T 4780-2002 JB/T 4781-2005 JB/T 4781-2005 JB/T 4782-2007 JB/T 4782-2007 JB/T 4783-2007 JB/T 4783-2007 JB/T 4784-2007 JB/T 4784-2007 主要配套规范：封头、法兰、支座、补强圈、吊耳、主要配套规范：封头、法兰、支座、补强圈、吊耳、资料、焊接规范等：资料、焊接规范等：GB 713-2021 GB 713-2021 GB 19189-2003GB 19189-2003 GB 3531-2021 GB 3531-2021 GB 24511-2021 GB 24511-2021 GB 24510-2021 GB 24510-2021 NB/T 47008-2021 NB/T 47008-2021 JB/T4726JB/T4726 NB/T 47009-2021 NB/T 47009-2021 JB/T4727JB/T4727 NB/T 47010-2021NB/T 47010-2021JB/T4728JB/T4728 GB/T 25198-2021 JB 47004707-2000 HG/T 2151421535-2005 HG/T 2059220635-2021 JB/T 4712.1-4712.4-2007JB/T 4736-2002 HG/T 21574-2021 GB 16749-1997NB/T 47014-2021JB/T4708NB/T 47015-2021JB/T4709NB/T 47016-2021JB/T4744其他主要相关规范：其他主要相关规范：HG/T 20580-2021 HG/T 20580-2021 HG/T 20581-2021 HG/T 20581-2021 HG/T 20582-2021 HG/T 20582-2021 HG/T 20583-2021 HG/T 20583-2021 HG/T 20584-2021 HG/T 20584-2021 HG/T 20585-2021 HG/T 20585-2021 JB/T 4730-2005 JB/T 4730-2005 GB 50094-2021 GB 50094-2021 JB/T 4711-2003 JB/T 4711-2003 4 4、构外型式、构外型式 立式、卧式、球罐 截面外形：筒形、球形、组合型、方形、矩形等 设计条件图中普透明确了容器的构外型式。但设计时可进展构造优化：公称直径的选取 长高度与体积、分量的优化5 5、资料选择、资料选择压力容器用材的主要选择根据：容器的操作条件，如温度、压力介质、操作特点和构造特点；资料的力学性能；资料的耐腐蚀性能，包括选材、防腐构造、腐蚀裕量、条件控制等；资料的加工性能，如可焊性、冷热加工成型性等；资料的价钱及来源；同一工程设计中用材尽量一致；尽量选用压力容器规范规范引荐的资料及国内资料规范中已有的资料；尽量采用国产资料。从性能方面思索，受压元件用材应有：较大的塑性贮藏；较高的韧性；较好的成型性能和焊接性能。从经济方面思索，下述原那么可参考：以刚度或构造设计为主的容器，受压壳体可选用普通碳素钢；以强度设计为主的容器，应根据设计压力、设计温度、介质特性等运用限制，依次选用Q235B、Q235C、Q245R、Q345R等；铬钼低合金钢可作为设计温度350550的压力容器耐热钢或大于250的高温高压抗氢钢；不锈钢用于介质腐蚀性较强、防铁离子污染或设计温度大于500的耐热用钢。同时应留意：钢材的运用温度上限应按GB150中各资料许用应力表中各钢号所对应的上限温度。碳素钢和碳锰钢在高于425下长期运用时，应思索钢中碳化物相的石墨化倾向。奥氏体钢的运用温度高于525时，钢中含碳量应不小于0.04%。钢材的运用温度下限，除奥氏体钢及规范有关条文另行规定者外，均高于-20。钢材的运用温度低于或等于-20时，应按GB150附录C的规定进展夏比V型缺口低温冲击实验。奥氏体不锈钢的运用温度高于或等于-196，可免做冲击实验。6 6、强度计算应力分析、强度计算应力分析强度计算书中应包括：设计条件、所用规范和规范、资料、腐蚀裕量、计算厚度、名义厚度、计算应力、开孔补强等。装设平安泄放安装的压力容器，还应计算压力容器平安泄放量、平安阀排量和爆破片泄放面积。当采用计算机软件进展计算时，软件必需“全国锅炉压力容器规范化技术委员会评审鉴定，并在国家质量监视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。常规设计计算软件：SW6等分析设计常用软件：ANSYS、ABAQUS等7 7、压力容器附件的选择、压力容器附件的选择 压力容器的附件主要包括人孔检查孔、接纳、鞍座支座、视镜等。进展附件选择时，尽能够选用规范附件，一方面可减少设计计算及绘图的任务量，同时确保附件平安。8 8、平安附件的配用、平安附件的配用平安阀爆破片压力表液面计测温仪表紧急迫断安装快开门式压力容器平安连锁安装9 9、制造技术要求的编制、制造技术要求的编制压力容器制造技术要求普通包括：压力容器制造技术要求普通包括：制造、检验和验收的主要规范、规程制造、检验和验收的主要规范、规程主体资料要求，包括板材、锻件等主体资料要求，包括板材、锻件等焊接资料焊接资料焊接接头型式、检验要求焊接接头型式、检验要求热处置要求假设有热处置要求假设有耐压实验和走漏性实验耐压实验和走漏性实验管口、支座等方位管口、支座等方位涂装要求涂装要求包装及运输包装及运输