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1、第十章容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第一節(jié)概論一容器的結(jié)構(gòu)殼體(筒體)、封頭(端蓋)、法蘭、支座、接口管及人孔等組成。常低壓化工設(shè)備通用零部件標(biāo)準(zhǔn)直接選用。二容器的分類壓力容器分類按容器的形狀按承壓性質(zhì)按管理其它按容器壁溫按金屬材料按應(yīng)用情況按容器的形狀按容器形狀分類名稱特點(diǎn)方形矩形容器平板焊成,制造簡(jiǎn)便,但承壓能力差,只用作小型常壓貯槽球形容器弓形板拼焊,承壓好,安裝內(nèi)件不便,制造稍難,多用作貯罐圓筒形容器筒體和凸形或平板封頭。制造容易,安裝內(nèi)件方便,承壓較好,應(yīng)用最廣按承壓性質(zhì)內(nèi)壓:內(nèi)部介質(zhì)壓力大于外界壓力外壓:內(nèi)部介質(zhì)壓力
2、小于外界壓力真空:內(nèi)部壓力小于一個(gè)絕壓的外壓容器表10-1內(nèi)壓容器的分類容器分類設(shè)計(jì)壓力p(MPa)低壓容器0.1≤p<1.6中壓容器1.6≤p<10高壓容器10≤p<100超高壓容器p≥100按管理表10-2安全檢查規(guī)程使用范圍項(xiàng)目條件最高工作壓力pwpw≥0.1MPa,不包括液體靜壓內(nèi)徑Di,容積VDi≥0.15m且V≥0.025m3介質(zhì)氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體根據(jù)壓力等級(jí)、介質(zhì)毒性危害程度以及生產(chǎn)中的作用,壓力容器可分為三類。第一類壓力容器、第二類壓力容器、第三類壓力容器(不包括核
3、能、船舶專用、直接受火焰加熱的容器)名稱說(shuō)明三類容器(1)高壓容器;(2)毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的中壓容器;(3)中度危害介質(zhì),且pV大于等于10MPa·m3中壓儲(chǔ)存容器;(4)中度危害介質(zhì),且pV大于等于0.5MPa·m3中壓反應(yīng)容器;(5)毒性程度為極度和高度危害介質(zhì),且pV乘積大于等于0.2MPa·m3的低壓容器;(6)高壓、中壓管殼式余熱鍋爐;(7)中壓搪玻璃壓力容器;(8)使用強(qiáng)度級(jí)別較高的材料制造的壓力容器;(9)移動(dòng)式壓力容器,鐵路罐車、罐式汽車和罐式集裝箱等;(10)容積大
4、于等于50m3的球形儲(chǔ)罐;(11)容積大于5m3的低溫液體儲(chǔ)存容器。二類容器(1)中壓容器;(2)毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的低壓容器;(3)易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和低壓儲(chǔ)存容器;(4)低壓管殼式余熱鍋爐;(5)低壓搪玻璃壓力容器。一類容器不在第三類、第二類壓力容器之內(nèi)的低壓容器為第一類壓力容器。按容器壁溫常溫容器:壁溫-20℃至200℃;高溫容器:壁溫達(dá)到蠕變溫度,碳素鋼或低合金鋼容器,溫度超過420℃,合金鋼超過450℃,奧氏體不銹鋼超過550℃,均屬高溫容器;中溫容器:在
5、常溫和高溫之間;低溫容器:壁溫低于-20℃,-20℃至-40℃為淺冷容器,低于-40℃者為深冷容器。按材料金屬容器:鋼制,鑄鐵,有色金屬容器非金屬材料:既可作為容器的襯里,又可作為獨(dú)立的構(gòu)件。三容器的零部件標(biāo)準(zhǔn)容器的零部件(例如封頭、法蘭、支座、人孔、手孔、視鏡、液面計(jì)等)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化許多化工設(shè)備(例如貯槽、換熱器、搪玻璃與陶瓷反應(yīng)器)也有了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。兩個(gè)基本參數(shù):公稱直徑DN:指標(biāo)準(zhǔn)化以后的標(biāo)準(zhǔn)直徑,以DN表示,單位mm,例如內(nèi)徑1200mm的容器的公稱直徑標(biāo)記為DN1200。公稱壓力PN:容器及管道的
6、操作壓力經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化以后的標(biāo)準(zhǔn)壓力稱為公稱壓力,以PN表示,單位MPa。㈠ 公稱直徑1.壓力容器的公稱直徑由鋼板卷焊制成的筒體,公稱直徑是指它的內(nèi)徑;當(dāng)筒體的直徑較小,直接采用無(wú)縫鋼管制作時(shí),容器的公稱直徑應(yīng)是指無(wú)縫鋼管的外徑;封頭的公稱直徑與筒體一致。容器直徑較小,可直接用無(wú)縫鋼管制作。公稱直徑指鋼管外徑。設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)將工藝計(jì)算初步確定的設(shè)備內(nèi)徑,調(diào)整為符合表10-4或表10-5所規(guī)定的公稱直徑。封頭的公稱直徑與筒體一致。2.管子的公稱直徑也稱公稱口徑、公稱通徑。有縫管:電焊鋼管,化工廠用來(lái)輸送水、煤氣、空氣、油以及
7、取暖用蒸汽等一般壓力的流體管道。無(wú)縫管:分熱軋管和冷拔管兩種。如輸送流體用無(wú)縫鋼管(GB8163-87)、石油裂化用無(wú)縫鋼管(GB9948-88)、化肥設(shè)備用高壓無(wú)縫鋼管(GB647986)等。有縫管的公稱直徑:公稱直徑近似普通鋼管內(nèi)徑的名義尺寸。公制mm,英制in,見表10-6。公稱直徑15mm或1/2英寸,外徑21.3mm,壁厚2.75mm(普通)3.25mm(加厚)有縫管的公稱直徑:每一公稱直徑對(duì)應(yīng)一外徑,其內(nèi)徑數(shù)值隨厚度不同而不同。有縫管按厚度可分為薄壁鋼管、普通鋼管和加厚鋼管。管路附件也用公稱直徑表示,
8、意義相同無(wú)縫鋼管的公稱尺寸:分熱軋管和冷拔管。無(wú)縫鋼管不用公稱直徑,而是以外徑乘厚度表示為公稱外徑與公稱厚度。在管道工程中,管徑超過57mm時(shí),常采用熱軋管。管徑在57mm以內(nèi)常選用冷拔管。冷拔管的最大外徑為200mm;熱軋管的最大外徑為630mm。3.容器零部件的公稱直徑法蘭、支座等公稱直徑是相配的筒體、封頭的公稱直徑。DN2000法蘭,DN2000鞍座還有一些零部件的