教案容器基本知识.ppt
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1234必须有一个外壳及相应附件必须有一个外壳及相应附件，即容器！
即容器！
与大气环境隔开，获得适于工艺要求的温度、压力、介质条件，实现工艺目标。
要保证该生产的正常运行!
安全性要求！
52.1压力容器的基本结构与分类2.1.1基本结构一般容器的结构以卧式容器为例第二篇第二篇化工容器设计化工容器设计第七章第七章容器设计基本知识容器设计基本知识62.1.2压力容器分类压力容器分类1.按工艺要求分类按工艺要求分类：
盛装或储存盛装或储存储罐、计量槽、压力缓冲器；储罐、计量槽、压力缓冲器；实现化学反应实现化学反应合成塔、反应釜、变换炉等；合成塔、反应釜、变换炉等；实现传热实现传热加热器、冷却器、冷凝器、蒸发加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、废热锅炉、水洗塔等；器、废热锅炉、水洗塔等；实现传质、分离实现传质、分离分馏塔、吸收塔、干燥塔、分馏塔、吸收塔、干燥塔、过滤器、分离器等。
过滤器、分离器等。
72.考虑安全性考虑安全性按承压（按承压（表压表压）高低分类）高低分类低压容器0.1P1.6MPa中压容器1.6P10MPa高压容器10P100MPa超高压容器P100MPa8按容器壁温分按容器壁温分：
（1）常温容器-20壁温2000C;
（2）高温容器壁温蠕变温度碳钢，低合金钢-4200C，奥氏体不锈钢-5500C。
（3）低温容器壁温-200C-200C-400C为浅冷容器，壁温-400C为深冷容器。
3.按技术监督和管理分为三类按技术监督和管理分为三类见书P989易燃及有毒介质分类易燃及有毒介质分类：
常见易燃介质常见易燃介质：
一甲胺，乙烷，乙烯，氯甲烷，：
一甲胺，乙烷，乙烯，氯甲烷，环氧乙烷，环丙烷，氢，丁烷，三甲胺，丁二环氧乙烷，环丙烷，氢，丁烷，三甲胺，丁二烯，丁烯，丙烷，丙烯，甲烷等。
烯，丁烯，丙烷，丙烯，甲烷等。
毒性程度毒性程度举例：
举例：
极度危害、高度危害介质极度危害、高度危害介质：
氟，氢氰酸，光气，：
氟，氢氰酸，光气，氟化氢，碳酰氟，氯等；氟化氢，碳酰氟，氯等；中度危害介质中度危害介质：
二氧化硫，氨，一氧化碳，氯：
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，乙烯，甲醇，氧化乙烯，硫化乙烯，二硫化碳，乙炔，硫化氢等；乙炔，硫化氢等；轻度危害介质轻度危害介质：
氢氧化钠，四氟乙烯，丙酮等。
：
氢氧化钠，四氟乙烯，丙酮等。
102.2.1标准化的意义标准化的意义设计设计无需计算和制图，按已有标准图选择。
无需计算和制图，按已有标准图选择。
制造制造有利于成批生产，降低成本，保证产品质有利于成批生产，降低成本，保证产品质量，提高竞争力。
量，提高竞争力。
维修维修备件规格尺寸通用，实现互换性。
备件规格尺寸通用，实现互换性。
通商贸易通商贸易国内、国际间通用，消除贸易障碍。
国内、国际间通用，消除贸易障碍。
我国已实现容器零部件标准化的有：
圆筒体、封头、我国已实现容器零部件标准化的有：
圆筒体、封头、法兰、支座、人孔、手孔、视镜和液面计等。
法兰、支座、人孔、手孔、视镜和液面计等。
2.2容器零部件的标准化容器零部件的标准化112.2.2容器零部件标准化的容器零部件标准化的基本参数基本参数公称直径公称直径（DN）。
是容器零部是容器零部件一个重要的尺寸方面的参数。
件一个重要的尺寸方面的参数。
公称压力公称压力（PN）。
将最高工作压将最高工作压力调整到某一压力等级，用力调整到某一压力等级，用PN表示表示。
规定规定:
（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。
注意：
钢管的注意：
钢管的DDNDNDii,D,D00设计压力：
设计压力：
容器零部件在容器零部件在操作温度操作温度下允许的最高工作压力。
下允许的最高工作压力。
122.3.1压力容器安全监察的范围压力容器安全监察的范围同时具备如下条件：
同时具备如下条件：
（1）最高工作压力pw0.1MPa（表压，不含液体静压力）；
（2）内直径Di0.15m,且容积V0.025m3;（3）介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点（大气压力下的饱和温度）的液体。
上述压力容器所用的安全附件亦属于本规程管辖范围。
2.3压力容器的安全监察压力容器的安全监察132.3.2相关法规及常用标准相关法规及常用标准1.基本法规：
基本法规：
压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程国家质量技术监督局国家质量技术监督局19992.压力容器常用标准：
压力容器常用标准：
GB150-98钢制压力容器国家标准GB151-99管壳式换热器国家标准JB4709-2000钢制压力容器焊接规程JB4730-2005压力容器无损检测HG2059220635-97钢制管法兰、垫片、紧固件JB/T47004707-2000压力容器法兰142.4容器机械设计的基本要求容器机械设计的基本要求2.4.1容器机械设计条件及程序容器机械设计条件及程序：
1.容器机械容器机械设计条件设计条件：
（11）工艺结构要求及基本工艺尺寸；）工艺结构要求及基本工艺尺寸；（22）工作压力、工作温度及工作介质；）工作压力、工作温度及工作介质；（33）容器的工作环境、重要程度；）容器的工作环境、重要程度；15确定设计依据及相关标准开始选择材料选择材料确定容器类别确定容器类别结构设计结构设计壁厚设计壁厚设计零部件设计零部件设计压力试验核算压力试验核算绘制施工图绘制施工图校核审核结束合格合格不合格不合格批准2.2.机械设计程序机械设计程序162.4.2机械设计的基本要求：
机械设计的基本要求：
1.强度强度不发生破坏不发生破坏如焊缝开裂，筒体爆破，螺栓拉断等。
如焊缝开裂，筒体爆破，螺栓拉断等。
2.刚度刚度不发生过大变形不发生过大变形如塔体倾斜，塔盘下凹等。
如塔体倾斜，塔盘下凹等。
3.稳定性稳定性不发生瘪塌或褶皱不发生瘪塌或褶皱如卧式容器支座之间的筒体发生瘪塌，气柜抽如卧式容器支座之间的筒体发生瘪塌，气柜抽负瘪塌，塔体支座在起吊时发生瘪塌等。
负瘪塌，塔体支座在起吊时发生瘪塌等。
174.耐久性耐久性保证使用寿命。
保证使用寿命。
一般化工设备设计使一般化工设备设计使用寿命为用寿命为10101515年。
大多取决于腐蚀情况，有些年。
大多取决于腐蚀情况，有些取决于疲劳、蠕变或振动。
取决于疲劳、蠕变或振动。
5.密封性密封性包括内漏和外漏包括内漏和外漏。
186.标准化设计标准化设计法兰、螺栓、封头、筒体、支座、接管、人孔法兰、螺栓、封头、筒体、支座、接管、人孔?
7.方便制造、操作与检修，便于运输方便制造、操作与检修，便于运输操作阀门位于操作台面操作阀门位于操作台面22米高，可否？
米高，可否？
储罐内介质脏，设计结构如何考虑？
储罐内介质脏，设计结构如何考虑？
塔高塔高100100米，设计要求整体运输。
合理？
米，设计要求整体运输。
合理？
壳体的焊缝全部要求双面焊，结构需如何处理？
壳体的焊缝全部要求双面焊，结构需如何处理？
直径直径22米的碳钢制容器，壁厚米的碳钢制容器，壁厚2mm2mm就满足强度要求，可否批就满足强度要求，可否批准？
准？
8.技术经济指标合理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。
和生产总成本。
192.52.5金属材料的机械性能金属材料的机械性能2.5.12.5.1选材依据选材依据1、材料品种符合我国资源和供应情况、材料品种符合我国资源和供应情况2、材质可靠，能保证容器的使用寿命。
、材质可靠，能保证容器的使用寿命。
3、材料有足够的强度、一定的塑性、材料有足够的强度、一定的塑性韧性，且耐腐蚀。
韧性，且耐腐蚀。
4、便于制造加工，焊接性能好。
、便于制造加工，焊接性能好。
5、经济上合算。
、经济上合算。
6、材料选择应该考虑的因素：
综合考虑设计温度、设计压、材料选择应该考虑的因素：
综合考虑设计温度、设计压力、介质的腐蚀性等因素。
力、介质的腐蚀性等因素。
1、强度：
固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形和断裂的特性。
持久强度D蠕变强度n屈服强度s（0.2）抗拉强度b疲劳极限r金属在拉伸条件下，从开始加载到发生断裂所能承受的最大应力值，叫作抗拉强度。
2.5.22.5.2金属材料性能介绍金属材料性能介绍机械性能机械性能21持久强度D蠕变强度n屈服强度s（0.2）抗拉强度b疲劳极限r材料在高温下，在一定的应力下，抵抗发生缓慢塑性变形的能力。
22持久强度D蠕变强度n屈服强度s（0.2）抗拉强度b疲劳极限r材料在高温下，抵抗发生断裂的能力。
23持久强度D蠕变强度n屈服强度s（0.2）抗拉强度b疲劳极限r材料在交变载荷作用下，会在远低于材料本身的屈服点时就已经断裂了，这种现象就是疲劳。
我们把）经过106108次循环试验而不发生断裂的最大应力，作为疲劳强度。
242、塑性、塑性材料在外力作用下，材料产生塑性变形而不被破坏的能力。
材料在外力作用下，材料产生塑性变形而不被破坏的能力。
常用指标：
延伸率（常用指标：
延伸率（）截面收缩率（截面收缩率（）3、韧性、韧性在外力作用下，材料对在外力作用下，材料对缺口和裂纹的敏感程度缺口和裂纹的敏感程度的反映。
的反映。
冲击韧性：
材料抵抗动载荷的变形能力。
（冲击韧性：
材料抵抗动载荷的变形能力。
（k）与材料塑性）与材料塑性有关。
有关。
254、硬度：
衡量固体材料软硬程度的物理量，材料抵抗外物压入、硬度：
衡量固体材料软硬程度的物理量，材料抵抗外物压入的能力，称为材料的硬度的能力，称为材料的硬度分类：
布氏硬度：
以直径为分类：
布氏硬度：
以直径为D（10mm、5mm、2.5mm）的钢球的钢球在一定压力下压入金属表面，通过测得的压痕面积和直径计算硬在一定压力下压入金属表面，通过测得的压痕面积和直径计算硬度值。
度值。
计算公式为计算公式为特点：
特点：
测试比较准确，用途很广，但不能测硬度较高的材料和太薄的测试比较准确，用途很广，但不能测硬度较高的材料和太薄的试样；而且压痕较大，易破坏表面。
试样；而且压痕较大，易破坏表面。
断裂韧性：
含裂纹构件抵抗裂纹失稳扩展的能力。
断裂韧性：
含裂纹构件抵抗裂纹失稳扩展的能力。
其物理意义是衡量材料在存在裂纹时抵抗变形和断裂的能力。
其物理意义是衡量材料在存在裂纹时抵抗变形和断裂的能力。
265、材料在高温下的机械性能、材料在高温下的机械性能随着环境温度的升高，随着环境温度的升高，金属的强度降低，塑性提高金属的强度降低，塑性提高。
随温度变。
随温度变化规律如图所示（化规律如图所示（page102）蠕变：
金属材料在高温下，在一定的应力作用下，蠕变：
金属材料在高温下，在一定的应力作用下，应变随时间应变随时间而增加的现象而增加的现象，或金属在高温和应力作用下逐渐产生塑性变形，或金属在高温和应力作用下逐渐产生塑性变形的现象。
的现象。
例：
高温蒸汽管道在使用过程中的例：
高温蒸汽管道在使用过程中的厚度变薄厚度变薄的现象；碳素钢在的现象；碳素钢在温度超过温度超过420，将发生蠕变。
，将发生蠕变。
指标：
蠕变极限（指标：
蠕变极限（n）-钢材在设计温度下经钢材在设计温度下经10万小时蠕变万小时蠕变率为率为1%的蠕变极限。
的蠕变极限。
注解：
注解：
一般材料硬度越高，强度也越大，越耐磨，且不同材料硬度和一般材料硬度越高，强度也越大，越耐磨，且不同材料硬度和强度之间存在一定的数学关系强度之间存在一定的数学关系低碳钢：
低碳钢：
高碳钢：
高碳钢：
灰铸铁：
灰铸铁：
27材料物理性能：
材料物理性能：
相对密度，熔点，热膨胀系数，导热系数，导电性等。
相对密度，熔点，热膨胀系数，导热系数，导电性等。
材料化学性能材料化学性能11、概念：
指材料在所处的介质中的化学稳定性，即材料、概念：
指材料在所处的介质中的化学稳定性，即材料是否会与介质发生化学或电化学作用而引起腐蚀。
是否会与介质发生化学或电化学作用而引起腐蚀。
22、性能、性能耐腐蚀性耐腐蚀性：
材料抵抗周围各种介质腐蚀的能力。
一般用：
材料抵抗周围各种介质腐蚀的能力。
一般用腐蚀速度表示：
腐蚀速度表示：
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