高压容器的结构特点及设计制造注意事项.pdf

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1、第3期-57-高压容器的结构特点及设计制造注意事项1112234薛显坤，韩岁平，韩宝虎，张学刚，刘晓丽，马文斗，王影（1.大连全德重工装备有限公司，辽宁大连116045）（2.神华神东煤炭集团布尔台洗煤厂，内蒙古鄂尔多斯017200）（3.华创重工工业（大连）有限公司，辽宁大连116000）（4.嘉兴市美克斯机械制造有限公司，浙江嘉兴314312）[摘要]本文介绍了高压容器的结构特点，高压密封的分类及特点，高压容器的设计和制造的注意事项，及标准和法规对高压容器的要求。[关键词]高压容器结构特点；密封；设计注意事项；制造注意事项随着现代化学工业的飞速发展及装置的大压容器

2、密封结构比较复杂，密封面加工要求比较型化和国产化的趋势，高温、高压和各种介质高，一般采用金属密封圈，而且密封元件形式多腐蚀等工况的高压容器逐渐增多。例如合成氨样。高压容器应尽可能利用介质的高压压紧密封装置中，高压设备压力为15~60MPa；合成甲醇件，因此出现多种自紧式密封结构。另外为尽量15~30MPa；合成尿素：20MPa；石油加氢装置：减少可拆结构给密封带来的困难，一般仅一端可8~70MPa，都是利用高压条件下化学平衡向有利拆，另一端不可拆。于合成产品的方向进行这一原理进行的，它可提1.4高压筒身限制开孔。高压容器由于筒壁的应力高化学反应速度并大大缩小反应设备的

3、容积。水平表较高，如果在筒壁开孔，乘上2-3倍的应力1高压容器的结构特点系数，则开孔附近的应力势必很高，有达到屈服压力容器压力等级划分中将10MPa＜P设计压力的危险。因此为了不消弱筒壁的强度，工艺性或＜100MPa划分为高压（代号H），一般属于第Ⅲ其它必要的开孔，都尽量不开在筒壁上，而是开类容器，也可以按照内外径之比K来划分，通常K在端盖上并且尽量减小孔径。＞1.1，操作压力超过10MPa时，称为高压容器，1.5高压容器由于内件直径小，容器内部安装内件对K＞1.1的又称为厚壁容器。不方便，因此内件多在外部组装好，也称芯子，高压容器承受高压，应力水平较高，考虑到将芯子

4、吊装入容器内部。轴对称受力情况好以及制造的方便，一般设计为1.6支座一般不设置在筒壁上。高压容器筒壁应圆筒形壳体，其结构有如下特点：力较高，且一般自重较大，如采用支座焊接在筒1.1结构细长。由于应力水平高，容器直径越大，壁上，将产生过大的局部应力，对于层板包扎的壁厚也越大。这就需要大型的机加工设备，同时还容器将会增大层间间隙。因此高压容器的支座一给焊接缺陷的控制、残余应力的消除、热处理等方般不设在筒壁上，而尽可能放置在底部封头上。面带来了困难，增加了制造成本。另外直径越大密中小型高压容器常采用环形支座，而大型高压容封越困难，但工艺要求有一定的容积，所以其长度器，采用裙

5、式支座。往往较大，长径比可达12～15，甚至高达28。2高压容器的密封1.2采用平盖或球形封头。高压容器端盖一般较高压容器的密封结构是整个设备中的重要部厚，密封结构复杂，直径较小的可拆端盖不采用凸分，密封结构的严密性和完整性经常影响到容器型盖而采用平盖。但是平盖受力条件差，材料消耗多，比较笨重，而且大型锻件的质量也难以保证，作者简介：薛显坤（1982—），男，内蒙古赤峰人，学士，工程所以平盖仅在1m直径以下的高压容器中采用。师，从事压力容器质保、设计、工艺工作。1.3密封结构特殊多样（多种自紧式密封）。高石油和化工设备-58-技术交流2017年第20卷是否正常运行。等

6、综合考虑，然后定出合理的壳体结构和尺寸。2.1从密封原理上应遵循如下原则3.2压力容器的接管（凸缘）与壳体的接头设计时2.1.1采用金属垫圈。高压密封面的比压远远超过应采用全焊透结构。中低压的密封比压才能满足高压密封的要求，非3.3应采用整体补强或者采用局部整体补强的补强金属垫片材料无法达到如此大的密封比压，高压方法。容器常用的金属垫圈是延性好的退火铝、退火紫3.4对容器的A、B类对接接头进行全部的无损检铜或软钢。测（射线检测或超声检测）。2.1.2采用窄面密封。高压容器窄面密封代替中低3.5厚度大于或等于12mm的碳素钢和低合金钢钢压容器的宽面密封有利于提高密封面比

7、压，可大板（不包括多层压力容器的层板）用于制造压力大减少总的密封力，减小密封螺栓的直径，也有容器壳体时应逐张进行超声波检测。利于减小法兰与封头的结构尺寸。甚至将窄面密3.6高压容器螺栓应采用中部较细的双头细牙螺封演变成线接触密封。栓。2.1.3利用介质压力达到自紧密封。利用介质的高3.7提出锻件、垫片、螺栓的硬度要求，金属垫片压来帮助密封，首先使用垫圈预紧，工作时随压的硬度应小于法兰的硬度。力提高使垫片压紧，达到自紧的目的。4高压容器制造注意事项2.2高压密封的分类4.1高压容器的开孔接管及凸缘处角接接头及内径2.2.1强制密封。如平垫密封、卡扎里密