化工机械基础4-7.ppt

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1、第四篇压力容器设计第七章内压容器7.1概述7.1.1容器的结构壳体(筒体)、封头(端盖)、法兰、支座、接口管及人孔等组成。常低压化工设备通用零部件标准直接选用。典型的薄壁壳体结构示例图如下:7.1.2容器的分类压力容器分类按容器壁厚按承压性质按管理按工艺过程的作用原理1、按容器壁厚薄壁容器：或厚壁容器：或2、按承压性质内压：内部介质压力大于外界压力外压：内部介质压力小于外界压力真空：内部压力小于一个绝对大气压的外压容器表7-1内压容器的分类容器分类设计压力p（MPa）低压容器0.1≤p＜1.6中压容器1.6≤p＜10高压容器10≤p＜100超高压容器p≥1003、根据TSGR0004《固定式

2、压力容器安全技术监察规程》基于设计压力、容积和介质危害性三个因素对压力容器进行分类，将所适用范围内的压力容器划分为第Ⅰ类压力容器、第Ⅱ类压力容器和第Ⅲ类压力容器。①介质分组压力容器的介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体，按其毒性危害程度和爆炸危险程度分为以下两组：ⅰ.第一组介质：毒性危害程度为极度危害、高度危害的化学介质，易爆介质，液化气体。ⅱ.第二组介质：除第一组介质以外的介质。其分类方法简述如下:介质危害性是指压力容器在生产过程中因事故致使介质与人体大量接触，发生爆炸或者因经常泄漏引起职业性慢性危害的严重程度，用介质毒性程度和爆炸危害程度表示。毒性程度：综合

3、考虑急性毒性、最高容许浓度和职业性慢性危害等因素，极度危害最高容许浓度小于0.1mg/m3；高度危害最高容许浓度0.1mg/m3～1.0mg/m3；中度危害最高容许浓度1.0mg/m3～10.0mg/m3；轻度危害最高容许浓度大于或者等于10.0mg/m3。易爆介质：指气体或者液体的蒸汽、薄雾与空气混合形成的爆炸混合物，并且其爆炸下限小于10%，或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于20%的介质。具体介质毒性危害程度和爆炸危险程度按照HG20660《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》确定；HG20660没有规定的，由压力容器设计单位参照GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》

4、的原则，决定介质组别。②压力容器类别划分方法压力容器分类的划分应当先按照介质特性，按照以下要求选择类别划分图，再根据设计压力p(单位MPa)和容积V(单位L)，标出坐标点，确定压力容器类别。ⅰ.对于第一组介质，压力容器类别的划分见下图ⅱ.对于第二组介质，压力容器类别的划分见下图4、按应用情况反应压力容器（Ｒ）完成物理、化学反应，如反应器、反应釜、分解锅、聚合釜、变换炉等；换热压力容器（Ｅ）热量交换，如热交换器、管壳式余热锅炉、冷却器、冷凝器、蒸发器等；分离压力容器（Ｓ）流体压力平衡缓冲和气体净化分离，如分离器、过滤器、缓冲器、吸收塔、干燥塔等；储存压力容器：（Ｃ，球罐为Ｂ）储存、盛装气体、液

5、体、液化气体等介质，如各种形式的贮罐、贮槽、高位槽、计量槽、槽车等。7.1.2压力容器的标准简介压力容器标准是全面总结压力容器生产、设计、安全等方面的经验，不断纳入新科技成果而产生的。它是压力容器设计、制造、验收等必须遵循的准则。压力容器标准涉及设计方法、选材及制造、检验方法等。㈠国内标准2011年我国压力容器标准化技术委员会修订了GB150-2011《压力容器》GB150《压力容器》内容包括：通用要求材料设计制造、检验和验收㈡国外主要规范国外的规范主要有四个：美国ASME规范，英国压力容器规范（BS），日本国家标准（JIS），德国压力容器规范（AD）。美国ASME规范美国机械工程师协会（A

6、SME）制定的《锅炉及压力容器规范》。美国国家标准该规范规模庞大、内容完善，仅依靠其本身即可完成选材、设计、制造、检验、试验、安装及运行等全部工作环节。美国ASME规范与压力容器密切相关有：第Ⅱ卷材料技术条件、第Ⅴ卷无损检验、第Ⅷ卷压力容器及第Ⅸ卷焊接及钎焊评定。每年增补一次，每三年出一新版，技术先进，修订及时，能迅速反映世界压力容器科技发展的最新成就，为世界上影响最大的一部规范。7.1.4压力容器的失效形式与设计准则1、压力容器的失效形式（1）强度失效（2）刚度失效（3）失稳失效（4）泄漏失效2、压力容器的设计准则（1）弹性失效设计准则（2）塑性失效设计准则（3）爆破失效设计准则7.2内

7、压薄壁容器设计的理论基础下图为一般回转薄壁壳体的中间面，由于回转薄壁壳体的厚度很小，故通常可用中间面来代表回转薄壁壳体的几何特性。7.2.1回转薄壁壳体的几何特性坐标系：采用柱坐标，在r-z坐标面上研究回转薄壳的几何特性经线、平行圆(1)通过回转轴的平面称为经线平面，经线平面与壳体中间面的交线称为经线。(2)垂直于回转轴的平面与中间面的交线形成的圆称为平行圆，该圆的半径称为平行圆半径，用r表示。第一曲率半径、