,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1,压力容器设计的基本思路,1压力容器设计的基本思路,1,2,1,、前言,2,、,设计参数、容器类别和设计标准的确定,3,、,设计标准体系,4,、,结构型式,5,、,材料选择,6,、,强度计算（应力分析）,7,、,压力容器附件的选择,8,、,安全附件的配用,9,、,制造技术要求的编制,21、前言,2,3,1,、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，其范围规定为最高工作压力大于或者等于,0.1MPa,（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于,2.5MPaL,的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器。,31、前言 压力容器:是指盛装气体或者液体，承载一定压,3,4,压力容器设计,：,根据给定的工艺设计条件，遵循现行的标准规范的规定，在确保安全的前提下，经济、正确合理地选择材料，并进行结构、强（刚）度 和密封设计。,结构设计,：,确定合理、经济的结构形式，满足制造、检验、装配、运输和维修等要求；,强（刚）度设计,：,确定结构尺寸，满足强度或刚度及稳定性要求，以确保容器安全可靠地运行；,密封设计,：,选择合适的密封结构和材料，保证密封性能良好。,4 压力容器设计：根据给定的工艺设计条件，遵循现行的标,4,5,压力容器设计的基本思路：,设计参数,、容器类别,和设计标准的确定,结构型式,选择,主体,尺寸确定,材料的选择,强度计算（应力,分析,）,初步设计和施工图设计,容器附件的选择,安全附件的配用,制造、检验和验收的技术条件,的编制,。,5压力容器设计的基本思路：,5,6,2,、,设计参数、容器类别和设计标准的确定,2.1,主要设计参数的确定,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起作为设计载荷条件，其值不得低于工作压力。,62、设计参数、容器类别和设计标准的确定2.1主要设计参数的,6,7,内压容器的设计压力一般确定原则：,当压力容器无安全泄放装置时，,容器的设计压力取,(1.0,1.1),工作压力。中低压容器设计压力取,1.10,倍工作压力，高压容器取,1.05,倍工作压力；,当压力容器装有安全阀时，,其设计压力不得低于（等于或稍大于）安全阀开启压力（安全阀开启压力取,1.05,1.10,倍工作压力）；,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。,7内压容器的设计压力一般确定原则：,7,8,外压容器设计压力取不小于在正常工作条件下可能产生的最大内外压差。,两侧受压的压力容器元件一般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。,设计时考虑的载荷,除了,内压、外压或最大压力差,外,；,有时必须考虑,液体静压力；根据容器的具,体情,况，还可能考虑自重，内件重,量,和附属设备等等的影响。,8外压容器设计压力取不小于在正常工作条件下可能产生的最大内外,8,9,设计温度,指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。,设计温度不得低于元件金属在工作状态下可能达到的最高温度。,对于,0,以下的金属温度，设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。,压力容器安装在室外,当壳体的金属温度受大气环境气温条件所影响时,其最低设计温度,取历年来月平均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时，设计温度不得低于最高工作温度。,9设计温度指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度（沿元,9,10,介质工作温度,T,设计温度,（注：当最高或最低工作温度不明确时按,II,确定）,I,II,T-20,介质最低工作温度,介质工作温度减,0,10,-20 T15,介质最高工作温度,介质工作温度加,15,30,设计温度确定一般经验：,10介质工作温度T设计温度IIIT-20介质最低工作温度,10,11,设计温度与设计压力组合,应以容器运行中设计压力条件下的对应的操作温度作为设计温度的基础,由此确定的设计压力、设计温度能使容器经受最苛刻的运行条件,介质：饱和水蒸汽,工作压力：,0.2MPa,工作温度：,68.7,以压强为标准,介质：饱和水蒸汽,设计压力：,0.3MPa,设计温度：,75.4,11设计温度与设计压力组合介质：饱和水蒸汽介质：饱和水蒸汽,11,12,厚度附加量,包括钢材厚度负偏差,C,1,和腐蚀裕量,C,2,两部分。,钢材厚度负偏差,C,1,：按钢材标准的规定；当钢材厚度负偏差不大于,0.25mm,，且不超过名义厚度的,6%,时，厚度负偏差可忽略不计。,腐蚀裕量,C,2,：为防止容器元件由于腐蚀、机械磨损而导至厚度的削弱减薄，应考虑腐蚀裕量。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,设计使用年限（毫米,/,年,年,=,毫米）。,标准中的材料的腐蚀速率，是对于均匀腐蚀而言，亦即钢材表面的腐蚀速率（毫米,/,年）各处基本相同。,12厚度附加量包括钢材厚度负偏差C1和腐蚀裕量C2两部分。,12,13,腐蚀程度,不腐蚀,轻微腐蚀,腐蚀,重腐蚀,腐蚀速率（,mm/年）,0.25,腐蚀裕量（,mm）,0,1,2,3,13腐蚀程度不腐蚀轻微腐蚀腐蚀重腐蚀腐蚀速率（mm/年）0,13,14,与工作介质接触的圆筒、封头、接管、人孔及内部构件等均考虑腐蚀裕量。,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、塔顶吊架等原则上不考虑腐蚀裕量，但不包括裙座。,容器地脚螺栓根径的腐蚀裕量一般取,3mm,；碳钢、低合金钢裙座圆筒的腐蚀裕量应不小于,2mm,。,14与工作介质接触的圆筒、封头、接管、人孔及内部构件等均考虑,14,15,下列情况不考虑腐蚀裕量：,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材料，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。,15下列情况不考虑腐蚀裕量：,15,16,2.2,容器类别的确定,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 R0004-2009,的附件,A,的规定，确定压力容器的类别。,162.2 容器类别的确定,16,17,2.3,设计标准的确定,根据委托方提供的操作要求，,确认,是否存在压力或温度,波动,，,并根据,变动频率及变化范围,，,从而确定容器设计的基础标准。,常规设计：,GB150-2019,分析设计：,JB4732-2019,有时为了减轻设备重量，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行设计。,172.3 设计标准的确定,17,18,3,、,设计标准体系,压力容器设计应遵循的基本法规和规程：,特种设备安全监察条例,TSG R0004-2009,固定式压力容器安全技术监察规程,TSG R0005-2019,移动式压力容器安全技术监察规程,TSG R0003-2019,简单压力容器安全技术监察规程,TSG R1001-2019,压力容器压力管道设计许可规则,液化气体汽车罐车安全监察规程,压力容器设计基础标准：,GB 150-2019,钢制压力容器,JB 4732-2019,钢制压力容器,-,分析设计标准（,2019,年确认版）,183、设计标准体系压力容器设计应遵循的基本法规和规程：,18,19,固定式压力容器主要产品标准：,GB 151-2019,管壳式换热器,GB 12337-2019,钢制球形储罐,JB 4731-2019,钢制卧式容器,JB 4710-2019,钢制塔式容器,JB/T 4734-2019,铝制焊接容器,JB/T 4745-2019,钛制焊接容器,NB/T 47012-2019(JB/T 4750),制冷装置用压力容器,JB/T 4755-2019,铜制压力容器,JB/T 4756-2019,镍及镍合金制压力容器,NB/T 47011-2019,锆制压力容器,19固定式压力容器主要产品标准：,19,20,移动式压力容器标准：,GB/T 19905-2019,液化气体运输车,JB/T 4780-2019,液化天然气罐式集装箱,JB/T 4781-2019,液化气体罐式集装箱,JB/T 4782-2019,液体危险货物罐式集装箱,JB/T 4783-2019,低温液体汽车罐车,JB/T 4784-2019,低温液体罐式集装箱,20移动式压力容器标准：,20,21,主要,配套标准：封头、法兰、支座、补强圈、吊耳,、,材料、焊接标准等：,GB 713-2019,锅炉和压力容器用钢板,GB 19189-2019,压力容器用调质高强度钢板,GB 3531-2019,低温压力容器用低合金钢钢板,GB 24511-2009,承压设备用不锈钢钢板及钢带,GB 24510-2009,低温压力容器用,9%Ni,钢板,NB/T 47008-2019,（,JB/T4726,）承压设备用碳素钢和合金钢锻件,NB/T 47009-2019,（,JB/T4727,）低温承压设备用低合金钢锻件,NB/T 47010-2019,（,JB/T4728,）承压设备用不锈钢和耐热钢锻件,21主要配套标准：封头、法兰、支座、补强圈、吊耳、材料、焊接,21,22,GB/T 25198-2019,压力容器封头,JB 4700,4707-2000,压力容器法兰,HG/T 21514,21535-2019,钢制人孔和手孔,HG/T 20592,20635-2009,钢制管法兰、垫片、紧固件,JB/T 4712.1-4712.4-2019,容器支座,JB/T 4736-2019,补强圈,HG/T 21574-2019,化工设备吊耳及工程技术要求,GB 16749-2019,压力容器波形膨胀节,NB/T 47014-2019,（,JB/T4708,）承压设备焊接工艺评定,NB/T 47015-2019,（,JB/T4709,）压力容器焊接规程,NB/T 47016-2019,（,JB/T4744,）承压设备产品焊接试件的力学性能检验,22GB/T 25198-2019 压力容器封头,22,23,其他,主要相关,标准,：,HG/T 20580-2019,钢制化工容器设计基础规定,HG/T 20581-2019,钢制化工容器材料选用规定,HG/T 20582-2019,钢制化工容器强度计算规定,HG/T 20583-2019,钢制化工容器结构设计规定,HG/T 20584-2019,钢制化工容器制造技术规定,HG/T 20585-2019,钢制低温压力容器技术规定,JB/T 4730-2019,承压设备无损检测,GB 50094-2019,球形储罐施工规范,JB/T 4711-2019,压力容器涂敷与运输包装,23其他主要相关标准：,23,24,4,、,结构型式,立式、卧式、球罐,截面形状：筒形、球形、组合型、方形、矩形等,设计条件图中一般明确了容器的结构型式。,但设计时可进行结构优化：,公称直径的选取,长（高）度与体积、重量的优化,244、结构型式立式、卧式、球罐,24,25,5,、,材料选择,压力容器用材的主要选择依据：,容器的操作条件，如温度、压力介质、操作特点和结构特点；,材料的力学性能；,材料的耐腐蚀性能，包括选材、防腐结构、腐蚀裕量、条件控制等；,材料的加工性能，如可焊性、冷热加工成型性等；,材料的价格及来源；,同一工程设计中用材尽量统一；,尽量选用压力容器标准规范推荐的材料及国内材料标准中已有的材料；,尽量采用国产材料。,255、材料选择压力容器用材的主要选择依据：