化工设备设计基础
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
化学化工与材料科学学院
7.4 化工容器常用金属材料的基本性能
选用材料的一般要求：
（1）材料品种应符合我国资源和供应情况； （2）材质可靠，能保证使用寿命； （3）足够的强度，良好的塑性和韧性，对腐蚀性 介质能耐腐蚀； （4）便于制造加工，焊接性能良好； （5）成本低，经济上合算。 选材要抓住主要矛盾，遵循适用、安全和经济的 原则。
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》
HG20592~20635-97 《钢制管法兰、垫片、紧固件》
JB/T4700~4707-2000《压力容器法兰》
化学化工与材料科学学院
7.3 容器标准化设计
二、容器零部件标准化的基本参数 公称直径DN：将容器及
化学化工与材料科学学院
7.1 容器的结构与分类
20 200 常温： 度 高温：达到材料蠕变温 壁温分 中温：常温 高温之间 低温：低于 20
卧式容器 支承形式分 立式容器
钢、不锈钢 金属：低碳钢、低合金 结构材料分 璃钢、搪瓷 非金属：硬聚乙烯、玻
第三类压力容器 安全技术管理分 第二类压力容器 第一类压力容器
第二篇 化工设备设计基础
第七章
一、课时安排：6学时 二、本章的重点：
1.容器设计的基本要求； 2.常用金属材料的基本性能。
概述
三、本章授课内容：
7.1 容器的结构与分类； 7.2 容器机械设计的基本要求； 7.3 容器的标准化设计； 7.4 化工容器常用金属材料的基本性能。 7.5 金属材料的分类及牌号 7.6 化工容器常用材料简介
化学化工与材料科学学院
7.3 容器标准化设计 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）。
化学化工与材料科学学院
7.3 容器标准化设计
相关法规及常用标准
1.基本法规：
《压力容器安全技术监察规程》 —国家质量技术监督局 1999 2. 压力容器常用标准： GB150-98 《钢制压力容器》国家标准
校核
合格 不 合 格
结构设计
壁厚设计
审核
合格
零部件设计
压力试验核算 绘制施工图
批准
结束
化学化工与材料科学学院
7.2
容器机械设计的基本要求
1.强度：指容器抵抗外力破坏的能力。
如焊缝开裂，筒体爆破，螺栓拉断等。
2.刚度：指构件抵抗外力使其发生变形的能力。 如塔体倾斜，塔盘下凹等。 3.稳定性：是指容器或构件在外力作用下维持原有形 状的能力。 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。
化学化工与材料科学学院
7.1 容器的结构与分类
一、容器的结构
在化工厂和石油化工厂中，有各种各样的设备。这些设备按 照它们在生产过程中的原理，可以分为反应容器、换热设备、分 离设备和储运设备。
1、反应设备：完成介质的物理、化学反应的设备。 2、换热设备：完成介质的热量交换的设备。
3、分离设备：主要是用来完成介质的流体压力平衡和气体 净化分离等的设备。
化学化工与材料科学学院
7.2
容器机械设计的基本要求
4.耐久性：保证使用寿命。一般化工设备设计使 用寿命为10～15年。大多取决于腐蚀情况， 有些取决于疲劳、蠕变或振动。 5.密封性：包括内漏和外漏。
化学化工与材料科学学院
7.2
容器机械设计的基本要求
6.节省材料和便于制造 化工设备应在结构上保证尽可能降低材料消耗， 尤其是贵重材料的消耗。同时，在考虑结构时应使其 便于制造，保证质量。尽量使用标准件。 7.方便操作和便于运输 化工设备的结构欢迎考虑到操作方便，以及安装、 维护、检修的方便。在化工设备的尺寸和形状上还应 考虑到运输的方便和可能性。
4、储运设备：主要是用来盛装生产和生活用的原料气体、 液体、液化气体等。
化学化工与材料科学学院
化学化工与材料科学学院
7.1 容器的结构与分类
容器：化工生产所用各种化工设备外部壳体的总称。
容器一般由几种壳体（如圆柱壳、圆锥壳、椭球壳）组合 而成。再加上连接法兰、支座、接口管、人孔、手孔、视镜等 零部件。
化学化工与材料科学学院
7.3 容器标准化设计
7.3.1 标准化的意义
1、设计：无需计算和制图，按已有标准图选择。 2、制造：有利于成批生产，降低成本，保证产品 质量，提高竞争力。 3、维修：备件规格尺寸通用，实现互换性。 4、通商贸易：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、 法兰、支座、人孔、手孔、视镜和液面计等。
液位计 管口 人孔 封头
支座
筒体
化学化工与材料科学学院
7.1 容器的结构与分类
二、容器的分类
容器通常可按容器形状、厚度、承压性质、工作温度、 支承形式、结构材料及容器的技术管理等进行分类。
方形和矩形容器 形状分 球形容器 圆筒形容器
薄壁容器 容器厚度分 厚壁容器
内压容器：常、低、中、高、超高 承压性质 外压容器
管子直径加以标准化以后的 标准直径。
（板卷） 接管 无缝管 筒体 法兰
公称压力PN：规定 的标准应力等级。
封头 接管
化学化工与材料科学学院
7.3 容器标准化设计
公称直径DN：
A．压力容器(筒体、封头)的公称直径：由钢板卷制的筒体， 公称直径是指它的内径；当筒体的直径较小，直接采用无缝钢管 制作时，容器的公称直径应是指无缝钢管的外径；封头的公称直 径与筒体一致。 B．管子：公称直径既不是它的内径，也不是外径，而是小 于管于外径的一个数值。只要管子的公称直径一定，它的外径也 就确定了，而管子的内径则根据壁厚的不同有多种尺寸，它们大 都接近于管子的公称直径。 C．其它零部件的公称直径：有些零部件的公称直径，如压 力容器法兰，鞍式支座等就是指与它相配的筒体与封头的公称直 径。而管法兰、手孔等则是指与它相配的管子的公称直径。
设计资质
化学化工与材料科学学院
7.2
容器机械设计的基本要求
7.2.1 容器机械设计条件及程序：
1.容器机械设计条件：
（1）工艺结构要求及基本工艺尺寸；
（2）工作压力、工作温度及工作介质；
（3）容器的工作环境、重要程度；
化学化工与材料科学学院
开始
2.机械设计程序
不合格
确定设计依据及相关标准
选择材料 确定容来自百度文库类别
7.4 化工容器常用金属材料的基本性能
选用材料的一般要求：
（1）材料品种应符合我国资源和供应情况； （2）材质可靠，能保证使用寿命； （3）足够的强度，良好的塑性和韧性，对腐蚀性 介质能耐腐蚀； （4）便于制造加工，焊接性能良好； （5）成本低，经济上合算。 选材要抓住主要矛盾，遵循适用、安全和经济的 原则。
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》
HG20592~20635-97 《钢制管法兰、垫片、紧固件》
JB/T4700~4707-2000《压力容器法兰》
化学化工与材料科学学院
7.3 容器标准化设计
二、容器零部件标准化的基本参数 公称直径DN：将容器及
化学化工与材料科学学院
7.1 容器的结构与分类
20 200 常温： 度 高温：达到材料蠕变温 壁温分 中温：常温 高温之间 低温：低于 20
卧式容器 支承形式分 立式容器
钢、不锈钢 金属：低碳钢、低合金 结构材料分 璃钢、搪瓷 非金属：硬聚乙烯、玻
第三类压力容器 安全技术管理分 第二类压力容器 第一类压力容器
第二篇 化工设备设计基础
第七章
一、课时安排：6学时 二、本章的重点：
1.容器设计的基本要求； 2.常用金属材料的基本性能。
概述
三、本章授课内容：
7.1 容器的结构与分类； 7.2 容器机械设计的基本要求； 7.3 容器的标准化设计； 7.4 化工容器常用金属材料的基本性能。 7.5 金属材料的分类及牌号 7.6 化工容器常用材料简介
化学化工与材料科学学院
7.3 容器标准化设计 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）。
化学化工与材料科学学院
7.3 容器标准化设计
相关法规及常用标准
1.基本法规：
《压力容器安全技术监察规程》 —国家质量技术监督局 1999 2. 压力容器常用标准： GB150-98 《钢制压力容器》国家标准
校核
合格 不 合 格
结构设计
壁厚设计
审核
合格
零部件设计
压力试验核算 绘制施工图
批准
结束
化学化工与材料科学学院
7.2
容器机械设计的基本要求
1.强度：指容器抵抗外力破坏的能力。
如焊缝开裂，筒体爆破，螺栓拉断等。
2.刚度：指构件抵抗外力使其发生变形的能力。 如塔体倾斜，塔盘下凹等。 3.稳定性：是指容器或构件在外力作用下维持原有形 状的能力。 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。
化学化工与材料科学学院
7.1 容器的结构与分类
一、容器的结构
在化工厂和石油化工厂中，有各种各样的设备。这些设备按 照它们在生产过程中的原理，可以分为反应容器、换热设备、分 离设备和储运设备。
1、反应设备：完成介质的物理、化学反应的设备。 2、换热设备：完成介质的热量交换的设备。
3、分离设备：主要是用来完成介质的流体压力平衡和气体 净化分离等的设备。
化学化工与材料科学学院
7.2
容器机械设计的基本要求
4.耐久性：保证使用寿命。一般化工设备设计使 用寿命为10～15年。大多取决于腐蚀情况， 有些取决于疲劳、蠕变或振动。 5.密封性：包括内漏和外漏。
化学化工与材料科学学院
7.2
容器机械设计的基本要求
6.节省材料和便于制造 化工设备应在结构上保证尽可能降低材料消耗， 尤其是贵重材料的消耗。同时，在考虑结构时应使其 便于制造，保证质量。尽量使用标准件。 7.方便操作和便于运输 化工设备的结构欢迎考虑到操作方便，以及安装、 维护、检修的方便。在化工设备的尺寸和形状上还应 考虑到运输的方便和可能性。
4、储运设备：主要是用来盛装生产和生活用的原料气体、 液体、液化气体等。
化学化工与材料科学学院
化学化工与材料科学学院
7.1 容器的结构与分类
容器：化工生产所用各种化工设备外部壳体的总称。
容器一般由几种壳体（如圆柱壳、圆锥壳、椭球壳）组合 而成。再加上连接法兰、支座、接口管、人孔、手孔、视镜等 零部件。
化学化工与材料科学学院
7.3 容器标准化设计
7.3.1 标准化的意义
1、设计：无需计算和制图，按已有标准图选择。 2、制造：有利于成批生产，降低成本，保证产品 质量，提高竞争力。 3、维修：备件规格尺寸通用，实现互换性。 4、通商贸易：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、 法兰、支座、人孔、手孔、视镜和液面计等。
液位计 管口 人孔 封头
支座
筒体
化学化工与材料科学学院
7.1 容器的结构与分类
二、容器的分类
容器通常可按容器形状、厚度、承压性质、工作温度、 支承形式、结构材料及容器的技术管理等进行分类。
方形和矩形容器 形状分 球形容器 圆筒形容器
薄壁容器 容器厚度分 厚壁容器
内压容器：常、低、中、高、超高 承压性质 外压容器
管子直径加以标准化以后的 标准直径。
（板卷） 接管 无缝管 筒体 法兰
公称压力PN：规定 的标准应力等级。
封头 接管
化学化工与材料科学学院
7.3 容器标准化设计
公称直径DN：
A．压力容器(筒体、封头)的公称直径：由钢板卷制的筒体， 公称直径是指它的内径；当筒体的直径较小，直接采用无缝钢管 制作时，容器的公称直径应是指无缝钢管的外径；封头的公称直 径与筒体一致。 B．管子：公称直径既不是它的内径，也不是外径，而是小 于管于外径的一个数值。只要管子的公称直径一定，它的外径也 就确定了，而管子的内径则根据壁厚的不同有多种尺寸，它们大 都接近于管子的公称直径。 C．其它零部件的公称直径：有些零部件的公称直径，如压 力容器法兰，鞍式支座等就是指与它相配的筒体与封头的公称直 径。而管法兰、手孔等则是指与它相配的管子的公称直径。
设计资质
化学化工与材料科学学院
7.2
容器机械设计的基本要求
7.2.1 容器机械设计条件及程序：
1.容器机械设计条件：
（1）工艺结构要求及基本工艺尺寸；
（2）工作压力、工作温度及工作介质；
（3）容器的工作环境、重要程度；
化学化工与材料科学学院
开始
2.机械设计程序
不合格
确定设计依据及相关标准
选择材料 确定容来自百度文库类别