容器的结构与分类
化工设备设计基础第6章化工设备设计概述
外压容器 : 设计压力通常为低压
一、容器的结构与分类
• 4. 按壁温分类
• ⑴ 常温容器
– 指壁温高于-20℃至200℃条件下工作的容器；
• ⑵ 高温容器
– 指壁温达到材料蠕变温度下工作的容器。对碳家钢或低 合金钢容器，温度超过420℃，合金钢（如Cr-Mo钢）超 过450℃，奥氏体不锈钢超过550℃，均属高温容器；
• ⑶ 中温容器
– 指壁温在常温和高温之间的容器；
• ⑷ 低温容器
– 指壁温低于-20℃条件下工作的容器。其中低于-20℃至 -40℃者为浅冷容器，低于-40℃者为深冷容器。
一、容器的结构与分类
• 5. 按结构材料分类
– 金属容器：目前应用最多的是低碳钢和普通低合 金钢制的容器。在腐蚀严重或产品纯度要求高的 场合，使用不锈钢、不锈复合钢板或铝、银、钴 等制的容器，在深冷操作中，可用铜或铜合金。 而承压不大的塔节或容器，可用铸铁。
•无缝钢管做筒体的公称直径系列
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三、压力容器的安全监察
• 1. 安全监察的必要性
– 应用广泛、特殊、事故率高、危害性大，一旦发生破坏会导致爆炸、 介质泄漏等灾难性事故，因此必须纳为特种设备进行管理。
• 2. 压力容器相关的法规和标准
– 法规性规定：具有强制性
• A.三类容器。符合下列情况之一者为三类容器： – (1)高压容器； – (2)中压容器(毒性程度为极度和高度危害介质)； – (3)中压贮存容器(易燃或毒性程度为中度危害介质，且设计压力与容积之积pV ≥ 10MPa·m3)； – (4)中压反应容器(易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV ≥0.5MPa·m3)； – (5)低压容器(毒性程度为极度和高度危害介质，且pV ≥0.2MPa·m3)； – (6)高压、中压管壳式余热锅炉； – (7)中压搪玻璃压力容器； – (8)使用强度级别较高(抗拉强度规定值下限≥540MPa)的材料制造的压力容器； – (9)移动式压力容器，包括铁路罐车（气体、低温液体或永久气体运输车）和罐 式集装箱（介质为液化气体、低温液体等）；
容器的结构与分类
厚壁容器 ：厚度与其最大截面圆的内径之比大于 0.1。
按容器厚度分类
按承压性质和能力分类 内压容器：当容器内部介质压力大于外部压力时，称为内压容器。 内压容器的分类
容器分类
设计压力P／MPa
常压容器
p＜0.1
低压容器
吸收塔
储运设备：主要用来盛装生产和生活用的原料、气体、液化气体等。如储罐、储槽、高位槽、槽车等。 高位槽 槽车 储罐
—— 圆筒形容器 —— 球形容器 —— 方形和矩形容器 按容器形状分类：
方形和矩形容器：由平板焊成，制造简单，但承压能力差，只用作常压或低压小型储槽
球形容器：由数块弓形板拼焊而成，承压能力好，但由于安装不便和制造稍难，一般用作储罐
容器分类
1
按生产过程原理分：反应设备、换热设备、分离 设备、储运设备。
2
按容器的形状分：方形和矩形容器、球形容器、圆筒形容器
3
按容器的厚度、外压容器
5
按壁温分：常温容器、高温容器、中温容器、低温容器
6
按结构材料分：金属容器、非金属容器
7
按技术管理分：第一、二、三类压力容器
容器的结构与分类讲解
演讲人： 黄风翔 制作人： 韦丽娟 傅奇 材料收集员： 莫灵灵 林业生 龙洪飞
容器：化工生产所用的各种化工设备外壳的总称。尺寸大小不一、形状结构不同、内部结构多种多样····
容器的组成：容器一般由几种壳体（如圆柱壳圆 锥壳 椭圆壳等）组合 而成的 。再加上连接法兰 、支座、接口管 、入孔、手孔 、视镜等零部件。
非金属材料既可作容器的衬里，又可独立成件。常用的有硬聚乙烯、玻璃钢、不透性石墨、化工陶瓷、花岗岩、橡胶衬里等
容器的结构与尺寸，制造与施工，很大程度上取决于所选用的材料。不同材料的化工容器有不同的设计规定
压力容器的基本类型及结构
压力容器的基本类型及结构1. 压力容器的分类压力容器有多种分类方式，这里仅介绍按其安全的重要程度进行分类。
依据安全的重要程度(安全的重要程度是由其压力凹凸、介质的危害程度以及在生产中的重要作用来决定的)，将压力容器划分为三类，即第一类容器，第二类容器和第三类容器，其中的第三类容器最为重要，要求也最为严格。
其具体划分如下：(1) 低压容器(另行规定的除外) 为第一类压力容器。
(2) 以下状况之一为第二类压力容器：1) 中压容器(规定为第三类的除外) ；2) 易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和储存容器；3) 毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器；4) 低压管壳式余热锅炉；5) 搪瓷玻璃压力容器。
(3) 以下状况之一为第三类压力容器：1) 毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器或制定压力与容积的乘积大于等于0.2MPam3的低压容器；2) 易燃或毒性程度为中度危害介质的中压容器或制定压力与容积的乘积大干等于0.SMPam3的中压反应容器或制定压力与容积的乘积大于等于10MPam3的中压储存容器；3) 高压、中压管壳式余热锅炉；4) 高压容器。
依据《压力容器安全技术监察规程》的注明，易燃介质是指与空气混合的爆炸下限小于10%，或爆炸上、下限之差值大于等于20%的气体。
介质的毒性程度则参照GB－5044职业性接触毒物危害程度分级的规定，按其最高容许浓度的大小分为以下四级：最高容许浓度0.1mg／m3，为极度危害(Ⅰ级) ；容许浓度为 0.1～1.0mg／m3的，为高度危害(Ⅱ级) ；容许浓度为1.0～10mg／m3，为中度危害(Ⅲ级) ；容许浓度为10mg／m3的为轻度危害(Ⅳ级) 。
又依据《锅炉压力容器安全监察暂行条例》及其《实施细则》的规定，除液化石油气气瓶划入第二类庆力容器外，其它气瓶(包括有缝和无缝的) 均划入第三类压力容器，液化气体槽车、超高压容器、特种材料容器、特别用途容器也属第三类压力容器。
压力容器的结构及其分类课件
旋转对称压力容器
旋转对称压力容器是指具有旋转对称性的容器，例如圆柱形容器和球形容器，在工业领域中广泛应用。
非旋转对称压力容器
非旋转对称压力容器是指形状不具备旋转对称性的容器，例如椭圆形容器， 在一些特殊的工程场景中使用。
上下异形封头压力容器
上下异形封头压力容器是指顶部和底部封头形状不一致的容器，常用于特殊 工艺要求或容器本身功能的需要。
核电压力容器用于核电站中承受核反应的高压和高温，具备严格的安全标准 和防护措施。
医用压力容器
医用压力容器用于医疗行业，例如医用氧气瓶、氮气瓶等，确保医疗设备供 气的可靠性和安全性。
压力容器的安全性要求
压力容器的设计和制造必须符合一定的安全标准和规范，确保操作人员和设 备的安全。
压力容器的维护保养
低温压力容器
低温压力容器主要用于存储液态气体或制冷工质，要求具备良好的保温性能 和耐低温的材质。
高温高压压力容器
高温高压压力容器主要用于承受高温和高压工况，要求具备较高的强度和耐 热性。
工业气瓶
工业气瓶是一种用于储存和输送气体的压力容器，广泛应用于气体工业领域， 提供安全可靠的气体供应。
核电压力容器
压力容器的结构及其分类 课件
本课件将详细介绍压力容器的结构和分类，包括定义、主要部件、应力分析 以及根据用途、结构和工作介质的不同分类。
压力容器的定义
压力容器是一种专门用于承受内外压力的设备，广泛应用于工业领域，例如 化工、石油、制药等。
压力容器的结构
压力容器的常见结构包括圆柱形、球形和椭圆形等，根据不同的应用需求选择适当的结构。
压力容器的主要部件
压力容器由壳体、封头、衬里、支撑和附件等多个部件组成，各部件在承受 压力时起到不同的作用。
第10章容器设计基础
10.2 内压薄壁容器设计
一、薄壁容器设计的理论基础
1、薄壁容器 容器 厚壁容器 K＞1.2
薄壁容器 K ≤1.2
δ/Di≤0.1
根据容器的外径D0和内径Di的比值K来判断。
D0 Di 2 K 1 2 Di Di Di
石油、化工中使用的压力容器大多为薄壁容器。
2、圆筒薄壁容器承受内压时的应力
无缝钢管一般只适用DN600以下的，直径再大的管线 就要选有缝管。总体来说，无缝管质量低于有缝管。
热扎无缝钢管的生产过程
粗扎
精扎
有缝管的标记 有缝管的标记用公称直径表示：
DN50
公称直径 公称直径是近似内径的一个代号，可用mm或in表 示，每个公称直径对应一个外径D0，但厚度不同 （普通、加厚）→内径Di不同。
以外径为基准的压力容器的公称直径（GB9019—2001）
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（2）管子的公称直径（口径、通径）
有缝管（焊接管）：由钢板卷曲焊接而成，化工 厂用来输送水、煤气、空气、油以及取暖用蒸 汽等流体管道。 无缝管：直接生产出，分热轧管和冷拔管两种。前 者最大直径为630mm，后者最大直径为200mm。
三、容器零部件标准化
基本参数 1、公称直径 公称直径DN 公称压力PN
指标准化后的标准直径，DN表示，单位mm
（1）压力容器的公称直径 筒体 钢板卷焊：内径 无缝钢管：外径
封头：公称直径与筒体一致
以内径为基准的压力容器的公称直径（GB9019—2001）
300 800 1800 3000 4600 (350) 900 (1900) 3200 4800 400 1000 2000 3400 5000 (450) (1100) (2100) 3500 5200 500 1200 2200 3600 5400 (550) (1300) (2300) 3800 5500 600 1400 2400 4000 5600 (650) (1500) 2500 4200 5800 700 1600 2600 4400 6000 (750) (1700) 2800 4500
02 压力容器设计 第1章 结构、分类与设计要求
1.1.1 压力容器及其构成 构成：本体和附件 圆筒形容器本体：筒体+封头 封头：球形封头、椭圆形封头、碟形封头、球冠形 封头、锥形封头和平盖封头等 附件：支座、法兰、接管、人孔、手孔、视镜和安 全附件等
厚基础、重能力、多实践、求创新
1.1.1 压力容器基本组成
图1-1压力容器的整体结构
1-法兰； 2-支座； 3-封头拼接焊缝； 4-封头； 5-环焊缝； 6-补强圈； 7-人孔；8-纵焊缝； 9-筒体； 10-压力表； 11-安全阀；12-液面计
按《固定式压力容器安全技术监察规程》
（2015版）
第三类 第二类
第一组 厚基础、重能力、多实践、求创新
1.2 压力容器分类
过程设备设计
1.2.2 压力容器分类（续） （2）按容器在生产中的作用分类
反应压力容器 (代号R）：完成物理、化学反应
换热压力容器（代号E）：完成介质热量交换
生产过程 中的作用
（Ⅲ）高压容器（代号H） 10MPa≤p＜100MPa
（Ⅳ）超高压容器（代号U）
p≥100MPa
厚基础、重能力、多实践、求创新
1.1.2 压力容器的分类
按《压力容器安全技术监察规程》
（2015版）：
① 第三类压力容器 高压容器；中压容器（极度毒性和高度危害） ② 第二类压力容器 中压容器；低压容器（极度毒性和高度危害） ③ 第一类压力容器 除第二和第三类外，所有低压容器
1.2.2 压力容器分类（续） 按安全技术管理分类（续1）
d. 中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介
质，且pV乘积大于等于0.5MPa· m3）；
e．低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，
且pV乘积大于等于0.2MPa· m3）； f．高压、中压管壳式余热锅炉；
容器相关知识点总结
容器相关知识点总结一、容器的分类1. 根据用途分类根据容器的用途，可以将其分为储藏容器、运输容器和展示容器等几大类。
储藏容器主要用于存放物品，如食品罐、保鲜盒等。
这类容器通常要求密封性好，能够防止外界物质和微生物的侵入，保持存放物品的新鲜度和质量。
运输容器主要用于运输物品，如货车、集装箱等。
这类容器通常要求具有较强的结构强度和稳定性，能够在运输过程中保护货物不受损坏。
展示容器主要用于展示商品或产品，如陈列柜、展示架等。
这类容器通常要求外观美观、结构稳定，能够吸引顾客注意，提高商品的销售效果。
2. 根据材质分类根据容器的材质，可以将其分为玻璃容器、塑料容器、金属容器和纸质容器等几大类。
玻璃容器多用于制作食品罐、饮料瓶等。
它具有透明性好、不易变形、耐高温等特点，但也比较易碎。
塑料容器多用于制作保鲜盒、食品包装袋等。
它具有轻便、抗震性好、价格低廉等优点，但也易受到化学物质的影响，不适宜长时间存放食品。
金属容器多用于制作金属罐、铁桶等。
它具有耐腐蚀、耐高温、结构坚固等特点，但重量较大，不适合长途运输。
纸质容器多用于制作纸盒、纸箱等。
它具有环保、轻便、易加工等优点，但耐磨损性较差，不适合存放湿度较大的物品。
3. 根据形状分类根据容器的形状，可以将其分为圆形容器、方形容器、不规则形容器等几大类。
不同形状的容器具有不同的特点和用途，可根据需要进行选择和使用。
二、容器的材质容器的材质是其重要的组成部分，直接影响到容器的使用性能和环境影响。
目前常见的容器材质主要包括塑料、玻璃、金属和纸质等。
1. 塑料容器塑料容器是目前使用最广泛的容器之一，它具有轻便、抗腐蚀、价格低廉等优点，被广泛应用于食品包装、日用品储藏和工业制品包装等领域。
但塑料容器也面临着环境污染和健康安全等问题，因此在使用过程中需要注意选择合适的塑料品种，并加强回收和再利用。
2. 玻璃容器玻璃容器具有透明性好、防水防潮、抗腐蚀、耐温变等特点，被广泛用于食品、饮料和药品的包装。
压力容器的综合分类
压力容器的综合分类压力容器是应用于各种工业领域的重要设备，用于储存和运输含压介质。
根据不同的设计和用途，压力容器可以分为多种类型。
本文将对压力容器进行综合分类，包括材料分类、结构分类、用途分类和制造方法分类等。
一、材料分类根据压力容器所采用的材料性质和特点，可以将其分为金属压力容器和非金属压力容器两大类。
1. 金属压力容器金属压力容器是应用最广泛的一类压力容器，主要由金属材料构成，包括钢制、铜制、铝制、钛制、镍制、合金制等不同材质的容器。
- 钢制压力容器：钢是最常用的金属材料之一，广泛应用于各种压力容器中。
根据不同的钢材特性和使用条件，可以分为普通碳钢、低合金钢、高合金钢等不同类型。
- 铜制压力容器：铜具有优异的导热性和导电性，同时具备良好的可塑性和韧性，适用于需要抗腐蚀和导热性能的压力容器。
- 铝制压力容器：铝材质轻、强度高、抗腐蚀性好，适用于要求轻质高强度和抗氧化性的压力容器。
- 钛制压力容器：钛具有优异的耐腐蚀性能、高强度、低密度等优点，适用于耐腐蚀性要求较高的特殊环境下。
- 镍制压力容器：镍在高温和强腐蚀环境下具有出色的耐腐蚀性能，适用于高温高压的工作环境。
- 合金制压力容器：合金结构可以融合不同金属的特点和性能，适用于一些特殊的工作条件，如高温、高压等。
2. 非金属压力容器非金属压力容器主要由塑料、玻璃钢（FRP）和橡胶等材料构成。
它们具有良好的化学稳定性和绝缘性能，适用于一些特殊的工艺要求或特殊介质的储存和运输。
- 塑料压力容器：塑料具有良好的耐腐蚀性和低密度，适用于一些介质要求耐腐蚀、轻量化的场合。
- 玻璃钢压力容器：玻璃钢是一种复合材料，具有高强度、良好的耐腐蚀性能、良好的绝缘性和低温热收缩性等特点，适用于需要耐腐蚀和绝缘的工况。
- 橡胶压力容器：橡胶具有良好的弹性和耐腐蚀性能，适用于要求密封性能较好的压力容器。
二、结构分类根据压力容器的结构形式和特点，可以将其分为以下几类。
1. 钢制容器钢制容器是最常见的一类压力容器，它们的结构主要包括筒体、底盖、法兰和焊接缝等组成。
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按支承形式分类
卧式容器
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立式容器
按结构材料分类：金属容器和非金属容器 金属容器：目前应用最多的是低碳钢和普通低合金钢制
的容器，在腐蚀严重或产品纯度要求较高的的场合使用 不锈钢、不锈复合钢或铝、银、钛等制的容器。在深冷 操作中可用铜或铜合金，在承压不大的情况可用铸铁材 料容器。
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储罐
—— ——
——
按器
容
器
方
形
形
状
和
分
矩
类
形
球 形 容 器
圆 筒 形 容 器
：
容
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• 方形和矩形容器：由 平板焊成，制造简单 ，但承压能力差，只 用作常压或低压小型 储槽
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• 球形容器：由数块弓形板拼焊而成，承压 能力好，但由于安装不便和制造稍难，一 般用作储罐
超高压容器
p≥100
外压容器：容器内部压力小于外部压力，称 为外压容器。
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4.按壁温分类
（1）常温容器：温壁在-20~200℃条件下工作 的容器 （2）高温容器：达到材料蠕变性下工作 （3）中温容器:指壁温在常温和高温之间的容器 （4）低温容器：指壁温低于-20℃条件下工作的容器
容器的结构与分类讲解
演讲人： 黄风翔 制作人： 韦丽娟 傅奇 材料收集员： 莫灵灵 林业生 龙洪飞
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容器：化工生产所用的各种化工设备外壳的总称。
尺寸大小不一、形状结构不同、内部结构多种多样 ····
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容器的组成：容器一般由几种壳体（如圆柱壳圆 锥
壳
椭圆壳等）组合 而成的 。再加上连接法
类
按支撑形式分：卧式容器、立式容器
按结构材料分：金属容器、非金属容器
按技术管理分：第一、二、三类压力容器
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按生产过程原理分：
(1)反应设备：主要是用来完成介质的物理化 学反应的设备，如反应器，发生器，反应釜， 合成塔等。
启普发生器
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钢钛复合反应釜
(2) 换热设备：用来完成介质热 量交换的设备，如热交换器， 加热器、冷凝器、废热锅等。
冷凝器
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废热锅炉
(3) 分离设备：用来 完成介质的流体压 力平衡和气体的净 化分离等的设备。 如分离器、过滤器、 洗涤器、吸收塔、 干燥器等
吸收塔
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(4) 储运设备：主要用来盛装生产和生 活用的原料、气体、液化气体等。如 储罐、储槽、高位槽、槽车等。
高位槽
槽车
兰 、支座、接口管 、入孔、手孔 、视镜等零部件。
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按生产过程原理分：反应设备、换热设备、分离 设备、储运设备。
按容器的形状分：方形和矩形容器、球形容器、圆 筒形容器 按容器的厚度分：薄壁容器、厚壁容器
容
按承压性质和能力分：内压容器、外压容器
பைடு நூலகம்
器
分
按壁温分：常温容器、高温容器、中温容器、低 温容器
• 厚壁容器 ：厚度与其最大截面圆的内径之 比大于 0.1。
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按承压性质和能力分类
内压容器：当容器内部介质压力大于外部压力时，称为内压容器。
内压容器的分类
容器分类
常压容器 低压容器
设计压力P／ MPa p＜0.1
0.1≤ p＜1.6
中压容器
1.6≤p＜10
高压容器
10≤p＜100
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非金属材料既可作容器的衬里，又可独立成件。常用的有硬 聚乙烯、玻璃钢、不透性石墨、化工陶瓷、花岗岩、橡胶衬 里等
容器的结构与尺寸，制造与施工，很大程度上取决于 所选用的材料。不同材料的化工容器有不同的设计规 定
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谢 谢！
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• 圆筒形容器：由圆柱体和各种回转形（半 球形、椭球形、圆锥形）封头或平板行封 头组成，容器主体制作容易，安装内件方 便，承压能力好，被广泛应用。
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按容器厚度分类 • 薄壁容器： 厚度与其最大截面圆的内径之
比小于或等于 0ι1即 δ/D ≤ 0ι1 或 K=D0/D1 ≤1.2（D0为容器的外径，D1为 容器的内径） 的容器 。