压力容器设计技术PPT课件(全)PPT课件
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压力容器设计培训PPT
注：一种压力容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应当按照工 艺过程中的主要作用来划分品种。
1.3 按介质的毒性程度，参照GB5044《职业性接触毒物危 害程度分级》的规定将介质的毒性分为四级，其最高允许 的质量浓度分别为：
➢ (1) 极度危害(Ⅰ) < 0.1 mg/m3 ➢ (2) 高度危害(Ⅱ) 0.1~ < 1.0 mg/m3 ➢ (3) 中度危害(Ⅲ) 1.0~ < 10 mg/m3 ➢ (4) 轻度危害(Ⅳ) > 10 mg/m3
➢ (3) 分离压力容器（代号S）， 主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和 气体净化分离的压力容器，例如各种分离器、过滤器、集油器、洗涤器、 吸收塔、铜洗塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等；
➢ (4)储存压力容器（代号C，其中球罐代号为B）， 主要是用于储存或盛装 气体、液体、液化气体等介质的压力容器，例如各种型式的储罐。
所需内件才能构成完整的容器。
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图1 压力容器的简单构造 1-封头 2-筒体 3-法兰 4-顶盖 5-密封元件 6-开孔与接管
2. 1 筒体：储存或完成化学反应所需的压力空间。 圆形筒体可分为整体式（容器壁在厚度方向是由 一连续完整的材料构成，即所谓单层筒体；中低 压容器由于壁厚较薄，多为整体式）和组合式 （容器壁是由两层或两层以上的材料构成，如多 层包扎、多层热套、多层绕板等）两种。
1.5 综合分类 根据压力、压力与容积的乘积、介质特性、用途
以及设计制造特点将容器划分为： ➢ 第一类压力容器 ➢ 第二类压力容器 ➢ 第三类压力容器源自二、压力容器的主要组成部分
压力容器一般构造有： 筒体、封头、法兰、密封元件、开 孔与接管以及支座等六大部分构成外壳。对于储存容器，
1.3 按介质的毒性程度，参照GB5044《职业性接触毒物危 害程度分级》的规定将介质的毒性分为四级，其最高允许 的质量浓度分别为：
➢ (1) 极度危害(Ⅰ) < 0.1 mg/m3 ➢ (2) 高度危害(Ⅱ) 0.1~ < 1.0 mg/m3 ➢ (3) 中度危害(Ⅲ) 1.0~ < 10 mg/m3 ➢ (4) 轻度危害(Ⅳ) > 10 mg/m3
➢ (3) 分离压力容器（代号S）， 主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和 气体净化分离的压力容器，例如各种分离器、过滤器、集油器、洗涤器、 吸收塔、铜洗塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等；
➢ (4)储存压力容器（代号C，其中球罐代号为B）， 主要是用于储存或盛装 气体、液体、液化气体等介质的压力容器，例如各种型式的储罐。
所需内件才能构成完整的容器。
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图1 压力容器的简单构造 1-封头 2-筒体 3-法兰 4-顶盖 5-密封元件 6-开孔与接管
2. 1 筒体：储存或完成化学反应所需的压力空间。 圆形筒体可分为整体式（容器壁在厚度方向是由 一连续完整的材料构成，即所谓单层筒体；中低 压容器由于壁厚较薄，多为整体式）和组合式 （容器壁是由两层或两层以上的材料构成，如多 层包扎、多层热套、多层绕板等）两种。
1.5 综合分类 根据压力、压力与容积的乘积、介质特性、用途
以及设计制造特点将容器划分为： ➢ 第一类压力容器 ➢ 第二类压力容器 ➢ 第三类压力容器源自二、压力容器的主要组成部分
压力容器一般构造有： 筒体、封头、法兰、密封元件、开 孔与接管以及支座等六大部分构成外壳。对于储存容器，
《压力容器》课件
包括清洗、防腐等，确保设备 外观、内部及传热元件的清洁 和正常。
压力容器的安全
1 压力容器的危险性
包括高压、高温、易爆等，一旦安全事故发生，会造成巨大的人员伤亡和物质损失。
2 安全保护措施
包括安装防护装置、使用安全阀、定期检查维护等，确保设备在运行过程中处于安全状 态。
3 紧急事故处理
在发生安全事故时要迅速采取紧急措施，并及时报告有关部门和领导，进行事故调查和 责任追究。
压力容器的尺寸选择
按照设计参数和使用要求确定 尺寸，对于大型压力容器还需 要考虑运输和安装问题。
压力容器制造
1
制造工艺
包括板材制作、卷制、组装、焊接等，
材料选择
2
需要精确的加工设备和技术。
常用材料有碳素钢、不锈钢、钛合金
和镍基合金等，根据介质、温度、压 力等选用合括工艺控制、检测和测试、质量证 书等环节，确保产品合格，符合相关 标准和规范要求。
压力容器安装
安装前检查
检查管道布局、配套设备等，确保设备安装位置合理，并进行检测和试运行。
安装的方法
分为就地安装、整体安装、分段拼装等，安装时要遵循设计要求，保证设备的稳定性和安全 性。
压力容器的操作
1
操作前准备
包括检查设备状态、介质物性、防爆安全等，确保设备处于安全状态。
2
启动和停机
在启停设备时要遵循操作规程，严格控制操作参数和各项指标。
《压力容器》PPT课件
本PPT课件介绍了压力容器的设计、制造、安装、维护和安全，重点讲解了 不同工况下压力容器的操作和怎样保证压力容器的安全。
简介
什么是压力容器
压力容器是一种用于储存和输送气体或液体的设备，不仅承受液体或气体的压力，而且还要 承受外界的重力和风压等载荷。
压力容器设计PPT课件
案例三：核反应堆压力壳设计
总结词
核反应堆压力壳设计案例展示了压力容器在核能领域的应用。
详细描述
该案例介绍了核反应堆压力壳的设计过程，包括结构设计、材料选择、焊接工艺、无损检测等方面的 内容。同时，该案例还强调了设计过程中需要考虑的核安全法规和标准，以确保压力壳在使用过程中 的可靠性和安全性。
THANK YOU
设计压力
根据容器的工作压力和设计压力，确 定容器的设计压力，确保容器在使用 过程中不会发生破裂或泄漏。
安全系数
为确保容器的安全性能，根据不同的 载荷和应力情况，选取适当的安全系 数进行强度设计。
疲劳强度设计
疲劳分析
对容器在交变压力作用下的疲劳寿命进行分析，考虑容器的使用周期和材料性 能等因素。
疲劳强度校核
案例二：加氢反应器设计
总结词
加氢反应器设计案例展示了压力容器在化工领域的应用。
详细描述
该案例介绍了加氢反应器的设计过程，包括工艺流程、反应原理、设备结构、材料选择等方面的内容。同时，该 案例还强调了设计过程中需要考虑的工艺参数、热力学和动力学等方面的因素，以确保反应器在使用过程中的高 效性和稳定性。
封头厚度
封头与筒体的连接
采用焊接或法兰连接方式，需考虑连 接处的强度和密封性能。
根据压力、温度、介质特性和封头类 型等因素确定封头厚度。
开孔与接管设计
开孔位置
根据工艺流程、操作要求和容器 结构等因素确定开孔位置。
接管类型
根据介质特性和工艺要求选择合适 的接管类型，如螺纹接管、焊接接 管和法兰接管等。
超压试验
03
模拟容器内部压力超过正常工作压力的情况，以检验容器的安
全性能。
压力试验的方法与步骤
压力容器-高压容器设计课件
热处理工艺应根据材料种类、厚度、结构形式等因素综合考虑，以确保热处理效果和效率。
热处理过程中应严格控制加热速度、保温时间、冷却速度等参数，以确保热处理效果和效率。
热处理工艺
无损检测工艺是高压容器制造中的必要环节，用于检测容器的缺陷和损伤。
无损检测前应对容器进行预处理，如清洁、干燥等，以确保检测质量和效率。
焊接前应对材料进行预处理，如清洁、除锈、切割等，以确保焊接质量。
焊接过程中应严格控制焊接参数，如电流、电压、焊接速度等，以确保焊接质量和效率。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
焊接工艺
热处理工艺是高压容器制造中的重要环节，涉及到材料的性能和容器的稳定性。
热处理前应对材料进行预处理，如切割、矫形等，以确保热处理质量和效率。
04
一旦发生高压容器事故，应迅速启动应急预案，采取有效措施控制事故扩大，并按照相关规定及时报告。
05
案例分析
某化工厂高压容器在生产过程中发生爆炸，造成严重的人员伤亡和财产损失。
事故描述
容器超压运行，安全阀失效；设备维护不当，存在严重腐蚀和损伤；操作人员失误，未及时发现异常。
原因分析
加强设备维护和检查，确保安全附件完好；严格控制工艺参数，防止超压；加强员工培训，提高操作技能和安全意识。
要点一
要点二
详细描述
压力容器是一种用于存储液体或气体的密闭设备，其设计必须能够承受内部压力，并保证安全可靠地运行。根据不同的压力和用途，压力容器有多种分类方式。按照压力等级，可以分为低压容器（0.1MPa≤p<1.6MPa）、中压容器（1.6MPa≤p<10MPa）、高压容器（10MPa≤p<100MPa）和超高压容器（p≥100MPa）等。此外，根据用途和结构特点，压力容器还可以分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器和储存压力容器等。
热处理过程中应严格控制加热速度、保温时间、冷却速度等参数，以确保热处理效果和效率。
热处理工艺
无损检测工艺是高压容器制造中的必要环节，用于检测容器的缺陷和损伤。
无损检测前应对容器进行预处理，如清洁、干燥等，以确保检测质量和效率。
焊接前应对材料进行预处理，如清洁、除锈、切割等，以确保焊接质量。
焊接过程中应严格控制焊接参数，如电流、电压、焊接速度等，以确保焊接质量和效率。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
焊接工艺
热处理工艺是高压容器制造中的重要环节，涉及到材料的性能和容器的稳定性。
热处理前应对材料进行预处理，如切割、矫形等，以确保热处理质量和效率。
04
一旦发生高压容器事故，应迅速启动应急预案，采取有效措施控制事故扩大，并按照相关规定及时报告。
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案例分析
某化工厂高压容器在生产过程中发生爆炸，造成严重的人员伤亡和财产损失。
事故描述
容器超压运行，安全阀失效；设备维护不当，存在严重腐蚀和损伤；操作人员失误，未及时发现异常。
原因分析
加强设备维护和检查，确保安全附件完好；严格控制工艺参数，防止超压；加强员工培训，提高操作技能和安全意识。
要点一
要点二
详细描述
压力容器是一种用于存储液体或气体的密闭设备，其设计必须能够承受内部压力，并保证安全可靠地运行。根据不同的压力和用途，压力容器有多种分类方式。按照压力等级，可以分为低压容器（0.1MPa≤p<1.6MPa）、中压容器（1.6MPa≤p<10MPa）、高压容器（10MPa≤p<100MPa）和超高压容器（p≥100MPa）等。此外，根据用途和结构特点，压力容器还可以分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器和储存压力容器等。
《压力容器设计基础》课件
压力容器的材料选择
压力容器的材料选择对容器的性能和寿命有重要影响。常用的材料有钢材、合金材料等，选材时需要考虑其力 学性能和腐蚀性。
压力容器设计的流程
压力容器设计通常包括需求分析、参数确定、结构设计、强度校核、材料选 择等多个步骤，每个步骤都需要严格符合相关标准和规范。
压力容器设计案例分析
通过实际案例的分析，了解不同类型压力容器的设计过程和关键要点，帮助 我们理解和应用所学的设计基础知识。
压力容器是一种能够承受内部压力的密封容器，根据其用途和结构特点可以 分为多种不同的类型，如储气罐、储液罐、反应器等。
压力容器设计的基本原理
压力容器的设计需要考虑到力学原理、材料力学、热力学等知识，确保容器 在工作条件下能够安全可靠地工作。
压力容器设计的考虑因素
在设计压力容器时，需要考虑多个因素，如工作压力、温度、容器形状、安 全性要求等，以确保容器能够满足工作条件。
《压力容器设计基础》 PPT课件
本课件旨在介绍压力容器的设计基础知识，涵盖了背景介绍、定义和分类、 基本原理、考虑因素、材料选择、设计流程和案例分析等内容。
背景介绍
压力容器是在工业领域中广泛应用的设备，承受着高压力下的气体或液体。了解背景信息有助于我们理解其重 要性和广泛应用。
压力容器的定义和分类
华东理工大学压力容器设计课件
Kt 2
17
第三章 压力容器总体设计问题
第二节 开孔及补强设计
一、开孔应力集中及应力集中系数
3.薄壁圆柱开小圆孔的应力集中
3 cos 2 1, r 0 孔边处r=a， r 0, 2
最大应力在孔边，应力集中最严重。
孔边应力集中有局部性，衰减较快。
强部分的厚度T ’视为整体壁厚。
第三章 压力容器总体设计问题
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第二节 开孔及补强设计
一、开孔应力集中及应力集中系数
3.椭圆形封头开孔的应力集中系数 椭圆形封头中心区开孔接管处的应力集中 系数也可以近似地采用上述球壳开孔接管的 曲线，只要将椭圆中心处的曲率半径折算为 球的半径即可：
第三章 压力容器总体设计问题
第三章 压力容器总体设计问题
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第二节 开孔及补强设计
一、开孔应力集中及应力集中系数
1.平板开小孔的应力集中
r 0
平板开孔的最大应力在孔边 孔边沿r=a处： 0,
2
2
处
max 3
第三章 压力容器总体设计问题
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第二节 开孔及补强设计
一、开孔应力集中及应力集中系数
结构的应力指数 I 可以有多个(如拐角的内侧、外侧、不同方向)，而 且不一定是最大的(第六章疲劳设计中还论述此问题)。
第三章 压力容器总体设计问题 23
第二节 开孔及补强设计
一、开孔应力集中及应力集中系数
(三)应力集中系数的计算 2.球壳开孔接管处应力集中系数曲线
为便于设计、对不同直径 的和不同厚度的壳，带有不 同直径与厚度的接管，按理 论计算得到的应力集中系数 综合绘制成一组组曲线。 图3-7为球壳带平齐式接管 在内压作用下的应力集中系 数图。
压力容器ppt培训课件
04
压力容器的安全使用 与管理
安全附件与装置
01
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安全阀
用于释放容器内过高的压力， 防止容器破裂或变形。
压力表
用于监测容器内的压力，确保 压力在安全范围内。
温度计
用于监测容器内的温度，防止 过热或过冷。
紧急切断装置
在紧急情况下，可以迅速切断 容器的进料或出料，防止事故
扩大。
操作规程与注意事项
耐压试验
耐压试验是压力容器制造过程中的重要环节，需要在制造完成后进行。耐压试验可以检测出压力容器的强度和密 封性能，以确保产品在正常工作条件下不会发生泄漏或破裂。
气密性试验
气密性试验是检查压力容器密封性能的一种方法，通常在耐压试验之后进行。气密性试验可以检测出压力容器的 微小泄漏和缺陷，以确保产品的安全性和可靠性。
01
操作人员应经过专业培 训，熟悉容器的结构、 性能和操作规程。
02
操作时应严格遵守安全 操作规程，不得超压、 超温、超负荷运行。
03
定期检查容器的各个部 件，确保其正常工作。
04
发现异常情况应及时处 理，并向上级报告。
定期检验与维护保养
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定期对容器进行内外部检验， 检查容器的腐蚀、磨损和焊接
特点
压力容器必须具备承受压力的能 力，同时要求密闭性良好，以确 保内部介质的储存安全。
压力容器的应用领域
石油化工
用于存储和运输石油、 天然气等易燃易爆介质
。
制药行业
用于制造和存储药品， 确保药品质量和安全。
食品工业
用于制造和存储食品， 如啤酒、饮料等。
科研领域
用于进行高压力、高温 等极端条件下的科学实
压力容器的设计支座课件-PPT文档资料
第三章 压力容器的整体设计问题
耳座数量
一台设备一般配置2－4个支 座。必要时也可适当增加，但在
安装时不容易保证各支座在同一
平面上，也就不能保证各耳座受 力均匀。对于大型薄壁容器或支 座上载荷较大时，可将各支座的 底板连成一体组成圈座，既改善
圈座
了容器局部受载过大，又可避免
各耳座受力不均。
第三章 压力容器的整体设计问题
第三章 压力容器的整 体设计问题
第三章 压力容器的整体设计问题
第三节 支座
耳式支座 立式支座 支座 卧式支座 支承式支座 腿式支座
裙式支座
鞍式支座 圈式支座 支腿支座
第三章 压力容器的整体设计问题
1. 立式容器支座
（1）耳式支座 （悬挂式支座）
第三章 压力容器的整体设计问题
1. 立式容器支座 （1）耳式支座 （悬挂式支座） 结构：由筋板和支脚板组成，广 泛用于反应釜及立式换热器等直 立设备上。 特点：简单、轻便，但对器壁会 产生较大的局部应力。因此，当 容器较大或器壁较薄时，应在支 座与器壁间加一垫板，垫板的材 料最好与筒体材料相同。 筋板和底板材料为Q235－A· F 标准： JB/T4725 《耳式支座》， 它将耳式支座分为A 型（短臂）和B型 （长臂）两类，每 类又有带垫板和不 带垫板两种，不带 垫板的分别以AN和 BN表示。B型耳式 支座有较大的安装 尺寸，当容器外面 包有保温层，或者 将容器直接放置在 楼板上时，宜选用B 型。
第三章 压力容器的整体设计问题
标记方法 JB/T 4724-92，支座 X X 支座号（1~8） 支座型号（A，B）
注：1、若支座高度h、垫板厚度δ3与标准尺寸不同，则在设备图纸 零件名称或备注中注明。如：h=450， δ3 ＝14。 2、支座及垫板的材料应在设备图样的材料栏内标注，表示方法 如下：支座材料/垫板材料。
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James Watt (1736-1819)
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
化工及石油化工 发展的需求
大型化 高参数 高强材料
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
近代压力容器的发展趋势-大型化,高参数
高参数 大型化
核电站一个1500MW压水堆压力壳，工作压 力为15MPa，工作温度为300ºC，容器内直 径7800mm，壁厚317 mm，重650吨；
(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
(一) 容器的超压爆破过程 (2)屈服变形阶段 AB段，容器 从局部屈服到整体屈服的阶段， 以内壁屈服到外壁也进入屈服的 阶段。B点表示容器已进入整体 屈服状态。如果容器的钢材具有 屈服平台，这阶段包含塑性变形 越过屈服平台的阶段，这是一个 包含复杂过程的阶段，不同的容 器、不同的材料，这一阶段的形 状与长短不同。
整体屈 服压力
(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
(一) 容器的超压爆破过程
韧性破坏-照片
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
2．容器的脆性爆破过程 现象：低应力，体积变形很小，无明 显塑性变形 危害：无征兆、很多产生碎片、带来 灾难性后果 原因：1）材料很脆，2）有严重缺陷
一、容器的失效模式
容器设计的核心问题是安全。
化工容器设计技术的近代进展时基本的出发点也是安全。
容器的安全就是防止容器发生失效。容器的传统设计思想实质上就是防止容器
发生“弹性失效”。
随着技术的发展，遇到的容器失效有各种类型，
针对不同的失效形式进而出现了不同的设计准 两种最基本的失效模式
则。在讨论这些设计技术进展之前有必要首先
爆破压力
(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
(一) 容器的超压爆破过程 A点是开始屈服的压力，B点是容
器进入屈服的压力。容器屈服压力指 B点对应的压力——整体屈服压力。 从实验爆破曲线上判定A点及B点很 困难。ASMEⅧ—1实验应力分析给 出确定容器屈服压力的方法，按弹性 线(OA)斜率增大一倍画一条通过坐标 原点的斜线，与爆破曲线拐弯处的交 点，即为屈服压力(整体屈服压力)。 简称为二倍斜率法，工程上很有用。
(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
(一) 容器的超压爆破过程 (4)爆破阶段 在CD段，减薄的影 响大于强化的影响，容器的承载 能力随着容器的大量膨胀而明显 下降，壁厚迅速减薄，直至D点 而爆裂。
弄清容器的各种形式的失效，尤其最基本的爆
破失效过程更需要弄清楚。下面就容器的韧性
韧性破坏 脆性破坏
爆破和脆性爆破过程先作一些阐述：
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
(一) 容器的超压爆破过程 1．容器的韧性爆破过程 一台受压容器，如果材料
塑性韧性正常，设计正确， 制造中未留下严重的缺陷， 加压直至爆破的全过程一般 属于韧性爆破过程。韧性爆 破的全过程可以用图示容器 液压爆破曲线OABCD来说明， 加压的几个阶段如下：
压力容器设计技术
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述 第二节 化工容器的应力分析设计
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压力容器设计技术进展
第一节 近代化工容器设计技术进展概述 一、容器的失效模式 二、化工容器设计准则的发展 三、容器设计规范的主要进展 四、近代设计方法的应用
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
压力容器的发展简要回顾
煤气化液化装置中的压力容器工作压力为 20MPa，工作温度为500ºC，最大内直径达 5000mm，壁厚为400 mm，重2600吨；
炼 油 厂 加 氢 反 应 器 的 直 径 达 4.5mm, 厚 280mm, 重约1000吨。
高温蠕变 低应力脆断 疲劳问题
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
2．容器的脆性爆破过程 容器的脆性爆破过程如图中OA’，
(或OA”)曲线。这种爆破指容器在加 压过程中没有发生充分的塑性变形鼓 胀，甚至尚未达到屈服的时候就发生 爆破。爆破时容器尚在弹性变形阶段 至多是少量屈服变形阶段。
(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
(一) 容器的超压爆破过程 C点的内压力为爆破压力，正
常韧性爆破的容器，爆破的体积 膨胀量(即进液量)在容器体积的 10％以上，该值越高，容器的韧 性越好，材料的塑性韧性和制造 质量都很好，该容器在设计压力 下很安全。承受的压力，爆破压 力越高，爆破压力与设计压力的 比值越大则越安全。阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
(一) 容器的超压爆破过程 (1)弹性变形阶段 见OA，随 着进液量(即体积膨胀量)的 增加，容器的变形增大，内 压随之上升。这一阶段的基 本特征是内压与容器变形量 成正比，呈现出弹性行为。 A点表示内壁应力开始屈服， 或表示容器的局部区域出现 屈服，整个容器的整体弹性 行为到此终止。
(A)弹性变形阶段(OA段) (B)屈服阶段(AB段) (C)强化阶段(BC段) (D)爆破阶段(CD段)
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第一节 近代化工容器设计技术进展概述
(一) 容器的超压爆破过程 (3)变形强化阶段 BC段，材料 发生塑性变形不断强化，容器承 载能力不断提高。但体积膨胀使 壁厚减薄，承载能力下降。两者 中强化影响大于减薄影响，强化 提高承载能力的行为变成主要因 素。强化的变化率逐渐降低，到 C点时两种影响相等，达到总体 “塑性失稳”状态，承载能力达 到最大即将爆破，此时容器已充 分膨胀。