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Chapter 4 Process Vessel Design 要使高压容器的制造技术和安全水平有重大改变，围绕高压容器的安全性和经济性要求，高压容器就必须从根本上由单层变多层，由小型化向大型化方向发展 Classification of pressure vessel 单层厚壁筒：整体锻造式、锻焊式、卷焊式 组合式厚壁筒 ：热套式、层板包扎式、 绕板式、型槽钢带缠绕式、扁平钢带缠绕式 。 多层包扎式 热套式 绕板式 型槽绕带式筒体 型槽钢带示意图 扁平钢带倾角错绕式筒体 中径公式 按弹性失效准则的内压厚壁圆筒强度计算式 各种理论的比较 多层厚壁容器的结构特征 设计准则 设计时，应先确定容器最有可能发生的失效形式，选择合适的失效判据和设计准则，确定适用的设计规范标准，再按规范标准要求进行设计和校核。 失效设计准则分类 强度失效设计准则（弹性失效设计准则 、 塑性失效设计准则 、爆破失效设计准则 、 弹塑性失效设计准则 、疲劳失效设计准则 蠕变失效设计准则 、脆性断裂失效设计准则 ） 刚度失效设计准则 稳定失效设计准则 泄漏失效设计准则 强度失效的主要形式 在常温、静载作用下，屈服和断裂是压力容器强度失效的两种主要形式。 压力容器失效 失效的最终表现形式：泄漏、过度变形和断裂。 压力容器可能同时发生多种形式的失效，即交互失效，如腐蚀介质和交变应力同时作用时引发的腐蚀疲劳、高温和交变应力同时作用时引发的蠕变疲劳等。 常规设计 见word文档 4.3.6 支 座 一.卧式容器的支座 1.鞍座 2.圈座 3.支腿 二.立式容器的支座 1. 腿式支座 2. 支承式支座 3. 耳式支座 4. 裙式支座  :卧式容器的支座 : 立式容器的支座 立式容器的支座 立式容器的支座 塔径小且很高的塔（DN1m,且H/DN25，或DN1m，且H/DN 30,只能用圆锥式裙座； 其它可用圆筒形裙座。 裙座与塔体的焊缝：对接、搭接 4.3.7 安全泄放装置 压力容器的泄放装置是为了保证压力容器安全运行而当容器超压时能自动泄放压力的装置。最常使用的安全泄放装置是安全阀和爆破片。 一. 安全阀 1.重锤杠杆式安全阀 2.弹簧式安全阀。 二. 爆破片 1.正拱普通拉伸型 2.正拱开缝型 3.反拱型 4.剪切型 5.弯曲型 4.3.7安全泄放装置 一. 安全阀 1.重锤杠杆式安全阀 4.3.7安全泄放装置 2.弹簧式安全阀 4.3.7安全泄放装置 二. 爆破片 4.3.7安全泄放装置 二. 爆破片 4.3.7安全泄放装置 三. 爆破片的选用 爆破片选用时应考虑容器的工作压力、介质、温度和泄放量四方面的要求。 （1）压力 我国有关标准规定了爆破片的最低标定爆破压力，可根据容器的工作压力PW按表5.4选取，或由设计者根据成熟的经验和可靠的数据确定。 三. 爆破片的选用 （2）介质 首先应考虑选定的膜片在工作温度下不会被介质所腐蚀，必要时可以在与介质接触的膜面上覆盖保护膜。另外，如果介质是可燃气体，则不应选用破裂时会产生火花的铸铁和碳钢爆破片。 三. 爆破片的选用 （3）温度 爆破片的最高允许使用温度取决于爆破片及其保护膜 （4）泄放量 爆破片的泄放量必须大于容器的安全泄放量。 4.3.7安全泄放装置 爆破片的布置 根据压力容器的用途、介质的性质和运转条件，可以单独使用爆破片作为泄压装置或爆破片与安全阀组合作为安全泄压装置。 （1）破爆片单独作为泄压装置 一般在爆破片进口处设置截止阀，以便更换膜片时切断气流。当使用两个或两个以上的爆破片时，根据需要可以串联安装，也可以并联安装。 （2）爆破片与安全阀串联使用 用爆破片将安全阀与容器内介质隔开，可以避免介质对安全阀的腐蚀和堵塞，同时也避免了介质在安全阀密封面处的微量泄漏。 （3）爆破片与安全阀的并联使用 这种设置中爆破片是一个附加的安全设施，以补充安全阀泄放能力的不足。 强度失效定义 因材料屈服或断裂引起的压力容器失效，称为强度失效。 韧性断裂 韧性断裂：压力容器在载荷作用下，产生的应力达到或接近所用材料的强度极限而发生的断裂。 特征：断后有肉眼可见的宏观变形，如整体鼓胀，周长延伸率可达 10％～20％，断口处厚度显著减薄；没有碎片，或偶尔有碎片；按实测厚度计算的爆破压力与实际爆破压力相当接近。 韧性断裂 厚度过薄和内压过高是引起压力容器韧性断裂的主要原因。 厚度过薄大致有两种情况：厚度未经设计计算和厚度因腐蚀而减薄。操作失误、液体受热膨胀、化学反应失控等会引起超压。 压力容器若能严格按照规范进行设计、选材，配备