化工容器设计第一讲（定稿）.pptVIP

课程性质、目的与任务 本课程是“过程装备与控制工程”专业必修课之一。主要介绍化工容器的基本设计方法。通过学习，使学生利用已有的技术基础知识，全面的分析和解决化工容器所涉及的问题，掌握化工容器的设计方法，把握化工容器设计技术的新进展。 课 程 要 求 掌握中低压容器的规则设计、压力容器的整体体设计、外压容器设计的基本原理及方法，了解化工容器设计技术的新进展。 第一章 化工容器设计概论 概 论 石油化工压力容器的应用 概 论 石油化工压力容器的分类 概 论 概 论 石油化工压力容器的分类 概 论 石油化工压力容器的分类 按《容规》： （1）第一类压力容器：2、3条规定者除外的低压容器。 （2）第二类压力容器： A、3条规定者除外的中压容器 B、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 C、毒性程度为极高和高度危害介质的低压容器 D、低压管壳式余热锅炉 E、塘玻璃压力容器 概 论 石油化工压力容器的分类 按《容规》： （3）第三类压力容器： A、毒性程度为极高和高度危害介质的中压容器和P*V大于 0.2MPa·m3的中压容器。 B、易燃或毒性程度为中度危害介质且P*V大于 10MPa·m3中压储存容器。 C、高压、中压管壳式余热锅炉。 D、高压容器。 概 论 注1：毒性介质危害程度参照GB-5044《职业性接触毒物危害程度》规定分为四级，其最高容许浓度分别为： 极度危害（Ⅰ级）：0.1 高度危害（Ⅱ级）：0.1~1.0 中度危害（Ⅲ级）：1.0~10 轻度危害（Ⅳ级）：10 概 论 Ⅰ级和Ⅱ级毒物：如氢氰酸、光气、氟化氢、碳 酰氟、氯等。 Ⅲ级毒物：如二氧化硫、氨、一氧化碳、氯乙烯、甲醇、氧化乙烯、硫化乙烯、二氧化硫、乙炔、硫化氢等。 Ⅳ级毒物：如氰氧化钠、四氟乙烯、丙酮等。 概 论 化工容器设计的内容 化工容器设计就是根据给定的工艺尺寸和工作条件，并考虑到制造和安装检修要求，对压力容器的各个元件正确的选择材料，全面的进行载荷分析和应力变形分析，选择合理的结构型式，确定合适的强度尺寸，并给出有关制造和检验的技术条件。 概 论 化工容器设计的基本要求 1、安全性： 安全运行 2、经济性：材料的节约、经济的制造过程、经济的安装维修、容器的长期安全运行。 3、适用性：在规定的条件下完成规定功能的能力。 4、可靠性 5、耐久性 概 论 常见的化工容器失效形式 1、强度失效和发生过量的弹塑性变形 2、在压应力作用下容器的稳定失效 3、高温下的蠕变破坏 4、低温或有缺陷时的脆性断裂 5、交变载荷作用下的低循环高应变疲劳破坏 6、腐蚀破坏 7、密封失效 概 论 压力容器的构造 压力容器的质量保证 质量保证的概念 压力容器的质量保证 质量保证的内容 压力容器的质量保证 （二）材料 1、制造压力容器的材料主要有：黑色金属、有色金属、非金属材料及复合材料等 2、使用最多的材料有： 压力容器的质量保证 （二）材料 3、制造方法：压力加工和焊接 4、选钢依据：常用的有GB6654《压力容器用碳素钢与低合金钢厚钢板》 5、表示方法：钢号+R，如16MnR 压力容器的质量保证 压力容器的质量保证 （二）材料 7、基本要求： A、化学成分：需要严格控制。 B、机械性能：足够的强度，良好的塑性韧性和较好的时效敏感性，足够的断裂韧性，低的脆性转变温度和无塑性转变温度。 C、制造工艺性能：良好的塑性，良好的可焊性，铸锭质量、锻造性能、白点敏感性、回火脆性、热处理工艺性等。 D、特殊性能：耐高温、耐低温、耐腐蚀。 压力容器的质量保证 （二）材料 8、压力容器用钢出厂必检项目： 化学成分、抗拉强度σb、屈服极限σs、断后延伸率、180°冷弯、冲击功AKV。 9、选材和用材原则： （1）经济合理： A、所需材料总重量的费用 B、制造费用 C、容器的寿命和维修折旧费用 （2）充分发挥材料的特长 （3）符合有关现行标准规范规定 压力容器