压力容器设计
压力容器的设计方案步骤
压力容器的设计方案步骤1.确定设计目标和使用条件：首先需要明确设计压力容器的使用目标和条件，包括容器的工作压力、工作温度、容量和所处环境等。
2.材料选择：根据容器的使用条件和要求，选择合适的材料进行容器的制造。
常用的压力容器材料有碳钢、不锈钢和铝合金等。
3.容器结构设计：确定容器的结构形式和尺寸。
结构设计包括容器的壁厚、底部形式、连接方式和支撑结构等。
根据容器的工作压力，需要进行强度计算和结构优化，确保容器能够承受内部和外部的力和压力。
4.强度计算和最大允许应力分析：根据容器的结构形式和制造材料，进行强度计算和最大允许应力分析。
主要包括容器的轴向应力、周向应力和切向应力的计算，以及承载能力和安全系数的评估。
5.容器的密封设计：确保容器的密封性能，避免泄漏和破裂。
根据容器的使用条件和介质特性，选择合适的密封材料和密封方式，如垫片密封、法兰密封或螺纹连接等。
6.容器的安全阀和压力传感器设计：为了确保容器的安全运行，需要设计并安装安全阀和压力传感器。
安全阀用于在容器内部压力超过设计值时，释放压力以防止容器破裂。
压力传感器用于实时监测容器的内部压力，以便及时采取措施。
7.容器的制造和检验：根据设计方案，选择合适的制造工艺进行容器的制造。
制造过程需要注意材料的质量控制、焊缝的质量检查和容器的外观检验等。
制造完成后，需要进行压力测试、水压试验和射线检测等，以确保容器的安全性和可靠性。
8.容器的安装和维护：根据容器使用的具体情况，进行容器的安装和维护。
安装过程需要注意容器的固定和支撑，以确保容器的稳定性。
维护过程包括容器的定期检查和保养，以延长容器的使用寿命。
综上所述，压力容器的设计方案步骤涵盖了设计目标和使用条件的确定、材料选择、容器结构设计、强度计算和应力分析、密封设计、安全阀和压力传感器设计、容器的制造和检验、容器的安装和维护等。
通过合理的设计方案，能够确保压力容器的安全运行和可靠性。
压力容器设计思路及相关知识
压力容器设计思路及相关知识压力容器是一种能够承受内部压力的设备，常常用于承载气体、液体或气体与液体的混合物。
它们广泛应用于化工、能源、石油和其他工业领域中，用于储存或运输危险物质、提供对压缩气体的储存和释放、或作为部分工艺装置的一部分。
1.压力容器设计标准：压力容器的设计必须符合一些国际和行业标准，如美国的ASME标准和欧洲的PED指令。
这些标准规定了压力容器的设计要求、材料选择、焊接、检验和试验等方面的内容。
2.材料选择：压力容器的材料选择对其性能和安全性非常重要。
常见的材料包括碳钢、不锈钢和合金钢等。
根据所需的耐腐蚀性、耐高温性和机械强度等特性，需要选择适当的材料。
3.设计压力：设计压力是指压力容器能够安全承受的最大内部压力。
在设计过程中，需要考虑正常操作压力、工艺变动时的压力波动以及临时过载压力等因素。
4.壁厚计算：为了确保容器的稳定性和强度，需要对其壁厚进行计算。
设计壁厚应满足内压力、外压力、温度、容器直径和材料强度等因素的要求。
5.焊接：焊接是连接压力容器部件的常用方法，但焊接质量对容器的安全性有重要影响。
焊接应符合标准规范，并进行非破坏性测试以确保焊缝的质量。
6.热传导：压力容器中的热量传递是一个重要的问题，特别是在换热器中。
合理的换热器设计可以提高热能利用效率，减少能源损耗。
7.板式换热器设计：板式换热器通过一系列的平行板组成，热介质通过板的两侧流动，实现热量传递。
板式换热器的设计涉及到板的材料选择、板间距、板型和板的密封等方面。
8.管式换热器设计：管式换热器使用管道来传递热量，冷、热介质通过管道内外流动，实现热量传递。
管式换热器的设计涉及到管子的材料选择、管道布局、管道尺寸和管道的密封等方面。
9.安全阀：为了保证压力容器在超出设计压力时能够安全释放压力，需要安装安全阀。
安全阀的设计应符合标准，并确保在超压时能够可靠启动和关闭。
10.检验和试验：在压力容器设计完成后，需要进行一系列的检验和试验，以确保容器满足设计要求和标准规范。
7.第七章 压力容器设计基础
1800 (1900) 2000 (2100) 2200 (2300) 2400 2500 2600 2800 3000 3200 3400 3500 3600 3800 4000 4200 4400 4500 4600 4800 5000 5200 5400 5500 5600 5800 6000
缺点
（1）只能套合短筒，筒节间深环焊缝多。
（2）要求准确的过盈量，对筒节的制造要求高。
16
绕板式
优点：（1）机械化程度高，操作简便，材料利用率高 优点 （2）纵焊缝少。 缺点：（1）绕板薄，不宜制造壁厚很大的容器。 缺点 （2）层间松动问题。
17
槽形绕带式
优点 （1）筒壁应力分布均匀且能承受一部分由内压产生的 轴向力。 缺点 （2）机械化程度高，材料利用率高。 （1）钢带成本高，公差要求严格。
（1） 中压容器； （2） 毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器； （3） 易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和 低压储存容器； （4） 低压管壳式余热锅炉； （5） 低压搪玻璃压力容器。
不在第三类、第二类压力容器之内的低压容器为第一类压力容器。
三类容器
二类容器
一类容器
介质毒性分 级 指 标 Ⅰ 极度危害
31
⑵公称压力
工作压力不同，相同公称直径的压力容器其筒体及其零部件
的尺寸也不同，标准零部件尺寸需按压力确定。
将承受的压力范围分为若干个标准压力等级，即公称压力。 表7-3 压力容器法兰与管法兰的公称压力PN 压力容器法 兰（MPa） 管法兰 （MPa） － 0.25 － 0.6 1.0 1.6 2.5 4.0 6.4
日本国家标准（JIS）；
德国压力容器规范（AD）。
压力容器的课程设计
压力容器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解压力容器的定义、分类及基本结构，掌握其工作原理；2. 学生能够掌握压力容器设计的基本原则，了解相关的设计标准和规范；3. 学生能够了解压力容器在生产生活中的应用，认识其在工程领域的重要性。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析压力容器的结构特点，并进行简单的受力分析；2. 学生能够根据设计原则，运用计算方法进行压力容器的设计；3. 学生能够运用图纸和相关工具，制作压力容器的简易模型。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对待工程技术的严谨态度，提高学生的安全意识和责任感；2. 激发学生对工程技术研究的兴趣，鼓励学生勇于创新，培养解决问题的能力；3. 增强学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为工程技术类课程，旨在让学生了解压力容器的基本知识，掌握设计原则和技巧。
学生处于高中年级，具备一定的物理和数学基础，但实践经验不足。
教学要求注重理论与实践相结合，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
课程目标分解为具体学习成果：1. 学生能够准确描述压力容器的定义、分类和工作原理；2. 学生能够运用设计原则和计算方法，完成压力容器的设计任务；3. 学生能够制作出符合要求的压力容器简易模型，并进行展示和交流。
二、教学内容1. 压力容器的基本概念- 定义、分类及工作原理- 压力容器在工程领域的应用2. 压力容器的结构及受力分析- 常见压力容器结构特点- 受力分析基本方法3. 压力容器设计原则与计算方法- 设计原则及其意义- 相关设计标准和规范- 压力容器壁厚、材料选择及强度计算4. 压力容器制作与模型展示- 制作简易压力容器模型的步骤与方法- 模型展示与评价教学大纲安排与进度：第一课时：压力容器基本概念及分类第二课时：压力容器工作原理及应用第三课时：压力容器结构特点及受力分析第四课时：压力容器设计原则与计算方法（上）第五课时：压力容器设计原则与计算方法（下）第六课时：压力容器制作与模型展示教材章节及内容列举：第一章：压力容器概述1.1 压力容器的定义与分类1.2 压力容器的工作原理1.3 压力容器在工程领域的应用第二章：压力容器的结构与受力分析2.1 压力容器的结构特点2.2 压力容器的受力分析第三章：压力容器设计3.1 设计原则及其意义3.2 设计标准和规范3.3 压力容器壁厚、材料选择及强度计算第四章：压力容器制作与模型展示4.1 简易压力容器模型的制作4.2 模型展示与评价方法三、教学方法为了提高教学质量，激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：- 用于讲解压力容器的基本概念、工作原理、设计原则等理论知识，为学生奠定扎实的理论基础。
压力容器设计
解：P 1.6MPa PL gh 1325 9.8 3.0 106 0.0390MPa 5% P 0.08MPa PC P 1.6MPa
t 2 [ ] min 其中： 0 t t 0 . 9 或 0 . 9 s 0.2
轴向受压圆筒:
E e cr 0.25 Ri
(m=4)
图算法
设计压力
1、真空容器 1.25( p 0 p i ) max 有安全装置时：p min
0.1MPa
失效原因
高温蠕变
返回
腐蚀断裂
材料受到介质腐蚀（全面腐蚀或局部腐蚀），形成容器整 体厚度减薄或局部凹坑、裂纹等，从而造成容器的断裂。
特点
① 对于全面腐蚀和局部腐蚀，容器断裂前发 生明显的塑性变形，具有韧性断裂的特征。 ② 对于晶间腐蚀和应力腐蚀，断裂前无明显 塑性变形，具有脆性断裂的特征。
失效原因
介质腐蚀
1)
Ri ( K 1) Ri (e
2 s ( 2 s ) b
3nb
p
1)
多层圆筒壁厚
pc Di 2[ ]t pc
注意
i 0 t [ ] [ i ] i [ 0 ]t 0 n n
t
最小厚度
碳素钢、低合金钢制容器：δmin≥3mm
Pc Di 1.6 1800 12.83m m 2[ ]t PC 2 113 1.0 1.6
n C1 C 2 12.83 1.5 0.8
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。
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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
压力容器设计
六、封头
按构造形状分为： 半球形封头
凸形封头 椭圆形封头 碟形封头
锥形封头 平盖封头：
1、凸形封头
（1）半球形封头
是半个球壳。 从受力来看，
球形封头是最理想旳构造。 但整体冲压困难，加工工作 量大。
其厚度计算公式：
p c
Di
4[ ]t
p
c
（2）碟形封头
由球面、过渡段及圆柱 直边段三段构成。成型加 工以便，但在三部分连接 处，因为经线曲率发生突 变，受力情况不佳。
2、锥形封头
有两种，一种是无折边锥 形封头，另一种是与筒体连接 处有一过圆弧和一圆柱直边段 旳折边锥形封头。在厚度较薄 时，制造比较以便。
3、平板封头
是最简朴，制造 最轻易旳一种封头。 但相同直径和压力旳 容器，平板封头厚度 过大，材料花费过多 而且十分笨重。
第四节 压力容器附件
设备旳壳体能够采用铸造、铸造或焊接成一种整体， 但大多数化工设备是做成可拆旳几种部件，然后把它们 连接起来。这一方面是设备旳工艺操作需要开多种孔， 并使之与工艺管道或其他附件相连接；另一方面也是为 了便于设备制造、安装和检修。化工设备中旳可拆连接 应该满足下列基本要求：
在设计或选用压力容器零部件时需要将操作温 度下旳最高操作压力（或设计压力）调整为所要 求旳公称压力等级，然后再根据DN与PN选定零 部件旳尺寸。
练一练: P27，1-2，1-3 拟定计算压力、许用应力 P61，6，7 P62，2-3 拟定计算压力、许用应力
四、压力容器旳校核： 1、圆筒容器旳校核
筒体旳强度计算公式：
pD t
2
公式旳应用： 拟定承压容器旳厚度 对压力容器进行校核计算 拟定设计温度下圆筒旳最大允许工作压力 在指定压力下旳计算应力
压力容器设计培训
可靠性设计
综合考虑各种因素，提高压力容 器的可靠性和安全性。
可维护性设计
优化压力容器的维护和检修方案， 降低维护成本。
04 压力容器制造工艺
压力容器制造流程
原材料验收
对压力容器制造所需的原材料进行质量检查和 验收，确保符合相关标准和设计要求。
01
焊接组装
将卷制和冲压完成的筒体、封头以及 其他零部件进行焊接组装，形成完整
详细描述
压力容器作为一种特种设备，其设计、制造、使用等环节需遵循一系列国际、国家和行业标准与规范。如欧洲的 EN13445标准、美国的ASME标准等。这些标准与规范对压力容器的材料、设计参数、制造工艺等方面都有明确 规定，以确保容器的质量和安全性能。
压力容器设计基本原则
总结词
压力容器设计应遵循的基本原则包括安全性、可靠性、经 济性等方面。设计师需综合考虑各种因素，确保容器在正 常工况和异常情况下都能安全、可靠地运行。
06
防腐与涂装
对压力容器表面进行防腐和涂装处理，以提高 容器的耐腐蚀性能和使用寿命。
焊接工艺与质量控制
焊接工艺评定
焊接材料选择与验收
根据压力容器的设计要求和相关标准，对 焊接工艺进行评定，确保焊接工艺的可靠 性和可行性。
根据母材的化学成分和力学性能，选择合 适的焊接材料，并进行质量检查和验收。
焊接方法与操作规程
机械性能
材料的机械性能如强度、 韧性等对压力容器的设计 至关重要，直接影响到容 器的承载能力和安全性。
材料腐蚀与防护
电化学腐蚀
金属材料在电解质溶液中发生的腐蚀 现象，可以通过涂层、电化学保护等 措施进行防护。
化学腐蚀
应力腐蚀
金属材料在拉应力和特定腐蚀介质共 同作用下发生的腐蚀现象，可以通过 降低应力集中、控制介质成分等措施 进行防护。
压力容器设计管理条件
压力容器设计管理条件压力容器在现代工业中扮演了极其重要的角色，是石化、化工、航天等重要领域的关键设备之一。
因此，其设计和管理条件的合理性和有效性成为了保障设备安全、提升生产效率、保护环境的重要保障。
一、设计条件1.1 强度计算与设计压力容器的设计首先需要进行结构计算，确保其在工作状态下能够承受内外压、温度、震动、冲击等各种载荷的作用。
其次，要根据实际生产需求，对容器大小、形状、材料、密封方式、加热方式等进行合理的设计。
在设计强度时，需要参考相关国家、地区或行业标准，如GB150《钢制压力容器》、ASME BPVC等，以确保容器的安全性能符合标准要求。
此外，还需要充分考虑容器运输、安装等方面的问题，为容器后续的使用过程提供优良的基础。
1.2 焊接质量与检测压力容器设计中，焊接质量是一个非常关键的问题。
因为容器主体的制造是通过焊接各个部件而成，容器的性能和寿命都与焊接工艺质量密切相关。
因此，建议从设计分析、焊缝评价、初始裂纹检测以及焊后检测等方面对焊接质量进行严格的监督和检验。
在焊接质量的管理中，应严格按照WPS（焊接工艺规程）执行焊接，保证焊接质量符合设计要求。
在焊接完后，还需要对每个焊缝进行强度检验，以保障焊缝的可靠性，确保容器运行的安全性。
1.3 材料性能与选材材料是影响压力容器质量和寿命的重要因素，因此，材料的性能和选材是设计的关键。
设计人员应根据容器的工作物质性质和工作环境，选用合适的材料，例如硝酸、氢气、氨等有害气体的容器，应选择耐腐蚀性能强的材料，如镍合金、不锈钢等。
在选材的过程中，还需考虑材料的机械性能、热膨胀系数、导热系数等因素，以确保容器的强度、温度响应和传热效果达到设计要求。
同时，还应避免采用低质量、伪劣材料，以免影响容器的安全运行。
二、管理条件2.1 压力容器的监测压力容器运行期间的监测是其保持安全长效运行的基础。
在压力容器运行过程中，必须严格按照规定的时间间隔和检测项目对设备进行定期监测和检验，对异常情况及时进行处理，预防事故的发生。
4压力容器设计范文
4压力容器设计范文压力容器是用于存储或运输高压气体、液体或混合物的设备。
它们广泛应用于化工、石油、天然气、能源、制药等行业。
在设计压力容器时，必须考虑到各种因素，如安全、可靠性、耐用性和经济性。
本文将介绍压力容器的设计原理和关键要素。
压力容器的设计过程可以分为以下几个步骤：1.确定工作条件：包括工作介质、工作压力、工作温度等。
工作介质的化学性质、物理性质和工作压力及温度是确定容器材料的基础。
2.选择材料：根据工作条件选择合适的材料。
常用的压力容器材料包括碳钢、不锈钢、钛合金等。
选择材料时需要考虑其耐腐蚀性、强度、韧性、可焊性等性能。
3.确定容器结构：根据工作条件和容器用途确定容器的结构形式，包括圆柱形、球形、扁球形等。
同时还需要确定容器的尺寸和壁厚，以确保容器的强度和稳定性。
4.进行强度计算：根据容器的几何形状和材料特性进行强度计算。
强度计算包括静态强度计算和疲劳强度计算。
静态强度计算主要考虑压力和温度对容器的影响，疲劳强度计算主要考虑容器在循环载荷下的疲劳寿命。
5.进行热力计算：根据容器的工作介质和工作温度进行热力计算。
热力计算主要包括热膨胀计算和热应力计算。
热膨胀计算是为了确定容器在工作温度下的尺寸变化，热应力计算是为了确定容器在工作温度下的应力分布。
6.进行可靠性分析：对容器进行可靠性分析，评估容器的设计可靠性。
可靠性分析包括应力分析、疲劳分析、裂纹扩展分析等。
7.进行安全阀和压力表的选型：根据容器的工作压力确定安全阀和压力表的选型。
安全阀用于保护容器免受超压的损害，压力表用于监测容器的工作压力。
8.进行焊接和无损检测：对容器的焊缝进行焊接和无损检测。
焊接质量对容器的强度和稳定性至关重要，无损检测可以检测焊缝、材料中的缺陷，保证容器的安全使用。
9.编制压力容器设计报告：对容器设计过程进行总结和归纳，编制压力容器设计报告。
设计报告应包括容器的基本信息、工作条件、设计原理、强度计算结果、热力计算结果、可靠性分析结果等。
压力容器常规设计
压力容器常规设计压力容器是一种用来储存或运输压力介质的装置，常见于化工、石油、制药等工业领域。
压力容器的设计需要考虑安全性、可靠性、经济性等因素，以下是压力容器常规设计的主要考虑因素。
首先，压力容器的设计需要根据工作环境和介质的特性确定操作压力和温度。
设计师必须根据介质的性质（如是否易燃、有毒、腐蚀等）、工作压力和温度的范围来选择材料，以确保容器具备足够的耐蚀性、耐热性和机械强度。
其次，压力容器的结构设计对于容器的安全性至关重要。
常见的压力容器结构包括圆柱形、球形和平面形等。
圆柱形容器是最常见的类型，其受力均匀，施加的应力分布比较合理。
而球形容器在同样体积下承受的压力要小于圆柱形容器，但制造成本较高。
平面形容器由于受力不均匀，往往需要较厚的壁厚，容易产生应力集中。
然后，压力容器的焊接设计是关键之一、焊接是制造压力容器中常用的连接方式，但焊接缺陷可能会导致容器破裂。
因此，在设计中需要考虑焊接接头的位置、数量和类型，以最大限度地减少焊接缺陷对容器性能的影响。
同时，焊接过程中的热影响区也需要被考虑进来，焊缝周围的材料性能可能会发生不可逆的变化，因此设计师需要在选择材料时充分考虑。
另外，压力容器的支撑和附着也是设计中需要考虑的因素之一、支撑结构的设计应考虑容器本身的重量、外部载荷和地震等因素，以确保容器能够稳定地放置在支撑结构上。
附着物的设计需要考虑容器与其他设备或建筑物的连接，以确保安全可靠。
此外，在压力容器设计中还需要考虑到容器上的辅助设备。
这些设备包括压力传感器、温度传感器、液位传感器等，用于监测容器的工作状态。
设计师需要将这些设备合理地安装在容器上，并考虑到维护和检修的便利性。
最后，压力容器设计需要符合相关的标准和法规要求。
例如，设计师需要参考国家标准或行业规范，确保容器设计满足强度、稳定性、安全性等方面的要求。
设计过程中还需要考虑到压力容器在储存、运输和使用过程中可能遇到的各种意外情况和外部环境的影响，以确保容器的安全性和可靠性。
第四讲：压力容器设计
顶点处：
边缘处：
顶点应力最大，经向应力与环向应力是相等的拉应力。 顶点的经向应力比边缘处的经向应力大一倍； 顶点处的环向应力和边缘处相等但符号相反。 应力值连续变化。
（4-3）——平衡方程
（4-4）——区域平衡方程
无力矩理论基本方程式：
三、基本方程式的应用
1．圆筒形壳体 第一曲率半径R1=∞， 第二曲率半径R2=D/2 代入方程（4-3）和（4-4）得：
与式（4-1）、（4-2）同。
2．球形壳体
2．球形壳体
球壳 R1＝R2=D/2，得：
六、最小壁厚
设计压力较低的容器计算厚度很薄。 大型容器刚度不足，不满足运输、安装。 限定最小厚度以满足刚度和稳定性要求。
壳体加工成形后不包括腐蚀裕量最小厚度dmin： a. 碳素钢和低合金钢制容器不小于3mm b．对高合金钢制容器，不小于2mm
七、压力试验
为什麽要进行压力试验呢？ 制造加工过程不完善，导致不安全，发生过大变形或渗漏。 最常用的压力试验方法是液压试验。 常温水。也可用不会发生危险的其它液体 试验时液体的温度应低于其闪点或沸点。
压力试验时，由于容器承受的压力pT 高于设计压力p，故必要时需进行强度效核。
气压试验
(4-18
(4-20)
pT -试验压力， MPa； p -设计压力， MPa； [s] 一试验温度下的材料许用应力， MPa； [s]T 一设计温度下的材料许用应力， MPa
液压试验时水温不能过低(碳素钢、16MnR不低于5℃，其它低合金钢不低于15℃)，外壳应保持干燥。 设备充满水后，待壁温大致相等时，缓慢升压到规定试验压力，稳压30min，然后将压力降低到设计压力，保持30min以检查有无损坏，有无宏观变形，有无泄漏及微量渗透。 水压试验后及时排水，用压缩空气及其它惰性气体，将容器内表面吹干
压力容器设计工作程序
压力容器设计工作程序一、需求分析1. 需要设计一个能够承受压力的容器，确保其安全运行。
2. 容器需符合相关的设计规范和标准。
3. 容器的设计需考虑到使用环境和使用条件等因素。
二、设计方案1. 进行容器的初步设计，包括容器的形状、材料、尺寸等。
2. 基于上述初步设计，进行结构力学分析，确保容器在受到压力时不会产生破裂等安全隐患。
3. 根据结构力学分析的结果，进行容器的细节设计，包括焊缝、支撑结构等。
4. 将细节设计进行技术评审，保证设计方案的可行性和安全性。
5. 制定容器的制造工艺和工艺流程，确保容器能够按照设计要求进行制造。
6. 进行容器的制造，包括原材料的选择、加工、焊接等。
7. 容器制造完成后进行质量检测，确保容器的质量符合设计要求。
三、设计流程1. 确定需求和设计任务。
2. 初步设计：确定容器的形状、材料、尺寸等。
3. 结构力学分析：使用相关软件进行结构力学分析，确保容器在压力下的安全性。
4. 细节设计：进行容器的详细设计，包括焊缝、支撑结构等。
5. 技术评审：将细节设计方案提交给相关专家进行评审，确保设计方案的可行性和安全性。
6. 制造工艺和工艺流程设计：确定容器的制造工艺和工艺流程，确保容器能够按照设计要求进行制造。
7. 容器制造：根据制造工艺和工艺流程进行容器的制造，包括原材料的选择、加工、焊接等。
8. 质量检测：对制造完成的容器进行质量检测，确保容器的质量符合设计要求。
四、注意事项1. 在容器设计过程中，需遵循相关的设计规范和标准。
2. 进行结构力学分析时，需通过合理的边界条件和加载方式模拟实际使用情况。
3. 在细节设计中，需考虑到焊缝的强度、支撑结构的稳定性等因素。
4. 制定制造工艺和工艺流程时，需考虑到容器制造的可行性和经济性。
5. 在容器制造过程中，需进行严格的质量控制，确保容器的质量符合设计要求。
五、通过以上的设计工作程序，可以确保压力容器的设计、制造和质量控制工作能够按照规范和标准进行，从而确保容器的安全运行。
《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
压力容器设计的概念及内容
压力容器设计的概念及内容压力容器是一种用于储藏和传输液体、气体和其他物质的设备。
它们广泛应用于化工、石油、医药、食品、能源等行业。
压力容器设计是确保容器在各种工作条件下安全运行的关键过程。
以下将详细介绍压力容器设计的概念和内容。
压力容器设计的概念：压力容器设计旨在满足容器内压力、温度和介质等工作条件下的安全性能要求。
其设计目标是确保容器能够承受预期的压力负荷，并在设计寿命内不出现破损或泄漏。
压力容器设计必须遵循相关的标准和规范，如ASME（美国机械工程师协会）标准等。
压力容器设计的内容：1. 材料选择：压力容器的材料选择至关重要，它必须具备足够的强度、耐腐蚀能力和耐高温性能。
常见的材料包括碳钢、不锈钢、合金钢等。
2. 结构设计：结构设计是指确定容器的几何形状、支撑结构和连接方式。
一般包括容器的形状（圆柱形、球形、圆锥形等）、底部设计（平底、圆顶、封头等）以及支承和固定结构。
3. 强度计算：强度计算是压力容器设计中最关键的内容之一。
它涉及到静态和动态载荷下容器的强度分析和计算。
常用的计算方法包括有限元分析、弹性力学理论和裂纹力学等。
4. 泄漏检测和防护：泄漏是压力容器的一个重要安全问题，容器设计必须考虑泄漏的预防和检测。
常见的防护措施包括安全阀、压力表、泄漏传感器等。
5. 热力学计算：热力学计算是指根据容器内压力、温度和介质等参数，计算容器在不同工况下的热力学性能。
热力学计算可以帮助确定容器的工作温度、蒸发蒸发能力以及热力膨胀等。
6. 应力分析：应力分析是指计算容器在工作过程中各个部位的应力分布情况，以及设计材料的安全裕度。
应力分析可以帮助确定容器的局部强化区域和材料厚度。
7. 焊接设计：压力容器的焊接连接在容器强度和密封性方面起着重要作用。
焊接设计包括焊缝类型、焊接连接方式以及焊接质量控制等。
8. 衬里材料选择：对于储存腐蚀性介质的压力容器，常常需要在内部设置一层衬里材料以保护容器壁面。
衬里材料选择需要考虑介质的腐蚀性质和温度要求等因素。
压力容器设计
压力容器设计压力容器的设计必须考虑以下问题：安全、满足使用要求、经济、有可制造性。
一、适用范围考虑容器的使用条件（如设计温度、设计压力、介质特性和操作特点）确定该设备应遵循的标准。
若同时需要满足几个标准时，应按较严格的执行。
《GB150-1998》适用1.设计压力≤35 Mpa的压力容器；（应力分析、验证性实验分析、用可比的已投入使用的结构进行进行对比经验设计）2.设计温度范围按钢材允许的使用温度确定；不适用1.直接用火焰加热的容器；2.核能装置中的容器；3.旋转或往复运动的机械设备（如泵、压缩机、涡轮机、液压缸等）中自成整体或作为部件的受压器室；4.经常搬运的容器；5.设计压力低于0.1 Mpa的容器；6.真空度低于0.02 Mpa的容器；7.内直径小于150 mm的容器；8.要求作疲劳分析的容器；已有其他行业标准的容器。
如制冷、制糖、造纸、饮料等行业中的某些专用容器和搪玻璃容器。
《固定式压力容器安全技术监察规程》适用1.工作压力大于等于0.1Mpa(不含液柱静压力)；2.工作压力与容积的乘积大于或等于2.5 Mpa.L（内直径大于等于150mm,且容积大于等于0.025m3;）3.盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度大于或者等于其标准沸点的液体。
（其中，超高压容器应当符合《超高压容器安全技术监察规程》的规定，非金属压力容器应当符合《非金属压力容器安全技术监察规》的规定，简单压力容器应当符合《简单压力容器安全技术监察规》的规定。
注：1.容积，是指压力容器的几何容积，即由设计图样的尺寸计算并且圆整。
一般应当扣除永久连接在压力容器内部的内件的体积。
2.容器内介质为最高工作温度低于其标准沸点的液体时，如果气相空间的容积与工作压力的乘积大于或等于 2.5Mpa.L时，也属于本规程的适用范围。
不适用范围1.移动式压力容器、气瓶、氧舱；2.锅炉安全技术监察规程适用范围内的余热锅炉；3.正常运行工作压力小于0.1 Mpa的容器（包括在进料或者出料过程中需要瞬时承受压力大于或者等于0.1 Mpa的容器）4.旋转或者往复运动的机械设备中自成整体或者作为部件的受压气室（如泵壳、压缩机外壳、涡轮机外壳、液压缸等）可拆卸垫片式板式热交换器（包括半焊式板式热交换器）、空冷式热交换器、冷却排管。
压力容器设计
2、计算厚度
3、设计厚度
4、名义厚度
5、校核
例3: 对一储罐的筒体进行设计计算。已知：设计压 力p=2.5MPa, 操作温度-5~44 ℃,用16MnR制造，储罐 内径 Di=1200mm，腐蚀裕量C2=1mm,焊接接头系数 =0.85,试确定筒体厚度.
练习：P61 1-9 作业：P62 2-2，2-3
第二节 压力容器设计基础
压力容器的设计是一项非常关键的工作,设计单 位必须取得国家颁发的相应资格,并遵守国家有关压 力容器的设计、制造和使用等方面的各项规定。
(一)设计内容：容器应根据工艺过程要求和条件，进行 结构设计和强度设计。
结构设计：
主要选择适用、合理、经济的结构形式，同时满 足制造、检测、装配、运输和维修的要求。
HG20593-1997 法兰 PL 100-1.0
法兰材 料20钢
RF S=4mm 20
板式平焊法兰,见表1-22
管壁厚4mm 公称压力1.0MPa
公称直径100mm
二、人孔与手孔：
目的：为了便于内件的安装、清理、检修、取出内件及工作 人员的进出。
1、人孔：
常压平盖人孔 (b)回转拱盖快开人孔 (c)手摇快开人孔
表2-3 焊缝系数
焊缝类型与检测要求：
按照GB150-1998中“制造、检验与验收”的规定， 容器主要受压部分的焊接接头分为ABCD四类，分别 有不同的检验要求。
5、壁厚附加量： C=C1+C2
C1：钢板厚度负偏差，见表1-8，1-9，1-10 C2：腐蚀裕量 C2 =ka B
Ka: 腐蚀速率，见相关手册 B：设计寿命，不低于15年。
强度计算：
内容包括选择容器的材料，确定主要尺寸，满 足强度、刚度和稳定性的要求，以确保容器安全可 靠地运行。
压力容器设计的概念是什么
压力容器设计的概念是什么压力容器是一种特殊的容器，可以在其内部存储气体、液体或其他物质。
它们在工业、建筑、石油化工等领域被广泛使用，用于储存和运输高压物质。
压力容器设计是指根据一定的原理和标准，对压力容器的结构和材料进行设计和选择，以确保其在高压环境下的安全、有效运行。
在压力容器设计中，有两个基本概念需要考虑：强度和可靠性。
首先，强度是指压力容器在承受内外压力负荷时，能够保持其结构完整性和不发生破坏的能力。
由于压力容器内部的物质通常处于高压状态，容器壁需要足够强度和刚度来承受压力的作用。
因此，在设计过程中，必须充分考虑材料的强度特性和容器的结构形式，以确保容器在正常使用过程中不会发生破裂、泄漏等事故。
其次，可靠性是指压力容器在设定的设计条件下，能够在规定的时间内保持其正常工作。
为了确保压力容器的可靠性，设计人员需要考虑以下几个方面：1. 材料选择：在压力容器设计中，需要选择合适的材料来满足设计要求。
这些材料需要具备足够的强度和耐腐蚀性，以及适应高温、低温和变形等环境要求。
2. 结构形式：不同的压力容器结构形式有其各自的特点和适用范围。
比如，常见的压力容器结构形式包括球形容器、圆柱形容器、圆锥形容器等。
在设计过程中，需要根据容器的使用场景和载荷情况选择最合适的结构形式。
3. 压力计算：为了确保压力容器的工作可靠性，需要进行严格的压力计算。
这些计算包括内部压力、外部载荷和容器壁的应力分析等。
通过这些计算，可以确定容器的最大承载能力，从而保证其安全可靠运行。
4. 检测和监控：除了设计过程中的计算和分析，压力容器还需要进行定期的检测和监控。
这些检测包括压力测试、渗漏测试等，以确保容器在使用过程中没有损伤和泄漏等问题。
综上所述，压力容器设计是一个综合性的工程，需要考虑材料、结构、计算和监控等多个方面。
只有在设计过程中充分考虑到这些因素，才能确保压力容器在高压环境下的安全运行。
这是一个非常重要的工程领域，对于人们的生产和生活有着重要的作用。
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压力容器设计以稳压罐的设计为例，对容器设计的全过程进行讲解。
起首，我们依照用户提出的、在压力容器规范范畴内两边签订的具有司法束缚力的设计技巧协定书，该协定书也能够经两边赞成合营修改、完美，以期达到产品应用最优化。
依照稳压罐的设计技巧协定，我们明白了容器的最高工作压力为1.4MPa，工作温度为200℃，工作介质为紧缩空气，容积为2m3，要求应用寿命为10年。
这些参数确实是用户供给给我们的设计依照。
有了这些参数，我们就能够开端设计。
一. 设计的第一步确实是要完成容器的技巧特点表。
除换热器和塔类的容器外，一样容器的技巧特点表包含a 容器类别b 设计压力c 设计温度d 介质e 几何容积f 腐化裕度j 焊缝系数h 重要受压元件材质等项。
一样我所图纸上没有做强行要求写上重要受压元件材质一. 确信容器类别容器类其余划分在国度质量技巧监督局所揭橥的《压力容器安稳技巧监察规程》（以下简称容规）第一章第6条（p7）有具体的规定，主假如依照工作压力的大年夜小(p75)、介质的损害性和容器破坏时的损害性来划分(p75)。
本例稳压罐为低压（<1.6MPa）且介质无毒不易燃，则应划为第Ⅰ类容器。
另：具体压力容器划分类别见培训教材 p4 1-11何谓易燃介质见 p2 1-6介质的毒性水等分级见 p3 1-7划分压力容器等级见 p3 1-9二. 确信设计压力我们明白容器的最高工作压力为1.4MPa，设计压力一样取值为最高工作压力的1.05～1.10倍。
至因此取1.05照样取1.10，就取决于介质的损害性和容器所附带的安稳装配。
介质无害或装有安稳阀等就能够取下限1.05，不然就取上限1.10。
本例介质为无害的紧缩空气，且体系管路中有泄压装配，相符取下限的前提，则获得设计压力为Pc=1.05x1.4=1.47MPa。
另：什么叫设计压力？运算压力？若何确信？见p11 3-1液化石油气储罐设计中，是若何确信设计压力的？三. 确信设计温度一样是在用户供给的工作温度的差不多上，再推敲容器情形温度而得。
比如为华北油田设计的容器，且在工作状况无保温的情形下，其工作温度为30℃，其冬季情形温度最低可到－20℃，则设计温度就应当按容器可能达到的最恶劣的温度确信为－20℃。
《容规》附件二（p77）供给了一些设计所需的气候材料供参考。
本例取设计温度为200℃即可。
四. 确信几何容积按构造设计完成后的实际容积填写即可。
五. 确信腐化裕量由所选定受压元件的材质、工作介质对受压元件的腐化率、容器应用情形和用户等待的应用寿命来确信，实际上应先选定受压元件的材质，再确信腐化裕量。
《容规》第三章表3-3（p23）和GB150第3.5.5.2节（p5）对一些常见介质的腐化裕量进行了一些规定。
工作介质对受压元件的腐化率重要按实测数据和体会来确信，受应用情形阻碍专门大年夜，变数专门多，今朝无现成的数据。
一样介质无腐化的容器，其腐化裕量取1～2mm即可知足应用寿命的要求。
本例取腐化裕量为2mm。
另：什么叫运算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度？何谓最小厚度？若何确信？见p12 3-5 3-6六. 确信焊缝系数焊缝系数的标准叫法叫焊接接头系数，GB150的3.7节（p6）对其取值与焊缝检测百分比进行了规定。
具体取值，能够按《容规》第85条（p43）所规定的10种情形选择：其焊缝系数取1，即焊接接头应进行100%的无损检测，其他情形一样选焊缝系数为0.85。
本例选焊缝系数为0.85。
七. 重要受压元件材质切实事实上定材质切实事实上定在知足安稳和应用前提的前提下，还要推敲工艺性和经济性。
GB150第8页材料的应用有严格的规定，对这些规定的操纵是专门须要的。
比较常用的材料有Q235-B（Q235-C）16MnR和0Cr18Ni9这几种材料1.0Cr18Ni9一样用于低于－20℃的低温容器和对介质有洁净要求的容器，如低温分别器、氟利昂蒸发器等；2.16MnR一样用于对安稳性要求较高、应用Q235-B时壁厚较大年夜的容器，如油、天然气等。
3.Q235-B应用最广也最经济，GB150第9页对其应用前提作了具体规定：● 规定设计压力≤1.6MPa；● 钢板应用温度0℃~350℃；● 用于壳体时厚度不得大年夜于20mm，且不得用于高度损害的介质。
就本例来说，其应用压力、温度和介质都相符Q235-B的前提，唯有厚度还未知，若跨过了20mm则只能应用16MnR，本例就暂定应用Q235-B。
因此啦，假如我们按以下：●规定设计压力≤2.5MPa；●钢板应用温度不得跨过0℃~400℃；●用于壳体时厚度不得大年夜于30 mm，且不得用于高度损害的介质。
Q235-B与Q235-C的重要差别也确实是冲击实验温度不合，前者为在温度20℃下做 V型冲击实验；后者为在0℃时做V型冲击实验完成了技巧特点表，下一步确实是容器运罢了。
◆确信容器直径运算时起重要确信容器直径。
除非用户有要求，一样取长径比为2～5，专门多情形下取2～3就能够了。
本例要求容器的几何容积为2m3 。
我们只得先设定直径，再依照此直径和容积求出筒体高度，验算其长径比。
设定的直径应相符封头的规格。
我们设定为800mm，查标准JB/T4746《钢制压力容器用封头》附录B，得知此规格的封头容积为0.0796 m3，则：筒体高度为 3664mm，长径比为 3664/800=4.58若加上封头的高度，可知其长径比太大年夜，我们先前设定的直径太小。
再设定直径为1000mm，查得封头容积为0.1505立方。
获得：筒体高度为 2164mm长径比为 2164/1000=2.16比较幻想，则我们确信本例稳压罐的内直径为1000mm，筒体高度圆整为2200mm。
有了容器直径，即可按照GB150公式5-1（p26）运算出厚度为8.30mm。
此厚度即为运算厚度，其名义厚度为运算厚度与腐化裕量之和，再向上圆整到钢板的商品厚度。
本例腐化裕量为2mm，与运算厚度之和为10.30mm，与之最接近的钢板商品厚度为12mm，故确信容器厚度为12mm，同时此值相符Q235-B对厚度不跨过20mm的要求。
别的本例若选择腐化裕量为1mm经济性会好得多，能够思虑一下什么缘故至此，我们已获得容器外形。
◆下一步该是按用户要乞降《容规》的规定设备各管口的法兰和接收。
容器上开孔要相符GB150第8.2节（p75）的规定，一样都要进行补强运算，除非知足GB150第8.3节（p75）的前提，则可不必再运算补强。
选择接收时应尽量知足GB150第8.3节的前提，其安稳性和经济性都最好，幸免增长补强圈。
本例要求的管口直径都在GB150第8.3节的范畴内，是以进气口和出气口接收选择φ57x5的无缝钢管，排污口选择φ25x3.5的无缝钢管。
法兰按HG20592选择1.6MPa的突面(RF)板式平焊法兰(PL)。
◆法兰及其密封面型式法兰及其密封面型式是设计协定书中要求的，1.压力等级必须高于设计压力；2.其材质一样与筒体雷同；3.确信管口在壳体上的地位时，在空间较为重要的情形下，一样也应保持焊缝与焊缝间的距离不小于50mm，以幸免焊接热阻碍区的互相叠加。
本例选定进气口、出气口距高低封头环焊缝各300mm。
因本例稳压罐工作温度为200℃，故其工作状况下必定有保温层，推敲到保温层厚度以及螺栓安装的须要，选定法兰密封面到筒体别处的距离为150。
◆检查孔除了用户要求的管口外，《容规》第45条（p26）还对检查孔的设置进行了规定。
本例直径为1000mm，按规定必须开设一小我孔。
查《反转展转盖平焊法兰人孔》标准JB580-79 压力容器与化工设备有用手册p614，选择压力1.6MPa级、公称直径450的人孔，密封型式为A型，其接收为φ480x10。
因人孔开孔较大年夜，因此人孔必定要应用补强圈补强，查《补强圈》标准JB/T4736，补强圈外径为760，厚度一样等同于筒体。
人孔的地位以便利进出人孔为原则，应尽量接近下封头。
本例选定人孔中间距下封头环焊缝500。
立式容器的支座一样选用支承式支座JB/T4724(压力容器与化工设备有用手册第599页)，另：锻件的级别若何确信？关于公称厚度大年夜于300mm的碳素钢和低合金钢锻件应选用何级别？◆管口表的填写◆技巧要求的书写1.本设备按 GB150-1998《钢制制压力容器》进行制造、实验和验收，并接收国度质量技巧监督局揭橥的《压力容器安稳技巧监察规程》的监督。
2.焊接采取电弧焊，焊条商标：焊接采取J422。
3.焊接接头型式和尺寸除图中注明外，按HG20583的规定进行施焊：A 类和 B 类焊接接头型式为DU3；接收与筒体、封头的焊接接头型式见接收表；未注角焊缝的焊角尺寸为较薄件的厚度；法兰的焊接按响应法兰标准的规定。
4.容器上的 A 类和 B 类焊接接头应进行射线探伤检查，探伤长度不小于每条焊缝长度的20%，其成果应以相符JB4730 规定中的Ⅲ级为合格。
5.设备制造完毕应进行水压实验，实验压力为 MPa。
6.管口、支座及铭牌架方位按本图。
7.设备考查合格后，外别处涂 C06-1 铁红醇酸底漆两道，再涂 C04-42 灰色醇酸磁漆一道。
8.设备考查合格后，内部清理洁净，各管口用盲板封严。
10 设备筒体的运算厚度为 mm，封头运算厚度为 mm。
建议应用年限为10年。
交个同伙,刚好我也要用,我是过程设备与操纵的.先给你问：如何确信压力容器的壁厚。
依照150公式算出的专门小，加上腐化余量厚度照样不敷，请问一下如何回事啊？答：150算出的是最小壁厚,一样临盆中经常应用的压力容器壁厚要高于它专门多.你是不是推敲过安稳系数的阻碍?假如取1.5或2的安稳系数,壁厚的问题应当能明白得.问：压力容器的腐化余量是如何确信的？在如何样的情形下是0.5或者1呢？答：腐化裕量应依照预期的容器寿命B和介质对金属材料的腐化速度K来确信，即：C2=K*B。
一样容器寿命按10年推敲，塔、反响器等按20年推敲。
腐化速度可从腐化手册、化工物性手册及国外有关材料等查取或者实际运行“挂片”实验确信。
也可参考以下参数确信：1、腐化程度：无腐化，腐化速度小于0.05mm/年，腐化裕量为0mm；2、腐化程度：略微腐化，腐化速度0.05～0.13mm/年，腐化裕量为大年夜于等于1mm；3、腐化程度：有腐化，腐化速度0.13～0.25mm/年，腐化裕量为大年夜于等于2mm；4、腐化程度：严峻腐化，腐化速度大年夜于0.25/年，腐化裕量为大年夜于等于3mm。
问：如何确信压力容器的壁厚。
依照150公式算出的专门小，加上腐化余量厚度照样不敷，请问一下如何回事啊？答：150算出的是最小壁厚,一样临盆中经常应用的压力容器壁厚要高于它专门多.你是不是推敲过安稳系数的阻碍?假如取1.5或2的安稳系数,壁厚的问题应当能明白得.问：铝合金小型压力容器已知直径和压力若何运算厚度。