压力容器设计
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。
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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。
压力容器方案
压力容器方案压力容器是工业生产和科学实验中常用的设备，用于储存和输送高压气体、液体或混合物。
在设计和选择压力容器方案时，需考虑多种因素，包括使用环境、容器材料、安全性和经济性等。
本文将描述一种适用于储存高压气体的压力容器方案，并对其设计和选材进行详细说明。
1. 方案背景压力容器的主要目的是储存和输送高压气体。
在很多行业中，如化工、石油、矿业等，需要使用高压气体进行工艺过程。
因此，设计一个稳定、安全的压力容器方案非常重要。
2. 容器设计为满足高压气体储存的需求，我们选择某种合金钢作为容器材料。
该材料具有优异的机械性能和抗腐蚀性能，能够承受高压环境下的应力和变形。
为确保容器的安全性，我们采用球形设计，这种形状能够均匀分布内压力，并且能够减少应力集中现象的发生。
3. 容器选材在选择容器材料时，我们需要考虑多种因素：首先，材料必须具备足够的强度来承受高压环境下的内应力；其次，材料应具有较好的耐腐蚀性，以防止介质对容器材料的腐蚀；最后，材料的成本应合理，以满足经济性的要求。
综合考虑以上因素，我们选择了一种高强度合金钢作为容器材料。
该材料具有高强度和良好的耐腐蚀性，且成本相对较低，能够满足我们的设计需求。
4. 安全措施为确保容器的安全使用，我们采取了一系列的安全措施。
首先，容器安装有压力传感器和温度传感器，能够实时监测内部的压力和温度变化，一旦出现异常情况，将及时报警并采取相应的措施。
其次，容器配备了安全阀，当内部压力超过安全阀设定的压力范围时，安全阀会自动释放部分压力，以防止容器过载。
此外，容器安装了防爆门，当内部压力异常升高时，可自动开启，以释放过多的压力，保护容器的完整性。
5. 经济性分析在选择压力容器方案时，经济性也是一个重要的考虑因素。
我们需要综合考虑容器材料的成本、制造工艺的复杂度以及容器的使用寿命等。
通过成本效益分析，我们得出结论：选择合金钢作为容器材料既能够满足性能需求，又能够控制成本，是一种较为经济的选择。
压力容器设计
压力容器设计
摘要
压力容器作为承受高压气体或液体的设备，在工业生产中扮演着重要的角色。
本文将介绍压力容器的设计原理、材料选取、结构设计以及安全性考虑等内容，从而帮助读者更好地了解压力容器的设计过程。
引言
压力容器是用于存储和传输气体或液体的设备，常见于化工、石油、航空航天等领域。
其设计涉及到材料力学、流体力学等多个学科，具有较高的技术要求。
本文将围绕压力容器设计展开详细的介绍。
压力容器的设计原理
在设计压力容器时，需要考虑到承受的压力、温度、介质等因素。
根据理想气体状态方程和安全系数要求等，可以确定压力容器的设计压力等参数。
同时，还需考虑到容器的结构形式，如球形、圆柱形等，以及容器的连接方式等因素。
压力容器的材料选择
压力容器的材料选择至关重要，常见的材料包括碳钢、不锈钢、铝合金等。
选择合适的材料可以提高容器的承压能力和耐腐蚀性能，从而确保容器的安全运行。
压力容器的结构设计
压力容器的结构设计需要考虑到容器的强度、刚度、稳定性等因素。
通过有限元分析等方法，可以优化容器的结构形式，提高容器的整体性能。
压力容器的安全性考虑
在设计压力容器时，安全性是至关重要的考虑因素。
除了满足设计要求外，还需要考虑到容器的泄漏、爆炸等安全问题。
通过完善的安全防护装置和监控系统，可以提高压力容器的安全性。
结论
压力容器作为重要的工业设备，在设计时需要考虑到多个因素，如材料选择、结构设计、安全性等。
通过本文对压力容器设计的介绍，希望读者能够更好地理解压力容器的设计原理和要求，为工程实践提供参考。
压力容器设计
压力容器设计基础一．概述1、标准适用的压力范围GB150－1998《钢制压力容器》设计压力P：0.1～35 MPa真空度：≥0.02 MPaGB151－1999《管壳式换热器》设计压力P：0.1～35 MPa真空度：≥0.02 MPa公称压力PN≤35 MPa，公称直径DN≤2600mmPN•DN≤1.75×104JB4732－95《钢制压力容器-分析设计标准》设计压力P：0.1～100 MPa真空度：≥0.02 MPaJB／T4735－1997《钢制焊接常压容器》设计压力P：圆筒形容器：-0.02 MPa≤P≤0.1 MPa立式圆筒形储罐、圆筒形料仓 -500Pa≤P≤0.2000 Pa矩形容器：连通大气GB12337－1998《钢制球形储罐》设计压力P≤4MPa,公称容积V≥50M3 JB4710－2000 《钢制塔式容器》设计压力P：0.1～35MPa(对工作压力<0.1MPa内压塔器,P取 0.1MPa)高度范围 h>10m 且h/D(直径)>52.设计时应考虑的载荷1)内压、外压或最大压差；2)液体静压力(≥5%P)；需要时，还应考虑以下载荷3)容器的自重（内件和填料），以及正常工作条件下或压力试验状态下内装物料的重力载荷；4)附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；5)风载荷、地震力、雪载荷；6)支座、座底圈、支耳及其他形式支撑件的反作用力；7)连接管道和其他部件的作用力；8)温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力；9)包括压力急剧波动的冲击载荷；10)冲击反力,如流体冲击引起的反力等；11)运输或吊装时的作用力。
3、设计单位的职责1)设计单位应对设计文件的正确性和完整性负责。
2)压力容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样。
3)压力容器的设计总图应盖有压力容器设计资格印章。
4．容器范围GB150管辖的容器范围是指壳体及其连为整体的受压零部件1)容器与外部管道连接2)接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件3)非受压元件与受压元件的焊接接头。
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
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。
压力容器设计综合知识要点
压力容器设计综合知识要点压力容器是广泛应用于化工、石油、航空、航天等领域的一种特殊设备，其设计和制造要求十分严格。
设计压力容器需要掌握大量综合知识，本文将从压力容器基本概念、设计规范、材料选择、受力分析以及安全性评价等方面，进行深入剖析。
一、压力容器基本概念压力容器是一种密闭容器，能够在设计压力下承受内外静、动力作用，并能保证容器内介质不泄漏的设备。
其主要部件有壳体、封头、支承和附件等。
在使用中，压力容器必须经过设计定型、制造、安装验收、使用和维护检查等多个环节，确保其安全可靠。
二、设计规范压力容器的设计必须符合规范，主要包括国家标准、行业标准、地方标准和企业标准等。
其中最为常见的有《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《压力容器安全技术监察规程》、《压力容器设计规范》等。
设计时必须按照国家和行业标准的要求进行设计、计算和制造。
同时，必须进行设计审查、制造过程控制、技术文件管理等程序，确保设计、制造、使用过程中的安全可靠。
三、材料选择压力容器的材料选择必须符合规范要求和技术条件。
常用的材料有碳钢、合金钢、不锈钢、铜合金等。
材料的选择主要考虑材料的化学成分、机械性能、耐腐蚀性、温度下限和上限等多种因素。
在选择材料时要尽可能选择好的材料，确保容器在使用中的安全可靠。
四、受力分析受力分析是压力容器设计的核心内容，其主要包括静力分析和动力分析。
静力分析主要考虑容器在静止状态下的受力情况，包括内外压力、重力、温度应力等；动力分析主要考虑容器在运行状态下受到的动态载荷以及荷载的频率和幅值等。
同时，在分析中还需考虑材料的弹性和塑性变形，以及应力应变的限制等因素。
五、安全性评价压力容器的使用安全性评价是指在容器运行过程中，通过数据收集、安全分析等多种手段获取相关信息，判断容器的实际运行状态和安全状况。
主要包括容器的安全工况评价、安全控制评价、检测与监控评价等。
安全性评价可通过计算模拟、试验监测等方法进行，旨在最大程度地保证容器的安全性和稳定性。
压力容器设计管理制度
压力容器设计管理制度第一章总则第一条为规范压力容器设计管理工作，确保压力容器的安全运行和储存，依据《安全生产法》及相关法律法规，制定本制度。
第二条本制度适用于本公司的各项压力容器设计管理工作。
第三条压力容器设计管理包括压力容器的设计、制造、安装调试、验收及投运工作等。
第四条本制度的目的是为了保证压力容器的设计和管理符合国家有关法律、法规和规范标准的要求，确保压力容器在使用过程中的安全可靠性。
第二章设计管理第五条压力容器设计管理应严格按照相关法律法规、规范及合同要求进行。
第六条压力容器的设计应由具有相应资质的设计单位进行，设计单位应具备相关的设计能力和技术经验。
第七条压力容器的设计应满足以下要求：（一）设计应符合相关国家、地方的法规要求；（二）设计应符合压力容器的用途和工艺要求；（三）设计应满足压力容器的强度和稳定性要求；（四）设计应满足压力容器的安全使用要求；（五）设计应满足压力容器的检测、试验和维修要求。
第八条压力容器的设计文件应包括以下内容：（一）设计计算书和计算报告；（二）工程图纸和技术规格书；（三）零部件清单和材料清单；（四）设计说明书和操作说明书；（五）压力容器标志和鉴定证书。
第九条压力容器的设计单位应对设计文件进行审核和归档，确保设计文件的完整和准确。
第十条压力容器的设计文件应交由压力容器制造单位进行生产制造。
第十一条压力容器的制造单位应按照设计文件进行制造，确保制造工艺和材料的合理性。
第十二条压力容器的制造单位应对制造过程进行质量控制和质量检测，确保制造质量的合格。
第三章安装调试和验收第十三条压力容器的安装调试和验收应按照相关规定进行。
第十四条压力容器的安装应由具备相应资质的安装单位进行，安装单位应具备相关的安装经验和技术能力。
第十五条压力容器的安装过程应满足以下要求：（一）安装前应进行现场勘察和设计论证；（二）安装过程中应按照设计文件进行，确保安装质量的合格；（三）安装后应进行技术检测和试验，确保安装的安全可靠性。
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目录1.1简介1.2压力容器制造规程简介1.1简介运输,储藏,接纳液体的容器,罐子,管路叫做压力容器.压力容器是内外具有压力差的容器.内压力通常比外压力高除了某些特例的情况.容器内部的液体可能要在蒸汽锅炉里经历变化,或者可能在化学反应中与其他试剂结合.压力容器经常伴随着高压高温,在某些情况下还有易燃液体和高放射性材料.因为危险所以一定不能发生泄漏.此外这些容器必须小心设计去应对工作温度和压力.应该在想到压力容器破裂可能会带来巨大的人身伤害和财产损失.工厂的安全和完整性是压力容器设计最基本应该涉及到的,这依赖于设计准则的妥善性.当讨论压力容器的时候我们必须考虑罐子.压力容器和罐子有非常显著的不同在它们的设计和制造:罐子不像其他压力容器,大气压对它有限制,压力容器通常有内部结构,但是大多数罐子没有(它们也被加热线圈和混合器限制).压力容器被用于很多工业生产中,比如发电工业的石化和核能,石化行业存储和处理原油作为以及储存汽油在服务站，还有化学工业（化学反应器）,但很少.压力容器的运用遍布全世界。
事实上,压力容器和油罐对化工，石油，石化和核工业是必不可少的。
物质反应，分离，以及原料储存在这个级别的设备中。
一般来说，加压设备被广泛运用在以储存和生产为目的工厂。
压力容器的大小和几何形状差别很大,从大尺寸圆柱状容器用于高压储气,到小尺寸圆筒状容器用作飞机液压单位。
有些是埋在地下或深埋于海洋，但大多数是定位在地面或平台的支持。
压力容器通常呈球形或圆柱形圆顶结束。
该圆筒状容器，一般首选，因为它们现在简单生产上的问题，更好地利用可用空间。
锅炉鼓，热交换器，化学反应器等，一般圆柱形。
球形容器有优势，要求更薄对于给定的压力墙，比同等直径的圆柱体。
因此，他们是用于大型气体或液体的容器，气冷核反应堆，核电厂安全壳建筑，等等。
为在非常低的压力液体遏制船只有时在构成裂球或在一滴的形状。
这样做的好处的提供最佳的应力分布在水槽已满。
一个典型的压力容器施工图 1.1所示。
一球形压力容器见图 1.2。
这是一个特殊pressurevessel，是一个真正的存储领域。
它作为一个功能，因为坦克其目的是为了保存一种流体。
然而，由于它这样做在上述压力大气，它可以被归类为压力容器。
然而，这并不有内部和在大气温度下运行。
一个水平支持了半球形封头圆柱形压力容器和锥形过渡见图1.3。
这包括一个圆柱形主要外壳，半球头和几个喷嘴连接。
该船几何大致可分为板和壳式配置。
该板块式建设单位使用面积（闭路压力容器和热交换器）抗弯曲压力，而壳式的膜行动工作在什么方式类似于发生在压力下的气球。
一般来说，壳式建筑是首选方式，因为它需要较少的厚度（可以被证明解析），因此需要较少的材料其制造。
如压力容器andheat器炮弹壳式压力组件，磁头不同的几何构型，并喷嘴主要由膜抵制行动的压力。
压力容器是由各种形状和大小，从几厘米（厘米）直径为50米（m）或更多的直径。
可能是压力低至0.25千帕（kPa）的到高达2000兆帕（MPA）的。
该美国机械工程师学会（ASME）的锅炉和压力容器规范，第八节，1,1部指定的内部压力范围从0.1兆帕至30兆帕。
压力设备，如美国石油学会（API）储罐旨在限制内部压力，没有比这更产生了流体静压头载于水箱。
几个例子是本章规定。
在核领域发电的冷却系统是利用数个。
这两个厂通常核电厂发现周期是压水堆和沸水堆。
压水反应堆内反应堆压力容器是受到高冷却水的压力。
该水被加热和加压泵的循环水通过热交换器（蒸汽发生器）凡蒸汽涡轮生成的。
核电厂反应堆部分含有冷却液称为主电路。
在主电路中包括一重要的船只被称为增压器。
冷却液量变化时，负载的变化需要反应堆冷却剂的温度变化，当这种发生时，增压器作为主系统中的膨胀水箱，这使得水经过热膨胀和收缩保持主回路压力几乎不变。
如果压力允许波动太远，可能形成蒸汽气泡在反应器加热面，这些气泡或空隙，如果反应堆堆芯内形成很大的改变反应堆功率输出。
调压槽的电加热元件位于低内提供所需的缓冲液的蒸气流冷却液。
所有这些项目都包含在主电路。
图1.4显示了一个压水反应堆（PWR）船只。
阿压水堆蒸汽发生器压水堆核电站稳压器和一个数字都表明在1.5和1.6，分别为。
该其余的植物被称为二次回路。
蒸汽发生器产生的蒸汽通过汽轮机，冷凝器通行证，凝水泵，给水泵，给水加热器和回蒸汽发生器。
作为一个完整的植物成分压力容器的设计，以满足各种要求所确定的设计师和分析师负责整体设计。
在设计过程的第一步是选择所需的有关资料，以这种方式建立体的设计要求，如图1.7。
一旦设计要求已经建立，选择合适的材料和指定的设计代码将给出一个允许设计或名义应力是用于压力容器的主要尺寸厚度。
附加代码规则包括，如喷嘴，各种容器部件的设计，法兰等。
遵循这些规则中的各种安排组件是完成与失败分析。
大多数种类失败的相关压力容器的设计是依赖，因此压力既要保证充足的应力分布，并检查针对不同类型的假设失效模式。
建议的设计最后重申，直到最经济，最可靠的产品获得。
封面的功能要求设计的几何参数，如的大小和形状，位置的渗透，等等。
其中的一些参数可能必须在固定的合作与整体设计队，但在多数情况下行为的压力容器设计自由在他或她的经验基础。
在压力容器的安全设计是首要考虑，尤其是核反应堆压力容器，由于一个潜在的影响可能的严重事故。
不过总的来说，设计是一种妥协之间的经济和安全的考虑。
对可能出现的风险鉴于故障模式及其后果的努力权衡预防这种疾病必需的，由此产生的设计应达到足够的安全标准以最低成本。
安全性不能得到绝对保证的原因有两个。
首先，实际对在服役期间加载式可能会比预期更严重的设计阶段：不正常的，不可预测的发生过程中不可避免地加载压力容器的寿命。
第二，我们的知识是很少足以一个合格的答案提供的材料断裂，应力状态下一定条件下，等等。
这是事实，虽然不能成功的根本机制不充分理解，有可能建立预防措施基于半经验方法根据这一思路，压力容器可分为根据其严重程度因为这将影响行动失败的可能性及其后果这些因素导致船只的分类从核反应堆压力容器的一端不等地下在其他水箱。
设计素在ASME锅炉和使用压力容器代码1的目的是未知的因素占相关的设计和设备的建设。
设计公式和应力分析方法一般近似有内置的假设。
通常它是假定材料均匀和各向同性的。
在现实世界中的缺陷和材料不连续性，往往会偏离这个假设。
1925年，电力锅炉建设的规则采用的是一设计因素5后来在1942年减少到4，大概以帮助节省钢材。
1955年，在石化行业的新工艺是需要大量的设计压力，要求壁厚船只须150至200毫米（毫米）。
ASME规范压力船舶和法典委员会决定成立一个特别工作组允许讲基于对3的设计因素。
其目的是减少制造成本的隐含假设，这可以适用于有限的材料，随着规则的断裂韧性随除设计规则的循环操作（疲劳），而详细的应力分析被用于最荷载条件。
委员会认为核压力容器代码会更容易编写代码比压力船只使用石化过程。
这是因为核压力容器只载蒸汽和水，最大温度为800华氏（427摄氏度）。
许多核电厂设计规范确定了疲劳评价的设计周期应以基础40年的植物寿命。
40年来，是根据核植物能像去年的两倍植物化石长（通常持续20年）。
对于循环作业设计是基于周期估计与40年的周期的严重程度，根据估计最坏条件。
这种设计方法是一个粗略的尝试，以确保自由疲劳裂纹在这40年期间。
使用代码疲劳曲线，累计使用情况的因素是计算出被任意须比团结，这是基于平等的估计要少周期数的假设40年。
这一方法它的许多保守的设计要素，即应力因子2和20个周期。
.2开发建设的压力容器规范许多锅炉爆炸发生在19世纪末和通过初1900。
这导致了第一个代码为蒸汽制定建设锅炉在1907年由美国马萨诸塞州联邦。
在这次事件之后导致发展和ASME锅炉及出版压力容器规范于1914年，该公司要求规范设计，制造，锅炉及压力容器检验。
1921年国家局锅炉压力容器检验的组织方式促进一致的检验和测试。
该科的出版物机车锅炉也出现在1921年。
ASME规范和ASTM（美国试验与材料协会）的材料规格合并在1924年。
在第八节''火压力容器，''首次出版出现于1925年。
这份文件被称为一个理论一对5个安全因素。
石油工业并没有认为这是其目的和足够还需要更好地利用现有的材料。
1928年看到了焊接压力容器的到来。
对于更高的压力壳的焊接厚度进行了超过70毫米。
这些无损检测之前，需要服务（无损检测）。
1934年，联合API的ASME委员会公布了一个不着火的压力第一版容器规范专门为石油工业。
1952年，这两个单独的代码合并到一个单一的代码- 无火的ASME压力容器规范，第八节。
ASME压力容器规范的，第八节第2分部：''压力容器另一规则，是在1968年出版的''和原代码成为第VIII部1：'' ''压力容器。
提供了一个相当大的提高的基本认识压力容器组件的行为后的发展在美国和欧洲的核电计划在50年代后期和早期20世纪60年代。
类似的发展可以发现，在英国，法国，德国和日本代码的名字，但一些。
到1960年的一个代码的需要商用核电站压力容器成为当务之急这导致了1963年版，第III部分出版物：''核压力船只。
''这是一个分析程序设计理论的安全系数3。
第三节结束后公布：'' ''核压力容器1963年，有必要修改的一般压力容器第八节。
ASME第八组代码段2：'' ''压力容器备用规则表现为一个结果，提供了3个安全理论因素。
在1971年，第三部分：'' ''核电元件被列为（一）泵，（二）阀门，（三）管道。
紧急和应力限制故障情况进行了介绍。
此外，1971年增编补充油罐。
增编的1972年夏季推出的附录G非韧性失败。
关于故障条件的评估，附录F为包括在1972年冬季增编。
支持的组件设计和核心支撑结构出现在1973年冬季增编。
1-9：ASME第三部1完全用于核电组件，也包含了核泵的设计规则和阀门。
反应堆的具体领导和遏制船只识别到第二节第2分部于1975年出版的代码。
三对ASME第三节部1款（注，数控和ND）覆盖设计和1级，2个装备建设和3分别。
最严格的是1级，这就要求分析设计。
2级证分析设计以及使用的公式。
第3类规定设计公式，相当于第八条部1。
设计者评价了每个压力容器的安全功能，并应用相应的代码类。
设计支持部1艘第三节没有规定在ASME规范。
第三节有款的NF，这规定了第1类，2支持设计，3压力容器。
该1976年冬季增编变更设计的命名，正常，心烦，测试和故障条件，等级A，B，C和D服务条件。