化机基础(盘锦)二 容器分类
化工设备基础知识
化工设备基础知识第一节、化工静设备基础知识一、化工设备的概念化工设备是指化工生产中静止的或配有少量传动机构组成的装置，要紧用于完成传热、传质和化学反应等过程，或用于储存物料。
二、化工设备的分类1、按结构特点和用途分为容器、塔器、换热器、反应器（包括各种反应釜、固定床或液态化床）和管式炉等。
2、按结构材料分为金属设备（碳钢、合金钢、铸铁、铝、铜等）、非金属设备（陶瓷、玻璃、塑料、木材等）和非金属材料衬里设备（衬橡胶、塑料、耐火材料及搪瓷等）其中碳钢设备最为常用。
3、按受力情形分为外压设备（包括真空设备）和内压设备，内压设备又分为常压设备（操作压力小于1kgf/cm2）、低压设备（操作压力在1～16 kgf/cm2之间）、中压设备（操作压力在16～100 kgf/cm2之间）、高压设备（操作压力在100～1000 kgf/cm2之间）和超高压设备（操作压力大于1000 kgf/cm2）三、化工容器结构与分类1、差不多结构在化工类工厂使用的设备中，有的用来贮存物料，如各种储罐、计量罐、高位槽；有的用来对物料进行物理处理，如换热器、精馏塔等；有的用于进行化学反应，如聚合釜，反应器，合成塔等。
尽管这些设备作用各不相同，形状结构差异专门大，尺寸大小千差万别，内部构件更是多种多样，但它们都有一个外壳，那个外壳就叫化工容器。
因此化工容器是化工生产中所用设备外部壳体的总称。
由于化工生产中，介质通常具有较高的压力，故化工容器痛常为压力容器。
化工容器一样由筒体、封头、支座、法兰及各种开孔所组成，见图1-1。
图1－1化工容器的总体结构1—法兰；2—支座；3—封头拼接焊缝；4—封头；5—环焊缝；6—补强圈；7—人孔；8—纵焊缝；9—筒体；10—压力表；11—安全阀；12—液面计1）筒体筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反应所需要的工作空间，是化工容器最要紧的受压元件之一，其内直径和容积往往需由工艺运算确定。
第二章 讲义化工容器
薄壁容器
厚壁容器
第二章 化工容器
第一节 概述 一 容器的组成与分类
(三)按《安全监察规程》中的规定分类
1
一类容器
2
二类容器
3
三类压力容器
4
按容器的工作壁温分类
第二章 化工容器
第一节 概述 二 化工容器的常用材料
1
碳钢
2
低合金钢
3
不锈耐酸钢
4
低温容器及高温容器用钢
第二章 化工容器
第一节 概述 三 容器部件的标准化
2.焊缝的无损检验
第二章 化工容器
第三节 容器的封头 一 概述
封头又称端盖，它是容器的重要组成部分，按其形状可分为三类:凸形封头、锥形封头 和平板形封头，如图2-6所示。
第二章 化工容器
第三节 容器的封头 二 凸形封头
内压半球形封头
凸形封头 内压椭圆形封头
内压碟形封头
第二章 化工容器
第三节 容器的封头 二 凸形封头
第二章 化工容器
第二节 内压薄壁容器 二 球形容器
球形容器的本体就是一个球壳，如图2-3所示。由于球形容器的直径一般都比较大，所 以它大多是由许多块按一定的尺寸预先压制成形的球面板组焊而成的。
第二章 化工容器
第二节 内压薄壁容器 三 容器的焊缝与无损检验
1.容器焊缝结构
第二章 化工容器
第二节 内压薄壁容器 三 容器的焊缝与无损检验
第二章 化工容器
第四节 外压薄壁容器 一 外压容器稳定性概念
第二章 化工容器
第四节 外压薄壁容器 一 外压容器稳定性概念
除了压杆以外，工程结构中的薄壁构件，也存在稳定问题。例如，受均匀外压作用的薄 壁容器，如图2-12所示。
石油化工行业学习资料——工艺设备(基础)
石油化工行业学习资料——工艺设备（基础）1、化工机械化工生产中所使用的机械设备的总称，包括化工设备与化工机器。
化工设备指静止设备，如各种塔、换热器；化工机器指动设备，如各种压缩机、泵等。
化工设备主要由化工容器和不同的设备内件所组成。
化工容器是化工生产中所使用的化工设备外部壳体的总称。
2、容器的分类（1）按原理与作用反应容器：反应塔、分解塔、合成塔、蒸压釜等换热容器：热交换器、蒸发器、冷凝器、管壳式余热锅炉、加热器等分离类容器：洗涤塔、过滤器、吸收塔、干燥塔、分离器、缓冲器等储存类容器：各种储罐（2）按支撑形式：立式容器和卧式容器3、压力容器结构基本承压部件：筒体、封头、密封装置（法兰、密封元件、坚固件）、开孔、接管、支座附件：安全附件（安全阀、爆破片）、测量与控制仪表4、塔设备的分类按操作压力分：加压塔、减压塔、常压塔按化工单元操作分：精馏塔、吸收塔和解吸塔、萃取塔、反应塔、再生塔、干燥塔按气液接触的基本构件分：填料塔、板式塔5、填料塔包括填料、喷淋装置、液体再分布装置、填料的支撑结构、除沫器塔设备喷淋装置分类：管式喷淋型、莲蓬头式、盘式、溢流式、槽式6、板式塔塔板分为整块式塔板和分块式塔板。
塔分为泡罩塔和浮阀塔。
7、换热设备按热量的接受方式分为：（1）表面式换热器：温度不同的两种液体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。
表面式换热器有管壳式、套管式和其他型式的热交换器。
（2）蓄热式换热器：借助于由固体构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，蓄热体与高温流体接触一定时间，接受和储蓄了一定热量，然后与低温流体接触一定时间，把热量释放给低温流体。
蓄热式换热器有用在一段炉对流段上的旋转换热器，回收烟气温度用于预热燃烧空气。
（3）流体连接间接式换热器：把两个表面式换热器由在气体中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体热交换器和低温流体之间循环，在高温流体换热器接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。
化工设备机械基础知识总结
化工设备机械基础知识总结一、名词解释A组1、蠕变：在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加的现象。
或者金属在高温和应力作用下逐渐产生塑性变形的现象。
2、延伸率：试件受拉力拉断后，总伸长的长度与原始长度之比的百分率。
3、弹性模数（E）：材料在弹性范围内，应力和应变成正比，即σ=Eε，比例系数E为弹性模数。
4、硬度：金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。
5、冲击功与冲击韧性：冲击功是冲击负荷使试样破断所做的功。
冲击韧性是材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时和迅速塑性变形的能力。
6、泊桑比（μ）：拉伸试验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。
7、耐腐蚀性：金属和合金对周围介质侵蚀（发生化学和电化学作用引起的破坏）的抵抗能力。
8、抗氧化性：金属和合金抵抗被氧化的能力。
9、屈服点：金属材料发生屈服现象的应力，即开始出现塑性变形的应力。
它代表材料抵抗产生塑性变形的能力。
10、抗拉强度：金属材料在受力过程中，从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值。
B组：1、镇静钢：镇静钢在用冶炼时用强脱氧剂Si，Al等完全脱氧，是脱氧完全的钢。
反FeO中的氧还原出来，生成Si和Al2O3。
钢锭膜上大下小，浇注后钢液从底部向上，向中心顺序地凝固。
钢锭上部形成集中缩孔，内部紧密坚实。
2、半镇静钢：介于镇静钢沸腾钢之间，锭模也是上小下大，钢锭内部结构下半部像沸腾钢上半部像镇静钢。
3、低碳钢：含碳量低于的碳素钢。
4、低合金钢：一般合金元素总含量小于的合金钢。
5、沸腾钢：沸腾钢在冶炼时用弱脱氧剂Mn脱氧，是脱氧不完全的钢。
其锭模上小下大，浇注后钢液在锭模中发生自脱氧反应，放出大量的CO气体，造成沸腾现象。
沸腾钢锭中缩孔，凝固收缩后气体分散为很多形状不同的气泡，布满全锭之中，因而内部结构疏松。
6、碳素钢：这种钢的合金元素含量低，而且这些合金元素不是为了改善钢材性能人为加入的。
7、铸铁：含碳量大于0.02的铁碳合金。
化工机械基础与设备-容器
中低压容器设计
压力容器设计：
中低压容器设计
压力容器设计：
中低压容器设计
压力容器设计-圆筒：
中低压容器设计
压力容器设计-圆筒：
注意事项： 1. 实际中大多数圆筒是由钢板卷制而成，焊缝区可能产生夹渣、气孔、 未焊透等缺陷，导致焊缝及其附近区域强度可能低于钢材本体的强度。 所以，上面钢板 [s]t乘以焊接接头系数φ，φ≤1 2.由于供货钢板有可能出现负偏差，实际采用钢板标准规格的厚度是 圆整值，所以又定义了名义厚度，向上圆整到钢板的标准规格厚度。 3. 筒体设计厚度加上厚度负偏差后向上圆整，即为筒体名义厚度。
容器设计概述
常压容器和压力容器：
压力容器的主要分类（按设计压力分）：
超高压 高压 中压 低压
U：p≥100 Mpa
H：10 MPa≤p＜100 MPa
M：1.6 MPa≤p＜10 MPa
L：0.1 MPa≤p＜1.6 MPa
容器设计概述
常压容器和压力容器：
压力容器的主要分类（按设计类别、级别分）：
中低压容器设计
压力容器设计-设计参数的确定：
设计压力: 相应设计温度下确定壳壁厚度的压力，亦即标注在铭牌上 的容器设计压力。其值稍高于最大工作压力。 最大工作压力：是指容器顶部在工作过程中可能产生的最高压力（表 压）。 使用安全阀时设计压力不小于安全阀开启压力,或取最大工作压力 1.05～1.10倍； 使用爆破膜根据其型式，一般取最大工作压力的1.15～1.4倍作为设 计压力。 容器内盛有液体，若其静压力不超过最大工作压力的5％，则设计压 力可不计入静压力，否则，须在设计压力中计入液体静压力。 此外，某些容器有时还必须考虑重力、风力、地震力等载荷及温度的 影响，这些载荷不直接折算为设计压力，必须分别计算。 设计压力的圆整：0.01Mpa，0.05Mpa，0.1Mpa
化工设备机械基础课件2
主讲：罗康汉
复习上一课内容
化工机械的概念、作用、分类（设备、 机器、管道和阀门）
化工生产操作基础知识 化工设备维护基础知识
化工容器的基本结构
重点：化工容器的分类
难点：化工生产对设备的要求
1.1化工容器的结构
1.1.1化工容器的概念
化工容器是指在化工生产中承受一定温度
和压力，内部盛装物料或工作介质的容器。
化工容器必须适应化工生产的特点：具备 足够的强度、密封性、耐腐蚀性和稳定性。
化工容器一览
1.1.2化工容器结构。
常见的是钢制圆筒形结构，两端有封头，设备上
有各工艺接口。（如物料进、出口管、压力表接
管、液面计接管、法兰、支座、人孔、手孔等）
化工容器除了圆筒形外还有球形。
2、压力表
（1）、表压强（简称表压）
压力表上的读数称为表压（强），工程上（或生
产中）所说的“压力”实际是压强。单位常用 Mpa，kPa;
压力表和压力真空表
（2）、绝对压强
绝对压强：物体或流体所受到的实际压强称为绝 对压强。
绝对压强=表压（强） + 大气压（强）
大气压：是指所在地的大气压力 表压（强）=绝对压强 — 大气压
总
结
一、化工常见容器的结构组成
二、化工容器的分类 有按作用分；按压力等级分；按管理等级分三种。 三、化工生产对化工设备的要求 1、安全方面。（强度、刚度、稳定性、耐蚀性、 密封性）
2、经济方面。
化工设备机械基础基础知识
Ι
Ⅱ
Ⅲ
对容器的设计、制造、检验、使用和管理要求愈 高。
压力容器类别简易判断表
介质性质
PV值 MPa·m3
低压 (MPa) 0.1≤p <1.6
换热 分离 储存 反应
中压 (MPa) 1.6≤p <10
换热 分离 储存 反应
高压(MPa) 10≤p<100
非易燃 无/轻毒
易燃、中度毒性 ≥0.5 ≥10 一类 容器
D0 ——容器外径
Di ——容器内径
5）、按安全综合分类（国家质量监督检验检疫总局） 1999年修订颁发《压力容器安全技术监督规程》， 综合考虑了设计压力、几何容积、材料强度、应用 场合和介质危害程度等影响因素。根据容器所受压 力大小、介质毒性和易燃、易爆程度以及压力和体 积乘各的大小将压力容器分为三类。
化工容器的结构组成
化工容器常见的结构由：筒体、封头、支座、密封装置、开 孔以及各种工艺接管和附件等。
图1-1 卧式容器的结构简图
2 、化工容器的分类
不同类型的化工容器虽然服务对象不同、操作条件 各异、结构形式多样，但大多是能承受一定压力且容 积达到一定数值的密闭容器，化工容器又称压力容器。
为了了解各种压力容器的结构特点、适用场合以及设 计、制造、管理等方面的要求，需对压力容器进行分 类，本课程着重介绍中国《压力容器安全技术监察规 程》中的分类方法。
2）、 经济方面要求
化工设备除了要满足安全可靠性之外，还需满足经济方面 要求。 （1）、尽量降低设备成本：通过节约材料、优化加工制造 工艺等。 （2）、操作维修方便：考虑设备在使用过程中便于拆装、 检修、清洗等操作。
其中壁温在-20 ℃ ～ -40 ℃称为浅冷容器。 壁温低于-40℃者为深冷容器。
化工容器概述
化工容器概述LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】化工容器概述机器和设备，虽然它们服务对象、操作条件、内部结构不同，但是它们都有一外壳称之为容器。
容器的应用遍及各行各业，诸如航空、航海、机械制造、轻工、动工、化工等行业都需要容器。
不同类型的化工容器虽然服务对象不同、操作条件各异、结构形式多样,但大多是能承受一定压力且容积达到一定数值的密闭容器，化工容器又称压力容器。
化工容器广泛的应用于化工、食品、医药、石油及其相关的其他部门。
可以毫不夸张的说，化学工业的生产离不开容器。
然而化工容器与其他行业的容器相比较尤其自身的特点：它经常在高温高压下工作，它里面的介质经常是属于易燃易爆、有毒有害一级具有腐蚀性的介质。
因而要保证化工容器能长期安全的运行，化工容器必须具有足够的强度、密封性、耐腐蚀性及稳定性。
（一）化工容器的结构组成化工容器常见的结构由：筒体、封头、支座、密封装置、开孔以及各种工艺接管和附件等。
（二）化工容器的分类1.按压力等级分(1)内压容器:容器器壁内部的压力高于容器外表面所承受的压力。
低压容器（L）≤ P<中压容器（M）≤ P<高压容器（H）≤ P<100MPa超高压容器（U）P≥100MPa(2)外压容器:容器器壁外部压力大于内部所承受压力。
容器内压力小于一个大气压时称为真空容器2.按压力容器的原理与作用分（1）反应压力容器（R）：主要用于完成介质的物理、化学反应的压力容器。
代表设备：反应器、分解塔、合成塔（2）换热压力容器（E ）：主要用于介质热量交换的压力容器。
代表设备：换热器、余热或废热锅炉、冷凝器、蒸发器等。
（3）分离压力容器（S ）：主要用于介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器。
代表设备：分离器、过滤器、缓冲器、干燥器等。
（4）储存压力容器（C ，球罐B ）：主要用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器。
化工设备机械基础总结
化工设备机械基础总结化工设备机械是化工工业中不可或缺的组成部分，它们的运行状况直接影响着生产效率和产品质量。
合理、高效地使用和维护化工设备机械对于保障生产安全和提高生产效率至关重要。
本文将对化工设备机械的基础知识进行总结，包括化工设备机械的分类、工作原理以及日常维护注意事项等方面。
一、化工设备机械的分类化工设备机械按照其功能和用途可以分为以下几类：1. 压力容器类：包括反应釜、蒸馏塔、装置容器等等。
这些设备主要用于承受一定压力下的反应和分离过程。
2. 传热设备类：包括换热器、加热炉、冷却器等等。
传热设备主要用于传递热量，保持化工过程中的适宜温度。
3. 分离设备类：包括离心机、过滤机、蒸馏塔等等。
这些设备用于分离混合物中的不同成分，保证产品的纯度。
4. 混合设备类：包括搅拌器和混合槽等。
混合设备用于将多种物质充分混合，以达到特定的化学反应或工艺要求。
5. 运输设备类：包括输送带、输送管道等。
这些设备用于将物料从一个地方转移到另一个地方，保证生产过程的顺畅进行。
二、化工设备机械的工作原理化工设备机械的工作原理与其分类有关。
举几个例子来说明：1. 反应釜是一种常见的压力容器类设备，它用于进行各类化学反应。
反应釜的工作原理是将反应物料放入釜内，加热或者提高压力使其发生化学反应。
2. 换热器是一种传热设备，其主要原理是通过流体间的热传导、对流或辐射传热来实现热量的交换。
可以将热的流体传递给需要加热的流体，或者将冷却的流体吸收热量。
3. 离心机是一种分离设备，它利用离心力将混合物分离为不同密度或大小的组分。
通过旋转离心机，可以有效分离出所需的产品或废物。
三、化工设备机械的日常维护注意事项为了保障化工设备机械的正常运行和延长使用寿命，需要进行定期的维护和保养。
以下是几个需要注意的方面：1. 定期检查：定期检查化工设备的各个零部件，特别是易损部位，如密封件、轴承等。
发现问题及时维修或更换。
2. 清洁保养：保持设备的清洁，定期清除积聚的污物和沉积物，防止出现堵塞或腐蚀。
化工容器的基本结构及分类.
（二）压力容器的分类
①毒性程度
综合考虑急性毒性、最高容许浓度和职业性慢性 危害等因素。
极度危害最高容许浓度小于0.1mg/m3 高度危害最高容许浓度0.1～1.0 mg/m3 中度危害最高容许浓度1.0～10.0 mg/m3 轻度危害最高容许浓度大于或者等于10.0 mg/m3
（二）压力容器的分类
2. 按《TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术 监察规程》分类
（1）第一步，根据介质毒性程度和爆炸危害程度 确定介质危害性
介质危害性指压力容器在生产过程中因事故致使介 质与人体大量接触，发生爆炸或者因经常泄漏引起 职业性慢性危害的严重程度，用介质毒性程度和爆 炸危害程度表示。
职业教育应用化工技术专业教学资源库《化工设备认知与制图》课程
化工容器的基本结构及分类
吉林工业职业技术学院
一、化工容器的基本结构及分类
鞍式支座
封头
法兰
安全阀
补强圈
视镜
二、压力容器的分类
1.按承压方式分类
内压容器 化工容器
p内 p外
外压容器
外压容器中，当容器的内p内压小p于外 一个绝对大气压（约
作温度高于或者等于标准沸点的液体）分为以下两 组， 第一组介质：毒性程度为极度危害、高度危害的化 学介质，易爆介质，液化气体。 第二组介质：除第一组以外的介质。
（二）压力容器的分类
（3）第三步，根据介质特性和设计参数划分 压力容器类别
压力容器类别的划分应当根据介质特性，选 择相应的类别划分图；再根据设计压力p（单 位MPa）和容积V（单位L），标出坐标点； 由坐标点位置确定容器归属I类、II类或者III类：
（二）压力容器的分类
一、二、三类压力容器制造厂家
武汉新世界制冷工业有限公司 AR2 RZZ049 1999/-2004
南通市化工机械厂 AR1 RZZ050 1999/-2004
无锡力马化工机械有限公司 AR2 RZZ051 1999/-2004
福州容辉化工机械厂 AR2 RZZ052 1999/-2004
福建省三明双轮化工机械有限公司 AR2 RZZ065 1999/-2004
沈阳市工业安装工程公司 AR2,AR3 RZZ068 1999/-2004
广州广重企业集团公司 AR1 RZZ069 1999/-2004
四川锅炉厂 AR1 RZZ070 1999/-2004
自贡市高压容器厂 AR1 RZZ071 1999/-2004
淄博压力容器厂 AR2,CR2 RZZ073 1999/-2004
青岛热能设备有限公司青岛通用机械厂 AR1 RZZ074 1999/-2004
上海第一冷冻机厂 AR2 RZZ075 1999/-2004
山东海化集团潍坊庆丰设备工程有限公司 AR2 RZZ076 1999/-2004
沧州化工机械集团有限公司 AR2,DR3 RZZ077 1999/-2004
邯郸制氧机厂 AR1 RZZ107 2000/-2005
中国化学工程第七建设公司 AR1 RZZ108 2000/-2005
中国核工业总公司五零四厂 AR2 RZZ112 2000/-2005
山东省建设高压容器有限公司 AR2 RZZ113 2000/-2005
中国化学工程第十四建设公司 AR1 RZZ118 1995/-
北京化工机械厂 AR2 RZZ007 1999/-2003
化工设备基本知识—化工容器的结构和分类
上述筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附 件等即构成了一台化工设备的外壳。对于储存用的容器,这一 外売即为容器本身。对用于化学反应、传热、分离等工艺过 程的容器而言,则须在外売内装入工艺所要求的内件,才能构成 一台完整的设备。
1. 按承压性质分 内压容器（容器内压大于外压） 外压容器(内压小于一个绝对大气压时称为真空容器)
2．内压容器按设计压力大小分 低压容器(代号L) 0.1Mpa≤P＜1.6Mpa 中压容器(代号M) 1.6Mpa≤p＜10,0Mpa 高压容器(代号H) 10.0Mpa≤P＜100Mpa 超高压容器(代号U) p ≥100MPa
4.开孔与接管
化工容器中,由于工艺要求和检修及监测的需要,常在筒体或封头上开设 各种大小的孔或安装接管,如人孔、手孔、视镜孔、物料进出口接管,以 及安装压力表、液面计、安全阀、测表等。
5.支座
化工容器靠支座支承并固定在基础上。随安装位置不同,化工容器支座 分立式容器支座和卧式容器支座两类。
6.安全附件
椭圆形容器 矩形容器
化工容器概念: 化工容器是化工设备外部壳体的总称。 压力容器概念：由于化工生产中,介质通常具有较高的压力,故化工容器通常为压 力容器。
图1—1化工容器 1—接管法兰 2—支座 3—封头拼接焊缝 4—封头 5—环焊缝 6—补强圈 7—人孔 8—纵焊缝 9—筒体 10—压力表 11—安全阀 12—液面计
1.筒体
筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反应所需要的工 作空间,是化工容器最主要的受压元件之一分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥 壳和平盖等几种,其中以椭圆形封头应用最多。
2容器基本知识概述
承压方式
低压(L)容器 0.1 MPa≤p＜1.6 MPa
内压容器 按照设计压力P
中压(M)容器 1.6 MPa≤p＜10.0 MPa 高压(H)容器 10 MPa≤p＜100 MPa 超高压(U)容器 p≥100MPa
按容器壁温分类
常温容器： -20＜壁温≤200℃ 高温容器：壁温达到材料蠕变温度
（1）GB150 《钢制压力容器》
中国已经颁布并实施 了以GB150《钢制压力 容器》为核心的一系 列标准
33
基础标准 产品标准 零部件标准
特点
第 1 部压力容器国家标准 基本思路与ASME Ⅷ-1相同 常规设计标准 设计压力：0.1MPa≤P ≤ 35MPa 设计温度：-196℃ ≤ t ＜蠕变限用温度 适用于：钢制压力容器设计、制造、检验及验收
分离压力容器（代号S）：主要完成介质流体压力 平衡缓冲和气体净化分离
储存压力容器（代号C，其中球罐代号B）：主要用 于储存、盛装气体、液体和液化气体等介质
18
（3）按安装方式 分类
安装方式
固定式压力容器：固定安装和使用地点，工艺条 件和操作人员也较固定
移动式压力容器 ：该安装方式的压力容器在结构、 使用和安全方面均有其特殊的 要求。
碳素钢或低合金钢容器＞ 420℃ 合金钢＞ 450℃ 奥氏体不锈钢＞ 550℃ 中温容器：在常温和高温之间 低温容器：壁温≤ -20℃, -20℃ ～-40℃为浅冷容器
壁温≤-40℃为深冷容器。
16
17
（2）按容器在生产中的 作用分类
生产过程 中的作用
反应压力容器 (代号R）：完成物理、化学反应 换热压力容器（代号E）：完成介质热量交换
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2.4 压力容器的安全监察
化工设备基础知识
化工设备基础知识一、化工设备的概念化工设备是指化工生产中静止的或配有少量传动机构组成的装置，主要用于完成传热、传质和化学反应等过程，或用于储存物料。
二、化工设备的分类1、按结构特征和用途分为容器、塔器、换热器、反应器（包括各种反应釜、固定床或液态化床）和管式炉等。
2、按结构材料分为金属设备（碳钢、合金钢、铸铁、铝、铜等）、非金属设备（陶瓷、玻璃、塑料、木材等）和非金属材料衬里设备（衬橡胶、塑料、耐火材料及搪瓷等）其中碳钢设备最为常用。
3、按受力情况分为外压设备（包括真空设备）和内压设备，内压设备又分为常压设备（操作压力小于1kgf/cm2）、低压设备（操作压力在 1～16 kgf/cm2 之间）、中压设备（操作压力在 16～100 kgf/cm2 之间）高压设备、（操作压力在 100～1000 kgf/cm2 之间）和超高压设备（操作压力大于 1000 kgf/cm2）三、化工容器结构与分类1、基本结构在化工类工厂使用的设备中，有的用来贮存物料，如各种储罐、计量罐、高位槽；有的用来对物料进行物理处理，如换热器、精馏塔等；有的用于进行化学反应，如聚合釜，反应器，合成塔等。
尽管这些设备作用各不相同，形状结构差异很大，尺寸大小千差万别，内部构件更是多种多样，但它们都有一个外壳，这个外壳就叫化工容器。
所以化工容器是化工生产中所用设备外部壳体的总称。
由于化工生产中，介质通常具有较高的压力，故化工容器痛常为压力容器。
化工容器一般由筒体、封头、支座、法兰及各种开孔所组成.1）筒体筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反应所需要的工作空间，是化工容器最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需由工艺计算确定。
圆柱形筒体（即圆筒）和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。
2）封头根据几何形状的不同，封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中以椭圆形封头应用最多。
封头与筒体的连接方式有可拆连接与不可拆连接（焊接）两种，可拆连接一般采用法兰连接方式。
化工设备基础
晶间腐蚀：是一种局部的、选择性的腐蚀破坏。
应力腐蚀：是金属在腐蚀性介质和拉应力的共同作用下产生的一种破坏形式。
公称压力：指管道、管件、阀门在一定的温度范围内最大允许工作压力。
薄壁容器：将容器的厚度与其最大截面圆的内径之比小于0.1 的容器称为薄壁容器。
边缘应力：由于结构的不连续性导致变形不协调性产生的附加应力。
特点：局部性和自限性。
临界压力：导致筒体失稳的压力。
临界长度：容器在外压作用下，与临界压力相对应的长度。
力学性能：在外力作用下不产生超过允许的变形或不被破坏的能力。
容器：一般是由几个壳体，再加上连接法兰、支座、接口管、人孔、手孔等零部件组合而成。
公称直径：对由钢板卷制的筒体和成型封头，指其内径，采用无缝钢管制作的容器，指其外径。
法兰的公称直径是与其相匹配的筒体或管子的公称直径。
封头的选择：几何方面，就单位容积的表面积来说，以半球形封头最小，力学方面，在直径、厚度、计算压力相同的条件下，半球形封头的应力最小。
法兰联接结构式一个组合件，一般是有联接件、被联接件、密封元件组成。
法兰密封结构由法兰、垫片、螺栓、螺母组成。
法兰密封原理：当压力介质通过密封口的阻力降大于密封口两侧介质的压力差时，介质就被密封住了。
泄露途径：垫片渗漏和压紧面泄露。
等面积补强：就是使补强的金属量等于或大于开孔所削弱的金属量。
补强原则：补强金属通过开孔中心线的纵截面上的正投影面积，必须等于或大于壳体由于开孔而在这个截面上所削弱的正投影面积。
加强圈的作用：缩短计算长度，提高容器的抗失稳性。
补强圈的作用：降低开孔处的应力集中系数。
侧向失稳：容器由于受均匀侧向外压引起的失稳。
内压容器：壳体的内部压力大于壳体外部压力的容器。
第一曲率半径：经线上两点切线的两条垂线的交点与原来点之间的距离。
第二曲率半径：经线上任一点的切线的垂线与旋转轴的交点之间的距离。
Q235-A F: Q:钢材屈服点，235：屈服极限值为235mpa,A ：甲类钢，F：沸腾钢。
化工设备机械基础讲义
化工设备机械基础讲义宁夏化工技师学院化工设备部分1、化工容器结构包括那几部分？答：它是一个钢制圆筒结构，主要由钢制圆筒体和两端的封头组成，并安装有各种化工工艺接管（如物料进出口管、压力表接管、液压计接管等，）以及为检修方便开设的人孔、手孔，和为保护容器安全而设置的安全装置（如安全阀、爆破片）等，整个容器借助支座安放在基础上。
2、化工容器可以分为那几类？答：（1）按照压力容器在生产过程中的作用分类①反应类容器.②换热类容器.③分离类容器.④储存类容器.(2)按照容器的压力等级分类①低压容器(代号为L):0.1MPa≤p＜1.6MPa;②中压容器(代号为M):1.6MPa≤p＜10MPa;③高压容器(代号为H):10MPa≤p＜100MPa;⑤超高压容器(代号为U):p≥100MPa;(3)按照容器的管理等级分类1)第一类压力容器除了第二类、第三类压力容器以外的所有低压容器.2)第二类压力容器它包括:①除第三类容器以外的中压中期.②剧毒介质的低压容器.③易燃或有毒介质的低压反应器和储运器.④内径小于1m的低压废热锅炉.3)第三类压力容器它包括:①高压或超高压容器.②剧毒介质且工作压力p与容器V的乘积:pV≥0.2立方米·MPa的低压容器和剧毒介质的中压容器.③易燃或有毒介质且pV≥0.5立方米·MPa的中压反应容器,或pV≥10立方米·MPa的中压储运器.④中压废热锅炉或直径大于1m的低压废热锅炉.3、化工生产对化工容器的基本要求有哪些?答:1、安全方面的要求.(1)强度要求.(2)刚度要求.(3)稳定性要求.(4)耐蚀性要求.(5)密封性要求.2、经济方面的要求.(1)、尽量降低设备成本.(2)、操作、维修方便。
4、什么是强度？什么是刚度？化工容器除了有强度要求外，为什么还要有刚度要求？答：强度是指设备及其零部件抵抗外力破坏的能力.刚度是指容器及其零部件抵抗外力作用下变形的能力.如果容器在工作时,强度虽然满足要求,但却在外载作用下发生较大变形,则也不能保证其正常运行.例如:长压容器的壁厚,若根据强度计算的结果数值很小,在制造、运输及现场安装过程中容易发生较大变形,故应根据其刚度要求来确定壁厚.5、化工生产对换热类设备有哪些要求?答: ①应满足工艺条件所规定的温度、压力、流量等要求.②应具有较高的传热效率,换热器所用的材料传热性能要好,传热面积足够且流体阻力要小. ③应具足够的机械强度和刚度,整体结构可靠,节省材料.此外,还应便于制造、安装及维修。
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❖ 常温容器： -20< T ≤200℃
❖ 高温容器：壁温达到蠕变温度以上的容器
➢碳钢、低合金钢： 6.按壁温分类 ➢高合金钢：(Cr-Mo钢)
T> 420 ℃ T> 450 ℃
➢奥氏体不锈钢：(Cr-Ni钢) T> 550 ℃
❖ 中温容器：介于常温与高温之间的容器
❖ 低温容器：壁温< -20 ℃的容器
20
❖ 标准 —— 具有法规性、技术性 （作为衡量产品质量的尺度）
项目
标准
GB150-2011《压力容器》
GB/T151-2014《热交换器》
压力容器 JB/T4710-2005《钢制塔式容器》 GB12337-1998《钢制球形储罐》
JB/T 4731-2005《钢制卧式容器》
JB/T 4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》 筒体 GB/T9019-2001《压力容器公称直径》
5 5
传统分类
根据压力等级、介质毒性危害程度以 及生产中的作用，压力容器可分为 三类。
第一类压力容器、第二类压力容器、 第三类压力容器
不包括核能、船舶专用、直接受火焰 加热容器
6 6
传统分类
三类容器
（ 1） 高压容器； （2） 毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器； （3） 中度危害介质，且pV大于等于10MPa·m3中压储存容器； （4） 中度危害介质，且pV大于等于0.5MPa·m3中压反应容器； （5） 毒性程度为极度和高度危害介质，且pV乘积大于等于 0.2MPa·m3的低压容器； （6） 高压、中压管壳式余热锅炉； （7） 中压搪玻璃压力容器； （8） 使用强度级别较高的材料制造的压力容器； （9） 移动式压力容器，铁路罐车、罐式汽车和罐式集装箱等； （10） 容积大于等于50 m3的球形储罐； （11） 容积大于5 m3的低温液体储存容器。
(2) 对用无缝钢管制作的筒体： DN = Do (外径) 六个等级：159 219 273 325 377 426
23
（3） 对无缝钢管 DN≠Di DN ≠ Do 而是小于外径的某一尺寸
◼ 无缝钢管表示为： 如 252.5 （外径×壁厚）
无缝钢管的公称直径与外径的对照 （mm） DN 10 15 20 25 32 40 50 65 Do 14 18 25 32 38 45 57 76 壁厚 3 3 3 3.5 3.5 3.5 3.5 4
3
压力容器的设计、制造、 安装、维修、改造、检验或使用 都必须遵照执行原劳动部颁发的 《固定式压力容器安全技术监 察规程》（TSG 21-2016）》 (以下简称《容规》)。
设计、制造、使用、检查 或检测的小错误都可能导致压力 容器发生灾难性的事故。
4 4
为了确保压力容器的设计质量，根据《TSG 21 压力容器压力管道设计许可规则》的有关规定，从 事压力容器设计的单位，必须取得由国家质检总局 或省级质量技术监督部门负责批准、颁发的《压力 容器压力管道设计许可证》，方可按批准的类别、 级别、品种在全国范围内进行压力容器的设计工作。 对A类、C类、SAD类压力容器设计单位的《设计 许可证》，由国家质检总局批准、颁发。 《设计许 可证》有效期为4年
A1 A级
(1) A1级，指超高压容器、高压容器 ( 注明单层、多层 )；
(2) A2级，指第三类低、中压容器； (3) A3级，指球形储罐；
高压、难制作
(4) A4级，指非金属压力容器。
A2 C级
(1) C1级，指铁路罐车；
(2) C2级，指汽车罐车、长管拖车；
移动
(3) C3级，指罐式集装箱。
A3 D级
容
封头 GB/T25198-2010《压力容器封头》
器 设备法兰 JB/T4700～4704-2000《压力容器法兰》
零 部
管法兰 HG/T20592～20635-2009《钢制管法兰、垫片、紧固件》
件 容器支座 JB/T4712.1～4712.4-2007《容器支座》
人孔 HG/T21515～21530-2005《人孔》
t ≥ 其标准沸点的液体。
19
二. 基本法规、规范与常用标准
❖ 法规 —— 具有法律性、强制性、必须遵循 《特种设备安全监察条例》 2009年 国务院颁布
❖ 安全技术规范 ——国家为防止和消除生产中的伤亡事故，保障 劳动者安全而制定的各种法律规范，具有法律性、强制性
TSG R0004-2009 《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSG R0005-2011 《移动式压力容器安全技术监察规程》 TSG R000X-2011 《气瓶安全技术监察规程》(征求意见稿) TSG G0001-2012 《锅炉安全技术监察规程》 TSG D0001-2009 《压力管道安全技术监察规程—工业管道》 TSG ZF001-2006 《安全阀安全技术监察规程》 TSG ZF003-2011 《爆破片装置安全技术监察规程》
24
（4） 法兰的公称直径 ◼ 与其相配的筒体、封头和接管的公称直径相一致 2. 公称压力—— PN ◼ 规定的标准压力等级 如：压力容器法兰的公称压力（MPa）
0.25 、 0.6 、 1.0 、 1.6 、 2.5 、 4.0 、 6.4
25
哪些零部件标准化了？ 标准化内容？
材料 型材
成分、性能、尺寸
三方面：压力、 容积、介质
N·m-2·m3= N·m
第一组介质： 毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质；易燃
介质；液化气体。 第二组介质：
由除第一组以外的介质组成，如水蒸气、氮气等。
9
按安全管理分类
《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG 21-2016
根据
﹡压力等级 ﹡压力与容积的乘积 ﹡介质的危害程度 ﹡用途、设计、制造特点 ﹡重要程度
第二篇 化工容器设计
第二章 概论 第一节 容器的结构与分类 一. 容器的概念 化工容器 —— 化工生产中各种设备外部壳体的总称 压力容器 —— 承受压力载荷的密闭容器
1
二. 容器的结构
接管
人孔
封头
支座
筒体
2
压力容器分类
•按容器的形状 •按承压性质-危险性 •按管理
•其它
按容器壁温 按金属材料
按应用情况
量接触、发生爆炸或因泄漏引起职业性慢性危害的严重程度， 用介质毒性危害程度和爆炸危害程度表示。
毒性程度：综合考虑急性毒性和最高容许浓度。极度危害 最高容许浓度小于0.1mg/m3；高度危害最高容许浓度0.1～ 1.0 mg/m3; 中度危害最高容许浓度1.0～10.0mg/m3; 轻 度危害最高容许浓度大于等于10.0 mg/m3。
二类容器
（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。
一类容器 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。 7
《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG 21）分类
21
第三节 容器零部件的标准化
一. 标准分类
类别
代号
国家标准
GB 、GB/T（推荐）
行业标准
JB— 机械行业标准
HG— 化工行业标准
SH— 石油化工行业标准
NB— 能源行业标准
EJ— 核工业行业标准
HJ— 环保行业标准
地方标准
DB
企业标准
Q
22
二. 标准化的基本参数 1. 公称直径 —— DN
是一个代表性尺寸 (1) 对由钢板卷制的筒体和封头： DN = Di (内径) 压力容器公称直径标准： 300 350 400 450 500 …… 6000 共48级
易燃介质：指气体或液体的蒸汽、薄雾与空气混合形成的 爆炸混合物，其爆炸下限小于10%，或者爆炸上限和爆炸下 限的差值大于等于20%。
13
压力容器类别的简明判断
14
三. 容器的分类
1. 按用途分类
❖ 贮存容器 C ❖ 反应容器 R ❖ 换热容器 E ❖ 分离容器 S
2. 按壁厚分类
❖ 薄壁容器 ❖ 厚壁容器
介质分组
❖第一组介质 毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质， 易爆介质，液化气体
❖第二组介质—— 除第一组以外的介质 10
图1 压力容器类别划分图—第一组介质
11
图2 压力容器类别划分图—第二组介质
12
压力容器的分类
按《固定式压力容器安全技术监察规程》 （2016版）
介质危害性 介质危害性指设备在生产过程中因事故致使介质与人体大
❖ 球形容器 3. 按几何形状分类 ❖ 圆筒形容器
❖ 圆锥形容器
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❖ 内压容器 — 内部介质压力高于外部压力 4. 按承压方式分类 ❖ 外压容器 — 内部介质压力小于外部压力
❖ 当内部压力< 0.1 MPa (绝压）叫真空容器
❖ 低压容器（L） 0.1≤P < 1.6 MPa（表压） ❖ 中压容器（M） 1.6 ≤P < 10 MPa 5. 按压力等级分类 ❖ 高压容器（H） 10 ≤ P < 100 MPa ❖ 超高压容器（U） P ≥100 MPa
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28
17
◼ 压力容器类别
❖一类容器（Ⅰ） ❖二类容器（Ⅱ） ❖三类容器（Ⅲ）
根据介质特性选择类别划分图，再根据设计压力p和容积V 标出坐标点，确定容器类别：
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第二节 压力容器的安全监察、法规、规范与标准
一、受监察的压力容器的条件
《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG 21-2016 安全监察的压力容器是指同时具备下列条件的容器： 1. 最高工作压力 pw≥ 0.1 MPa （表压，不含液体静压力）； 2.工作压力与容积的乘积 pV≥2.5MPa·L； 3. 盛装介质为气体、液化气体，以及介质最高工作温度