4 第八章 化工容器容器
《化工容器》PPT课件
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。
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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
外压容器的破坏形式有两种:一种是因筒体强度不够而引起破坏，然而这种情况实际上 极少发生;另一种是因筒体失稳引起的破坏。当外压容器所受到的压力达到某极限值时， 壳体的横截面会突然失去原形，产生压扁或折皱(压瘪)现象，使得圆筒的圆环形截面一瞬 间变成了曲波形，其波数可能是2, 3, 4等，如图2-13所示
第七节 容器的接管、开孔与补强 三 容器的开孔与补强
(一)局部补强 1.补强圈补强
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第二章 化工容器
第七节 容器的接管、开孔与补强 三 容器的开孔与补强
2.厚壁管补强 (二)整体补强 整体补强方法是用增加整个筒壁或封头壁厚的方法来降低开孔处的应力，使之达到工程 上允许的程度
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1.常用密封面的结构形式及应用
1
平面型密封面
2
凹凸型密封面
3
桦槽型密封面
4
锥形密封面
5
梯形槽密封面
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第二章 化工容器
第六节 法兰连接 三 法兰的密封面和垫片
1.常用密封面的结构形式及应用
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第二章 化工容器
第六节 法兰连接 三 法兰的密封面和垫片
2.垫片的选择 垫片与操作介质直接接触，受到介质的物理、化学作用，同时也受压力和温度的影响。 要使设备或管道能达到预期的密封效果，选择合适的垫片材料和类型是十分重要的。
化工设备机械基础 第八章
M
课本第106页
8.1 回转壳体的几何特性
二. 基本假设
1) 直法线假设：壳体在变形前垂直于中 间面的直线段，在变形后仍保持直线段 并垂直于变形后的中间面，且直线段长 度不变。 2) 互不挤压假设：壳体各层纤维变形后 均互不挤压。
R1=∞ R2= R3=D/2
R1=∞ R2= r/cosα R3=r
课本第107页
8.2
回转壳体的薄膜应力分析
1）经向应力计算公式结果
2）环向应力计算公式
课本第109页
8.2 回转壳体的薄膜应力分析
2.轴对称回转壳体薄膜理论的应用范围
1)回转壳体曲面在几何上是轴对称的、壳体 厚度无突变；曲率半径连续变化，材料均匀 连续且各向同性； 2)载荷在壳体曲面的分布是轴对称和连续的； 3)壳体边界是自由的； 4)壳体在边界上无横向剪何特性
纵截面
横截面
锥截面
一. 基本概念(四线三平面三半径） 1）纵截面：用通过回轴线的平面截得到的壳体截面 2）锥截面：用与壳体正交的圆锥面截取得到的壳体 截面 3）横截面：用与轴线垂直的平面截得到的壳体截面
课本第105页
8.1 回转壳体的几何特性
经线AB ' AB''
第八章
回 转 壳 体 的 几 何 特 性
母线 经线 法线 纬线 纵截面 横截面 锥截面
R1=MK1(K1点在法线上)
R2=MK2(K2点是法线与回转轴的交点) R3=MK3(K3点是平行圆圆心)
第八章
薄 膜 应 力 计 算 公 式
法线n 一. 基本概念(四线三平面三半径） 纬线
1）母线：形成中间面的平面曲线AB。 母线AB 2）经线：通过回转轴作任一纵截面，其与壳体曲 面相交所得到的交线AB'，AB'' 。 3）法线：通过经线上任意一点垂直于中间面的直 线n，称为中间面在该点的法线。 4）纬线：过N点作圆锥面与壳体中间面正交，所 得的交线是一个圆，称为回转曲面的纬线。
化工容器的基本结构及分类.
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：
0.1MPa）时又称为真空容器。
内压容器按设计压力大小分为四个压力等：低压（代号 L）容器 —— 0.1MPa p 1.6MPa
中压（代号M）容器 —— 1.6MPa p 10MPa
高压（代号H） 容器 —— 10MPa p 100MPa
超高压（代号U）容器 —— p 100MPa
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
（二）压力容器的分类
②易爆介质 指气体或者液体的蒸汽、薄雾与空气混合形 成的爆炸混合物
③具体介质毒性危害程度和爆炸危害程度的 确定 按照《HG 20660-2000 压力容器中化学介质 毒性危害和爆炸危险程度分类》确定。
（二）压力容器的分类
化工容器的标定操作规程,1200字
化工容器的标定操作规程化工容器的标定操作规程一、目的化工容器的标定是为了确保容器内物质的测量和使用的准确性和可靠性，避免测量误差带来的可能的安全隐患和经济损失。
二、标定器材和设备1. 准确可靠的量具，如天平、分析仪器、计量器等；2. 标准溶液或物质；3. 充足的时间和人力资源。
三、标定前的准备工作1. 根据容器的使用需求，选择合适的标定方法和标准物质；2. 清洁和检查容器，确保容器内无残留物和污染；3. 检查和校准所使用的量具，确保其准确性；4. 准备标定所需的所有器材和材料。
四、标定操作步骤1. 确定标定方法根据容器的性质和用途，选择合适的标定方法，如重量法、容量法、流量法等。
2. 准备标定物质根据选择的标定方法，准备相应的标准溶液或物质。
3. 前处理将被标定容器清洗干净，并确保其内壁干燥，以避免对测量结果的影响。
4. 测量准备根据标定方法的要求，安装好所需的量具和仪器，并确保其准确性。
5. 开始标定根据标定方法的步骤，逐步进行标定操作。
如使用重量法进行标定，首先将干净的容器放在准确的天平上，记录初始重量；然后加入标定物质，再次记录容器和物质的总重量；计算出物质的重量，确认结果。
6. 结果记录和分析将标定的结果记录在标定记录表中，并进行结果的分析和评估。
7. 校准和调整根据标定结果的分析，如有需要，对容器进行校准和调整，以保证测量的准确性。
8. 标定记录和存档将标定的记录和评估结果进行归档保存，以备日后查证和比对。
五、注意事项1. 标定操作应由经过专业培训并具备实践经验的操作人员进行。
2. 在标定过程中要保持操作环境整洁、干燥、安全。
3. 每次标定前，都需要检查和校准所使用的量具和仪器的准确性。
4. 标定的物质选择应符合标定相关的国家标准和规范要求。
5. 标定记录应详细准确，包括标定方法、操作步骤、结果分析、校准调整等。
6. 标定记录应进行归档保存，并定期进行复查和更新。
7. 标定结果出现异常时，应及时采取措施进行调查、分析和处理。
化工容器设计
有缝管的公称直径：
❖每一公称直径对应一外径，其内径 数值随厚度不同而不同。
❖有缝管按厚度可分为薄壁钢管、普 通钢管和加厚钢管。
❖管路附件也用公称直径表示，意义 同上
无缝钢管的公称尺寸：
分热轧管和冷拔管。 无缝钢管不用公称直径而是以外径乘厚度
㈠ 国内标准
❖1989我国压力容 器标准化技术委员 会制订了GB150-89 《钢制压力容器》
❖1998年修订成 GB150-1998，使标 准更加完善。
㈠ 国内标准
❖GB150《钢制压力容器》内容包括： ✓压力容器板壳元件计算 ✓容器结构要素的确定 ✓密封设计 ✓超压泄放装置的设置 ✓容器的制造 ✓验收的要求
按材料
金属容器:钢制, 铸铁,有色金属容器
非金属材料：既可作为容器的衬里， 又可作为独立的构件。
按材料
应用最多是低碳钢和普通低合金钢， 腐蚀严重或产品纯度要求高用不锈 钢、不锈复合钢板、铝板及钛材。 在深冷操作中，可用铜或铜合金； 常用非金属材料的有：硬聚氯乙烯、 玻璃钢、不透性石墨、化工搪瓷、 化工陶瓷及砖、板、橡胶衬里等
一、容器的结构
壳体(筒体)、封头(端盖)、法兰、支座、接口管及人孔等 组成。常低压化工设备通用零部件标准直接选用。
二、容器的分类
压力容器分类
•按容器的形状 •按承压性质 •按管理
按容器壁温 •其它 按金属材料
按应用情况
按容器的形状
按容器形状分类
名称
特点
方形\矩 平板焊成，制造简便，但承压能 形容器 力差，只用作小型常压贮槽
压力容器设计
材料的韧性
第八章内压容器案例
8.1 设计参数的确定
四、计算压力pc
计算压力pc：在相应设计温度下，用以确定元件厚度的 压力，其中包括液柱静压力。 当元件所承受的液体静压力小于5%设计压力时，可忽 略不计。
8.1 设计参数的确定
常见的焊接形式：
搭接焊
角接焊
对接焊
8.1 设计参数的确定
常见的对接焊焊缝结构：
U型坡口（焊前）
U型坡口（焊后）
V型坡口（焊前）
V型坡口（焊后）
X型坡口（焊前）
X型坡口（焊后）
8.1 设计参数的确定
焊接后常出现：
① 缺陷，夹渣，未焊透，晶粒粗大等，在外观看不出 来； ② 熔池内金属从熔化到凝固的过程受到熔池外金属的 刚性约束，内应力很大。 焊缝区强度比较薄弱
2. 设计厚度（δd）
设计厚度（ δd ）：计算厚度与腐蚀裕量C2之和
d＝ C2
C2：腐蚀裕量，容器元件由于腐蚀或机械磨损而导致 厚度变薄，在设计壁厚时要考虑容器使用寿命期内的安 全性。 C n (mm)
2
λ：腐蚀速率（mm/a），由材料手册或实验确定。 一般情况，λ=0.05～0.13mm/a，轻微腐蚀时，单面 腐蚀C2=1～2mm，双面腐蚀C2=2～4mm，对于不锈钢， 一般C2=0。
n：容器的设计寿命，通常为10～15年。
8.2 内压容器筒体和封头厚度的计算
3. 名义厚度（δn）
名义壁厚 δn：设计厚度加上钢材厚度负偏差C1后向 上圆整至钢材标准规格的厚度，即为名义厚度。
n d C1
第八章化工过程自动控制ppt课件
8.2 化工单元操作常见的控制方案 一、离心泵出口流量控制
1、离心泵出口单路流量控制
FIC
情形1
FIC
情形2
2、离心泵出口多支路流量控制
FIC
FIC
注意： ◆所有调节阀均应该水平安装，并保证其前后直管段长度； ◆
F——流量 C——浓度 V——黏度
P——压力或真空度 pH——氢离子浓度 M——搅拌转速
自控功能代号：
I——指示 J——记录 L——联锁
C——控制 X——信号 A——报警
Q——累积 T——调节 R——人工遥控
例如：
FIC 表示将位号为101的流量信号引入计算机自控系统，显示并控制该值。
101
TI 表示在设备附近就地加装仪表显示温度101，而不引入计算机自控系统。
第8章 化工流程的自动控制
仪表和计算机自动控制系统在化工过程中发挥着重要作用。强化化工流 程的自动控制，是化工生产过程的发展趋势和方向。
化工流程自动化控制的优点： ①、提高关键工艺参数的操作精度，从而提高产品质量或收率； ②、保证化工流程安全、稳定的运行； ③、对间歇过程，还可减少批间差异，保证产品质量的稳定性和重复性； ④、降低工人的劳动强度，减少人为因素对化工生产过程的影响；
通过进料流股流率来控制容器内液体的液位
六、复杂的串级控制
TI
FI
冷流股
换热器 冷 凝 水
TI
加热蒸汽
TIC
热流股
换热器复杂串级控制示意图
七、化工流程中的间接测量与控制
问题描述：
一个真空蒸发结晶的间歇过程，蒸发结晶釜内（釜总体积为6m3）为正丁醇 －水－帕罗西丁物系，釜外夹套采用1.3kgf/cm2的饱和蒸汽加热，系统真空度要 求控制在720±10mmHg，开始真空蒸发结晶前，首先一次性向釜内压入3m3的正 丁醇－水－帕罗西盯均相物料（溶剂基水份含量质量百分数为23％，起始温度 为室温。），开启真空泵，待真空度稳定后，开始控制加热蒸汽流量进行升温 蒸发，随着正丁醇－水的馏出，釜内液位将下降，要求采用补加正丁醇的方式 维持结晶釜内液位基本不变。当釜内水份含量降低到一定数值时，帕罗西盯开 始结晶出来。整个过程为了保证晶体的成核与生长，还要求控制蒸发过程的蒸 发速度，而且在出晶点时蒸发出的冷凝液要部分回流到结晶釜。为了防止帕罗 西盯的热降解，整个蒸发过程温度不能超过50℃。蒸发结晶终点控制在结晶釜 内物料溶剂基水份含量质量百分数为0.6％，然后泄掉系统真空，进行过滤、干 燥、洗涤，得到帕罗西盯产品（晶体）。
《化工容器》课件
本课件将带你了解化工容器的定义、设计原则、制造工艺、检测与维护、应 用、发展趋势、并分享案例分析，让您全面了解化工容器的应用。
概念介绍
定义
化工容器是指在制造、加工、贮存和输送过程 中用来装载化工产品的容器，主要用于盛放、 储存、保存和运输化学品或化工产品。
分类
根据不同的使用场景，化工容器可以分为储存 容器、运输容器、加工容器和反应容器等类型。
杂的容器结构。
3
表面处理工艺
4
化工容器的表面处理工艺包括除锈、切 割、冲孔、打砂、热镀锌等，能够提高
容器的使用寿命和美观度。
成型工艺
化工容器的成型工艺包括注塑成型、挤 出成型、吹塑成型、拉伸成型等，不同 材质的容器有不同的成型工艺。
焊接工艺
焊接是化工容器制造过程中必不可少的 工艺之一，包括气体焊接、手工电弧焊、 埋弧焊等多种方法。
结构性原则
化工容器的设计需要充分考虑结构的强度、稳定性、 密封性等因素，以确保容器在运输、储存、加工等 过程中不会发生意外。
经济性原则
化工容器的设计不仅需要考虑性能和安全，还需要
实用性原则
化工容器的设计需要充分考虑实际应用场景，确保
化工容器的制造工艺
1
钳工工艺
2
化工容器的钳工工艺包括切割、打孔、
弯曲、焊接等，这些工艺能够制作出复
化工容器的检测与维护
1 非破坏检测
包括超声波、射线检测、涡流检测等，能够发现容器内部的缺陷和损伤。验等，能够测试容器的强度和稳定性。
3 维护方法
包括定期检测、清洗、涂层、防腐处理等，能够延长容器的使用寿命，提高安全性。
化工容器在工业生产中的应用
储存和运输
《化工容器设计》课件
根据容器的设计参数和所选材料，进行容器壁厚和承载能力的计算。
对容器进行稳定性分析，确保容器在正常操作和异常情况下均能保持稳定。
稳定性分析
强度计算
化工容器制造工艺
根据容器材质和结构选择合适的焊接方法，如熔化极气体保护焊、钨极惰性气体保护焊等。
焊接方法
根据容器的工作压力、介质特性以及结构要求，设计合理的焊接接头形式，如对接、角接等。
总结词
不同类型的反应器适用于不同的化学反应和工艺条件，其设计也各有特点。例如，釜式反应器适用于间歇式生产和较小的生产规模，而塔式反应器则适用于连续生产和较大的生产规模。
详细描述
总结词：储罐是化工生产中用于储存液态或固态物料的设备，其设计需要综合考虑物料的特性、储罐的容积和结构形式等因素。
总结词：换热器是化工生产中用于实现热量交换的设备，其设计需要综合考虑传热效率、热损失、流体阻力和经济性等因素。
化工容器设计基础
根据容器的设计参数和工艺要求，选择具有合适力学性能、耐腐蚀性能和加工性能的材料。
材料性能
对材料进行预处理，如除锈、脱脂等，以确保容器的制造质量和安全性。
材料处理
结构形式
根据容器的用途和工艺要求，选择合适的结构形式，如立式、卧式、球形等。
附件设计
合理设计容器进出口、人孔、手孔等附件，以满足工艺流程和操作要求。
根据容器的工作条件和材质特性，对容器进行焊后热处理，以提高其机械性能和耐腐蚀性能。
选择合适的热处理设备和工艺参数，对热处理过程进行严格控制，确保热处理效果符合要求。
射线检测
超声检测
磁粉检测
渗透检测
01
02
03
04
利用射线对容器进行检测，以发现内部缺陷。
化工容器概述
化工容器概述一、压力容器的概念1 化工设备——工艺过程中静止设备的总称。
2 容器——化工设备外壳的总称。
3 压力容器——承受压力载荷作用的容器。
（由于化工容器几乎都承受压力载荷，通常直接称其为压力容器。
化工容器的特点：为高温、高压，介质易燃易爆、有毒。
）二、化工容器的结构组成1 筒体、封头就如同房子四周的墙，它是构成容器空间的主要部件（属主要受压元件）壳体按形状的不同，可以分为圆筒壳体、圆锥壳体、球壳体、椭圆壳体、矩形壳体等等。
而封头有椭圆形封头、半球形封头、碟形封头、锥形封头及平板封头等。
2 接管：是介质进出容器的通道。
3 法兰：是容器及接管的可拆连接装置，分为设备法兰和管法兰（属主要受压元件）。
4 支座：是用于支承容器的部件。
5 人孔、手孔：是为便于制造、检验和维护管理而设置的部件（属主要受压元件）。
6 液面计：用于观察或监控液位的部件（属安全附件，此外还有安全阀、压力表等）。
三、化工容器的分类容器的分类方法很多，可以按生产过程中的作用原理分，也可以按容器形状、承压性质、结构材料、设计压力高低及安全监察要求分。
按材料分类：金属容器、非金属容器、复合材料容器等。
按容器形状分类：矩形容器、球形容器、圆筒形容器等。
按承压性质分类：内压容器和外压容器两种。
（1）外压容器是指容器外部压力大于内部压力的情况，特别地，当外压为常压时的外压容器，又称为真空容器。
（2）内压容器是指容器内部的压力大于外部压力的容器。
按设计压力高低分类：内压容器按其设计压力高低，可分为：低压容器、中压容器、高压容器、超高压容器 按照在生产过程中的作用原理分类：反应容器、换热容器、分离容器和储存容器四种：（1）反应容器：完成介质的物理、化学反应。
如：合成塔、反应釜、聚合釜、反应器、发生器等。
（2）换热容器：完成介质的热量交换。
如：热交换器、加热器、冷却器、冷凝器、废热锅炉等。
（3）分离容器：完成介质的压力平衡和气体净化等。
如：分离器、过滤器、缓冲器、洗涤器、吸收塔等。
压力容器的结构及其分类
第一节 压力容器的结构 及其分类
复习
• 1、什么是压力容器？ • 2、什么是薄壁容器？ • 3、工作温度为250度的是什么容器？ • 4、无毒的无害的低压容器、中压容器、高压容器分别属于第几类压力容器？ • 5、易燃介质或毒性程度中度危害介质的低压反应容器和储存容器属于第几类
压力容器？
（6）平板形 结构简单，制造容易。受力差，厚度要大。
一般用于常压或直径较小的高压容器上。
法兰连接
左上一图为连接塔节与塔节的容器法兰 左上二图为连接接管的管法兰
右下一图为连接封头与筒体、管箱与筒体的容器法兰 右下二图为管法兰
法兰连接
2、法兰连接 法兰连接和螺纹连接是常见的可拆连接 结构。
（1）法兰连接的组成 一对法兰、数个螺栓、螺母和一个垫 片组成。 判断法兰连接是否失效的准则： 能否防止泄露.
组合式垫片
增加了回弹性，提高了耐蚀性、耐热性和密封性能，适用于较高压力和温度的 场合。常用的组合垫片有金属包垫片、金属缠绕垫片和带骨架的非金属垫片。 缠绕式垫片由金属薄带、石棉带、聚四氟乙烯带、柔性石棉带相间缠绕而成。
• (4)法兰标准 石油、化工上用的法兰标准有两类，
一类是压力容器法兰标准 一类是管法兰标准
四、压力容器的主要零部件
压力容器由壳体（筒体）、封头（又称端盖）、法兰、 支座、接口管及人孔、手孔、视镜等组成。
1、封头 封头是压力容器上的端盖，是压力容器的一个主要承 压部件。所起的作用是密封作用。
• 封头的分类：
• 主要有：凸形、锥形、平板形
• 凸形封头有：半球形封头、椭圆形封头、蝶形封头、 无折边形球面型封头
合成橡胶垫：适用温度可达220～260°C；
石棉橡胶垫片：使用最广泛，主要用于温度低于350°C、 压力低于4.0MPa的水、油、蒸汽等介质。
化工容器
一．内压薄壁圆筒的壁厚设计 1．筒体的变形与应力
设：平均直径：D， 壁厚：S0， 内部介质压力：p。 • 轴向应力 D 2 DS0s z p 0 4
pD sz 4 S0
• 环向应力
2S0ls t pDl 0
pD st 2 S0
• 可以看出：薄壁圆筒受内压环向应力是轴向应力两倍。
二、加强圈
• 内径1.6m、全长5.88m的分馏塔，要保证在0.1MPa外压下 安全操作，须用12mm厚钢板。较簿钢板满足不了外压要求。 • 装上一定数量的加强圈，利用圈对筒壁的支撑作用，可以 提高圆筒的临界压力，从而提高其工作外压。
工字钢
角钢
扁钢
本节结束
§4 法兰联接
在石油化工设备和管道上，可虑到制造、运输、安装和检 修的方便，常采用可拆联接结构。法兰联接在石油化工设备和 管道上应用最为普遍。
许用应力时所取得安全系数。
三、容器的压力试验
为什么要进行压力试验？
• 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。 不适合作液压试验：
• 装入贵重催化剂要求内部烘干的容器；
二、容器的材料和许用应力 1．材料的选择 2．许用应力的确定
sb [s ] Sb s st [s ] Ss t t sD sn 或 [s ] SD Sn
式中：
s b —材料常温下的最低抗拉强度极限； s st —材料在设计温度下的屈服极限；
t sD —材料在设计温度下的高温持久极限； t sn —材料在设计温度下的蠕变极限； t t Sb、St、S D、S n —分别为按s b、s st、s D 和s n 计算
化工设备基础知识(化工设备主要零部件)4
化工设备基础知识
❖ 绪论
❖ 第一章 ❖ 第二章 ❖ 第三章 ❖ 第四章
化工设备常用材料 内压容器和外压容器 化工设备主要零部件 换热设备
❖ 第五章 塔设备
❖ 第六章 反应设备
❖ 第七章 加热炉和废热锅炉
❖ 第八章 油 罐
第三章 化工设备主要零部件
❖ 法兰连接 ❖ 开孔与补强 ❖ 人孔、手孔 ❖ 安全附件 ❖ 支座 ❖ 章结
通过调整安全阀调节圈与阀瓣间隙达到要求。
校正调整后的安全阀应进行铅封。 2、安全阀的维护
保持清洁；检查铅封是否完好；是否有泄 漏；排气管是否堵塞等。
发现缺陷，及时校正或更换。
3、安全阀的定期校验 校验期限： 每年至少一次
校验由具有相应资质的单位进行。 在线校验必须有主管压力容器安全技术的人 员在场。 校验程序： ⑴校验密封压力 ⑵校验开启压力 ⑶校验回座压力 ⑷其他参数校验
垫片□ □ □ －□ －□ □
标准号（ JB/T4705-2000） 公称压力（MPa）
公称直径（mm）
1－特制石棉
填充带代号 2－柔性石墨
3－聚四氟乙烯
钢带代号
查表
垫片结构型式代号A、B、C、D
例：垫片 B51－1000－2.50 JB/T4705-2000
0Cr13
金属包垫片
石棉橡胶板作内芯，外包厚度 为0.2～0.5mm厚的薄金属板
微启式 阀座喉径的1／20～40 全启式 阀座喉径的1／4以上
3、排放量 要求：排量不小于容器的安全泄放量。 通过设计计算与实测确定。 一般标记在其铭牌上。
三、安全阀的选用与安装 1、安全阀的选用 原则： ⑴正规厂家制造，有出厂合格证和技术文件； ⑵阀上有标牌，标牌上有主要技术参数； ⑶根据容器的工艺条件和工作介质特性选用； ⑷安全阀的排量不得小于容器的安全泄放量；
化工容器设计
σ1 σ2 σ2
σ1
2
薄壁容器及其应力特点
在介质压力作用下壳体壁内存在环 向应力和经（轴）向应力。
3
薄膜理论与有矩理论概念
计算壳壁应力有如下理论： （1）无力矩理论，即薄膜理论。
假定壳壁如同薄膜一样，只承 受拉应力和压应力，完全不能承 受弯矩和弯曲应力。壳壁内的应 力即为薄膜应力。
4
薄膜理论与有矩理论概念
一般回转壳体的薄膜应力计算通式：
m
pR2
2
区域平衡方程
m. p R1 R2
微体平衡方程
8.2.1 受气体内压的圆筒形壳体
已知: 圆筒平均直径D，壁厚δ，内压P， 求：壳体上某一点处的σθ、σm。
m
pR2
2
m. p R1 R2
式中 p,δ 为已知，R1= ∞, R2=D/2代入 上式，解得：
1.材料是均匀的，各向同性的。 厚度无突变，材料物理性能相同； 2.轴对称——几何轴对称，材料轴对称，载荷轴 对称，支撑轴对称； 3.连续——几何连续，载荷（支撑）分布连续， 材料连续。 4. 壳体边界力在壳体曲面的切平面内。 无横向剪力和弯距作用，自由边缘等；
14
8.2 薄膜理论的应用
薄膜应力理论
5
基本概念与基本假设
回转壳体 ——其中间面是由直线或平面曲线绕其同平
面内的固定轴旋转3600而成的壳体。
几个典型回转壳体
6
基本概念与基本假设
轴对称————指壳体的几何形状、约束条件和所受 外力都对称于回转轴。
中间面——与壳体内外表面等距离的曲面
母线————即那条平面曲线
经线————过回转轴的平面与中间面的交线
化工容器概述范文
化工容器概述范文化工容器是一类用于储存和运输化学品和化工原料的装置，它们具有防腐、耐高温、耐腐蚀的特点，能够有效地保护化学品免受外界环境的影响，并确保化工过程的安全进行。
化工容器的种类繁多，根据其用途和特点不同可以分为压力容器、常压容器、储罐、集装箱等。
首先，压力容器是一种能够耐受内部化学物质的高压作用力的容器。
它们通常用于储存和运输气体、液体和固体等化学品。
常见的压力容器包括气瓶、储气罐、过滤器等。
压力容器的设计通常遵循一定的标准和规范，如ASME（美国机械工程师协会）标准、PED（欧洲压力容器指令）等。
这些标准规定了容器的结构、材料、制造工艺和安全要求等。
其次，常压容器是指不需要承受高压作用力的容器。
它们通常用于储存和运输不需要保持高压的化学品和化工原料。
常见的常压容器包括塑料桶、PE罐、玻璃瓶等。
常压容器通常具有较小的容积，适用于小规模储存和运输。
另外，储罐是用于储存大量化学品和化工原料的容器。
储罐通常具有较大的容积，可根据需要设计成不同的形状和结构，如圆柱形、球形、马鞍形等。
储罐的材料可以选择钢材、玻璃钢、塑料等，根据化学品的特性和储存环境的要求进行选择。
储罐通常具有防腐、耐腐蚀和密封性好的特点，能够安全地储存和运输各种化学品。
此外，集装箱也是一种常用的化工容器。
它们通常用于海运和陆运化学品和化工原料。
集装箱具有结构牢固、防水和密封性好的特点，能够有效地保护化工品不受外界环境的影响，并确保安全运输。
无论是压力容器、常压容器还是储罐和集装箱，它们在化工工业中起着重要的作用。
首先，化工容器能够保护化学品不受到外界环境的污染和损害，防止氧化、分解和反应等不良情况的发生，从而确保化工过程的安全进行。
其次，化工容器能够在储存和运输过程中保持化学品的稳定性和纯度，确保产品质量的可靠性和一致性。
此外，化工容器还能够减少化学品的浪费和损耗，提高生产效率和经济效益。
然而，化工容器在使用过程中也面临一些挑战和风险。
化工容器管理制度范本
化工容器管理制度范本第一章总则第一条为了加强化工容器的安全管理，防止和减少事故，保障人民生命财产安全，根据《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国化工企业安全生产许可证条例》等法律法规，制定本制度。
第二条本制度适用于全国范围内的化工企业、科研单位、大专院校等涉及化工容器使用的单位和个人。
第三条化工容器安全管理应遵循安全第一、预防为主、综合治理、科学发展的原则，实行企业主体责任，政府监管和社会参与相结合的机制。
第二章管理机构与职责第四条化工容器安全管理机构：1. 化工企业应设立安全生产管理部门，负责化工容器的安全管理工作。
2. 化工企业应设立专门的化工容器安全管理小组，负责化工容器的日常安全管理工作。
第五条化工容器安全管理职责：1. 安全生产管理部门负责制定化工容器安全管理规章制度、操作规程和应急预案，并组织实施。
2. 化工容器安全管理小组负责对化工容器进行日常检查、维护和保养，确保化工容器安全运行。
3. 安全生产管理部门负责对化工容器安全管理人员、操作人员进行培训、考核和持证上岗工作。
4. 安全生产管理部门负责对化工容器事故进行调查处理，及时报告上级部门。
第三章安全管理与维护第六条化工容器选购与安装：1. 选购的化工容器应符合国家相关标准和规定，具备合法的出厂检验报告和合格证书。
2. 化工容器安装应由具有相应资质的单位或者专业人员进行，并按照相关规范和操作规程进行。
第七条化工容器运行与维护：1. 化工容器运行前应进行试运行，确认设备安全性能良好后方可投入生产使用。
2. 化工容器运行过程中，应定期进行安全检查、维护和保养，确保设备安全运行。
3. 化工容器运行过程中，操作人员应严格按照操作规程进行操作，不得擅自改变设备参数和运行状态。
4. 化工容器运行过程中，如发现异常情况，应立即采取措施停止运行，并及时报告安全生产管理部门。
第八条化工容器检修与改造：1. 化工容器检修应由具有相应资质的单位或者专业人员进行，并按照相关规范和操作规程进行。
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①对钢板卷焊的筒体，公称直径是指其内径
表8-5 压ห้องสมุดไป่ตู้容器的公称直径DN/mm
300 (350) 400 (450) 500 (550) 600 (650) 700 (750)
800 900 1000 (1100) 1200 (1300) 1400 (1500) 1600 (1700)
1.压力容器用钢
⑴碳钢：如普通碳钢Q235-A、Q235-B、Q235-C、Q235AF等，优质碳钢20R; ⑵低合金钢：如16MnR、15MnVR、18MnMoNbR等； ⑶低温钢：如16MnDR、15MnNiDR、09Mn2VDR等；
⑷不锈钢：如0Cr18Ni9、Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2Ti 等。
3
一、压力容器的组成与分类
1.压力容器的组成
4
2.压力容器的分类
⑴按工艺用途分
反应容器（R）：完成介质的物理、化学反应。 换热容器（E）：完成介质的热量交换。 分离容器（S）：完成介质的压力平衡和气体净化等. 储存容器：（Ｃ，球罐为Ｂ） ：盛装原料气体、液体、 液化气体等。
⑵按壁厚分：分为薄壁容器（δ/Di≤0.1或K=Do/Di≤1.2）
无缝钢管的公称直径：
无缝钢管是以外径乘厚度表示，如φ 57×3.5、 φ 32×3； 分热轧管和冷拔管。在管道工程中，管径超过57mm时，常采
用热轧管。管径在57mm以内常选用冷拔管。
17
③容器零部件的公称直径
有些零部件如法兰、支座等的公称直径指的是与其相配 的筒体、封头的公称直径。如DN 2000法兰，DN 2000鞍 座；
m
量减少开孔对纵截 面的削弱程度，使 环向应力不致增加 很多。
31
2.内压薄壁圆筒强度计算公式
n
2 p
t
pDi
C1 C2
式中 δ －圆筒的理论计算厚度， mm； Di －圆筒内径， mm； φ － 焊接接头系数； pc －筒体的计算压力， MPa； ［σ］t － 钢板在设计温度下的许用应力，MPa； C1－钢板负偏差； C2 －腐蚀余量
（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
二、压力容器材料
容器直径较小，可直接用无缝钢管制作。此时公 称直径指钢管外径。 无缝钢管制作筒体时容器的公称直径（mm）
表（8-6）
159
219
273
325
377
426
设计时，应将工艺计算初步确定的设备内径， 调整为符合表3-3或表3-4所规定的公称直径。
封头的公称直径与筒体一致。
12
②管子的公称直径
公称直径既不是它的内径，也不是外径，而是小 于管子外径的一个数值。只要管子的公称直径一
还有一些零部件的公称直径是与它相配的管子公称直径，
如DN200管法兰是指连接DN200mm管子的管法兰； 另有一些容器零部件公称直径是指结构中某一重要尺寸， DN 80(Dg80)视镜是指窥视孔的直径为80mm。
18
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。 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
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
0.1 0.25 0.40 0.6 1.0 1.6 2.5 4.0 6.4
19
四、压力容器基本要求
化工生产过程复杂，工艺条件苛刻（温度、压力），介质 易燃、易爆、有毒、腐蚀性强等。另外具有生产装置大型 化、生产过程的连续性、自动化程度高等特点。因此对化 工设备的要求是： ①满足工艺要求
优先选用 不适合做液压试验的容器：如容器内不允许有微量残留 液体；在严寒下容器内可能结冰胀破容器时；或因液体 重量超过基础承受能力时（如高塔） 。 ，可采用气压试验。
35
1. 液压试验
试验介质一般用洁净的水 — 水压试验。 试验压力 pT
PT
1.25P t
试验应力校核 ∵ PT > P ，∴要进行试验应力校核。
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
11
⑸按安全技术监察规程分：
《压力容器安全检查规程》，根据容器承受的压力、介 质危害程度、P· V乘积及生产过程中的重要性，可以分为： 一、二、三类容器。
7
名称
说明
（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。
和厚壁容器（δ/Di＞0.1或K=Do/Di ＞1.2 ）
5
⑶按承压性质分：内压容器和外压容器两种。
内压容器是指容器内部的压力大于外部压力的容器。
外压容器是指容器外部压力大于内部压力的情况，特别地， 当外压为常压时的外压容器，又称为真空容器。 内压容器按其设计压力高低，可分为：低压容器、中压容 器、高压容器、超高压容器。 容器分类 低压容器L 中压容器M 高压容器H 超高压容器U 设计压力(Mpa) 0.1≤P＜1.6 1.6≤P＜10 10≤P＜100 P≥100
（3-9）
P T Di S e T 0.8 s 2 Se
第二篇 化工设备
第八章 化工容器
第一节 压力容器及其分类
压力容器的概念
《压力容器安全技术监察规程》规定，压力容器应同时 化工设备 ——工艺过程中静止设备的总称。 具备以下条件： 容器——化工生产中所用各种设备外壳的总称。 ①最高工作压力 0.1MPa（不含液柱静压力）； 压力容器——≥ 承受介质压力且与外界隔离的密闭容器。 ②内直径≥0.15m，且容积≥0.025m3； ③介质为气体、液化气体或最高工作温度≥标准沸点的液体。
问题a：钢板卷制圆筒形容器， 纵焊缝与环焊缝哪个易裂？
m
筒体纵向焊缝受力（σ θ ） 大于环向焊缝受力(σ m)， 故纵焊缝易裂，施焊时应予 以注意。
30
薄壁圆筒受内压时，环向应力 分析：是轴向应力的两倍： 2 m
问题b：筒体上开椭圆孔， 如何开？
应使其短轴与筒体 的轴线平行，以尽
②安全可靠运行
20
五、压力容器结构部件
压力容器六大基本部件
安全 附件
筒体
封头 支座
密封 装置
开孔与 接管
21
1.筒体
无缝钢管式 单层式 筒体 单层卷焊式
整体锻造式
锻焊式 多层式 层板包扎式 热套式 缠绕式 绕板式 绕带式
22
组合式
2.封头
半球形封头 凸形封头 椭圆形封头 碟形封头 球面形封头 封头 锥形封头 折边锥形封头 无折边锥形封头
合 格 焊 夹 套
保压足够长时 间，检查所有焊 接接头和连接部 位。
合 格
将液体 排尽
渗漏 夹 套 内 试 压
将液体 排尽
合 格
用压缩空气将内部吹 干。奥氏体不锈钢制容 器用水试压后应将水 渍去除干净；无法达到 时应控制水的氯离子 含量不超过 25mg/L。
37
补强圈在压力试验前通入 0.4~0.5Mpa 压缩空气检查焊接接头
见表8-1～8-4
9
三、压力容器零部件的标准化
（一）标准化的意义
容器的零部件(例如封头、法兰、支座、人孔、手孔、视
镜、液面计等)标准化、系列化，有利于成批生产，提高
质量；可增加零部件的互换性，有利于设计、制造、安装 和维修。
（二）容器零部件标准化的基本参数
公称直径DN 公称压力PN
10
⑴公称直径
27
第二节 内压薄壁容器
容器有圆筒形和球形两种。
其中球形容器只用于Di ≥2500mm的大型贮罐。
圆筒形容器由圆筒形壳体与封头组成。
球形容器
28
一、内压薄壁容器
1.内压薄壁圆筒应力计算公式
pD 轴向应力： σm 4δ pD 环向应力： σθ 2δ
δ
29
2 m
薄壁圆筒受内压时，环向应力 分析：是轴向应力的两倍： 2 m
PT Di Se T 0.9s 2 Se
（3-7）
若不满足（3-7）条件，则应适当增加由式（3-1）计 算所得壁厚。
36
液 压 试 验 步 骤
液压试验
试验方法 夹 套 容 器 试验温度 t 试 验 压 力 按 表 试验 液体 一般 用 水， 需要 时可 用不 会导 致发 生危 险的 其它 液体
平板形封头
23
3.支座
耳式支座
立式容器支座 支座 卧式容器支座 支承式支座