第二章 高压容器综述

4.导热性差
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第二节 高压容器筒体的结构
一、高压筒体的结构型式及设计选型
（三）多层式
2)热套式——不同直径过盈配合的圆筒。 特点：1.生产效率高，中厚板，层数少 2.材料来源广泛利用率高 3.焊缝质量容易保证 3)绕板式——薄板均匀地缠绕在内筒上。 特点：1.效率高，不需一片一片地下料；
2.材料利用率高，基本没有边角余料；
3.机械化程度高，绕板机上一次完成。 缺点：探伤困难，焊接残余应力大，坡口量大。
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第二节 高压容器筒体的结构
一、高压筒体的结构型式及设 计选型
四）扁平钢带缠绕式 对原材料要求一般 材料利用率相当高 缠绕机简单 制造方便 成本低
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第二节 高压容器筒体的结构
一、高压筒体的结构型式及设计选型
（五）设计选型原则
100 MPa以上 一般属于三类容器
高压容器
超高压容器
本章专门介绍其特殊的结构和设计方法
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第一节 概述
一、高压容器的应用 军事工业：炮筒、核动力装置 化学和石油化工：合成氨、合成甲醇、合成尿素、油类加 氢等合成反应的高压反器、高压缓冲与贮存容器。 电力工业：核反应堆，水压机的蓄力器 发展现状：直径4.5米，壁厚280毫米，重约1000吨, 压力 2000MPa
（三）多层式：层板包扎式、热套式和绕板式
（四）绕带式：中国独创（浙大）
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第二节 高压容器筒体的结构
一、高压筒体的结构型式及设计选型
（一）整体锻造式
最早采用的筒体型式,筒体和法兰可整 段而出或用螺纹连接，锻造容器的质量较 好,特别是和与焊接性能较差的高强钢所 制作的超高压容器,受锻造条件限制,一般 直径为100-800mm,长度不超过12米。

各种结构型式的高压容器主要是围绕如何用经济的方
法获得大厚度这一问题。 设计选型时必须综合原材料来源，配套的焊条焊丝、 制造厂所具备的设备条件和工夹具条件，以及对特殊 材料的焊接能力、热处理要求及工厂装备条件等。 作充分调查论证后才能做到选型正确，确有把握。


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第三节 高压容器的主要零部件设计
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第四节 高压容器的密封结构
一、高压密封的结构形式
二、主要密封结构的设计计算
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第四节 高压容器的密封结构与设计计算
一、高压密封的结百度文库形式
高压下的密封设计，从密封原理与密封结构上总的原则如下。

采用金属垫圈——高压密封面的比压大大超过中低压容器的密封比压 才能满足高压密封的要求，非金属垫片材料无法达到如此大的密封比 压。高压容器常用的金属垫圈是延性好的退火铝、退火紫铜或软钢。 采用窄面密封——代替中低压容器中的宽面密封有利于提高密封面比 压，可大大减少总的密封力，减小密封螺栓的直径，也有利于减小法 兰与封头的结构尺寸。甚至将窄面密封演变成线接触密封。 利用介质压力达到自紧密封——利用介质的高压来帮助密封。首先使 垫圈预紧，工作时随压力提高使垫片压紧，达到自紧的目的。自紧式 密封比中低压容器中常用的强制密封更为可靠和紧凑。
筒体与封头的特殊要求： 1) 强度与韧性
为了提高材料强度以减少壁厚，一般采用
低合金钢，如16MnR、15MnVR和18MnMoNBR。 同时为了保证韧性，加入少量（<2%）Ni和Cr， 并控制P和S含量<0.004%
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第一节 概述
三、高压容器的材料 筒体与封头的特殊要求：
2) 制造工艺性能 具有良好的焊接性能包括可 焊性、吸气性、抗热裂与冷 裂倾向、抗晶粒粗大倾向等、 具有良好的可锻性
一、高压螺栓设计
二、高压容器的开孔补强
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第三节 高压容器的主要零部件设计
一、高压螺栓设计
(一) 高压螺栓设计要求
高压螺栓承受压力和温差载荷(工作温度高于装配时的温度)，压力与温度有波 动，有因各种变化引起的冲击载荷，工作条件较复杂，结构设计时应予考虑。

采用中部较细的双头细牙螺栓——温差应力小，柔度大，耐冲击，抗疲劳。中间直 径略小于螺栓根径。细牙螺纹有利于自锁，根径比粗牙螺纹大。容器的主螺栓，埋 入法兰的一端常凸出一点，预埋时可顶紧螺栓孔底部，使各圈螺纹受力均匀。主螺 栓的螺母端可以钻注油孔，润滑螺纹。埋入的螺纹长度等于螺纹公称外径。 要有较高加工精度——高压螺栓的螺纹公差精度应达到精密的要求，螺栓与螺母有 较好的配合。
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第二节 高压容器筒体的结构
一、高压筒体的结构型式及设计选型
（三）多层式 1）层板包扎式 特点：1.只需薄板，原材料供应方便(4-12mm)
2.只需卷板机和包扎机；
3.改善筒体应力分布(内层压应力) 4.比单层安全 5.内筒可采用与筒体不同的结构 缺点：1.生产效率低 2.层板材料利用率低 3.层板间间隙较难控制
第二章
高压容器
第二章
第一节 概述
高压容器
第二节 高压容器筒体的结构
第三节 高压容器的主要零部件设计 第四节 高压容器的密封结构 第五节 超高压容器
第一节
概述
一、高压容器的应用 二、高压容器的结构特点 三、高压容器的材料
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第一节 概述
一、高压容器的应用 工程上：
10 MPa ≤ P设 < 100 MPa
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第二节 高压容器筒体的结构
一、高压筒体的结构型式及设计选型
（二）单层式 单层厚壁高压容器有种形式： 单层卷焊式：直径工序少，周期短效率高 单层瓦片式：生产效率比单层卷焊差，费工费时 无缝钢管式：效率高，周期短 以上三种形式被三方面因素制约： 1）厚壁材料来源； 2）大型机械条件； 3）纵向和环向深厚焊逢中缺陷检测；
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第一节 概述
三、高压容器的材料 筒体与封头的特殊要求： 3) 其他要求 耐腐蚀性 原材料检验要求较高 耐高温性能：高温下有较高 强度，抗珠光体球化与石墨 化能力较强
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第二节 高压容器筒体的结构
一、高压筒体的结构型式及设计选型 （一）整体锻造式：直径300～800mm，长度<12m 优点：性能优良，缺点：加工费用高 （二）单层式:单层卷焊、单层瓦片和无缝钢管式。 优点：加工简单，缺点：材料设备受限制
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第一节 概述
二、高压容器的结构特点 高压容器设计与制造技术发展的核心问题：
既要随着生产的发展能制造出大壁厚的容器
又要设法尽量减小壁厚以方便制造。 高压容器特点： 1 结构细长(长径比可达28) 2 采用平盖或球形封头 3 密封结构特殊多样(多种自紧式密封) 4 高压筒身限制开孔
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第一节 概述
三、高压容器的材料



螺母与垫圈采用球面接触——当螺栓孔与法兰面的垂直度有偏差时，为防止产生附 加的弯矩而采用螺母和垫圈的球面接触，可进行自位调节，并可大大减少螺栓的附 加弯矩。 螺栓与螺母材料的选用——强度上选用比中 低压容器螺栓强度更高的材料，要具有足够 的塑性与韧性。
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第三节 高压容器的主要零部件设计
二、高压容器的开孔补强