第二章 高压容器综述
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
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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
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（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。
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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
第二章容器设备的基本知识
•设备标准
《压力容器安全技术监察规程》劳动部2004年版
GB150-1998
《钢制压力容器》
GB151-1999
《钢制管壳式换热器》
JB4732-95
《钢制压力容器—分析设计标准》
JB/T4735-1997
《钢制焊接常压容器》
JB/T4746-2002
《钢制压力容器用封头》
JB/T4710-2005
•
•2 容器机械设计的基本要求
•容器的工艺尺寸一般是根据工艺要求通过化工工艺计算及生产经验决定。工艺尺寸初步决定 以后，就可进行零部件的结构设计。容器零部件结构的机械设计应满足如下要求： •1）强度 容器应有抵抗外力破坏的能力，以保证安全生产。 •2）刚度 零部件应有抵抗外力使其变形的能力，以防止容器在使用、运输或安装过程中发生 不允许的变形。 •3）稳定性 容器或其零部件在外力作用下应有维持原有形状的能力，以防止容器被压瘪或出 现折皱。 •4）耐久性 容器应有一定的抵抗介质及大气腐蚀的能力，以保持一定的使用年限。 •5）气密性 容器在承受压力或处理有毒介质时，应有可靠的气密性，以提供良好的劳动环境 及维护正常操作。
《钢制塔式容器》
JB/T4731-2005
《钢制卧式容器》
GB16749-1997
《压力容器波形膨胀节》
JB4700-1992
《压力容器法兰分类与技术条件》
HG20580-1998
《钢制化工容器设计基础规定》
HG20581-1998
《钢制化工容器材料选用规定》
HG20582-1998
《钢制化工容器强度计算规定》
•2）剧毒介质且pV≥0.2MPa·m3的低压容器或剧毒介质的中压容器；
•3）易燃或有毒介质且pV≥0.5MPa·m3的中压反应容器，或pV≥10MPa·m3的中压储存容器； •4）高压、中压废热锅炉或内径大于1m的低压废热锅炉； •5）中压搪玻璃压力容器 •6）移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体• ）、罐式汽车、罐式集装箱等。
《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
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平面型密封面
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凹凸型密封面
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桦槽型密封面
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锥形密封面
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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。
高压容器的结构设计与安全分析
高压容器的结构设计与安全分析概述：高压容器在现代工业中被广泛应用，它是将气体或液体储存和输送的重要设备。
但是，由于高压容器内部压力极高，一旦设计不合理或使用不当，可能导致严重事故和人身伤害。
因此，高压容器的结构设计和安全分析至关重要。
一、高压容器的结构设计1. 材料选择：高压容器的材料选择是关键因素之一。
通常，常见的材料有碳钢、不锈钢、铝合金等。
选择合适的材料应考虑容器的工作压力、工作温度以及媒体的性质。
2. 结构设计：高压容器的结构设计需要考虑容器的稳定性和可靠性。
一般来说，容器应具备足够的强度和刚度，以抵抗内部压力的作用。
此外，需要考虑容器的气密性和密封性，以防止泄漏事故的发生。
3. 强度计算：在高压容器的结构设计中，强度计算是至关重要的一步。
通过材料的力学性能和所受载荷的预估，可以计算容器的最大工作压力和最大受力区域，从而保证容器在工作过程中不会发生破裂或变形。
二、高压容器的安全分析1. 压力测试：在高压容器的设计后，需要进行压力测试来验证容器的安全性。
通过加压到一定水平，观察容器是否存在泄漏现象以及容器结构是否有异常，从而检测容器的强度和密封性。
2. 安全阀的设置：安全阀是高压容器的重要安全装置。
它能在容器内部压力超过设定值时自动开启，释放压力并确保容器不会超负荷工作。
安全阀的设置需要根据容器的工作条件和压力范围进行科学计算，确保安全阀能在危险情况下正常工作。
3. 容器材料的耐腐蚀性：容器所存储的介质可能具有腐蚀性，因此容器材料的耐腐蚀性是安全分析的重要考虑因素之一。
选择耐腐蚀材料或在容器内壁进行特殊涂层处理，能够有效延长高压容器的使用寿命并降低事故风险。
4. 温度控制：高压容器在使用过程中，会因内部介质的温度变化而发生热胀冷缩。
因此，在安全分析中需要考虑容器的温度控制和热膨胀补偿。
合理的温度控制能够避免容器热胀冷缩过程中产生的应力过大，从而保证容器安全可靠地运行。
结论：高压容器的结构设计和安全分析是确保工业生产安全的重要环节。
压力容器安全技术—压力容器的分类
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第一节 压力容器概述
一、压力容器的分类
3.按危险性和危害性分类 ❖一类容器
非易燃或无毒介质的低压容器及易燃或有毒介质的低压传
热容器和分离容器属于一类容器。 ❖二类容器
任何介质的中压容器；剧毒介质的低压容器；易燃或有毒 介质的低压反应容器和储运容器属于二类容器。
❖三类容器
高压、超高压容器；pV≥0.2MPa·m³的剧毒介质低压容器 和剧毒介质的中压容器；pV≥0.5MPa·m³的易燃或有毒介 质的中压反应容器；pV≥10MPa·m³的中压储运容器以及 中压废热锅炉和内径大于1m的低压废热锅炉。
1.按工作压力分类 压力的级别有低压、中压、高压和超高压四种 低压（代号l）：0.1MPa≤p<1.6MPa 中压（代号M）：1.6MPa≤p<10MPa； 高压（代号H）：10MPa≤p<100MPa； 超高压（代号U）：100MPa≤p<1000MPa
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第一节 压力容器概述
一、压力容器的分类
2.按用途分类 反应容器(R)：如发生器、聚合釜、合成塔 换热容器(E)：如热交换器、冷却器 分离容器(S)：如分离器、过滤器、集油器 储运容器(T)：如储槽、储罐、槽车
第一节 压力容器概述
压力容器的定义为了与一般容器(常压容器) 相区别，只有同时满足下列三个条件的容 器，才称之为压力容器： 1.最高工作压力≥0.1MPa
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高 于标准沸点的液体。
2
第一节 压力容器概述
一、压力容器的分类
压力容器重点知识掌握汇总解读
第一章：压力容器基础知识1.压力容器是一种能承受压力载荷的密闭容器。
它的主要作用是储存、运输有压力的气体或液化气体，或为这些流体的传热、分离提供一个密闭的空间，或作为完成物理或化学过程的设备。
2.压力容器事故造成伤害的主要因素:冲击波（85%的能量用以产生冲击波）、设备碎片、介质伤害。
3.国务院颁布的《特种设备安全监察条例》把压力容器作为特种设备中的一种，对设计、制造、安装、改造、维修、使用、检验检测及其监督检查等环节都做了具体规定。
4.压力容器的基本要求：强度、刚度、稳定性、耐久性、密封性5.最高工作压力是指在正常操作情况下，容器顶部可能出现的最高压力。
6.设计压力是指在相应设计温度下，用以确定容器壳体厚度的压力，亦即标注在铭牌上的容器设计压力，其值略高于最高工作压力。
7.压力容器的主要技术参数为压力、温度、容积和介质。
8.按生产工艺中容器的作用不同，压力容器可分为反应容器、换热容器、分离容器和储存容器。
9.《压力容器安全技术监察规程》将同时具备以下三个条件的容器列入监察的范围：1，最高工作压力大于等于0.1Mpa（不含液体静压力）；2，内直径大于等于0.15m且容积大于等于0.025m3；3，盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度大于等于标准沸点的液体。
10.用来制造压力容器的钢材的主要力学性能指标是强度、塑性、韧性和硬度。
11.在选用压力容器钢材时，应重点考虑钢材的力学性能、工艺性能和耐腐蚀性能。
12.绝对压力=表压力+大气压力13.职业性接触毒物允许浓度小于0.1mg/m3时，称为1级极度危害。
14.按所承受压力的高低，压力容器可分为低压、中压、高压、超高压四个等级。
承受的压力大于等于0.1Mpa，小于等于1.6Mpa的容器称为低压容器，代号为L。
中压代号M，大于等于1.6Mpa小于10Mpa。
高压代号H，大于等于10小于100.超高压代号U，大于等于100。
反应容器R，换热容器E，分离容器S，储存容器C，球形罐B，15.《压力容器安全技术监察规程》将监察范围的容器划分为三类，其中第一类压力容器危险性最大。
高压容器设计及制造要点概述
高压容器设计及制造要点概述摘要：在改革开放的新时期，我国的国民经济在快速的发展，社会在不断的进步，高压容器在国防军工、石油化工及电力工业等领域的应用越来越广泛，高压容器作为一种特殊的压力容器，操作工况非常苛刻，一旦出现失效，容器本身所具有的爆炸能力，以及所含介质外泄可能导致的次生危害，都会对人和设施造成非常严重的伤害。
对单层高压容器设计、制造过程中的技术要点，如壳体材料选择、筒体壁厚的计算、密封结构设计、制造等相关问题进行了分析，给出了设计、制造过程中应慎重考虑的一些要点。
关键词：高压容器；厚壁；设计；结构；制造引言在以炼油为代表的工业部门，高压容器的“身影”频频出现，无论是聚乙烯反应器、氢裂化反应器还是其他化工机械，与高压容器间都存在着十分紧密的联系，对拥有厚壁和大体积的重型化工机械而言，不低于10MPa的操作压力，使壁厚的选择变得十分重要。
用来制造高压容器筒体的方法，因此而得到了多元化的发展，文章以热套式、整体锻造等方法为主要内容展开了系统、深入的探究，具有一定的现实意义。
1高压容器筒体可靠性探究通过对高压容器筒体在设计过程中需要应用到的常规标准进行研究能够看出，厚度因素是需要重点考虑的部分，例如，结合实际需求对厚度、厚度附加量进行计算。
厚度计算是指根据公式对压力进行计算，从而获得的厚度；厚度附加量是指钢材腐蚀裕量以及厚度负偏差。
随着社会的发展，无论是过程装备还是原材料的制备技术，与过去相比都变得越来越完善，基于材料力学性能对容器的可靠性进行设计的作用，为人们所熟知。
研究结果表明，以弹性失效对应的中径公式为依据，计算筒体机械并确定筒壁厚度，能够在很大程度上提升高压容器筒体的可靠性，筒体往往通过断裂或屈服的方式，对自身所承受压力加以表现，对设备制造而言，可接受失效概率的范围是10-5，这一数值对筒体制造具有十分重要的作用，应引起足够的重视。
2选材需要注意的几个问题高压容器用钢常随高压容器的主要参数如内径、压力、温度和介质及制造条件，备料情况等等差异而选用不同的钢种。
高压容器设计文献综述
毕业设计(论文)综述报告题目DN1000整体多层包扎式高压容器设计学院名称机械工程学院指导教师职称班级过控082班学号学生姓名年月日1. 本设计（课题）研究的目的和意义高压容器可广泛适用于化工、化肥、能源及冶金的高压容器领域，如军事工业中炮筒和核动力装臵的应用，化学和石油化工中合成氨、合成甲醇、合成尿素、油类加氢等合成反应的高压缓冲与存储容器，电力工业中核反应堆与水压机的蓄力器等，并且自20世纪50年代以来，压力容器出现了大型化、高参数和选用高强度材料的趋势。
高压容器设计与制造技术发展的核心问题是：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。
层板包扎式筒体结构是目前世界上使用最广泛、制造和使用经验最为丰富的组合式圆筒结构。
多层包扎式圆筒制造工艺简单，不需要大型复杂的加工设备。
该种结构形式的容器具有综合性能高、安全性高和只漏不爆等特点。
近几年来，我国在氨合成塔上己经开始使用多层包扎式结构，并且由传统多层包扎结构工艺逐步向液压多层包扎工艺改进。
针对传统多节筒体焊接工艺的特点，随着液压多层包扎技术的应用，使整体式预应力拉伸工艺技术得以实现，如图1.1所示。
该多层包扎式高压容器是在一整体内筒上采用机械手逐层夹紧包扎层板，且层板纵环焊接接头相互错开而成的一种压力容器。
图1.1整体式预应力多层包扎式筒体结构液压包扎机在整体内筒上将多层层板错位包扎，液压夹紧后焊接成型；与传统高压容器相比，筒体无深纵、环焊缝；操作时预紧程度高，夹紧力足够，满足不同层板壁厚的包扎要求；操作简便、自动化程度较高，筒体包扎层间贴合率高。
多层包扎式高压容器由于在制造过程中就产生了一定的预应力，而在投入工作后又与工作压力进行了叠加，各层板间相互抵消，形成自增强结构。
2. 本设计（课题）国内外研究历史与现状（总结国内外典型的研究成果、专利）从本世纪初德国化学家，工程师Nemct，Habe等人设计、制造了单层能耐压力的高压容器以来，高压容器的设计、制造及理论研究已有了很大的进展，已由单一铸造、锻造、厚板卷焊筒体，发展到组合式的多层结构，其主要结构型式有：传统多层包扎容器(图1.2)，多层热套容器(图1.3)，多层绕板容器(图1.4)，多层绕带容器(包括型槽钢带和扁平钢带)(图1.5)，多层螺旋绕板容器(图1.6)和新型整体多层包扎容器(图1.7)等等结构。
高压容器的设计
高压容器的设计高压容器（High-Pressure Vessel）是一种用于储存和携带高压气体、液体或混合物的装置。
其设计必须考虑各种因素，以确保其安全可靠地承受高压环境。
首先，在高压容器的设计中需要考虑其材质的选择。
常见的高压容器材料包括碳钢、不锈钢、合金钢等。
材料的选择应根据所需承受压力、储存介质的性质、温度等因素，以确保材料的硬度、耐腐蚀性能以及承受能力。
其次，在高压容器设计中，需要考虑到容器的结构和形状。
一般常见的高压容器形状有球形、圆柱形、圆锥形等。
结构设计中应考虑到容器壁厚度的合理选择，以及容器的保温和防护措施，以避免外界环境对容器的影响。
第三，对于高压容器的密封性要求非常严格。
容器的密封设计应确保高压容器内部介质不泄漏到外部环境中，同时也要防止外界空气、水分等进入到容器内部。
常见的密封方式有螺纹连接、焊接、橡胶密封等。
密封结构的设计应与容器材质和形状相适应，以确保高压容器的可靠密封。
最后，高压容器的安全阀和压力传感器等安全装置也是必不可少的。
安全阀可以在内压超过其预设值时自动释放压力，以保护容器不会超过其耐受能力。
而压力传感器可以实时监测容器内部压力，提供相关警示信息，以及保持容器内压力在安全范围内。
综上所述，高压容器的设计需要综合考虑材质选择、结构形状、密封性要求以及安全装置等多个因素。
只有在这些方面都得到合理的设计和实施时，高压容器才能安全可靠地储存和携带高压介质，确保生产和生活环境的安全。
高压容器作为储存和携带高压气体、液体或混合物的装置，其设计和制造必须经过严格的考虑和测试，以确保其安全可靠性。
下面将进一步探讨高压容器设计的相关内容。
首先，高压容器的设计必须满足所需承受的压力。
容器内部的压力是设计过程中最重要的考虑因素之一。
为了确定所需的容器尺寸和结构，需要考虑受力分析、应力分析和挠度分析等。
这些分析可以帮助确定合适的材料、壁厚和结构形式，以确保容器能够承受预期的压力。
其次，在设计高压容器时还需要考虑储存介质的性质。
石伟-压力容器文献综述
引言本文在归纳研究国内外压力容器技术发展现状的基础上，指出了当前国内压力容器制造业现状，总结了压力容器的生产制造技术。
根据经济全球化和标准国际化的趋向，提出了我国压力容器技术发展和标准化方向。
丙烷储罐是一种典型的LPG存储压力容器，随着丙烷作为民用燃料被广泛应用，丙烷的运输、存储带动了压力容器行业的发展。
本文正文部分根据目前国内压力容器的生产现状而编写的，以丙烷储罐车间设计为例，旨在为压力容器制造提供一个参考，指导压力容器生产一线的焊接工人规范焊接工艺，以此提高焊接压力容器的产品质量，保证压力容器安全使用。
目录一、文献综述1.1压力容器技术概述与发展现状 (1)1.1.1压力容器的定义 (1)1.1.2压力容器的概述 (1)1.1.3压力容器行业发展现状 (1)1.2 压力容器的制造技术 (4)1.2.1压力容器的分类 (4)1.2.1.1按压力等级分类 (4)1.2.1.2按工艺用途分类 (4)1.2.1.3按介质的危害程度分类 (5)1.2.1.4按安全重要程度分类 (5)1.2.1.5压力容器的代号标注 (6)1.2.2压力容器的制造 (7)1.2.2.1成形与装配 (7)1.2.2.2焊接 (8)1.2.2.3焊接缺陷 (9)1.2.2.4压力容器的组装缺陷 (11)1.2.3压力容器的检验 (12)1.2.3.1加工成形检验 (12)1.2.3.2焊缝检验 (13)1.2.3.3焊接试板和试验 (14)1.2.3.4力学性能试验 (16)1.2.3.5无损探伤 (16)1.2.3.6压力试验和气密性试验 (18)1.3 焊接前后的热处理技术 (20)1.3.1 预热 (20)1.3.2 后热 (20)1.3.3 焊后热处理 (21)1.3.3.1炉内焊后热处理 (21)1.3.3.2炉外焊后热处理 (21)1.4 压力容器制造和技术标准发展方向 (23)1.4.1行业技术进步与方向 (23)1.4.2技术标准发展方向 (25)二、设计正文2.1技术要求 (27)2.1.1储罐特性 (27)2.1.2制造依据 (27)2.1.3相关标准 (27)2.1.4焊接方法及所用焊材 (27)2.2储罐各部件选用钢材 (27)2.2.1筒体选材 (28)2.2.2封头选材 (28)2.2.3接管选材 (28)2.2.4管法兰 (28)2.2.5支座 (28)2.3材料尺寸的计算 (28)2.3.1壁厚的确定 (28)2.3.2封头尺寸的选择 (29)2.4焊缝的分析与设计 (30)2.4.1焊缝分析 (30)2.4.2焊缝的设计 (32)2.5丙烷储罐制作工艺 (33)2.6.1钢材预处理 (34)2.6.2钢材矫正 (34)2.6.3放样、划线 (34)2.6.4切割 (34)2.6.5卷板 (34)2.6.6筒体组装 (35)2.6.7焊接 (35)2.6.8热处理 (35)2.6.9耐压实验 (35)2.6.10安全措施 (36)2.6.11除锈刷油 (36)2.7设备及设备数量计算 (37)2.7.1年时基数的确定 (37)2.7.2设备的确定与数量 (37)2.7.2.1矫平机 (37)2.7.2.2数控火焰切割机 (38)2.7.2.3卷板机 (39)2.7.2.4手工电弧焊设备 (39)2.7.2.5埋弧焊设备 (41)2.7.2.6碳弧气刨机 (42)2.7.2.7探伤设备 (43)2.7.2.8起重机 (44)2.7.2.9平板车 (44)2.8工作班次的确定 (45)2.8.1单件产品各工序生产时间 (45)2.8.2工作班次 (46)2.9车间人员的配置 (47)2.9.1生产工人的确定 (47)2.9.2 辅助工人的确定 (47)2.9.3其余人员的确定 (48)2.10动力及材料需要消耗计算 (48)2.10.1焊接时电能消耗计算 (48)2.10.2产品原材料需要量 (49)2.10.3焊材需要量 (49)2.11车间平面图的绘制 (50)2.11.1布置方案 (50)2.11.2车间平面布置 (50)2.11.2.1跨间数量的确定 (50)2.11.2.2起重高度的确定 (50)2.11.2.3车间高度和跨度的确定 (51)2.11.2.4车间长度的确定 (51)三、参考文献 (53)一、文献综述1.1压力容器技术概述与发展现状1.1.1压力容器的定义器壁两侧存在着一定压力差的所有容器，统称压力容器。
压力容器-高压容器设计课件
热处理过程中应严格控制加热速度、保温时间、冷却速度等参数，以确保热处理效果和效率。
热处理工艺
无损检测工艺是高压容器制造中的必要环节，用于检测容器的缺陷和损伤。
无损检测前应对容器进行预处理，如清洁、干燥等，以确保检测质量和效率。
焊接前应对材料进行预处理，如清洁、除锈、切割等，以确保焊接质量。
焊接过程中应严格控制焊接参数，如电流、电压、焊接速度等，以确保焊接质量和效率。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
焊接工艺
热处理工艺是高压容器制造中的重要环节，涉及到材料的性能和容器的稳定性。
热处理前应对材料进行预处理，如切割、矫形等，以确保热处理质量和效率。
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一旦发生高压容器事故，应迅速启动应急预案，采取有效措施控制事故扩大，并按照相关规定及时报告。
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案例分析
某化工厂高压容器在生产过程中发生爆炸，造成严重的人员伤亡和财产损失。
事故描述
容器超压运行，安全阀失效；设备维护不当，存在严重腐蚀和损伤；操作人员失误，未及时发现异常。
原因分析
加强设备维护和检查，确保安全附件完好；严格控制工艺参数，防止超压；加强员工培训，提高操作技能和安全意识。
要点一
要点二
详细描述
压力容器是一种用于存储液体或气体的密闭设备，其设计必须能够承受内部压力，并保证安全可靠地运行。根据不同的压力和用途，压力容器有多种分类方式。按照压力等级，可以分为低压容器（0.1MPa≤p<1.6MPa）、中压容器（1.6MPa≤p<10MPa）、高压容器（10MPa≤p<100MPa）和超高压容器（p≥100MPa）等。此外，根据用途和结构特点，压力容器还可以分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器和储存压力容器等。
压力容器——高压容器的设计课件PPT文档45页
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。—— CocoChanel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。—— 杰纳勒 尔·乔治 ·S·巴 顿
压力容器——高压容器的设计课件
幽默来自智慧，恶语来自无能
超高压容器的自增强原理
• 了解厚壁圆筒容器应力、变形的特点；掌 握拉美公式的应用；清楚厚壁圆筒弹塑性 应力概念和自对不对？
谢谢！
• 2、高压容器结构细长就是为了减小壁厚。对不对？
• 3、厚壁容器的温差应力与内壁厚外壁的温度本身 有关。对不对？
• 4、薄壁容器和厚壁容器的主要区别是什么？
• 5、薄壁容器和厚壁容器的壁厚计算公式相同，但 是推导所采用的强度理论是不同的。薄壁容器用 的是第一强度理论，厚壁容器用的是第三强度理 论。
高压容器设计-II高压筒体的结构与强度设计
标准差异
国内外标准在材料选择、设计方法、制造工艺、检验方法 等方面存在一定差异，需要根据具体需求和实际情况进行 选择和应用。
标准应用实例
以钢制压力容器为例，根据国内标准进行设计，选择合适的材料、 确定筒体结构形式、计算筒体厚度、确定安全系数等，最终得到 符合标准要求的高压容器设计方案。
和安全性。
强度设计理论与方法
阐述高压筒体强度设计的基本理论和 方法，包括弹性力学、塑性力学和断 裂力学等。
制造工艺与质量控制
简要介绍高压筒体的制造工艺和质量 控制措施，以确保设计方案的顺利实 施。
02
高压筒体结构类型及特点
常见高压筒体结构类型
单层筒体结构
由单层金属材料构成，简单且易于制造，但 承受压力能力有限。
06
安全防护措施及应急处理方案
安全防护措施建议
筒体材料选择 选用高强度、耐腐蚀、抗疲劳的 优质材料，如高级合金钢或复合 材料，确保筒体在高压环境下的 稳定性和安全性。
定期检查与维护 建立严格的检查与维护制度，定 期对筒体进行全面检查，及时发 现并处理潜在的安全隐患。
结构优化设计
通过有限元分析等方法对筒体结 构进行优化设计，提高其承载能 力和抗变形能力，降低应力集中 现象。
关键工艺环节控制要点
优化加工工艺参数，控制加工变形和 残余应力，保证加工精度和效率。
采用先进的无损检测技术和理化分析 方法，对筒体的内部质量和表面缺陷 进行全面检测和控制。
材料控制
加工控制热处理控制检 Nhomakorabea控制严格控制原材料的化学成分、机械性 能和金相组织，确保材料符合设计要 求。
高压容器设计 PDF
整体锻造式
单层卷焊式
单层瓦片式
无缝钢管式
1 高压容器设计概述
1.3 高压容器筒体的结构型式
（2）多层式 多层包扎式
1 高压容器设计概述
1.3 高压容器筒体的结构型式 （2）多层式 多层绕板式 多层绕带式
1 高压容器设计概述
1.3 高压容器筒体的结构型式 （2）多层式 多层热套式 无深环焊缝的多层包扎式
高压密封设计要求： （Ⅰ）密封可靠，在正常工作时能保证容器的密封性；
（Ⅱ）拆装方便，拆装劳动强度小，密封元件重复使用；
（Ⅲ）制造方便，加工精度要求不太高，制造费用低； （Ⅳ）结构紧凑，占高压空间小，紧固件简单，锻件小。
高压密封的两大类：
强制式密封：结构简单，螺栓力大，只用于小直径场合 自紧式密封：结构复杂，螺栓力小，可用于大直径场合
日本JIS B8270及日本有些企业标准采用
2 高压圆筒的强度设计
2.2 单层高压圆筒的强度计算 （1）只受内压的情况 将高压圆筒看成具有中径 、壁厚 的薄壁圆筒
中径 公式
采用第三强度理论，可以较精确地推导出中径筒的强度计算 （2）内压与温差同时作用的情况 分别计算，然后叠加，再做校核，内压第四，温差简化 内加热时（在外壁）：
2 高压圆筒的强度设计
2.1 高压圆筒强度设计准则
三种：弹性失效准则、塑性失效准则、爆破失效准则
（1）弹性失效设计准则
2 高压圆筒的强度设计
2.1 高压圆筒强度设计准则 三种：弹性失效准则、塑性失效准则、爆破失效准则 （2）塑性失效设计准则 理想塑性 ，全厚屈服
2 高压圆筒的强度设计
2.1 高压圆筒强度设计准则 三种：弹性失效准则、塑性失效准则、爆破失效准则 （3）爆破失效设计准则
压力容器基础知识全解
压力容器基础知识全解概述压力容器是用于存储或传输可压缩气体或液体的容器，通常会承受很高的压力。
在工业生产和科学实验中，压力容器是一种非常常见的设备，它们在化工、石油、天然气等领域中得到广泛应用。
了解压力容器的基础知识，对于进行安全操作和预防事故至关重要。
压力容器的种类1. 常压容器常压容器也被称为零压力容器，指能承受大气压力或低于大气压力的容器。
常见的常压容器有水箱、燃油箱、水塔、储油罐等等。
2. 低压容器低压容器常见于液化气储存和输送中，分为无火烧、火烧两类。
无火烧低压容器有液化石油气钢瓶、超高分子聚乙烯罐等；火烧低压容器有储油罐、平衡储气罐等。
3. 中压容器中压容器的设计压力介于0.1-10MPa，常见有输气管道、调压房、储气库等。
4. 高压容器高压容器是指压力介于10MPa-100MPa的容器，常见的有酸洗塔、反应釜、CO2气瓶、氢气气瓶等。
5. 超高压容器超高压容器的压力一般超过100MPa，常见的有高压水管、高压清洗机、高压注塑机等。
压力容器的设计压力容器的设计包括容器本身的结构形式和使用环境的适应性，通常设计中要考虑以下几方面因素：1. 确定容器设计压力设计压力是指容器在使用过程中产生的最大压力。
设计压力要满足工艺过程的工作条件和容器本身的强度条件，但不能超过容器材料允许的最大应力。
2. 选择材料和密度容器材料要有足够的强度和导热性能，常用的材料有碳钢、不锈钢、镍基合金等。
密度的选择要考虑到容器的重量、成本、使用环境等因素。
3. 确定尺寸和形状容器的尺寸和形状要根据使用场合、存放空间的限制以及工艺过程要求等因素来确定。
4. 设计附件和支撑附件包括压力表、安全阀、排放阀、进出口管道等，支撑要满足容器稳定的要求。
压力容器的工作原理压力容器的工作原理与理想气体的状态方程有关。
气体的状态可以用压力、温度和容积来确定，理想气体的状态方程为：PV=nRT其中，P表示压力，V表示容积，n表示气体的物质量，R是气体通用常数，T表示气体的温度。
第二章 高压容器
（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。
介质压力引起的轴向力由螺纹套筒承担， 预紧螺栓的直径比平垫密封的主螺栓小。 预紧方便是卡扎里密封最大的优点。
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第四节 高压容器的密封结构与设计计算
一、高压密封的结构形式
(二) 改进的卡扎里密封
改进卡扎里密封(见右图)是为改善套筒螺 纹锈蚀给拆卸增加困难的情况，仍采用主 螺栓，但预紧仍依靠预紧螺栓，主螺栓不 需拧得很紧，从而装拆较为省力。 卡扎里密封中的压环材料一般应采用强度 较高硬度也较高的35CrMo钢或优质钢45、 35钢。密封垫圈材料与金属平垫相同。 卡扎里密封适宜平垫密封不适用的较大直 径，如直径在1m以上、压力在30MPa以上的 情况，但设计温度在350 Co以下较合适。
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
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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)
压力容器-高压容器设计课件
无损检测质量控制
对无损检测过程进行严格监控，确保 检测质量稳定可控。
05 压力容器设计的优化与创 新
压力容器设计的轻量化优化
总结词
在压力容器设计中，轻量化优化是一种重要的趋势，旨在降低容器的重量，提高运输和 操作的便利性。
详细描述
轻量化优化主要通过采用先进的材料和结构优化设计来实现。例如，使用高强度钢、铝 合金等轻质材料替代传统钢材，采用先进的焊接技术提高结构强度，同时减少不必要的
压力容器设计的新材料应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
新材料的应用是压力容器设计创新的重要方向之一，能够 提高容器的性能和寿命，满足更广泛的应用需求。
新材料如钛合金、镍基合金、陶瓷等具有优良的耐腐蚀、 耐高温、耐高压等性能，能够提高容器的使用范围和寿命 。同时，新材料的引入也需要考虑其加工难度、成本等因 素，并进行充分的技术和经济评估。
高压容器的焊接工艺
01
02
03
04
焊接材料选择
根据容器材料和设计要求，选 择合适的焊接材料，确保焊接
质量和容器的耐压性能。
焊接工艺评定
进行焊接工艺评定，确保焊接 工艺的可靠性和可行性，保证
焊接接头的质量和性能。
焊接操作要求Βιβλιοθήκη 制定焊接操作规程，规范焊接 操作过程，确保焊接质量稳定
可控。
焊接检验与验收
对焊接接头进行无损检测和压 力试验，确保焊接接头无缺陷
高压容器的结构设计
总结词
高压容器的结构设计需遵循一定的原 则和规范，以确保其结构稳定性和安 全性。
详细描述
高压容器的结构设计需要考虑压力分 布、受力分析、结构优化等多个因素。 同时，还需考虑容器的制造工艺和维 修保养要求，以确保其在使用过程中 的可靠性和经济性。
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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
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
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。
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
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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
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
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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
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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；
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来自4.导热性差13
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；
（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。
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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、高压密封的结构形式
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。
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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
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