教案容器基本知识.ppt

教案容器基本知识.ppt

《教案容器基本知识.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教案容器基本知识.ppt（40页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

1,设备，如何满足工艺要求？

结构！

安全性！

下一步考虑的问题：

2,分析化工设备的结构特点,3,1.卧式容器,2.换热器,3.塔设备,4.反应釜,4,必须有一个外壳及相应附件，即容器！

与大气环境隔开，获得适于工艺要求的温度、压力、介质条件，实现工艺目标。

要保证该生产的正常运行!

安全性要求！

结构上的共同点？

5,2.1压力容器的基本结构与分类2.1.1基本结构一般容器的结构以卧式容器为例,第二篇化工容器设计第七章容器设计基本知识,6,2.1.2压力容器分类1.按工艺要求分类：

盛装或储存储罐、计量槽、压力缓冲器；实现化学反应合成塔、反应釜、变换炉等；实现传热加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、废热锅炉、水洗塔等；实现传质、分离分馏塔、吸收塔、干燥塔、过滤器、分离器等。

7,2.考虑安全性按承压（表压）高低分类低压容器0.1P1.6MPa中压容器1.6P10MPa高压容器10P100MPa超高压容器P100MPa,8,按容器壁温分：

（1）常温容器-20壁温2000C;

（2）高温容器壁温蠕变温度碳钢，低合金钢-4200C，奥氏体不锈钢-5500C。

（3）低温容器壁温-200C-200C-400C为浅冷容器，壁温-400C为深冷容器。

3.按技术监督和管理分为三类见书P98,9,易燃及有毒介质分类：

常见易燃介质：

一甲胺，乙烷，乙烯，氯甲烷，环氧乙烷，环丙烷，氢，丁烷，三甲胺，丁二烯，丁烯，丙烷，丙烯，甲烷等。

毒性程度举例：

极度危害、高度危害介质：

氟，氢氰酸，光气，氟化氢，碳酰氟，氯等；中度危害介质：

二氧化硫，氨，一氧化碳，氯乙烯，甲醇，氧化乙烯，硫化乙烯，二硫化碳，乙炔，硫化氢等；轻度危害介质：

氢氧化钠，四氟乙烯，丙酮等。

10,2.2.1标准化的意义设计无需计算和制图，按已有标准图选择。

制造有利于成批生产，降低成本，保证产品质量，提高竞争力。

维修备件规格尺寸通用，实现互换性。

通商贸易国内、国际间通用，消除贸易障碍。

我国已实现容器零部件标准化的有：

圆筒体、封头、法兰、支座、人孔、手孔、视镜和液面计等。

2.2容器零部件的标准化,11,2.2.2容器零部件标准化的基本参数,公称直径（DN）。

是容器零部件一个重要的尺寸方面的参数。

公称压力（PN）。

将最高工作压力调整到某一压力等级，用PN表示。

规定:

（1）圆筒体的公称直径：

板卷制的筒体内经；无缝钢管制的筒体外径。

（2）法兰与其相配的管子或筒体的PN、DN相一致。

注意：

钢管的DNDi,D0,设计压力：

容器零部件在操作温度下允许的最高工作压力。

12,2.3.1压力容器安全监察的范围同时具备如下条件：

（1）最高工作压力pw0.1MPa（表压，不含液体静压力）；

（2）内直径Di0.15m,且容积V0.025m3;（3）介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点（大气压力下的饱和温度）的液体。

上述压力容器所用的安全附件亦属于本规程管辖范围。

2.3压力容器的安全监察,13,2.3.2相关法规及常用标准,1.基本法规：

压力容器安全技术监察规程国家质量技术监督局19992.压力容器常用标准：

GB150-98钢制压力容器国家标准GB151-99管壳式换热器国家标准JB4709-2000钢制压力容器焊接规程JB4730-2005压力容器无损检测HG2059220635-97钢制管法兰、垫片、紧固件JB/T47004707-2000压力容器法兰,14,2.4容器机械设计的基本要求,2.4.1容器机械设计条件及程序：

1.容器机械设计条件：

（1）工艺结构要求及基本工艺尺寸；

（2）工作压力、工作温度及工作介质；（3）容器的工作环境、重要程度；,科学严谨的态度合格的设计质量,15,确定设计依据及相关标准,开始,选择材料,确定容器类别,结构设计,壁厚设计,零部件设计,压力试验核算,绘制施工图,校核,审核,结束,合格,合格,不合格,不合格,批准,2.机械设计程序,16,2.4.2机械设计的基本要求：

1.强度不发生破坏如焊缝开裂，筒体爆破，螺栓拉断等。

2.刚度不发生过大变形如塔体倾斜，塔盘下凹等。

3.稳定性不发生瘪塌或褶皱如卧式容器支座之间的筒体发生瘪塌，气柜抽负瘪塌，塔体支座在起吊时发生瘪塌等。

17,4.耐久性保证使用寿命。

一般化工设备设计使用寿命为1015年。

大多取决于腐蚀情况，有些取决于疲劳、蠕变或振动。

5.密封性包括内漏和外漏。

18,6.标准化设计法兰、螺栓、封头、筒体、支座、接管、人孔?

7.方便制造、操作与检修，便于运输操作阀门位于操作台面2米高，可否？

储罐内介质脏，设计结构如何考虑？

塔高100米，设计要求整体运输。

合理？

壳体的焊缝全部要求双面焊，结构需如何处理？

直径2米的碳钢制容器，壁厚2mm就满足强度要求，可否批准？

8.技术经济指标合理经济指标：

单位生产能力；消耗系数；设备价格；管理费用和生产总成本。

19,2.5金属材料的机械性能,2.5.1选材依据,1、材料品种符合我国资源和供应情况2、材质可靠，能保证容器的使用寿命。

3、材料有足够的强度、一定的塑性韧性，且耐腐蚀。

4、便于制造加工，焊接性能好。

5、经济上合算。

6、材料选择应该考虑的因素：

综合考虑设计温度、设计压力、介质的腐蚀性等因素。

1、强度：

固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形和断裂的特性。

金属在拉伸条件下，从开始加载到发生断裂所能承受的最大应力值，叫作抗拉强度。

2.5.2金属材料性能介绍,机械性能,21,材料在高温下，在一定的应力下，抵抗发生缓慢塑性变形的能力。

22,材料在高温下，抵抗发生断裂的能力。

23,材料在交变载荷作用下，会在远低于材料本身的屈服点时就已经断裂了，这种现象就是疲劳。

我们把）经过106108次循环试验而不发生断裂的最大应力，作为疲劳强度。

24,2、塑性材料在外力作用下，材料产生塑性变形而不被破坏的能力。

常用指标：

延伸率（）截面收缩率（）,3、韧性在外力作用下，材料对缺口和裂纹的敏感程度的反映。

冲击韧性：

材料抵抗动载荷的变形能力。

（k）与材料塑性有关。

25,4、硬度：

衡量固体材料软硬程度的物理量，材料抵抗外物压入的能力，称为材料的硬度分类：

布氏硬度：

以直径为D（10mm、5mm、2.5mm）的钢球在一定压力下压入金属表面，通过测得的压痕面积和直径计算硬度值。

计算公式为,特点：

测试比较准确，用途很广，但不能测硬度较高的材料和太薄的试样；而且压痕较大，易破坏表面。

断裂韧性：

含裂纹构件抵抗裂纹失稳扩展的能力。

其物理意义是衡量材料在存在裂纹时抵抗变形和断裂的能力。

26,5、材料在高温下的机械性能随着环境温度的升高，金属的强度降低，塑性提高。

随温度变化规律如图所示（page102）蠕变：

金属材料在高温下，在一定的应力作用下，应变随时间而增加的现象，或金属在高温和应力作用下逐渐产生塑性变形的现象。

例：

高温蒸汽管道在使用过程中的厚度变薄的现象；碳素钢在温度超过420，将发生蠕变。

指标：

蠕变极限（n）-钢材在设计温度下经10万小时蠕变率为1%的蠕变极限。

注解：

一般材料硬度越高，强度也越大，越耐磨，且不同材料硬度和强度之间存在一定的数学关系低碳钢：

高碳钢：

灰铸铁：

27,材料物理性能：

相对密度，熔点，热膨胀系数，导热系数，导电性等。

材料化学性能,1、概念：

指材料在所处的介质中的化学稳定性，即材料是否会与介质发生化学或电化学作用而引起腐蚀。

2、性能耐腐蚀性：

材料抵抗周围各种介质腐蚀的能力。

一般用腐蚀速度表示：

小于0.1mm/y耐腐蚀0.1-1mm/y尚耐腐蚀大于1mm/a-不耐腐蚀.常用材料在不同介质中的耐腐蚀性如表7-7所示。

抗氧化性：

材料在高温工作条件下抵抗自由氧、水蒸气、二氧化碳等介质的腐蚀作用。

28,工艺性能材料在加工工艺方面所表现出来的性能，如：

铸造性、焊接性、热处理性、切削加工性等。

其它性能1、组织稳定性：

钢材料在长期使用条件下，其内部组织会发生变化，从而引起材料性能的改变。

2、抗松驰性：

在高温和应力状态下，材料随着时间的延长，自发的降低内应力的现象。

如高温化工设备中的一些零部件法兰连接螺栓的变松。

3、应变时效敏感性金属及其合金在冷加工变形后会使各种性能随着时间的延长而发生变化。

（降低）,2.6金属材料的分类及牌号,一、分类,1、金属的分类,铸造生铁,金属,黑色金属,有色金属,生铁,钢,炼钢生铁,合金生铁,铜及其合金,轻金属及其合金,其它有色及其合金,纯铜（紫铜）,铜锌合金（黄铜）,铜锡合金（锡青铜）,无锡合金（铝青铜等）,铝及铝合金,钛及钛合金,镁及镁合金,铅、锡及其合金,锌及其合金,镍、钴及其合金,2、钢的分类,二、钢铁牌号及表示方法（GB/T221-2000）,1、碳素结构钢：

1）普通碳素结构钢（GB700-88）代表钢材屈服点的字母屈服点的数值材料质量等级符号脱氧方法符号，常用235B，Q235C，Q235AF2）优质碳素结构钢（GB711-88）较普通碳素结构含S、P量较少，表面质量较好。

常用10、15、20g、20R和20等。

表1-2压力容器用碳素钢镇静钢板的适用范围表,二、钢铁牌号及表示方法（GB/T221-2000）,2、合金（高强度）钢在碳素钢的基础上加入少量合金元素。

特别：

锅炉钢和容器钢主要用于壳体或锅炉承压元件。

如16MnR15MnVR18MnMoNb等。

性能指标等见附录。

二、钢铁牌号及表示方法：

3、特殊性能钢主要指不锈耐酸钢铬不锈钢，如1Cr13铬镍不锈钢，如0Cr18Ni9节镍不锈钢,三、有色金属,铝良好的导电、导热性，耐浓硝酸换热器，塔，深冷设备铜良好的导电性，低温韧性好蒸发器、蛇管、垫片等铅能防辐射，耐稀硫酸等制作衬里,36,2、结构,卧式贮罐,37,反应釜,38,换热器,39,低压湿式煤气螺旋柜,40,高压球形贮罐,