壓力容器結(jié)構(gòu)課件

壓力容器結(jié)構(gòu)項(xiàng)目一壓力容器結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)項(xiàng)目二內(nèi)壓薄壁容器項(xiàng)目三外壓容器項(xiàng)目四壓力容器附件壓力容器結(jié)構(gòu)項(xiàng)目一壓力容器結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)項(xiàng)目一壓力容器結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)【項(xiàng)目目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)：掌握壓力容器的定義；掌握壓力容器的結(jié)構(gòu)及各部件名稱、作用；掌握壓力容器類型；掌握易燃介質(zhì)概念及介質(zhì)毒性程度劃分等級(jí)。技能目標(biāo)：能準(zhǔn)確判斷盛裝不同化學(xué)物品的壓力容器的類型，并能靈活運(yùn)用于生產(chǎn)。項(xiàng)目一壓力容器結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)【項(xiàng)目目標(biāo)】壓力容器定義

壓力容器大多都是能承受一定壓力且具有一定容積的密閉容器。按照《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，若密閉容器同時(shí)具備以下條件即可視為壓力容器。⑴最高工作壓力大于或等于0.1MPa（不含液柱壓力）；⑵內(nèi)直徑（非圓形截面指斷面最大尺寸）大于或等于0.15m，且容積大于或等于0.025m3。⑶介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。壓力容器的形狀有圓筒形、球形和方形三種。圓筒形容器介于球形和方形容器之間，加工比較簡(jiǎn)單，承壓能力較好，又易于安裝內(nèi)構(gòu)件，所以應(yīng)用廣泛。壓力容器定義壓力容器大多都是能承受一定壓力且一、壓力容器結(jié)構(gòu)圓筒形壓力容器通常由筒體、封頭、法蘭、支座、人（手）孔、接管等構(gòu)成。人孔補(bǔ)強(qiáng)圈液面計(jì)封頭支座筒體接管管法蘭一、壓力容器結(jié)構(gòu)圓筒形壓力容器通常由筒體、封頭、法蘭、支座、二、壓力容器類型1．按承壓性質(zhì)分內(nèi)壓容器和外壓容器。當(dāng)作用于器壁內(nèi)部的壓力高于容器外表面所承受的壓力，這類壓力容器稱為內(nèi)壓容器，反之，稱為外壓容器。內(nèi)壓容器按其所能承受的工作壓力可分四個(gè)等級(jí)⑴低壓：0.1MPa≤P<1.6MPa⑵中壓：1.6MPa≤P<10MPa⑶高壓：10MPa≤P<100MPa⑷超高壓：P≥100MPa2．按結(jié)構(gòu)材料分按照結(jié)構(gòu)材料劃分，可分為金屬材料和非金屬材料。二、壓力容器類型1．按承壓性質(zhì)分內(nèi)壓容器和外壓容器。3．按容器的壁厚分按容器厚度可分為⑴薄壁容器

k≤1.2k=D0/DiD0是容器外徑，Di是內(nèi)徑。⑵厚壁容器

k＞1.2的容器。通常情況下，高壓容器都視為厚壁容器。4．按工作溫度分類按照容器工作溫度的高低可分為四個(gè)等級(jí)⑴低溫容器

設(shè)計(jì)溫度≤-20℃⑵常溫容器

設(shè)計(jì)溫度＞-20~200℃⑶中溫容器

設(shè)計(jì)溫度＞200~450℃⑷高溫容器

設(shè)計(jì)溫度＞450℃3．按容器的壁厚分5．按工藝用途分⑴反應(yīng)壓力容器主要用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)。如反應(yīng)器、聚合釜、合成塔等。⑵換熱壓力容器主要用于完成介質(zhì)的熱量交換。如冷凝器、加熱器、蒸發(fā)器等⑶分離壓力容器主要用于完成介質(zhì)的凈化、分離。如分離器、過濾器、洗滌器等⑷儲(chǔ)存壓力容器主要用于完成介質(zhì)的儲(chǔ)存，盛裝氣體、液體、固體的各種儲(chǔ)罐。5．按工藝用途分6．按安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程分類⑴第一類壓力容器除第二類壓力容器、第三類壓力容器外的所有低壓容器。⑵第二類壓力容器①除第三類壓力容器外的所有中壓容器；②易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和儲(chǔ)存容器；③毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的低壓容器；④低壓管殼式余熱鍋爐；⑤搪玻璃壓力容器。⑶第三類壓力容器①毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的中壓容器和p.v≥0.2MPa.m3的低壓容器，p為設(shè)計(jì)壓力，v為容積；②易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)且p.v≥0.5MPa.m3的中壓反應(yīng)容器或p.v≥10MPa.m3的中壓儲(chǔ)存容器；③高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；④高壓容器。6．按安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程分類介質(zhì)毒性程度的分類是參照GB5044《職業(yè)毒性危害程度分級(jí)》的規(guī)定，按介質(zhì)毒性最高允許的濃度值劃分四個(gè)等級(jí)①極度危害介質(zhì)(Ⅰ級(jí))

最高允許濃度<0.1mg/m3，如氟、氫氟酸、光氣等介質(zhì)；②高度危害介質(zhì)(Ⅱ級(jí))

允許濃度0.1~1.0mg/m3，如氟化氫、氯、碳酰氟等介質(zhì)；③中度危害介質(zhì)(Ⅲ級(jí))

允許濃度1.0~10mg/m3;，二氧化硫、氨、一氧化碳、甲醇等介質(zhì)；④輕度危害介質(zhì)(Ⅳ級(jí)）允許濃度≥10mg/m3，氫氧化鈉、四氟乙烯、丙酮等介質(zhì)。

易燃介質(zhì)是指與空氣混合的爆炸下限小于10%或爆炸上限和下限之差值大于或等于20%的氣體，如：一甲胺、乙烷、乙烯、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等。介質(zhì)毒性程度的分類是參照GB5044《職業(yè)毒性危害程度分級(jí)》【項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)】某鋼瓶盛有氯氣，壓力在2MPa，溫度-40~+60℃，材料是碳鋼，試說明該鋼瓶的類型，并簡(jiǎn)要說明在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過程中應(yīng)注意的問題。分析：氯氣有強(qiáng)烈的刺激性氣味，黃綠色氣體，能使人窒息，有毒，屬于高度危害介質(zhì)(Ⅱ級(jí))，所以盛裝液氯的鋼瓶，屬于第三類壓力容器，中壓、低溫、金屬薄壁儲(chǔ)存容器。儲(chǔ)存、運(yùn)輸時(shí)應(yīng)注意堆放整齊，裝卸要輕取輕放，應(yīng)放于通風(fēng)遮陽(yáng)、不易起火處，應(yīng)隨時(shí)觀察鋼瓶表面是否有腐蝕，瓶嘴是否漏氣。【項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)】【項(xiàng)目練習(xí)】1.針對(duì)壓力容器實(shí)物說明各部件結(jié)構(gòu)及作用。2.壓力容器按不同的方法有哪些分類方法？3.什么是壓力容器？4.什么是易燃介質(zhì)？5.按介質(zhì)毒性最高允許的濃度值劃分哪幾個(gè)等級(jí)？【項(xiàng)目練習(xí)】項(xiàng)目二內(nèi)壓薄壁容器

子項(xiàng)目2內(nèi)壓薄壁容器壁厚確定【項(xiàng)目目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)：掌握內(nèi)壓薄壁容器的設(shè)計(jì)依據(jù)；掌握?qǐng)A筒和球殼厚度計(jì)算公式；掌握內(nèi)壓圓筒封頭的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合；掌握橢圓形封頭厚度計(jì)算公式。技能目標(biāo)：能校核壓力容器的強(qiáng)度。項(xiàng)目二內(nèi)壓薄壁容器

子項(xiàng)目2內(nèi)壓薄壁容器壁厚確定【項(xiàng)目目一、內(nèi)壓圓筒及球殼厚度確定1.圓筒計(jì)算厚度確定第一強(qiáng)度理論（最大主應(yīng)力理論）————筒體上的最大應(yīng)力小于或等于材料的許用應(yīng)力，才能保證安全可靠。

σmax≤［σ］t一、內(nèi)壓圓筒及球殼厚度確定1.圓筒計(jì)算厚度確定公式：根據(jù)GB150-1998的規(guī)定，確定筒體厚度的壓力為計(jì)算壓力，故計(jì)算壁厚

δ=pcDi/(2［σ］tφ-pc

）式中：δ—筒體壁厚，mmpc—計(jì)算壓力，Mpa

Di—筒體內(nèi)徑，mm

［σ］t—設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力Mpaφ—焊接接頭系數(shù)。公式：2、球體的強(qiáng)度計(jì)算公式δ=pcDi/(4［σ］tφ-pc)

公式中字母的意義同前

2、球體的強(qiáng)度計(jì)算公式δ=pcDi/(4［σ］tφ-p圓筒和球體厚度公式比較在相同內(nèi)壓和直徑的情況下，球形容器的壁厚是圓筒形的一半，因此球形容器消耗的材料少。例如一個(gè)內(nèi)壓為0.5MPa，容積為5000m3的球形容器，比相同內(nèi)壓和容積的圓筒形容器可節(jié)省鋼材45%，同時(shí)球形占地面積小，因此保溫材料，防腐涂料等用量均少，維護(hù)保養(yǎng)等也比較簡(jiǎn)單。目前石油化工企業(yè)廣泛采用球形容器來(lái)貯存氧氣、石油液化氣、乙烯、液氨、天然氣等。但球形容器制造和安裝比圓筒形容器復(fù)雜，技術(shù)要求比較高，所以目前球形容器主要用容積在50m3以上的中壓貯罐。圓筒和球體厚度公式比較在相同內(nèi)壓和直徑的情況下，球形容器的壁二、內(nèi)壓容器封頭壁厚確定常用封頭類型半球形封頭橢圓形封頭碟形封頭錐形封頭平板形封頭二、內(nèi)壓容器封頭壁厚確定常用封半球形橢圓形碟形封頭錐形封頭結(jié)構(gòu)組成設(shè)計(jì)公式特點(diǎn)適用范圍半球形封頭半個(gè)球δ=在同樣的容積下其表面積最小，在相同的直徑與壓力下，它所需的壁厚最薄，因此可節(jié)省鋼材。加工困難適用于大直徑的容器橢圓形封頭半個(gè)橢球和具有一定高度的圓筒殼體組成（或直邊部分）δ=受力好，計(jì)算厚度與筒體相同，可以做到等厚度連接，加工較易。應(yīng)用廣泛碟形封頭三部分組成，一是以Ri為半徑的球面部分，二是高度為h的直邊部分(圓筒部分)，三是連接兩部分的過渡區(qū)。δ=封頭在連接處造成突然轉(zhuǎn)折，將會(huì)產(chǎn)生很大的橫推力和邊緣力很少采用

錐形封頭折邊錐形封頭，有三部分組成，即錐體部分、圓弧過渡部分和高度為h的圓筒部分。無(wú)折邊封頭只有錐體部分δc=受力情況比較差，原因是因?yàn)殄F形封頭與圓筒連接處的轉(zhuǎn)折較為厲害，曲率半徑發(fā)生突變而產(chǎn)生邊緣力的緣故。常用于粘度大或懸浮性的流體物料，有利于排料，平蓋平板，有可拆和不可拆平蓋兩種δp=結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。常用于可拆的人孔蓋、換熱器端蓋等處結(jié)構(gòu)組成設(shè)計(jì)公式特點(diǎn)適用范圍半球形封頭半個(gè)球δ=在同樣的【項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)】

某化工廠有一反應(yīng)釜，已知釜體內(nèi)徑1400mm，工作溫度5~150℃，工作壓力1.5Pa，釜體上裝有安全閥，其開啟壓力1.6MPa。釜體選用材料為0Cr18Ni10Ti，雙面對(duì)接焊，全部無(wú)損檢測(cè)。試確定釜體的厚度。若選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，試確定釜體封頭厚度。已知Di=1400mm，設(shè)計(jì)溫度t=150+20=170℃，釜體上裝有安全閥，設(shè)計(jì)壓力取1.6MPa，雙面對(duì)接焊全部無(wú)損探傷，φ=1.00，查許用應(yīng)力表［σ］t=134.2MPa（內(nèi)插法），采用不銹鋼材料，C2=0mm圓筒部分厚度δ===8.40mm設(shè)計(jì)厚度確定比較不銹鋼的最小厚度δmin不小于2mm，所以取計(jì)算厚度8.40mm，δd=δ+C2=8.4+0=8.4mm假設(shè)名義厚度在8~25mm之間，查表C1=0.8mm，δd+C1=8.4+0.8=9.2mm，圓整為整數(shù)取10mm。即釜體的厚度為10mm。封頭部分厚度δ===8.37mm假設(shè)名義厚度在8~25mm之間，查表C1=0.8mm不銹鋼的最小厚度δmin不小于2mm，所以取計(jì)算厚度8.40mm，δd=δ+C2=8.37+0=8.37mmδd+C1=8.37+0.8=9.17mm，圓整為整數(shù)取10mm。即釜體封頭的厚度為10mm。【項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)】

某化工廠有一反應(yīng)釜，已知釜體內(nèi)徑1400mm【項(xiàng)目練習(xí)】⒈內(nèi)壓薄壁筒體、球殼厚度計(jì)算公式，比較其特點(diǎn)。⒉簡(jiǎn)述內(nèi)壓薄壁封頭結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及適用范圍。⒊為了滿足容器剛度要求，對(duì)容器最小厚度有哪些規(guī)定？⒋有一長(zhǎng)期閑置的壓力容器，實(shí)測(cè)壁厚為8mm，內(nèi)徑為1000mm，材料是Q235-A，縱向焊縫為雙面對(duì)接焊，是否做過無(wú)損探傷不清楚，現(xiàn)要求該容器承受1MPa的內(nèi)壓，工作溫度為160℃，介質(zhì)無(wú)腐蝕性，并裝有安全閥，試判斷該容器是否能用？【項(xiàng)目練習(xí)】子項(xiàng)目3內(nèi)壓薄壁容器壓力試驗(yàn)【項(xiàng)目目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)掌握壓力容器壓力試驗(yàn)的目的；掌握壓力試驗(yàn)的方法；掌握壓力試驗(yàn)的步驟。技能目標(biāo)能對(duì)壓力容器進(jìn)行壓力試驗(yàn)；能校核壓力容器強(qiáng)度。子項(xiàng)目3內(nèi)壓薄壁容器壓力試驗(yàn)【項(xiàng)目目標(biāo)】一、壓力試驗(yàn)?zāi)康募白饔?/p>

新制造的容器或大檢修后的容器，在交付使用前都必須進(jìn)行壓力試驗(yàn)。檢驗(yàn)容器在超過工作壓力條件下密封結(jié)構(gòu)的可靠性、焊縫的致密性以及容器的宏觀強(qiáng)度。同時(shí)觀測(cè)壓力試驗(yàn)后受壓元件的母材及焊接接頭的殘余變形量，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)材料和制造過程中存在的缺陷。

一、壓力試驗(yàn)?zāi)康募白饔?/p>

新制造的容器或大檢修后的容器，在交付二、試驗(yàn)過程及裝置1.按下圖安裝試驗(yàn)裝置。2.檢查試驗(yàn)裝置可靠性，注意禁錮螺栓，檢查壓力表量程。3.試驗(yàn)過程：⑴在容器的頂部先打開出氣閥，關(guān)閉排水閥，打開進(jìn)水閥；⑵開啟水泵，直至試驗(yàn)容器出氣口液體溢出，關(guān)閉出氣閥；⑶壓力緩慢上升至設(shè)計(jì)壓力，確認(rèn)無(wú)泄漏后，繼續(xù)升壓至試驗(yàn)壓力，保壓時(shí)間一般不少于30分鐘。然后將壓力降至規(guī)定試驗(yàn)壓力的80%，并保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間（一般不少于30分鐘），對(duì)所有焊接接頭和連接部位進(jìn)行檢查，試驗(yàn)中，不得帶壓緊固螺栓。如有滲漏，修補(bǔ)后重新試驗(yàn)。⑷液壓試驗(yàn)合格的標(biāo)準(zhǔn)①無(wú)滲漏；②無(wú)可見的異常變形；③試驗(yàn)中無(wú)異常的響聲。二、試驗(yàn)過程及裝置1.按下圖安裝試驗(yàn)裝置。常用的壓力試驗(yàn)方法有液壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)。一般用液壓試驗(yàn)，因?yàn)槠湮ｋU(xiǎn)性小。屬于以下情況不能做液壓試驗(yàn)，應(yīng)做氣壓試驗(yàn)。①容器內(nèi)不允許殘留微量液體；②寒冷冬季容器內(nèi)液體結(jié)冰可能脹破容器；③液壓試驗(yàn)時(shí)因液體重量超過基礎(chǔ)承受能力，如高大的塔。三、常用的壓力試驗(yàn)方法常用的壓力試驗(yàn)方法有液壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)。一般用液壓試驗(yàn)，因?yàn)樗?、試?yàn)介質(zhì)及要求1.液壓試驗(yàn)介質(zhì)及要求凡在壓力試驗(yàn)時(shí)不會(huì)導(dǎo)致發(fā)生危險(xiǎn)的液體，在低于其沸點(diǎn)溫度下都可作為液壓試驗(yàn)的介質(zhì)，一般采用水。液壓試驗(yàn)應(yīng)注意問題：⑴液壓試驗(yàn)應(yīng)采用清潔水。對(duì)于奧氏體不銹鋼制造的容器，用水進(jìn)行試驗(yàn)后，應(yīng)采取措施將水漬去除干凈，防止氯離子腐蝕。當(dāng)無(wú)法達(dá)到這一要求時(shí)，就應(yīng)當(dāng)控制水的氯離子含量不超過25mg/L。⑵當(dāng)采用不會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)的其他液體作試驗(yàn)介質(zhì)時(shí)，液體的溫度應(yīng)低于其閃點(diǎn)或沸點(diǎn)。⑶對(duì)于碳鋼或16MnR和正火15MnVR鋼制造的容器,在液壓試驗(yàn)時(shí)溫度不低于5℃。低合金鋼容器液體溫度不得低于15℃。由于板厚等因素造成材料脆性轉(zhuǎn)變溫度升高時(shí)，還要相應(yīng)提高試驗(yàn)液體的溫度。其他鋼種的容器液壓試驗(yàn)溫度按圖樣規(guī)定。鐵素體鋼制低溫壓力容器，液體溫度不得低于受壓元件及焊接接頭進(jìn)行夏比（V形缺口）沖擊試驗(yàn)的溫度再加上20℃。⑷新制造的容器液壓試驗(yàn)后，應(yīng)及時(shí)將試驗(yàn)介質(zhì)排凈，并用壓縮空氣或其他惰性氣體將容器內(nèi)表面吹干，以免腐蝕。四、試驗(yàn)介質(zhì)及要求1.液壓試驗(yàn)介質(zhì)及要求2.氣壓試驗(yàn)介質(zhì)氣壓試驗(yàn)時(shí)通常選用干燥潔凈的空氣、氮?dú)饣蚱渌麩o(wú)毒的惰性氣體。若容器內(nèi)殘留易燃?xì)怏w存在，會(huì)導(dǎo)致爆炸，則不得使用空氣作為試驗(yàn)介質(zhì)。氣壓試驗(yàn)有一定危險(xiǎn)性，必須做好防護(hù)措施，在有關(guān)安全部門監(jiān)督下進(jìn)行。在進(jìn)行氣壓試驗(yàn)前，必須對(duì)容器主要焊縫進(jìn)行100%無(wú)損探傷檢查。2.氣壓試驗(yàn)介質(zhì)五、應(yīng)力校核

壓力試驗(yàn)時(shí)的試驗(yàn)壓力大于設(shè)計(jì)壓力，故試驗(yàn)時(shí)容器壁內(nèi)的應(yīng)力值也必然相應(yīng)增大，因此在對(duì)容器或設(shè)備進(jìn)行壓力試驗(yàn)都要進(jìn)行應(yīng)力校核，滿足要求時(shí)才能進(jìn)行壓力試驗(yàn)的實(shí)際操作。

1.試驗(yàn)壓力

試驗(yàn)壓力時(shí)進(jìn)行壓力試驗(yàn)時(shí)規(guī)定容器應(yīng)達(dá)到的壓力，其值反映在容器頂部的壓力表上。 液壓試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)壓力

PT=1.25

氣壓試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)壓力PT=1.15

在確定試驗(yàn)壓力時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： ①容器銘牌上規(guī)定有最大允許工作壓力時(shí)，公式中應(yīng)以最大允許工作壓力代替設(shè)計(jì)壓力； ②容器各元件所用材料不同時(shí)，應(yīng)取各元件材料的［σ］/［σ］t比值中最小者。 ③立式容器（如塔器）臥置進(jìn)行液壓試驗(yàn)時(shí)，其試驗(yàn)壓力值應(yīng)為試驗(yàn)壓力加立置時(shí)圓筒所承受的最大液柱靜壓力。容器的試驗(yàn)壓力（液壓時(shí)為立置和臥置兩個(gè)壓力值）應(yīng)標(biāo)在設(shè)計(jì)圖樣上。五、應(yīng)力校核2.壓力試驗(yàn)前容器的應(yīng)力校核 液壓試驗(yàn)時(shí)（無(wú)論容器立置或臥置）圓筒的應(yīng)力應(yīng)滿足的條件 σＴ＝≤0.9φσs式中σT－試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力，MPaPT－試驗(yàn)壓力，MPa；

PL－液柱靜壓力，MPa；

Di-----圓筒內(nèi)徑,mm；

δe－－圓筒的有效厚度,mm；

φ——焊接接頭系數(shù)；

σs——圓筒材料在常溫下的屈服點(diǎn)，MPa。氣壓試驗(yàn)時(shí)圓筒的應(yīng)力應(yīng)滿足的條件σＴ＝≤0.8φσs式中字母含義同前。2.壓力試驗(yàn)前容器的應(yīng)力校核六、致密性試驗(yàn)致密性試驗(yàn)是為了檢查容器可拆連接部位的密封性。致密性試驗(yàn)包括氣密性試驗(yàn)和煤油滲漏試驗(yàn)兩種方法。1.氣密性試驗(yàn)

對(duì)劇毒介質(zhì)和設(shè)計(jì)要求不允許有微量介質(zhì)泄漏的容器，在壓力試驗(yàn)合格后，還要作氣密性試驗(yàn)。試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.05倍，試驗(yàn)時(shí)壓力應(yīng)緩慢上升，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后保持10分鐘，然后降到設(shè)計(jì)壓力，對(duì)所有焊接接頭和連接部位進(jìn)行泄漏檢查。小型容器可浸入水中檢查。如有泄漏，修補(bǔ)后重新進(jìn)行液壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)。已經(jīng)做過氣壓試驗(yàn)，經(jīng)檢查合格的容器，可免做致密性試驗(yàn)。2.煤油滲漏試驗(yàn)將焊縫能夠檢查的一面清理干凈，涂以白粉漿，晾干后在焊縫的另一面涂以煤油，使表面得到足夠的浸潤(rùn)，經(jīng)半小時(shí)后白粉上沒有油漬下出現(xiàn)為合格。否則說明有滲漏或微裂紋，應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)。六、致密性試驗(yàn)【項(xiàng)目實(shí)例】

某化工廠有一立式設(shè)備，罐體直徑2000mm，材料為Q235-A，正常操作時(shí)罐內(nèi)液面高度不超過2500mm，灌頂至罐底高度3200mm，罐內(nèi)工作溫度為50℃，液面上方氣體壓力不超過0.15MPa，液體密度1160kg/m3，隨溫度變化小，罐體實(shí)測(cè)厚度為6mm，試問該罐體是否滿足水壓試驗(yàn)要求。已知P=0.15MPa，t=50℃,φ=0.85，C2=2mm，Di=2000mm，δn=6mm罐體正常工作時(shí)承受的最大液柱靜壓力PL=ρgH=1160×9.81×2.5×10-6=0.0284MPa，5%P=0.05×0.15=0.0075MPa∵PL＞5%P∴Pc=P+PL=0.15+0.0284=0.1784MPa查許用應(yīng)力表，Q235-A在50℃時(shí)許用應(yīng)力值［σ］t=113MPa

在20℃時(shí)許用應(yīng)力值［σ］t=113MPa查鋼板負(fù)偏差表，鋼板6mm時(shí)，C1=0.6mm，C1+C2=2.6mm，δe=δn-C=3.4mm試驗(yàn)壓力PT=1.25=1.25×=0.1875MPa液柱靜壓力PL=ρgH1=1160×9.81×3.2×10-6=0.0364MPaσＴ＝==65.96MPa查表，Q235-A在20℃時(shí)屈服點(diǎn)σs=235MPa0.9φσs=0.9×0.85×235=179.78MPa65.96MPa＜179.78MPa故水壓試驗(yàn)時(shí)滿足強(qiáng)度要求?！卷?xiàng)目實(shí)例】

某化工廠有一立式設(shè)備，罐體直徑2000mm，材【項(xiàng)目練習(xí)】1.為什么要對(duì)壓力容器進(jìn)行壓力試驗(yàn)？為什么一般容器的壓力試驗(yàn)都應(yīng)首先考慮液壓試驗(yàn)？在什么情況下才進(jìn)行氣壓試驗(yàn)？2.說明水壓試驗(yàn)的大致過程。3.練習(xí)水壓試驗(yàn)的過程。【項(xiàng)目練習(xí)】項(xiàng)目三外壓容器

【項(xiàng)目目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)掌握外壓容器的穩(wěn)定性概念；掌握提高外壓容器穩(wěn)定性方法；掌握加強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)要求；掌握設(shè)置加強(qiáng)圈要求；技能目標(biāo)能為外壓容器設(shè)置正確的加強(qiáng)圈。項(xiàng)目三外壓容器

【項(xiàng)目目標(biāo)】一、外壓容器的穩(wěn)定性概念外壓容器壓力低，壁厚薄，大部分容器壁厚能滿足強(qiáng)度要求，但因?yàn)楸诒≈睆酱?，呈現(xiàn)出剛度不足，導(dǎo)致失效。剛性不好的容器在壓應(yīng)力低于屈服極限時(shí)，圓筒突然被壓癟，導(dǎo)致破壞，使筒體失去了原來(lái)的形狀，這種現(xiàn)象類似于壓桿失穩(wěn)現(xiàn)象，稱為外壓容器的失穩(wěn)。實(shí)踐證明，失穩(wěn)是外壓容器破壞的主要形式，因此對(duì)外壓容器，在保證其殼體強(qiáng)度的同時(shí)，也保證其殼體的穩(wěn)定性，是外壓容器能夠正常操作的必要條件。一、外壓容器的穩(wěn)定性概念二、提高外壓容器穩(wěn)定性方法

縮短剛性構(gòu)件之間的距離，圓筒的剛度增強(qiáng)，臨界壓力Pcr值就會(huì)提高，雖然增加圓筒壁厚也能使Pcr值增大，但從鋼材消耗來(lái)看，增大壁厚，不如在圓筒的外邊或里邊設(shè)置加強(qiáng)圈更為有效。圓筒用不銹鋼或其它有色金屬制造時(shí)，常在圓筒外壁設(shè)置一定數(shù)量碳鋼材料制造的加強(qiáng)圈，可節(jié)省大量昂貴的金屬，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值更大。二、提高外壓容器穩(wěn)定性方法

縮短剛性構(gòu)件之間的距離，圓筒的剛?cè)⒓訌?qiáng)圈設(shè)置1.加強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)加強(qiáng)圈是指為增加外壓容器的穩(wěn)定性而設(shè)置在圓筒內(nèi)側(cè)或外側(cè)，具有足夠剛性的環(huán)狀構(gòu)件。加強(qiáng)圈常用扁鋼、角鋼、工字鋼或其它型鋼制成。三、加強(qiáng)圈設(shè)置加強(qiáng)圈的要求1）有足夠的剛性2）加強(qiáng)圈與筒體的連接，大多采用焊接?？梢允沁B續(xù)焊，也可以是間斷焊，但必須保證加強(qiáng)圈與筒體緊密貼合和焊牢，否則起不到加強(qiáng)作用。3）加強(qiáng)圈可以設(shè)置在筒體內(nèi)部或外部，為確保其對(duì)筒體的加強(qiáng)作用，加強(qiáng)圈應(yīng)圍繞在圓筒的圓周上。其布置見下圖。加強(qiáng)圈在筒外壁時(shí)，加強(qiáng)圈每側(cè)間斷焊接的總長(zhǎng)，不少于圓筒外周長(zhǎng)的二分之一；在筒內(nèi)壁時(shí)，間斷焊接的總長(zhǎng)，應(yīng)不少于圓筒內(nèi)周長(zhǎng)的三分之一。間斷焊縫的間距t，對(duì)外加強(qiáng)圈為8δn，對(duì)內(nèi)加強(qiáng)圈為12δn。加強(qiáng)圈的要求1）有足夠的剛性加強(qiáng)圈在筒外壁時(shí)，加強(qiáng)圈每側(cè)間斷2、設(shè)置加強(qiáng)圈的最大間距如果筒體的δe/D0已經(jīng)確定，為使筒體能安全承受所規(guī)定的外壓Pc，允許加強(qiáng)圈的最大間距可以通過下式計(jì)算：

Lmax=當(dāng)加強(qiáng)圈的實(shí)際間距L≤Lmax時(shí)，則圓筒能夠安全承受設(shè)計(jì)外壓力。

2、設(shè)置加強(qiáng)圈的最大間距如果筒體的δe/D0已經(jīng)確定，為使筒【項(xiàng)目練習(xí)】1.簡(jiǎn)述提高外壓容器穩(wěn)定性的方法。2.在外壓容器上設(shè)置加強(qiáng)圈對(duì)結(jié)構(gòu)有什么要求？如何確定加強(qiáng)圈數(shù)量？3.觀察附近化工廠外壓容器加強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)。4.為子項(xiàng)目1【項(xiàng)目練習(xí)】5題中塔設(shè)置兩個(gè)加強(qiáng)圈，試計(jì)算設(shè)置加強(qiáng)圈后塔筒體的壁厚?！卷?xiàng)目練習(xí)】項(xiàng)目四壓力容器附件

子項(xiàng)目1壓力容器密封裝置選擇【項(xiàng)目目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)掌握密封裝置的密封原理；掌握壓力容器法蘭的結(jié)構(gòu)；掌握法蘭密封面形式；掌握法蘭墊片類型。技能目標(biāo)能為壓力容器選擇正確的密封裝置。項(xiàng)目四壓力容器附件

子項(xiàng)目1壓力容器密封裝置選擇【項(xiàng)目目一、法蘭連接結(jié)構(gòu)與密封原理由于生產(chǎn)工藝或制造、安裝、運(yùn)輸、檢修等的需要，常常將化工容器或管道做成可拆的連接結(jié)構(gòu)。常用的可拆連接有法蘭連接、螺紋連接和插套連接。法蘭連接是最常用的連接結(jié)構(gòu)，可分為壓力容器法蘭和管法蘭連接。法蘭的密封原理：法蘭在螺栓預(yù)緊力的作用下，把處于法蘭密封之間的墊片壓緊，墊片發(fā)生變形后，填滿法蘭面上的不平間隙，從而阻止流體泄漏。施加于墊片單位面積上的壓力，必須達(dá)到一定的數(shù)值，才能使墊片發(fā)生變形。螺母螺栓墊圈法蘭墊片一、法蘭連接結(jié)構(gòu)與密封原理由于生產(chǎn)工藝或制造、安裝、運(yùn)輸、檢二、法蘭的結(jié)構(gòu)與類型1.按法蘭與設(shè)備或管道的連接方式劃分法蘭整體法蘭任意法蘭松套法蘭二、法蘭的結(jié)構(gòu)與類型1.按法蘭與設(shè)備或管道的連接方式劃分法蘭不同類型結(jié)構(gòu)圖整體法蘭松套法蘭任意法蘭（a）(b)(c)(d)（e）（f）法蘭不同類型結(jié)構(gòu)圖整體法蘭松套法蘭任意法蘭（a）2、法蘭密封面形式:平面型、凹凸型、榫槽型2、法蘭密封面形式:平面型、凹凸型、榫槽型法蘭密封面型式性能比較平面型凹凸型榫槽型結(jié)構(gòu)密封面：平面車制溝槽一個(gè)凹面、一個(gè)凸面一個(gè)榫面、一個(gè)槽面特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，墊圈易擠偏，密封性差凹面上放墊圈，不易擠偏槽面上放墊圈，榫面易碰壞；墊圈壞了，不易取出適用范圍壓力及溫度較低的設(shè)備介于兩者之間溫度較高、壓力較高、密封要求嚴(yán)的場(chǎng)合法蘭密封面型式性能比較平面型凹凸型榫槽型結(jié)構(gòu)密封面：平面車制3、法蘭墊片

有非金屬墊片、纏繞式墊片、金屬包墊片

非金屬墊片組合式墊片金屬墊片組成橡膠石棉板或耐油橡膠石棉板將薄金屬帶與填充帶（石棉紙，橡膠石棉帶或聚四氟乙烯薄膜等）迭在一起繞成螺旋狀，然后在鋼帶的始端和末端點(diǎn)焊數(shù)點(diǎn)而制成用薄金屬板（白鐵皮、0Cr18Ni9Ti等）將石棉等非金屬包裹而成適用范圍壓力及溫度都不高壓力、溫度較高而且波動(dòng)較大壓力、溫度較高而且波動(dòng)較大

注意：組合式墊片和金屬墊片只能用于乙型平焊法蘭與長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭，甲型平焊法蘭因強(qiáng)度與剛度不夠而不能使用。

3、法蘭墊片

有非金屬墊片、纏繞式墊片、金屬包墊片

非金屬墊三、法蘭標(biāo)準(zhǔn)及選用1.壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)⑴壓力容器法蘭分類甲型平焊法蘭乙型平焊法蘭長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭結(jié)構(gòu)

帶有一個(gè)厚度為16mm的短筒體厚度較大的頸代替了短節(jié)特點(diǎn)剛度小短節(jié)厚度大，增加了法蘭的剛度更有效增大了法蘭的剛度適用范圍壓力較低、筒體直徑較小較大直徑和較高壓力壓力更高、直徑更大三、法蘭標(biāo)準(zhǔn)及選用1.壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)甲型平焊法蘭乙型平⑵公稱直徑和公稱壓力

公稱直徑和公稱壓力是選擇法蘭的主要參數(shù)。①公稱直徑公稱直徑是為了設(shè)計(jì)、制造、使用方便而規(guī)定的一種標(biāo)準(zhǔn)直徑。壓力容器法蘭的公稱直徑與壓力容器的直徑取同一系列數(shù)值。常用DN表示。DN是將容器及管子直徑加以標(biāo)準(zhǔn)化以后的標(biāo)準(zhǔn)直徑。壓力容器的公稱直徑DN是容器的內(nèi)直徑。管子公稱直徑既不等于其內(nèi)徑，也不等于其外徑，而是與兩者相近的某一數(shù)值，為一名義直徑。相同公稱直徑的容器法蘭與管法蘭兩者不能相互代替。②公稱壓力公稱壓力是為了設(shè)計(jì)、制造、使用方便而規(guī)定的若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)壓力等級(jí)。常用PN表示。目前我國(guó)規(guī)定的公稱壓力等級(jí)為：常壓、0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4MPa。法蘭公稱壓力與法蘭的最大操作壓力和操作溫度以及法蘭材料三個(gè)因素有關(guān)。⑵公稱直徑和公稱壓力

公稱直徑和公稱壓力是選擇法蘭的主要參數(shù)甲型平焊法蘭乙型平焊法蘭長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭甲型平焊法蘭乙型平焊法蘭長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭⑶壓力容器法蘭的選用步驟①確定公稱壓力由法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的公稱壓力等級(jí)和容器設(shè)計(jì)壓力，按設(shè)計(jì)壓力小于等于公稱壓力的原則，就近靠一公稱壓力，若設(shè)計(jì)壓力非常接近這一公稱壓力且設(shè)計(jì)溫度高于200°C時(shí)，則可就近提高一個(gè)公稱壓力等級(jí)，這樣初步確定一公稱壓力。②初步確定法蘭的類型由公稱直徑、設(shè)計(jì)溫度和以上初定的公稱壓力查表3-5，并考慮不同類型法蘭的適用溫度，初步確定法蘭的類型。③確定密封面形式由工作介質(zhì)特性，確定密封面形式。④確定法蘭的材料由介質(zhì)特性、設(shè)計(jì)溫度，結(jié)合容器材料對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的法蘭常用材料確定法蘭的材料。⑤確定允許的最大工作壓力由法蘭類型、材料、工作溫度和初定的公稱壓力查表3-7，得其允許的最大工作壓力。⑶壓力容器法蘭的選用步驟①確定公稱壓力由法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的公稱壓⑥比較若所得最大允許工作壓力大于等于設(shè)計(jì)壓力，則原初定的公稱壓力就是所選法蘭的公稱壓力；若所得最大允許工作壓力小于設(shè)計(jì)壓力，則調(diào)換優(yōu)質(zhì)材料或提高公稱壓力等級(jí)，使得最大允許工作壓力大于等于設(shè)計(jì)壓力，從而最后確定出法蘭的公稱壓力和類型；

⑦確定墊片、螺栓、螺母材料由法蘭的類型及工作溫度，確定墊片、螺栓、螺母材料；

⑧確定法蘭的具體尺寸由法蘭類型、公稱直徑、公稱壓力查閱JB/T4701~4703—2000，確定法蘭的具體尺寸。

⑷法蘭標(biāo)記壓力容器法蘭標(biāo)記在編制材料表時(shí)非常有用，其標(biāo)記由五部分組成。。①法蘭類型代號(hào)；②密封面型式代號(hào)；③公稱直徑；④公稱壓力；⑤標(biāo)準(zhǔn)號(hào)。⑥比較若所得最大允許工作壓力大于等于設(shè)計(jì)壓力，則原初定的【項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)】為一精餾塔設(shè)計(jì)塔節(jié)與封頭的連接法蘭，并寫出法蘭標(biāo)記。已知條件：塔體內(nèi)徑800mm，設(shè)計(jì)壓力0.6MPa，設(shè)計(jì)溫度300℃，介質(zhì)有輕微腐蝕，但無(wú)毒非易燃，塔體材料16MnR。分析：①確定公稱壓力設(shè)計(jì)壓力0.6MPa，就近靠一個(gè)壓力，公稱壓力為0.6MPa，因?yàn)闇囟纫殉^200℃，所以應(yīng)提高一個(gè)等級(jí)，暫定公稱壓力PN=1.0MPa；容器的內(nèi)徑即壓力容器的公稱直徑，所以DN=800mm；經(jīng)查表3-6，得法蘭類型為甲型平焊法蘭；由于介質(zhì)有輕微腐蝕，但無(wú)毒非易燃，所以選用平面型密封面；根據(jù)塔體材料，確定法蘭材料也為16MnR，從而查表得300℃下，最大允許工作壓力為0.86MPa；比較0.86MPa＞0.6MPa，即法蘭最大允許工作壓力大于設(shè)計(jì)壓力，所以公稱壓力PN=1.0MPa合適；查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定法蘭類型，螺柱、螺母材料及法蘭尺寸；法蘭標(biāo)記法蘭-P800-1.0JB/T4701-2000?！卷?xiàng)目實(shí)訓(xùn)】為一精餾塔設(shè)計(jì)塔節(jié)與封頭的連接法蘭，并寫出法蘭標(biāo)【項(xiàng)目練習(xí)】

1.說明法蘭連接密封的工作原理。2.法蘭連接的密封面有哪幾種形式？各有什么特點(diǎn)？3.法蘭連接的密封墊片有哪幾種形式？各有什么特點(diǎn)？4.法蘭標(biāo)準(zhǔn)化的參數(shù)有哪些？管子的公稱直徑與內(nèi)徑是否相等？5.已知某反應(yīng)器內(nèi)徑900mm，最高操作壓力0.25MPa，最高操作溫度250℃，筒體材料Q235-A，試為該反應(yīng)器設(shè)計(jì)筒體與封頭的法蘭，并寫出法蘭標(biāo)記。【項(xiàng)目練習(xí)】

1.說明法蘭連接密封的工作原理。子項(xiàng)目2壓力容器補(bǔ)強(qiáng)裝置選擇【項(xiàng)目目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)掌握容器開孔補(bǔ)強(qiáng)方法、特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)；掌握開孔不補(bǔ)強(qiáng)的情形；掌握容器開孔補(bǔ)強(qiáng)的限制；技能目標(biāo)能為容器開孔設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。子項(xiàng)目2壓力容器補(bǔ)強(qiáng)裝置選擇一、問題的提出由于工藝操作和安裝檢修的需要，在壓力容器上開孔是不可避免的。如工藝操作所需的物料進(jìn)出口、安裝安全泄放裝置、壓力表、液面計(jì)、視鏡的開孔，為容器內(nèi)部安裝檢修方便所開的人孔、手孔等。容器開孔后，一方面由于承載面積減小使總體強(qiáng)度削弱，另一方面由于開孔使結(jié)構(gòu)的連續(xù)性被破壞，在開孔處產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，結(jié)果使開孔附近的局部區(qū)域應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值。對(duì)容器的安全操作帶來(lái)安全隱患，因此，需要考慮容器的開孔與補(bǔ)強(qiáng)。一、問題的提出由于工藝操作和安裝檢修的需要，在壓力容器上開孔

二、開孔附近的應(yīng)力集中1.殼體開小孔的應(yīng)力集中

2.殼體開孔接管后的應(yīng)力集中 二、開孔附近的應(yīng)力集中1.殼體開小孔的應(yīng)力集中

三、補(bǔ)強(qiáng)方法及結(jié)構(gòu)開孔補(bǔ)強(qiáng)方法補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)厚壁管補(bǔ)強(qiáng)整鍛件補(bǔ)強(qiáng)1、容器開孔常用補(bǔ)強(qiáng)方法三、補(bǔ)強(qiáng)方法及結(jié)構(gòu)開孔補(bǔ)強(qiáng)方法補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)厚壁管補(bǔ)強(qiáng)整鍛件補(bǔ)2、補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)厚壁管補(bǔ)強(qiáng)和整鍛件補(bǔ)強(qiáng)2、補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)厚壁管補(bǔ)強(qiáng)和整鍛件補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)厚壁管補(bǔ)強(qiáng)整鍛件補(bǔ)強(qiáng)優(yōu)點(diǎn)制造方便，造價(jià)低，使用經(jīng)驗(yàn)成熟結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，焊縫少，焊接質(zhì)量容易檢驗(yàn)，克服了補(bǔ)強(qiáng)圈的缺點(diǎn)，效果好，補(bǔ)強(qiáng)金屬集中在開孔處應(yīng)力集中最嚴(yán)重的孔邊。采用對(duì)焊并使接頭離開應(yīng)力峰值區(qū)，故抗疲勞性能好缺點(diǎn)⑴補(bǔ)強(qiáng)區(qū)域過于分散,補(bǔ)強(qiáng)效率不高；⑵補(bǔ)強(qiáng)圈和殼體之間存在著一層靜止的氣隙，容易在補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體之間引起較大的溫差應(yīng)力⑶易開裂⑷抗疲勞性能差，其疲勞壽命比未開孔時(shí)降低30%左右機(jī)械加工量大，且鍛件成本高適用范圍靜壓，常溫及壓力不高的容器常溫抗拉強(qiáng)度σb≤540MPa；補(bǔ)強(qiáng)圈厚度≤1.5δn，δn為殼體名義壁厚；δn≤38mm。廣泛使用容器受低溫、高溫、交變載荷的較大直徑的開孔情況；有嚴(yán)格要求的重要設(shè)備補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)厚壁管補(bǔ)強(qiáng)整鍛件補(bǔ)強(qiáng)優(yōu)點(diǎn)制造方便，造價(jià)低，使用經(jīng)四、開孔不補(bǔ)強(qiáng)的條件⑴設(shè)計(jì)壓力p≤2.5MPa⑵兩相鄰開孔中心的間距（對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算）應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍；⑶接管公稱外徑小于或等于89mm；⑷接管不另行補(bǔ)強(qiáng)的最小壁厚，見下表接管外徑253238454857657689最小壁厚3.53.53.54.04.05.05.06.06.0四、開孔不補(bǔ)強(qiáng)的條件接管外徑2532384548576576五、對(duì)壓力容器開孔的限制（GB150）開孔部位允許開孔孔徑筒體內(nèi)徑Di≤1500mm時(shí)，開孔最大直徑d≤1/2Di，且d≤520mm內(nèi)徑Di＞1500mm時(shí)，開孔最大直徑d≤1/3Di，且d≤1000mm凸形封頭開孔最大直徑d≤1/2Di錐殼（或錐形封頭）ｄ≤1/3Dk，Dk——開孔中心處的錐殼內(nèi)直徑五、對(duì)壓力容器開孔的限制（GB150）開孔部位允許開孔孔徑筒開孔還應(yīng)滿足下列要求開孔盡量避開焊縫如果必須在焊縫上開孔時(shí)，則在以開孔中心為圓心，以1.5倍開孔直徑為半徑的圓中所包圍的焊縫，必須進(jìn)行100%的無(wú)損探傷。在橢圓形或碟形封頭過渡部分開孔時(shí)，其開孔的中心線應(yīng)垂直于封頭表面。開孔還應(yīng)滿足下列要求開孔盡量避開焊縫如果必須在焊縫上六、開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：等面積補(bǔ)強(qiáng)準(zhǔn)則：由補(bǔ)強(qiáng)圈提供的金屬面積必須大于等于因開孔而減少的金屬面積。根據(jù)內(nèi)側(cè)焊接坡口的不同有A、B、C、D、E、F六種結(jié)構(gòu)。焊接要求：補(bǔ)強(qiáng)圈和器壁要求很好地貼合，使其與器壁一起受力，否則起不到補(bǔ)強(qiáng)作用。為檢驗(yàn)焊縫的密封性，在補(bǔ)強(qiáng)圈上，設(shè)置一個(gè)M10的螺紋孔。當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)圈焊接后，可以由此通入0.4~0.5MPa的壓縮空氣，并通過在補(bǔ)強(qiáng)圈焊縫周圍涂上肥皂液的方法檢查焊接質(zhì)量。六、開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：等面積補(bǔ)強(qiáng)準(zhǔn)則：由補(bǔ)強(qiáng)圈提供七、標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈及其選用方法確定補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度：根據(jù)GB150`確定補(bǔ)強(qiáng)圈的尺寸：根據(jù)表3-11、圖3-25確定結(jié)構(gòu)：由設(shè)備工藝參數(shù)。簡(jiǎn)易選法：材質(zhì)、厚度與筒體相同，滿足A4≥A-Ae，查表3-11、圖3-25，確定內(nèi)、外徑。表3-11是常用的補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸，標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸選定后，還應(yīng)寫出其標(biāo)記，標(biāo)記示例為

DN×δcHG21506-1992式中DN——接管公稱直徑，mm；

δc——補(bǔ)強(qiáng)圈厚度，mm。七、標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈及其選用方法確定補(bǔ)強(qiáng)圈的厚度：根據(jù)GB150【項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)】

容器內(nèi)徑1000mm，壁厚12mm，筒體上焊有一個(gè)φ76×3.5的齊平式接管，開孔沒有與筒體焊縫相交，200mm范圍內(nèi)沒有其他開孔。已知該容器的設(shè)計(jì)壓力為p=1.6MPa，設(shè)計(jì)溫度120℃，試確定此開孔是否需要補(bǔ)強(qiáng)？若焊的接管外徑為108mm，是否需要補(bǔ)強(qiáng)？試為接管選擇標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)強(qiáng)圈。由已知條件可知：該容器設(shè)計(jì)壓力p=1.6MPa＜2.5MPa；接管外徑76mm＜89mm，壁厚3.5mm＜6mm，滿足表3-10中要求。所以該容器開孔不需要補(bǔ)強(qiáng)。若焊的接管外徑為108mm，則需要補(bǔ)強(qiáng)。查表3-11，補(bǔ)強(qiáng)圈外徑是200mm，內(nèi)徑是128mm（按C型焊接坡口）?！卷?xiàng)目實(shí)訓(xùn)】

容器內(nèi)徑1000mm，壁厚12mm，筒體上焊有【項(xiàng)目練習(xí)】

1.簡(jiǎn)述容器開孔補(bǔ)強(qiáng)的方法與結(jié)構(gòu)。2.GB150對(duì)容器開孔有哪些限制？3.容器開孔不補(bǔ)強(qiáng)有哪些條件？4.容器開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是什么？5.到附近化工廠觀察補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，說明補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)?！卷?xiàng)目練習(xí)】

1.簡(jiǎn)述容器開孔補(bǔ)強(qiáng)的方法與結(jié)構(gòu)。

子項(xiàng)目3壓力容器安全裝置選擇

【項(xiàng)目目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)掌握安全閥、爆破片的類型及結(jié)構(gòu)；掌握安全裝置的工作原理。技能目標(biāo)能拆裝安全閥。

子項(xiàng)目3壓力容器安全裝置選擇

【項(xiàng)目目標(biāo)】一、安全裝置作用與種類壓力容器或設(shè)備在使用過程中，由于各種原因，可能出現(xiàn)壓力超過容器許用壓力的情況。安全泄壓裝置的作用是當(dāng)容器在正常工作壓力下運(yùn)行時(shí)，保持嚴(yán)密不漏。若容器內(nèi)的壓力超過許用值，則能自動(dòng)、迅速地排泄出容器內(nèi)介質(zhì)，使容器內(nèi)的壓力始終保持在許用壓力范圍以內(nèi)，并且由于高壓流體的噴出或爆破元件破裂發(fā)出較大的響聲而起到報(bào)警的作用。常用安全閥、爆破片。一、安全裝置作用與種類壓力容器或設(shè)備在使用過程中，由于各種原二、安全閥1、安全閥工作原理下圖是常用的彈簧式安全閥。壓力正常時(shí)，彈簧力將閥頭與閥座壓緊，當(dāng)容器內(nèi)壓力升高時(shí)，作用在閥頭上的力超過彈簧力時(shí)，則閥頭上移使安全閥自動(dòng)開啟，泄放超壓氣體使器內(nèi)壓力降低，從而保護(hù)化工容器。當(dāng)器內(nèi)壓力降低到安全值時(shí)，彈簧力又使安全閥自動(dòng)關(guān)閉。擰動(dòng)安全閥上的調(diào)節(jié)螺栓，可以改變彈簧力的大小，從而控制安全閥的開啟壓力。為了避免安全閥不必要的泄放，通常預(yù)定的安全閥開啟壓力應(yīng)略高于化工容器的工作壓力。調(diào)節(jié)螺栓彈簧頂桿閥頭閥座二、安全閥1、安全閥工作原理下圖是常用的彈簧式安全閥2.安全閥的結(jié)構(gòu)類型

安全閥的種類有很多，按其加載機(jī)構(gòu)有重錘杠桿式和彈簧式兩種。按閥瓣開啟高度的不同，可分為微啟式和全啟式。微啟式是指閥瓣的開啟高度為閥座喉徑的1/40～1/20；全啟式是指閥瓣的開啟高度為閥座喉徑的1/4。按氣體排放方式的不同，可分為全封閉式、半封閉式和開放式等，封閉式安全閥是指排除的介質(zhì)不外泄，全部沿著出口排泄到指定地點(diǎn)，一般用在有毒和腐蝕性介質(zhì)中；不封閉式安全閥多用于空氣和蒸汽用安全閥。2.安全閥的結(jié)構(gòu)類型安全閥的種類有很多，按其加載機(jī)構(gòu)杠桿式安全閥杠桿式安全閥主要依靠杠桿重錘的作用力而工作，但由于杠桿式安全閥體積龐大往往限制了選用范圍。杠桿式安全閥杠桿式安全閥主要依靠杠桿重錘的作用力而工作，但溫度較高時(shí)常選用帶散熱套的安全閥。

溫度較高時(shí)常選用帶散熱套的安全閥。

安全閥的優(yōu)點(diǎn)是可以避免因容器超壓而造成浪費(fèi)和生產(chǎn)中斷。缺點(diǎn)是安全閥的密封不好有時(shí)會(huì)引起泄漏。彈簧式安全閥的彈簧有慣性作用，使閥的開啟和閉合有滯后現(xiàn)象，難以適應(yīng)急劇化學(xué)反應(yīng)迅速升壓所需要的快速泄放要求，所以彈簧式安全閥不適用于黏性較大、液體不允許有微量結(jié)晶的場(chǎng)合。安全閥的優(yōu)點(diǎn)是可以避免因容器超壓而造成浪費(fèi)和生產(chǎn)中斷。缺點(diǎn)是3.安全閥的選用原則

安全閥的選用，應(yīng)綜合考慮壓力容器的工作壓力、工作介質(zhì)特性、載荷特點(diǎn)、允許超壓限度、防止超壓的必需排放量、防超壓動(dòng)作的要求(動(dòng)作特點(diǎn)、靈敏性、可靠性、密閉性)、生產(chǎn)運(yùn)行特點(diǎn)、安全技術(shù)要求等因素。一般應(yīng)掌握以下基本原則①對(duì)于易燃、易爆、有毒性和污染大氣的介質(zhì)，必須選用封閉式安全閥，對(duì)空氣或其他不會(huì)污染環(huán)境的非易燃和易爆的氣體，可選用敞開式安全閥。②高壓容器及安全泄放量較大而殼體的強(qiáng)度裕度又不太大的中、低壓容器，應(yīng)選用全啟式安全閥，以減少容器的開孔面積，微啟式安全閥宜用于排量不大、要求不高的場(chǎng)合。③高溫容器宜選用重錘杠桿式安全閥或帶散熱器的安全閥，不宜選用彈簧式安全閥。3.安全閥的選用原則

安全閥的選用，應(yīng)綜合考慮壓力容器的工作4、安全閥的閥體材料

安全閥的閥體材料若無(wú)特殊要求，當(dāng)閥的公稱壓力小于等于1.6MPa時(shí)，選灰鑄鐵；公稱壓力小于等于2.5MPa時(shí)選碳素鋼；對(duì)腐蝕性介質(zhì)，選不銹鋼，溫度較高時(shí)宜選鉻鉬鋼。4、安全閥的閥體材料安全閥的閥體材料若無(wú)特殊要求，當(dāng)閥的公三、爆破片1、爆破片作用及特點(diǎn)爆破片是一種斷裂型安全泄放裝置，是通過爆破片的破裂來(lái)達(dá)到泄壓目的，泄壓后爆破片不能繼續(xù)有效使用，容器也被迫停止運(yùn)行。雖然爆破片是一種爆破后不重新閉合的泄放裝置，但與安全閥相比，它有兩個(gè)特點(diǎn)：一是密閉性能好，能做到完全密封；二是動(dòng)作迅速，泄放量大。所以爆破片裝置一般適用于泄壓要求靈敏，介質(zhì)密封要求嚴(yán)或不宜裝設(shè)安全閥的壓力容器。三、爆破片1、爆破片作用及特點(diǎn)2、爆破片的結(jié)構(gòu)類型爆破片由爆破元件和夾持器等組成。爆破元件起控制爆破壓力的作用，它是關(guān)鍵的壓力敏感元件；夾持器的作用是固定爆破元件，裝在容器的接口管法蘭上，也可以不設(shè)夾持器，直接利用接管法蘭夾緊爆破元件。爆破片分類方法較多，按其破壞形式有拉伸破壞型、剪切破壞型、彎曲破壞型及失穩(wěn)破壞型；按產(chǎn)品外觀分正拱型、反拱型和平板型；按破壞動(dòng)作分爆破型、觸破性及脫落性等。2、爆破片的結(jié)構(gòu)類型爆破片由爆破元件和夾持器等組成。爆破元件平板型和正拱型綜合性能較差，主要用于低壓和超低壓工況，尤其是大型料倉(cāng)爆破時(shí)，爆破片碎片會(huì)進(jìn)入泄放管道；由于爆破片的中心厚度被有意減弱，易于因疲勞而提前爆破；操作壓力不能超過爆破片最小爆破壓力的65%平板型和正拱型不能與安全閥串聯(lián)使用膜片膜片法蘭夾持環(huán)平板型和正拱型綜合性能較差，主要用于低壓和超低壓工況，尤其是正拱帶槽型爆破片（LC）在爆破片的拱面（通常在凹面?zhèn)龋┥?，加工有“十”字形或環(huán)形減弱槽，當(dāng)壓力達(dá)到爆破壓力時(shí)，爆破片沿減弱槽破裂，將壓力泄放出去。

正拱帶槽型爆破片（LC）在爆破片的拱面（通常在凹面?zhèn)龋┥?，反拱叉型帶刀爆破片（YDV）由三瓣叉形支架外罩耐蝕密封膜構(gòu)成。爆破片安裝時(shí)凸面受壓，當(dāng)所受壓力達(dá)到產(chǎn)品的爆破壓力時(shí)，迅速翻轉(zhuǎn)，被設(shè)置在上夾持器內(nèi)的刀刃割破泄壓。爆破壓力為0.001-0.1Mpa，適用于超低壓容器或真空容器。反拱叉型帶刀爆破片（YDV）由三瓣叉形支架外罩耐蝕密封膜構(gòu)反拱型抗疲勞性能優(yōu)良、爆破時(shí)不產(chǎn)生碎片且操作壓力可達(dá)其最小爆破壓力90%以上的優(yōu)點(diǎn)，還能與安全閥串聯(lián)使用法蘭支撐圈膜片反拱型抗疲勞性能優(yōu)良、爆破時(shí)不產(chǎn)生碎片且操作壓力可達(dá)其最小爆3、爆破片的選用絕大多數(shù)壓力容器都使用安全閥作為泄放裝置，然而安全閥一直潛在“關(guān)不嚴(yán)、扣不開”的隱患，因而在以下場(chǎng)合應(yīng)優(yōu)先選用爆破片作為安全泄放裝置①工作介質(zhì)不清潔，這些介質(zhì)易發(fā)生粘結(jié)或堵塞閥口，致使安全閥失效；②壓力容器內(nèi)由于介質(zhì)化學(xué)反應(yīng)或其他原因，容易引起壓力突然驟增，而安全閥動(dòng)作滯后，不能有效地起到安全泄放作用；③工作介質(zhì)毒性程度為極度、高度危害的氣體介質(zhì)或盛裝貴重介質(zhì)的壓力容器，使用安全閥難免會(huì)有微量泄漏，宜選用爆破片：④介質(zhì)為強(qiáng)腐蝕性氣體的壓力容器，腐蝕性大的介質(zhì)，用耐腐蝕的貴重材料制造安全閥成本高，而用其制造爆破片，成本非常低廉。3、爆破片的選用絕大多數(shù)壓力容器都使用安全閥作為泄放裝置，然【項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)】為盛裝以下介質(zhì)的壓力容器選擇合適的安全裝置。熱水鍋爐；高溫容器，介質(zhì)清潔；懸浮性物料，低壓；有毒介質(zhì)；分析：①熱水鍋爐一般選不封閉微啟式安全閥，因?yàn)闊o(wú)毒、壓力不大；②高溫容器，介質(zhì)清潔，一般用帶散熱器的安全閥；③懸浮性物料，低壓，可以選平板型爆破片；④有毒介質(zhì)，可以選反拱型爆破片?！卷?xiàng)目實(shí)訓(xùn)】【項(xiàng)目練習(xí)】1.簡(jiǎn)述安全閥的工作原理。2.如何為容器選擇安全閥？3．簡(jiǎn)述爆破片的工作原理。4.為容器選擇安全裝置時(shí)，哪些場(chǎng)合應(yīng)優(yōu)先考慮爆破片？【項(xiàng)目練習(xí)】子項(xiàng)目4壓力容器固定裝置選擇

【項(xiàng)目目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)掌握容器支座的類型；掌握鞍座的結(jié)構(gòu)；掌握懸掛式支座的結(jié)構(gòu)。技能目標(biāo)能為容器選擇合適的支座。子項(xiàng)目4壓力容器固定裝置選擇

【項(xiàng)目目標(biāo)】容器固定裝置臥式容器支座立式容器支座球形容器支座容器固定裝置臥式容器支座立式容器支座球形容器支座一、臥式容器支座臥式容器支座鞍式支座圈式支座支承式支座一、臥式容器支座臥式容器支座鞍式支座圈式支座支承式支座(a)鞍式支座(b)圈式支座(c)支承式支座小型設(shè)備用于大直徑薄壁容器和真空容器，可以避免因容器壁厚小，支撐處局部應(yīng)力大而引起的破壞最常用鞍座邊角補(bǔ)強(qiáng)墊板圈座(a)鞍式支座(b)圈式支座(c)支承1、鞍座的結(jié)構(gòu)

鞍座有底板、橫向直立腹板、軸向直立腹板、墊板組成。圓筒直徑較小，DN≤900mm可以不設(shè)墊板。橫向直立腹板通常只有一塊，厚度不同；軸向直立腹板可以多塊，厚度也不同，鞍座允許載荷不同。螺栓S型F型焊制排氣孔1、鞍座的結(jié)構(gòu)

鞍座有底板、橫向直立腹板、軸向直立腹板、墊板同一直徑的容器長(zhǎng)度和質(zhì)量不同，同直徑的鞍座按其允許承受的最大載荷分輕型（代號(hào)為A)和重型（代號(hào)為B)。DN≤900mm無(wú)輕重之分。鞍座已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，其尺寸和質(zhì)量可以從相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)中查到。⑴鞍座數(shù)目通常采用雙支座。因?yàn)椴捎枚鄠€(gè)支座，表面上增加了支座數(shù)目對(duì)容器的支撐有利，可是由于地基凹陷不均勻，導(dǎo)致支座支撐處局部應(yīng)力過高；另外，支座數(shù)目多，還增加制作支座費(fèi)用。雙支座通常是F型（固定支座）和S型（滑動(dòng)支座）搭配使用，受熱變形時(shí)，鞍座可以隨設(shè)備一起滑動(dòng)，防止對(duì)容器產(chǎn)生附加應(yīng)力。⑵鞍座包角通常120°，也有150°的。⑶鞍座的安裝位置盡量靠近封頭，通常鞍座中心截面至凸形封頭切線的直線距離A≤0.5Rm(Rm為筒體的平均直徑)；當(dāng)筒體的長(zhǎng)徑比（L/D）較小，壁厚與直徑之比（δ/D）較大時(shí)，或在鞍座所在平面內(nèi)有加強(qiáng)圈時(shí)，取A≤0.2L(L為筒體兩端封頭切線之間距離)。同一直徑的容器長(zhǎng)度和質(zhì)量不同，同直徑的鞍座按其允許承受的最大2、鞍座的選用及標(biāo)記

⑴鞍座的選用遵循以下原則容器總重量Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5Q1——筒體質(zhì)量；Q2——封頭質(zhì)量；Q3——容器內(nèi)物料的質(zhì)量或水壓試驗(yàn)時(shí)水的質(zhì)量；Q4——人孔等附件的質(zhì)量；Q5——容器外保溫層質(zhì)量。鞍座實(shí)際承受的最大載荷Qmax＝Q/2。鞍座的允許載荷［Q］＞Qmax。⑵鞍座的標(biāo)記鞍座的標(biāo)記有以下幾部分組成

JB/T4712-1992鞍座A(或B)公稱直徑—F(或S)如重型帶墊板的滑動(dòng)式馬鞍式支座，公稱直徑為900mm，120℃包角，其標(biāo)記為：JB/T4712—1992鞍座BDN900—S2、鞍座的選用及標(biāo)記

⑴鞍座的選用遵循以下原則二、立式容器支座立式容器支座耳式支座腿式支座支承式支座裙座二、立式容器支座立式容器支座耳式支座腿式支座支承式支座裙座高度不大的中小型設(shè)備，一般采用支承式支座。支承式支座可以用鋼管、角鋼或槽鋼制成，也可以用數(shù)塊鋼板焊成。鋼管和鋼板焊的支承式支座常焊在容器的底蓋上。角鋼或槽鋼制成的支座則焊在筒體的下端。支承式支座不但本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，而且不需要專門框架、鋼架來(lái)支承設(shè)備，可直接擱在較低的基礎(chǔ)上。腿式支座一般是將角鋼或鋼管直接焊在容器筒體的外圓柱上，在筒體與支腿之間可以設(shè)置加強(qiáng)墊板，也可以不設(shè)置加強(qiáng)墊板。與支承式相比，腿式支座可以使容器下面保持較大空間，便于維修操作。裙式支座常用于高大的塔設(shè)備，由裙座體、引出孔、檢查孔、基礎(chǔ)環(huán)及螺栓座等組成。耳式支座（懸掛式支座）應(yīng)用最廣泛。高度不大的中小型設(shè)備，一般采用支承式支座。支承式支座可以用鋼1、懸掛式支座結(jié)構(gòu)

懸掛式支座亦稱耳式支座，由底板、墊板和筋板組成?？梢杂脦讐K鋼板焊接而成，亦可用鋼板直接彎制而成。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輕便。常用于中小型立式反應(yīng)釜上。懸掛式支座通常直接擱置在鋼梁、磚柱或樓板上。底板的尺寸不宜過小，以免產(chǎn)生過大的壓應(yīng)力，筋板的厚度也應(yīng)足夠大，否則支座將因筋板受壓失穩(wěn)而破壞。懸掛式支座有A型和B型兩種。其中B型懸掛式支座有較大的安裝尺寸L，故又稱長(zhǎng)腳支座。當(dāng)設(shè)備外面包有保溫層或者將設(shè)備直接擱置在樓板上時(shí)，選用B型懸掛式支座較為適宜。耳式支座尺寸查閱標(biāo)準(zhǔn)JB/T4725-1992。每臺(tái)設(shè)備可配置2~4個(gè)支座。在確定支座尺寸時(shí)，不論安裝了幾個(gè)支座均按兩個(gè)進(jìn)行計(jì)算，這是因?yàn)樵O(shè)備受力時(shí)四個(gè)支座不一定同時(shí)受力。墊板筋板底板1、懸掛式支座結(jié)構(gòu)

懸掛式支座亦稱耳式支座，由底板、墊板和筋2、懸掛式支座的選用及標(biāo)記

⑴懸掛式支座的選用原則①根據(jù)設(shè)備重量，算出支座承擔(dān)的載荷Q；Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5符號(hào)意義同前。②按兩個(gè)支座計(jì)算每個(gè)支座承擔(dān)的負(fù)荷為Q/2。③確定支座型式，并查JB4725-92按Ｑ允＞Q/2的原則選擇合適的支座尺寸。⑵懸掛式支座的標(biāo)記懸掛式支座的標(biāo)記有以下幾部分組成JB/T4725—1992耳座公稱直徑—A(或B)如A型帶墊板的耳式支座，公稱直徑為1000mm，其標(biāo)記為

JB/T4725—1992耳座DN1000—A2、懸掛式支座的選用及標(biāo)記⑴懸掛式支座的選用原則三、球形容器支座球形容器支座有柱式、裙式、半埋式和高架式四種。柱式支座又分為赤道正切式、V形柱式、三柱合一式三種，其中赤道正切式是常用的方式。(a)柱式支座(b)裙式支座(c)半埋式式支座（d）高架式三、球形容器支座球形容器支座有柱式、裙式、半埋式和高架式四種【項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)】一盛水儲(chǔ)槽，筒體內(nèi)徑1600mm，筒體長(zhǎng)5米，每米1030kg/m，橢圓形封頭重1100kg，水的密度1000kg/m3，容積30m3，人孔和接管總重500kg，無(wú)保溫層。試為儲(chǔ)槽選擇合適的鞍座。分析：容器總重量Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5Q1=1030×5=5150kg；Q2=1100×2=2200kg；Q3=30×1000=30000kg；Q4=500kg；Q5=0Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=5150+2200+30000+500+0=37850kg≈3.8t每個(gè)支座的承重Q/2=37850×9.8/2=185KN。按Ｑ允＞Q/2的原則，查表3-12，選輕型、包角120°、帶墊板的鞍座比較合適，公稱直徑1600mm，鞍座尺寸查表?！卷?xiàng)目實(shí)訓(xùn)】一盛水儲(chǔ)槽，筒體內(nèi)徑1600mm，筒體長(zhǎng)5米，每【項(xiàng)目練習(xí)】1.簡(jiǎn)述鞍座的結(jié)構(gòu)、選用原則、標(biāo)記；2.簡(jiǎn)述懸掛式支座的結(jié)構(gòu)、選用原則、標(biāo)記?！卷?xiàng)目練習(xí)】子項(xiàng)目5壓力容器其他附件選擇【項(xiàng)目目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)掌握壓力容器各種附件的類型、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用；技能目標(biāo)能為壓力容器選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)附件。子項(xiàng)目5壓力容器其他附件選擇【項(xiàng)目目標(biāo)】一、人孔與手孔

為了設(shè)備的清理、檢修、安裝或內(nèi)部檢查，在設(shè)備上需要開設(shè)人孔或手孔。1.人孔⑴當(dāng)設(shè)備直徑超過900mm時(shí)，應(yīng)開設(shè)人孔，以便檢修時(shí)人能進(jìn)入容器內(nèi)部進(jìn)行檢修。人孔有圓形和橢圓形兩種，圓形人孔的直徑一般400~600mm之間，橢圓形人孔的尺寸一般不小于400×300mm，開設(shè)橢圓形人孔，應(yīng)將橢圓形孔的短軸與筒體軸線平行。人孔主要由短節(jié)、法蘭、蓋板、墊片及螺栓、螺母組成，其受力和密封原理與法蘭類同。蓋板上通常有兩個(gè)手柄。在使用過程中，若人孔需要經(jīng)常打開時(shí)，可選用快開式人孔結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)人孔有HG21528-95~HG21535-95。一、人孔與手孔

為了設(shè)備的清理、檢修、安裝或內(nèi)部檢查，在設(shè)備⑵常用人孔結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

常用的人孔蓋有常壓人孔、回轉(zhuǎn)蓋人孔、吊蓋人孔等，吊蓋人孔又分為垂直吊蓋、水平吊人孔，選擇時(shí)根據(jù)容器的操作壓力、溫度、人孔開啟的頻繁程度選擇。①常壓平蓋人孔是最簡(jiǎn)單的人孔，是一種帶有法蘭的接管，加一盲板，一般用于常壓容器或不需要經(jīng)常檢修的設(shè)備。②回轉(zhuǎn)蓋快開人孔采用了鉸鏈螺栓，很容易達(dá)到快開快關(guān)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)動(dòng)所占空間小。③旋柄式快開人孔比回轉(zhuǎn)蓋更方便，但顯得笨重，一般用于直徑不大和壓力較低的場(chǎng)合。④吊蓋式人孔有垂直吊蓋和水平吊蓋兩種，使用方便，密封性好。若吊蓋水平布置，開啟較費(fèi)力。⑵常用人孔結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

常用的人孔蓋有常壓人孔、回轉(zhuǎn)蓋人孔、吊⑶人孔選用原則

①容器內(nèi)徑大于等于900mm時(shí)，至少應(yīng)開設(shè)一個(gè)人孔；容器內(nèi)徑大于等于2500mm時(shí)，頂蓋上也應(yīng)設(shè)置人孔。②圓形人孔直徑不得小于400mm，橢圓形人孔尺寸應(yīng)不小于400×300mm。在寒冷地區(qū)，人孔應(yīng)不小于DN450。一般情況下人孔尺寸可按下列方式選用容器直徑≥900mm，選用DN400人孔；容器直徑＞900~1600mm，選用DN450人孔；容器直徑＞1600~3000mm，選用DN500人孔；容器直徑＞3000mm，選用DN600人孔。③容器上有不小于人孔最小尺寸的可拆封頭或蓋板時(shí)，可不另設(shè)人孔。④對(duì)于受壓設(shè)備，由于人孔蓋較重，一般采用吊蓋或回轉(zhuǎn)蓋人孔。選擇吊蓋時(shí)，當(dāng)人孔筒節(jié)軸線水平安裝時(shí)，應(yīng)選垂直吊蓋人孔；當(dāng)人孔筒節(jié)軸線垂直安裝時(shí)，應(yīng)選水平吊蓋人孔。⑤設(shè)備運(yùn)行中，需要經(jīng)常打開人孔時(shí)，應(yīng)選擇快開式人孔；旋柄式快開人孔較回轉(zhuǎn)快開人孔使用方便，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般在開啟較頻繁時(shí)才使用。⑶人孔選用原則

①容器內(nèi)徑大于等于900mm時(shí)，至少應(yīng)開設(shè)一2.手孔手孔直徑一般在150~250mm之間，標(biāo)準(zhǔn)手孔有DN150和DN250兩種。標(biāo)準(zhǔn)手孔可查閱標(biāo)準(zhǔn)HG21515-95~HG21527-95。手孔通常在突出接口或短接管上加一盲板構(gòu)成。結(jié)構(gòu)與普通常壓人孔相同，只是直徑小。2.手孔二、接管、凸緣1.接管接管是用來(lái)連接物料進(jìn)出的工藝管道，另外用來(lái)安裝測(cè)量、控制儀表。物料進(jìn)出管有法蘭連接結(jié)構(gòu)、鑄造設(shè)備接管、測(cè)量?jī)x表的接管（內(nèi)外螺紋管）。帶法蘭的接管鑄造接管螺紋接管接管容器接管容器二、接管、凸緣1.接管帶法蘭的接管對(duì)于一些較細(xì)的接管，如伸出長(zhǎng)度L較長(zhǎng)，則要考慮加固。例如DN≤40mm低壓容器上的接管，與容器殼體的連接可采用管接頭加固，其結(jié)構(gòu)形式如圖所示；對(duì)于DN≤25mm，伸出長(zhǎng)度L≥200mm，以及DN=32~50mm，伸出長(zhǎng)度L≥300mm的任意方向接管，均應(yīng)設(shè)置筋板予以支承。

管接頭加固

筋板支承結(jié)構(gòu)對(duì)于一些較細(xì)的接管，如伸出長(zhǎng)度L較長(zhǎng)，則要考慮加固。例如DN2.凸緣

當(dāng)接管很短時(shí)，常用凸緣結(jié)構(gòu)代替接管，凸緣本身有補(bǔ)強(qiáng)作用，不需另外補(bǔ)強(qiáng)。但螺栓折斷在螺孔后，取出較為困難。凸緣結(jié)構(gòu)A型B板2.凸緣

當(dāng)接管很短時(shí)，常用凸緣結(jié)構(gòu)代替接管，凸緣本身有補(bǔ)強(qiáng)三、視鏡視鏡主要用來(lái)觀察設(shè)備內(nèi)部情況，也用作料面指示鏡。視鏡分帶頸視鏡和不帶頸視鏡。當(dāng)介質(zhì)對(duì)視鏡玻璃有腐蝕、沖刷作用時(shí)，宜選用附加襯膜（襯聚四氟乙烯薄膜、云母片）的視鏡；可能會(huì)由于介質(zhì)沖擊、振動(dòng)或溫度劇變引起玻璃破碎的，應(yīng)選用帶保持裝置的視鏡；因介質(zhì)結(jié)晶，水氣冷凝等原因會(huì)嚴(yán)重影響觀察時(shí)，應(yīng)選用有沖洗裝置或帶刮板的視鏡；若需要觀察容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)設(shè)置照明用視鏡。不帶頸視鏡帶頸視鏡結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不易結(jié)料，視察范圍較大用在視鏡需要斜裝或容器直徑較小不宜把視鏡直接焊在設(shè)備上的情形三、視鏡視鏡主要用來(lái)觀察設(shè)備內(nèi)部情況，也用作料面指示鏡。視鏡【項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)】某化工廠有一塔器，露天放置，內(nèi)徑3000mm，工作壓力1.6MPa，最高溫度150oC，人孔不需要經(jīng)常開啟，試為該塔選擇合適的人孔。分析：該塔內(nèi)徑3000mm＞2500mm，所以筒體和頂蓋應(yīng)各開設(shè)一人孔；設(shè)備承受1.6MPa壓力，可選擇回轉(zhuǎn)蓋人孔；容器直徑在1600~3000mm，可以選用DN500人孔?！卷?xiàng)目實(shí)訓(xùn)】【項(xiàng)目練習(xí)】1.簡(jiǎn)述常用人孔、手孔的用途、結(jié)構(gòu)及類型。2.簡(jiǎn)述人孔選擇原則。3.簡(jiǎn)述常用視鏡、接管用途、結(jié)構(gòu)及類型。【項(xiàng)目練習(xí)】壓力容器結(jié)構(gòu)項(xiàng)目一壓力容器結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)項(xiàng)目二內(nèi)壓薄壁容器項(xiàng)目三外壓容器項(xiàng)目四壓力容器附件壓力容器結(jié)構(gòu)項(xiàng)目一壓力容器結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)項(xiàng)目一壓力容器結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)【項(xiàng)目目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)：掌握壓力容器的定義；掌握壓力容器的結(jié)構(gòu)及各部件名稱、作用；掌握壓力容器類型；掌握易燃介質(zhì)概念及介質(zhì)毒性程度劃分等級(jí)。技能目標(biāo)：能準(zhǔn)確判斷盛裝不同化學(xué)物品的壓力容器的類型，并能靈活運(yùn)用于生產(chǎn)。項(xiàng)目一壓力容器結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)【項(xiàng)目目標(biāo)】壓力容器定義

壓力容器大多都是能承受一定壓力且具有一定容積的密閉容器。按照《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，若密閉容器同時(shí)具備以下條件即可視為壓力容器。⑴最高工作壓力大于或等于0.1MPa（不含液柱壓力）；⑵內(nèi)直徑（非圓形截面指斷面最大尺寸）大于或等于0.15m，且容積大于或等于0.025m3。⑶介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。壓力容器的形狀有圓筒形、球形和方形三種。圓筒形容器介于球形和方形容器之間，加工比較簡(jiǎn)單，承壓能力較好，又易于安裝內(nèi)構(gòu)件，所以應(yīng)用廣泛。壓力容器定義壓力容器大多都是能承受一定壓力且一、壓力容器結(jié)構(gòu)圓筒形壓力容器通常由筒體、封頭、法蘭、支座、人（手）孔、接管等構(gòu)成。人孔補(bǔ)強(qiáng)圈液面計(jì)封頭支座筒體接管管法蘭一、壓力容器結(jié)構(gòu)圓筒形壓力容器通常由筒體、封頭、法蘭、支座、二、壓力容器類型1．按承壓性質(zhì)分內(nèi)壓容器和外壓容器。當(dāng)作用于器壁內(nèi)部的壓力高于容器外表面所承受的壓力，這類壓力容器稱為內(nèi)壓容器，反之，稱為外壓容器。內(nèi)壓容器按其所能承受的工作壓力可分四個(gè)等級(jí)⑴低壓：0.1MPa≤P<1.6MPa⑵中壓：1.6MPa≤P<10MPa⑶高壓：10MPa≤P<100MPa⑷超高壓：P≥100MPa2．按結(jié)構(gòu)材料分按照結(jié)構(gòu)材料劃分，可分為金屬材料和非金屬材料。二、壓力容器類型1．按承壓性質(zhì)分內(nèi)壓容器和外壓容器。3．按容器的壁厚分按容器厚度可分為⑴薄壁容器

k≤1.2k=D0/DiD0是容器外徑，Di是內(nèi)徑。⑵厚壁容器

k＞1.2的容器。通常情況下，高壓容器都視為厚壁容器。4．按工作溫度分類按照容器工作溫度的高低可分為四個(gè)等級(jí)⑴低溫容器

設(shè)計(jì)溫度≤-20℃⑵常溫容器

設(shè)計(jì)溫度＞-20~200℃⑶中溫容器

設(shè)計(jì)溫度＞200~450℃⑷高溫容器

設(shè)計(jì)溫度＞450℃3．按容器的壁厚分5．按工藝用途分⑴反應(yīng)壓力容器主要用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)。如反應(yīng)器、聚合釜、合成塔等。⑵換熱壓力容器主要用于完成介質(zhì)的熱量交換。如冷凝器、加熱器、蒸發(fā)器等⑶分離壓力容器主要用于完成介質(zhì)的凈化、分離。如分離器、過濾器、洗滌器等⑷儲(chǔ)存壓力容器主要用于完成介質(zhì)的儲(chǔ)存，盛裝氣體、液體、固體的各種儲(chǔ)罐。5．按工藝用途分6．按安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程分類⑴第一類壓力容器除第二類壓力容器、第三類壓力容器外的所有低壓容器。⑵第二類壓力容器①除第三類壓力容器外的所有中壓容器；②易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和儲(chǔ)存容器；③毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的低壓容器；④低壓管殼式余熱鍋爐；⑤搪玻璃壓力容器。⑶第三類壓力容器①毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的中壓容器和p.v≥0.2MPa.m3的低壓容器，p為設(shè)計(jì)壓力，v為容積；②易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)且p.v≥0.5MPa.m3的中壓反應(yīng)容器或p.v≥10MPa.m3的中壓儲(chǔ)存容器；③高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；④高壓容器。6．按安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程分類介質(zhì)毒性程度的分類是參照GB5044《職業(yè)毒性危害程度分級(jí)》的規(guī)定，按介質(zhì)毒性最高允許的濃度值劃分四個(gè)等級(jí)①極度危害介質(zhì)(Ⅰ級(jí))

最高允許濃度<0.1mg/m3，如氟、氫氟酸、光氣等介質(zhì)；②高度危害介質(zhì)(Ⅱ級(jí))

允許濃度0.1~1.0mg/m3，如氟化氫、氯、碳酰氟等介質(zhì)；③中度危害介質(zhì)(Ⅲ級(jí))

允許濃度1.0~10mg/m3;，二氧化硫、氨、一氧化碳、甲醇等介質(zhì)；④輕度危害介質(zhì)(Ⅳ級(jí)）允許濃度≥10mg/m3，氫氧化鈉、四氟乙烯、丙酮等介質(zhì)。

易燃介質(zhì)是指與空氣混合的爆炸下限小于10%或爆炸上限和下限之差值大于或等于20%的氣體，如：一甲胺、乙烷、乙烯、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等。介質(zhì)毒性程度的分類是參照GB5044《職業(yè)毒性危害程度分級(jí)》【項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)】某鋼瓶盛有氯氣，壓力在2MPa，溫度-40~+60℃，材料是碳鋼，試說明該鋼瓶的類型，并簡(jiǎn)要說明在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過程中應(yīng)注意的問題。分析：氯氣有強(qiáng)烈的刺激性氣味，黃綠色氣體，能使人窒息，有毒，屬于高度危害介質(zhì)(Ⅱ級(jí))，所以盛裝液氯的鋼瓶，屬于第三類壓力容器，中壓、低溫、金屬薄壁儲(chǔ)存容器。儲(chǔ)存、運(yùn)輸時(shí)應(yīng)注意堆放整齊，裝卸要輕取輕放，應(yīng)放于通風(fēng)遮陽(yáng)、不易起火處，應(yīng)隨時(shí)觀察鋼瓶表面是否有腐蝕，瓶嘴是否漏氣?！卷?xiàng)目實(shí)訓(xùn)】【項(xiàng)目練習(xí)】1.針對(duì)壓力容器實(shí)物說明各部件結(jié)構(gòu)及作用。2.壓力容器按不同的方法有哪些分類方法？3.什么是壓力容器？4.什么是易燃介質(zhì)？5.按介質(zhì)毒性最高允許的濃度值劃分哪幾個(gè)等級(jí)？【項(xiàng)目練習(xí)】項(xiàng)目二內(nèi)壓薄壁容器

子項(xiàng)目2內(nèi)壓薄壁容器壁厚確定【項(xiàng)目目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)：掌握內(nèi)壓薄壁容器的設(shè)計(jì)依據(jù)；掌握?qǐng)A筒和球殼厚度計(jì)算公式；掌握內(nèi)壓圓筒封頭的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合；掌握橢圓形封頭厚度計(jì)算公式。技能目標(biāo)：能校核壓力容器的強(qiáng)度。項(xiàng)目二內(nèi)壓薄壁容器

子項(xiàng)目2內(nèi)壓薄壁容器壁厚確定【項(xiàng)目目一、內(nèi)壓圓筒及球殼厚度確定1.圓筒計(jì)算厚度確定第一強(qiáng)度理論（最大主應(yīng)力理論）————筒體上的最大應(yīng)力小于或等于材料的許用應(yīng)力，才能保證安全可靠。

σmax≤［σ］t一、內(nèi)壓圓筒及球殼厚度確定1.圓筒計(jì)算厚度確定公式：根據(jù)GB150-1998的規(guī)定，確定筒體厚度的壓力為計(jì)算壓力，故計(jì)算壁厚

δ=pcDi/(2［σ］tφ-pc

）式中：δ—筒體壁厚，mmpc—計(jì)算壓力，Mpa

Di—筒體內(nèi)徑，mm

［σ］t—設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力Mpaφ—焊接接頭系數(shù)。公式：2、球體的強(qiáng)度計(jì)算公式δ=pcDi/(4［σ］tφ-pc)

公式中字母的意義同前

2、球體的強(qiáng)度計(jì)算公式δ=pcDi/(4［σ］tφ-p圓筒和球體厚度公式比較在相同內(nèi)壓和直徑的情況下，球形容器的壁厚是圓筒形的一半，因此球形容器消耗的材料少。例如一個(gè)內(nèi)壓為0.5MPa，容積為5000m3的球形容器，比相同內(nèi)壓和容積的圓筒形容器可節(jié)省鋼材45%，同時(shí)球形占地面積小，因此保溫材料，防腐涂料等用量均少，維護(hù)保養(yǎng)等也比較簡(jiǎn)單。目前石油化工企業(yè)廣泛采用球形容器來(lái)貯存氧氣、石油液化氣、乙烯、液氨、天然氣等。但球形容器制造和安裝比圓筒形容器復(fù)雜，技術(shù)要求比較高，所以目前球形容器主要用容積在50m3以上的中壓貯罐。圓筒和球體厚度公式比較