1、如何完成压力容器设计摘要:学会设计压力容器是非常重要的,本文章讲述了如何设计压力容器的几个步骤,熟悉和掌握如何设计压力容器。关键词:设计压力、设计温度、材质一、概述压力容器设计是化工设备机械基础这门课程的重点,所以,学会设计压力容器时我们必须学会的,这对我们掌握这门课程,提高专业能力都是非常有帮助的。二、内容及方法1、确定容器类别主要是根据工作压力的大小、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分。本例稳压罐为低压(16MPa)且介质无毒不易燃,则应划为第类容器。2、确定设计压力我们知道容器的最高工作压力为14MPa,设计压力一般取值为最高工作压力的105110倍。至于是取105还是取110,就取
2、决于介质的危害性和容器所附带的安全装置。介质无害或装有安全阀等就可以取下限105,否则就取上限110。有加和的参数,得到设计压力为Pc=105x14=147MPa3、确定设计温度一般是在用户提供的工作温度的基础上,再考虑容器环境温度而得。设计温度应该按容器可能达到的最恶劣的温度。4、确定几何容积按结构设计完成后的实际容积计算即可得到。5、确定腐蚀裕量由所选定受压元件的材质、工作介质对受压元件的腐蚀率、容器使用环境和用户期待的使用寿命来确定,实际上应先选定受压元件的材质,再确定腐蚀裕量。工作介质对受压元件的腐蚀率主要按实测数据和经验来确定,受使用环境影响很大,变数很多,目前无现成的数据。一般介质
3、无腐蚀的容器,其腐蚀裕量取12mm即可满足使用寿命的要求。6、确定焊缝系数焊缝系数的标准叫法叫焊接接头系数,GB150中对其取值与焊缝检测百分比进行了规定。一般情况选焊缝系数为085。7、主要受压元件材质的确定材质的确定在满足安全和使用条件的前提下,还要考虑工艺性和经济性。GB150中材料的使用有严格的规定,对这些规定的掌握是非常必要的。比较常用的材料有Q235-B(Q235-C)16MnR和0Cr18Ni9这几种材料。 确定容器直径一般取长径比为25,很多情况下取23就可以了。我们得先设定直径,再根据此直径和容积求出筒体高度,验算其长径比。设定的直径应符合封头的规格。然后得到筒体高度、长径比
4、。有了容器直径,即可按照GB150公式计算出厚度。此厚度即为计算厚度,其名义厚度为计算厚度与腐蚀裕量之和,再向上圆整到钢板的商品厚度。腐蚀裕量与计算厚度之和,与之最接近的钢板商品厚度,故确定容器厚度,并且判断此值是否符合Q235-B对厚度不超过20mm的要求。至此,我们已得到容器外形。 配置各管口的法兰和接管。容器上开孔要符合GB150的规定,一般都要进行补强计算,选择接管时应尽量满足GB150的条件,其安全性和经济性都最好,避免增加补强圈。若设计压力容器时要求的管口直径都在GB150的范围内,因此进气口和出气口接管选择57x5的无缝钢管,排污口选择25x35的无缝钢管。法兰按HG20592选
5、择16MPa的突面(RF)板式平焊法兰(PL)。 法兰及其密封面型式先选定进气口、出气口距上下封头环焊缝的长度,若设计的压力容器工作温度较高,则工作状态下必定有保温层,考虑到保温层厚度以及螺栓安装的需要,选定法兰密封面到筒体表面的距离为150。 检查孔除了用户要求的管口外,容规还对检查孔的设置进行了规定。根据计算的直径,按规定必须开设一个人孔。查,选择压力16MPa级、公称直径450的人孔,密封型式为A型,其接管为480x10。因人孔开孔较大,所以人孔一定要使用补强圈补强,查补强圈标准JB/T4736,可知补强圈外径,厚度一般等同于筒体。人孔的位置以方便出入人孔为原则,应尽量靠近下封头。确定人孔中心距下封头焊缝的长度。三、总结压力容器是一种特殊设备,其工作条件差,在运行和使用中损坏的可能性比较大。因压力容器内部的介质具有很高的压力,有一定的温度和程度不同的腐蚀性等等,并且在不停地运动,不停地对压力容器产生各种物理的、化学的作用,因而使容器产生腐蚀、变形、裂纹、渗漏等缺陷。所以压力容器的设计一定要合理,更要符合压力容器安全技术监察规程的规定。参考文献:1潘家祯.压力容器材料实用手册.北京:化学工业出版社,20002董大勤.化工设备机械基础.北京:中央广播电视大学出版社,1997