化工容器设计
❶ 化工容器设计
反应容器是化工容器的一种,根据压力大小确定是不是压力容器.反应容器的设计是根据体积大小确定长径比,根据压力确定厚度,根据物料特性确定加热、冷却夹套(盘管)及搅拌功率、搅拌桨形式。
❷ 求压力容器HT/T20580-2011《钢制化工容器设计基础规定》,HT/T20582-2011《钢制化工容器材料选用规定》
❸ 化工反应容器设计
反应中得注意观察,必要时调节搅拌桨的转速,容器大小与黏度系数关系不大
❹ 从压力容器的安全制造,使用等方面说明对化工容器设计有哪些基本要求
共有如下基本要求:(1)强度; (2)刚度 ;(3)稳定性; (4)耐久性; (5)密封性 ;(6)节省材料和便于制造 ;(7)方便操作和便于运输。
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❻ 压力容器设计
压力容器设计的基本步骤:
以稳压罐的设计为例,对容器设计的全过程进行讲解。
首先,我们根据用户提出的、在压力容器规范范围内双方签署的具有法律约束力的设计技术协议书,该协议书也可以经双方同意共同修改、完善,以期达到产品使用最优化。
根据稳压罐的设计技术协议,我们知道了容器的最高工作压力为1.4MPa,工作温度为200℃,工作介质为压缩空气,容积为2m3,要求使用寿命为10年。这些参数就是用户提供给我们的设计依据。
有了这些参数,我们就可以开始设计。
一. 设计的第一步
就是要完成容器的技术特性表。除换热器和塔类的容器外,一般容器的技术特性表包括
a 容器类别
b 设计压力
c 设计温度
d 介质
e 几何容积
f 腐蚀裕度
j 焊缝系数
h 主要受压元件材质等项。一般我所图纸上没有做强行要求写上主要受压元件材质
一. 确定容器类别
容器类别的划分在国家质量技术监督局所颁发的《压力容器安全技术监察规程》(以下简称容规)第一章第6条(p7)有详细的规定,主要是根据工作压力的大小(p75)、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分(p75)。本例稳压罐为低压(<1.6MPa)且介质无毒不易燃,则应划为第Ⅰ类容器。
另:具体压力容器划分类别见培训教材 p4 1-11
何谓易燃介质见 p2 1-6
介质的毒性程度分级见 p3 1-7
划分压力容器等级见 p3 1-9
二. 确定设计压力
我们知道容器的最高工作压力为1.4MPa,设计压力一般取值为最高工作压力的1.05~1.10倍。
至于是取1.05还是取1.10,就取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1.05,否则就取上限1.10。
本例介质为无害的压缩空气,且系统管路中有泄压装置,符合取下限的条件,则得到设计压力为
Pc=1.05x1.4
=1.47MPa。
另:什么叫设计压力?计算压力?如何确定?见p11 3-1
液化石油气储罐设计中,是如何确定设计压力的?
三. 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。
比如为华北油田设计的容器,且在工作状态无保温的情况下,其工作温度为30℃,其冬季环境温度最低可到-20℃,则设计温度就应该按容器可能达到的最恶劣的温度确定为-20℃。《容规》附件二(p77)提供了一些设计所需的气象资料供参考。本例取设计温度为200℃即可。
四. 确定几何容积
按结构设计完成后的实际容积填写即可。
五. 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。
《容规》第三章表3-3(p23)和GB150第3.5.5.2节(p5)对一些常见介质的腐蚀裕量进行了一些规定。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。
一般介质无腐蚀的容器,其腐蚀裕量取1~2mm即可满足使用寿命的要求。本例取腐蚀裕量为2mm。
另:什么叫计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度?何谓最小厚度?如何确定?见p12 3-5 3-6
六. 确定焊缝系数
焊缝系数的标准叫法叫焊接接头系数,GB150的3.7节(p6)对其取值与焊缝检测百分比进行了规定。
具体取值,可以按《容规》第85条(p43)所规定的10种情况选择:
其焊缝系数取1,即焊接接头应进行100%的无损检测,其他情况一般选焊缝系数为0.85。
本例选焊缝系数为0.85。
七. 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第8页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
1. 0Cr18Ni9一般用于低于-20℃的低温容器和
对介质有洁净要求的容器,如低温分离器、氟利昂蒸发器等;
2. 16MnR一般用于对安全性要求较高、使用Q235-B时壁厚较大的容器,如油、天然气等。
3. Q235-B使用最广也最经济,GB150第9页对其使用条件作了详细规定:
● 规定设计压力≤1.6MPa;
● 钢板使用温度0℃~350℃;
● 用于壳体时厚度不得大于20mm,且不得用于高度危害的介质。
就本例来说,其使用压力、温度和介质都符合Q235-B的条件,唯有厚度还未知,若超过了20mm则只能使用16MnR,本例就暂定使用Q235-B。
当然啦,如果我们按以下:
●规定设计压力≤2.5MPa;
●钢板使用温度不得超过0℃~400℃;
●用于壳体时厚度不得大于30 mm,且不得用于高度危害的介质。
Q235-B与Q235-C的主要区别也就是冲击试验温度不同,前者为在温度20℃下做 V型冲击试验;后者为在0℃ 时做V型冲击试验
完成了技术特性表,下一步就是容器计算了。
◆ 确定容器直径
计算时首先要确定容器直径。除非用户有要求,一般取长径比为2~5,很多情况下取2~3就可以了。
本例要求容器的几何容积为2m3 。
我们只得先设定直径,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。
我们设定为800mm,查标准JB/T4746《钢制压力容器用封头》附录B,得知此规格的封头容积为0.0796 m3,
则:
筒体高度为 3664mm,
长径比为 3664/800=4.58
若加上封头的高度,可知其长径比太大,我们先前设定的直径太小。
再设定直径为1000mm,查得封头容积为0.1505立方。
得到:
筒体高度为 2164mm
长径比为 2164/1000=2.16
比较理想,则我们确定本例稳压罐的内直径为1000mm,筒体高度圆整为2200mm。
有了容器直径,即可按照GB150公式5-1(p26)计算出厚度为8.30mm。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。本例腐蚀裕量为2mm,与计算厚度之和为10.30mm,与之最接近的钢板商品厚度为12mm,故确定容器厚度为12mm,并且此值符合Q235-B对厚度不超过20mm的要求。
另外本例若选择腐蚀裕量为1mm经济性会好得多,可以思考一下为什么
至此,我们已得到容器外形。
◆ 下一步该是按用户要求和《容规》的规定配置各管口的法兰和接管。
容器上开孔要符合GB150第8.2节(p75)的规定,一般都要进行补强计算,除非满足GB150第8.3节(p75)的条件,则可不必再计算补强。
选择接管时应尽量满足GB150第8.3节的条件,其安全性和经济性都最好,避免增加补强圈。
本例要求的管口直径都在GB150第8.3节的范围内,因此进气口和出气口接管选择φ57x5的无缝钢管,排污口选择φ25x3.5的无缝钢管。法兰按HG20592选择1.6MPa的突面(RF)板式平焊法兰(PL)。
◆ 法兰及其密封面型式
法兰及其密封面型式是设计协议书中要求的,
1. 压力等级必须高于设计压力;
2. 其材质一般与筒体相同;
3. 确定管口在壳体上的位置时,在空间较为紧张的情况下,一般也应保持焊缝与焊缝间的距离不小于50mm,以避免焊接热影响区的相互叠加。
本例选定进气口、出气口距上下封头环焊缝各300mm。因本例稳压罐工作温度为200℃,故其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》第45条(p26)还对检查孔的设置进行了规定。
本例直径为1000mm,按规定必须开设一个人孔。查《回转盖平焊法兰人孔》标准JB580-79 压力容器与化工设备实用手册p614,选择压力1.6MPa级、公称直径450的人孔,密封型式为A型,其接管为φ480x10。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,补强圈外径为760,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。本例选定人孔中心距下封头环焊缝500。
立式容器的支座一般选用支承式支座JB/T4724(压力容器与化工设备实用手册第599页),
另:锻件的级别如何确定?对于公称厚度大于300mm的碳素钢和低合金钢锻件应选用何级别?
◆ 管口表的填写
◆ 技术要求的书写
1 本设备按 GB150-1998《钢制制压力容器》进行制造、试验和验收,并接受国家质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》的监督。
2 焊接采用电弧焊,焊条牌号:焊接采用J422。
3 焊接接头型式和尺寸除图中注明外,按HG20583的规定进行施焊:A 类和 B 类焊接接头型式为DU3; 接管与筒体、封头的焊接接头型式见接管表;未注角焊缝的焊角尺寸为较薄件的厚度;法兰的焊接按相应法兰标准的规定。
4 容器上的 A 类和 B 类焊接接头应进行射线探伤检查,探伤长度不小于每条焊缝长度的20%,其结果应以符合JB4730 规定中的 Ⅲ 级为合格。
5 设备制造完毕应进行水压试验,试验压力为 MPa。
6 管口、支座及铭牌架方位按本图。
7 设备检验合格后,外表面涂 C06-1 铁红醇酸底漆两道,再涂 C04-42 灰色醇酸磁漆一道。
8 设备检验合格后,内部清理干净,各管口用盲板封严。
10 设备筒体的计算厚度为 mm,封头计算厚度为 mm。
建议使用年限为10年。
交个朋友,刚好我也要用,我是过程装备与控制的.先给你
❼ 化工容器可以分为哪几类 举例说明
根据容器内压力大小进行的分级:
符合下列情况之一者为“三类容器”:
(1)高压容器;
(2)中压容器(毒性程度为极度和高度危害介质);
(3)中压贮存容器(易燃或毒性程度为中度危害介质,且设计压力与容积之积PV≥10MPa· m3;
(4)中压反应容器(易燃或毒性程度为中度危害介质,且PV≥0.5MPa· m3;
(5)低压容器(毒性程度为极度和高度危害介质,且PV≥0.2MPa· m3;
(6)高压、中压管壳式余热锅炉;
(7)中压搪玻璃压力容器;
(8)使用强度级别较高(抗拉强度规定值下限≥540MPa的材料制造的压力容器;
(9)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(液化气
体、低温液体或永久气体运输车)和罐式集装箱(介质为液化气体、低温液体)等;
(10)球形贮罐(容积V≥50m3);
(11)低温液体贮存容器(V≥5m3)
符合下列情况之一且不在第1款(三类容器)之内者为“二类容器”:
(1)中压容器;
(2)低压容器(毒性程度为极度和高度危害介质);
(3)低压反应容器和低压贮存容器(易燃介质或毒性程度为中度危害介质);
(4)低压管壳式余热锅炉;
(5)低压搪玻璃压力容器。
低压容器且不在第1第2款(三类、二类)之内者为“一类容器”:
压力容器中化学介质毒性程度和易燃介质的划分可参照有关规定,或依据下述原
则:
最高容许浓度<0.1mg/m3为极度危害(Ⅰ级);
最高容许浓度0.1~<1.0mg/m3为高度危害(Ⅱ级);
最高容许浓度1.0~<10mg/m3 ,为中度危害(Ⅲ级);
最高容许浓度 ≥10mg/m3 ,为轻度危害毒性介质(Ⅳ级)。
而介质与空气的混合物爆炸下限<10%或爆炸上限与下限之差>20%者为易燃介
质。
❽ 沈阳的化工类的设计院哪个比较好(化工设备、容器设计类的)
压力容器、化工设备设计当然是辽宁省石油化工规划设计院,地球人都知道,名气大啊,呵呵,有空多交流
❾ 压力容器设计谁编的 华东理工教材
课程名称:压力容器设计
一级学科:08 工学
二级学科:0803 机械类
教学层次:本科
教师姓名:潘家祯
学校名称:华东理工大学
院系名称:华东理工大学机械工程学院
申报状态:已获奖
申报级别:校级
申报文件下载: 无下载文件
获奖名称:
获奖年度: 2005
课程介绍:
该课程是机械与动力工程学院过程装备与控制工程专业本科生教育的一门核心课程,主要讲解压力容器设计的理论、方法和应用。内容涵盖板壳理论、中低压容器设计、外压容器设计、高压容器设计、压力容器分析设计导论、压力容器失效形式、分析及金属材料等七个方面,涉及《材料力学》、《弹性力学》、《计算力学》、《金属材料及热处理》、《无损检测》、《化工原理》、《化工设备的腐蚀与防护》等多们课程。本课程的讲解和学习特别关注理论应用和工程概念的培养,理论联系实际。课程学习包括压力容器设计理论、生产与制造实习、课程设计三大部分。
本课程面对过程与控制工程专业本科生,授课时间安排在第六学期的后半期,3学分,48学时,其中包括8学时的专业试验。在开始本课程学习之前,要求学生选修《材料力学》、《弹性力学》、《金属材料及热处理》、《无损检测》、《化工原理》等基础课程。
《压力容器设计》课程教材选用由王志文教授主编的《化工容器设计》和由蔡仁良主编的《化工容器设计例题、习题集》,推荐参考书。
《化工容器设计》教材是由上海市教育委员会组织、华东理工大学化工机械研究所王志文教授主编,该教材的第一版于1989年完稿,经各校多年使用,对该教材给予了热情肯定,于1996年获化工部优秀教材一等奖。此后各方面也提出了宝贵意见,同时一些规范也发生了变化,在此基础上又于1997年修订形成了第二版,2005年第三版的修订工作正在进行中。
该教材是以介绍化工容器的工程设计方法为主要内容,讲述与压力容器有关的力学、材料学、制造工艺学等多方面技术。化工容器设计应以安全为前提,综合考虑质量保证的各个方面,并尽可能做到经济合理。该教材的目标是使学生在学完本课程以后能初步建立起完整的容器设计思想,利用学生已有的基础知识和技术基础知识,引导学生学会全面考虑、分析和解决工程实际问题。
该教材的编写以化工容器的工程设计方法为主线,结合这条线来阐述有关的容器应力分析理论。该教材的重点放在按规范设计与中低压容器设计,这不仅是为了更好地符合学生毕业后的工作实际,也是为了打好基础。同时,为了学生今后能力的发展,并能适应21世纪初的技术发展,也适当介绍高压容器以及诸如分析设计、疲劳设计、防脆断设计等压力容器设计新理论新方法等新技术进展以及计算机辅助设计方向的进展。
该教材的另一个特点是加强了压力容器总体设计的概念,在阐述了容器的主要零部件之后,从如何组成一个完整的容器的角度,引入了局部应力、支座、开孔以及结构设计等问题的处理。
❿ 化工容器设计中 质量怎么求 外径:2.22m 内径:2.2m 容器高:73.3m 裙座高:3.8m 怎么求容器壳体、裙座质
壁厚(m)=外径-内径
2.22-2.2=0.02/2=0.01(m)
重量=(外径-壁厚)*3.14*高*比重*壁厚
或
重量=(内径+壁厚)*3.14*高*比重*壁厚
(2.22-0.01)*3.14*78.3*7.85*0.01
=42.653(吨)
7.85-炭钢比重
同样可用于裙座质量计算