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2.1容器的结构与分类2.1.1基本结构第二章容器设计基本知识由于化工设备的适用场合不同，设备内部的结构也不同，但它们都有一外壳，这一外壳称为容器，故化工设备又称为化工容器。化工容器常见的结构由：筒体、封头、支座、密封装置、开孔以及各种工艺接管和附件等。一般容器的结构—以卧式容器为例为了了解各种压力容器的结构特点、适用场合以及设计、制造、管理等方面的要求，需对压力容器进行分类，着重介绍中国《压力容器安全技术监察规程》中的分类方法。2.1.2化工容器的分类(1)、内压容器：容器器壁内部的压力高于容器外表面所承受的压力。低压容器（L）0.1MPa≤P1.6MPa中压容器（M）1.6MPa≤P10.0MPa高压容器（H）10.0MPa≤P100MPa超高压容器（U）P≥100MPa(2)、外压容器：容器器壁外部的压力大于内部所承受压力。容器的内压力小于一个大气压(0.1MPa)时称为真空容器1）.按压力容器承压等级分类2）.按压力容器的工艺用途分类（1）反应压力容器（R）：主要用于完成介质的物理、化学反应的压力容器。代表设备：反应器、分解塔、合成塔（2）换热压力容器（E）：主要用于介质热量交换的压力容器。代表设备：换热器、余热或废热锅炉、冷凝器、蒸发器等。（3）分离压力容器（S）：主要用于介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器。代表设备：分离器、过滤器、缓冲器、干燥器等。（4）储存压力容器（C，球罐B）：主要用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器。代表设备：液化石油气储罐、液氨储罐、球罐、槽车等3）.按安全综合分类按照《压力容器安全技术监察规程》，综合考虑了设计压力、几何容积、材料强度、应用场合和介质危害程度等影响因素，将压力容器分为：第一、第二、第三类压力容器。下图用以说明第一、第二、第三类压力容器对容器的设计、制造、检验、使用和管理要求愈来愈高。ΙⅡⅢ高压(MPa)10≤p100反应储存分离三类容器二类容器换热中压(MPa)1.6≤p10反应储存分离一类容器换热低压(MPa)0.1≤p1.6≥0.2≥10≥0.5PV值MPa·m3高度、极度毒性易燃、中度毒性非易燃无/轻毒介质性质压力容器类别简易判断表4）、按容器壁温分类（1）、常温容器壁温-20℃～200℃（2）、高温容器指壁温达到材料蠕变温度下工作的容器。碳钢420℃;合金钢450℃;奥氏体不锈钢550℃（3）、中温容器指壁温在常温和高温之间的容器；（4）、低温容器指壁温低于-20℃条件下工作的容器。其中壁温在-20℃～-40℃称为浅冷容器。壁温低于-40℃者为深冷容器。5）、按容器壁厚分类根据容器器壁的厚度不同，将压力容器又可分为：薄壁容器和厚壁容器。判别条件如下：（1）、径比K=D0/Di≤1.2为薄壁容器（2）、径比K=D0/Di＞1.2为厚壁容器D0——容器外径Di——容器内径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。•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2.2.2容器零部件标准化的基本参数•公称直径（DN)•公称压力(PN)。•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DN≠Di,D0（板卷）无缝管筒体接管封头法兰接管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pw≥0.1MPa（表压，不含液体静压力）；•(2).内直径Di≥0.15m,且容积V≥0.025m3;•(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1999•2.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》•HG20592~20635-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》•JB/T4700~4707-2000《压力容器法兰》2.4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。•4.耐久性——保证使用寿命。一般化工设备设计使用寿命为10～15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。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机械设计程序