压力容器的设计步骤分析.doc

储气罐——压力容器的设计步骤 确定压力容器设备各项参数：压力，介质，温度确定压力容器的类型 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）第一章中有详细的规定，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。 储气罐为低压（1.6MPa）且介质无毒不易燃，应为第Ⅰ类容器。 确定设计参数 Pc=1.05x1.4 （2）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。 如在室外在工作，无保温，容器工作温度为30℃，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》提供了一些设计所需的气象资料供参考。 假定在容器在室内工作，取常温为设计温度。 （3）确定几何容积 按结构设计完成后的实际容积填写。 （4） 确定腐蚀裕量 根据受压元件的材质、介质对受压元件的腐蚀率、容器使用环境和容器的使用寿命来确定。 先选定受压元件的材质，再确定腐蚀裕量。 《容规》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。 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。 取腐蚀裕量为2mm。 （5）确定焊缝系数 焊缝系数的标准叫法叫焊接接头系数，GB150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》所规定的种情况选择： 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。 （6）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对材料的使用有规定。 比较常用的材料有Q235，16MnR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。 储气罐使用压力、温度和介质都符合Q235-B的条件，厚度还未知，若超过了20mm，能使用16MnR。 暂定使用Q235-B。 3.确定设备基本尺寸4.进行强度计算校核 工艺流程：下料——成型——焊接——无损检测——组对、焊接——无损检测——热处理——耐压实验 一、选材及下料 （一）压力容器的选材原理 1．具有足够的强度，塑性，韧性和稳定性。 2．具有良好的冷热加工性和焊接性能。 3．在有腐蚀性介质的设备必须有良好的耐蚀性和抗氢性。 4．在高温状态使用的设备要有良好的热稳定性。 5．在低温状态下使用的设备要考虑有良好的韧性。 （二）压力容器材料的种类 1．碳钢，低合金钢 2．不锈钢 3．特殊材料：①复合材料（16MnR+316L） ②刚镍合金 ③超级双向不锈钢 ④哈氏合金（NiMo:78% 20%合金） （三）常用材料 常用复合材料：16MnR+0Gr18Ni9 A：按形状分：钢板、棒料、管状、铸件、锻件 B：按成分分： 碳素钢：20号钢 20R Q235 低合金钢：16MnR、16MnDR、09MnNiDR、15CrMoR、16Mn锻件、20MnMo锻件 高合金钢：0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti 尿素级材料：X2CrNiMo18.143mol（尿素合成塔中使用，有较高耐腐蚀性） 二、下料工具与下料要求 （一）下料工具及试用范围： 1、气割：碳钢 2、等离子切割：合金钢、不锈钢 3、剪扳机：＆≤8㎜ L≤2500㎜ 切边为直边 4、锯管机：接管 5、滚板机：三辊 （二）椭圆度要求： （三）错边量要求：见下表 （四）直线度要求： 三、焊接 （一）焊前准备与焊接环境 1、焊条、焊剂及其他焊接材料的贮存库应保持干燥，相对湿度不得大于60%。 2、当施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施时，禁止施焊： A）手工焊时风速大于10m/s B）气体保护焊时风速大于2m/s C）相对湿度大于90% D）雨、雪环境 （二）焊接工艺 1、容器施焊前的焊接工艺评定，按JB4708进行 2、A、B类焊接焊缝的