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压力容器设计人员培训 2010-11-30 上海 长宁BV工业部　设计审核师 压力容器设计人员培训　四个主题：　一．压力容器设计制造的主要特点 二．压力容器的分类 三.压力容器主要失效方式 　四．压力容器设计基础知识 　压力容器设计人员培训一．　压力容器设计制造的主要特点一、压力容器设计制造的主要特点压力容器设计一般包括结构设计（选择）、设计计算与材料选择。其中结构是设计计算的基础，即根据各类承压零部件不同的结构、形状，分别进行设计计算。 　IBR Seminar一、压力容器设计制造的主要特点压力容器设计计算一般要解决三类问题：1. 强度——在内压作用下不允许产生塑性（永久）变形，是涉及安全的主要问题，如筒体、封头等；2. 刚性——在外力作用（制造、运输、安装与使用）下产生不允许的弹性变形，如法兰（密封）、管板等；3. 稳定性——在外压作用下防止突然失去原有形状的稳定性，如外压及真空容器。一、压力容器设计制造的主要特点依各类承压零部件不同的结构、形状，采用不同的加工方法分别制造，然后通过多种方法（焊接、法兰螺栓、螺纹）连接在一起，构成一台完整的容器，其中焊接是主要方法。 　压力容器设计人员培训二．　压力容器的分类IBR Seminar二、压力容器的分类按压力、品种、介质毒性及易燃介质分类按压力分为低、中、高及超高压，前三种在材料、失效判据（准则）、计算方法、制造要求上基本一致，而超高压则截然不同。按介质毒性及易燃性分类，主要基于安全考虑，即一旦发生事故（爆炸、泄漏等）的危害程度。二、压力容器的分类按制造许可级别分类：a) 安全性及制造难易程度的不同，这里涉及P、P·V、介质特性、材料强度级别等；b) 工作（安放）位置分为固定与移动，移动的安全要求高于固定，且应对减轻自重、防冲击、各类仪表的装设做特殊考虑；c) 材料,金属与非金属制容器在制造与检验方法上有很大不同；d) 考虑制造特点，利于专业化生产，如球罐。对不同制造许可级别的企业，提出不同的资源条件与安全质量要求二、压力容器的分类按生产工艺过程中作用原理分类： 分为反应、换热、分离、储存四类，其中反应容器安全性要求最高，因其在进行物理、化学反应时，可能造成压力、温度的变化。二、压力容器的分类其他常见的分类方法：按形状分类，如圆筒形、球形、组合型、方形、矩形等；按筒体结构分为整体式、组合式。按制造方法分为焊接、锻造、铸造。按材料分为金属与非金属两大类，其中：金属中分为钢、铸铁、有色金属与合金。钢中以其化学成份又分为碳素钢、低合金钢及高合金钢三.压力容器主要失效方式三、压力容器主要失效方式压力容器可能存在的八种失效方式：1. 过量的弹性变形，包括弹性不稳定；2. 过量的塑性变形；3. 脆性断裂； 4. 由应力引起破坏/蠕变变形； 5. 塑性不稳定—渐增的垮塌； 6. 高应变、低循环疲劳； 7. 应力腐蚀； 8. 腐蚀疲劳。压力容器的常规设计方法是基于弹性失效准则； 三、压力容器主要失效方式弹性失效准则下的四个强度理论：第一强度理论（最大主应力理论） 认为材料的三个主应力中只要最大的拉应力σ1达到了极限应力，材料就发生破坏。 强度条件：б1 ≤[б]t第二强度理论（最大变形理论） 认为材料的最大的应变达到了极限状态，材料就发生破坏。 强度条件： εmax≤[ε]第三强度理论（最大剪应力理论） 材料的最大剪应力τmax达到了极限应力，材料就发生破坏。 强度条件：τmax =（σ1-σ3） ≤ [σ] t三、压力容器主要失效方式第四强度理论（剪切变形能理论） 材料变形时，即内部变形能量达到材料的极限值时，材料破坏。强度条件： σe=√ [(σ1-σ2)2+(σ2-σ3)2+(σ3-σ1)2] ≤[σ] t压力容器设计人员培训四.压力容器设计基础知识四、压力容器设计基础知识1. 压力容器设计应遵循的基本法规和规程《特种设备安全监察条例》 TSG R0004-2009 《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG R0003-2007 《简单压力容器安全技术监察规程》TSG R1001-2008 《 压力容器压力管道设计许可规则 》 四、压力容器设计基础知识2. 标准和法规（规程）的关系。《容规》第1.8条规定：本规程规定了压力容器的基本安全要求，有关压力容器的技术标准、管理制度等，不得低于本规程的要求。 因此，当标准与法规或规程有不一致时，应按法规（或规程）的规定执行。四、压力容器设计基础知识3. 压力容器的含义（定义）《特种设备安全监察条例》的第八章“附则”中： 压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0．1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2．5MPa·L的气体、液化气体和最高工作温度高于或