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GB150设定的容器顶部的最高压力,与相应的设计温度一起作为设计载荷条件,其值不低于工作压力。
确定容器的设计压力时,应考虑如下因素: ⑴、容器上装有超压泄放装置时,特别是对于以爆破片作为超压泄放装置时应按GB150中附录B的规定确定设计压力,除GB150外详见工程师培训教材第14章。
GB150的附录B4.1规定:
容器装有泄放装置时,一般以容器的设计压力作为容器超压限度的起始压力。容器的设计压力分别按B6.2或B7.1确定。需要时,可用容器的最大允许工作压力作为容器超压限度的起始压力。采用最大允许工作压力时,应对容器的水压试验、气压试验和气密性试验相应的取1.25倍、1.15倍和1.00倍的最大允许工作压力值,并在图样和铭牌中注明。
装有超压泄放装置时,容器设计压力的确定步骤
泄放装置类型 | 压力容器设计压力的确定步骤 | 备注 |
安全阀 | a、以小于等于(1.05~1.10)确定安全阀的开启压力Ps; | 见GB150,B6.2 |
b、取容器设计压力P等于或稍大于Ps,即P≥Pz | ||
爆破片 | a、根据爆破片型式,确定爆破片的最低标定爆破压力Psmin; | 见GB150表B2 |
b、选定爆破片的制造范围; | 见GB150表B3 | |
c、计算爆破片的设计爆破压力Pb,Pb=P+爆破片制造下限值; | 见GB150,B7.1 | |
d、确定容器设计压力P,P=Pb+爆破片制造上限值。 | ||
说明:⑴、Pw为容器的工作压力; ⑵、当安全阀的开启压力Pz<0.18MPa时,可适当提高Pz相对于Pw的比值; ⑶、对于表B2,如有成熟的经验或可靠数据,可以不按照该表。 |
(工程师培训教材) 表14.3.4 泄压装置动作压力与容器工作压力之比值η
泄压装置结构型式 | 容器压力性质 | 备 注 | |
非脉动载荷 | 脉动载荷 | 本表η为设计推荐值,如有条件可向制造厂咨询 | |
安全阀 | 1.05~1.1 | ||
正拱普通型 | 1.43 | 1.7 | |
正拱开缝型 | 1.25 | ||
正拱压槽型 | 1-25 | ||
爆破片装置 | 反拱刀架型 | 1.1 | |
反拱压槽型 | |||
反拱鳄齿型 | |||
平 板 型 | 1.7 | 不推荐 |
(工程师培训教材) 表14.3.3-3爆破片制造范围 MPa
正拱形爆破片 | 反拱形爆破片 | ||||||
设计爆破压力 | 标准制造范围 | 1/2标准制造范围 | 1/4标准制造范围 | 制造范围 | |||
上限(正) | 下限(负) | 上限(正) | 下限(负) | 上限(正) | 下限(负) | ||
0.30~0.40 | 0.045 | 0.025 | 0.025 | 0.015 | 0.010 | 0.010 | 按设计爆破压力的百分数计算,分为: -10%,-5%和0 |
>0.40~0.70 | 0.065 | 0.035 | 0.030 | 0.020 | 0.020 | 0.010 | |
>0.70~1.00 | 0.085 | 0.045 | 0.040 | 0.020 | 0.020 | 0.010 | |
>1.00~1.40 | 0.110 | 0.065 | 0.060 | 0.040 | 0.040 | 0.020 | |
>1.40~2.50 | 0.160 | 0.085 | 0.080 | 0.040 | 0.040 | 0.020 | |
>2.50~3.50 | 0.210 | 0.105 | 0.100 | 0.050 | 0.040 | 0.025 | |
>3.50 | 6% | 3% | 3% | 1.5% | 1.5% | 0.8% | |
⑴ 经供需双方同意,制造范围也可为零。 |
⑵、对于盛装液化气体的容器,在规定的充装系数范围内,设计压力应根据工作条件下可能达到的最高金属温度确定,且不应低于《容规》中的具体相关规定。
《容规》表3-l 液化气体压力容器的设计压力
液化气体临界温度 | 设计压力(MPa) | |
无保冷设施 | 有可靠保冷设施 | |
无试验实测温度 | 有试验实测最高工作温度且能保证低于临界温度 | |
≥50℃ | 50℃饱和蒸气压力 | 可能达到的最高工作温度下的饱和蒸气压力 |
<50℃ | 设计所规定的最大充装量时,温度为50℃的气体压力 | 试验实测最高工作温度下的饱和蒸气压力 |
《容规》表3-2 混合液化气体压力容器的设计压力
混合液化石油气50℃ 饱和蒸气压力(MPa) | 设 计 压 力 (MPa) | |
无保冷设施 | 有可靠保冷设施 | |
≤异丁烷50℃饱和蒸气压力 | 等于50℃异丁烷的饱和蒸气压力 | 可能达到的最高工作温度下异丁烷的饱和蒸气压力 |
>异丁烷50℃饱和蒸气压力 ≤丙烷℃饱和蒸气压力 | 等于50℃丙烷的饱和蒸气压力 | 可能达到的最高工作温度下丙烷的饱和蒸气压力 |
>丙烷50℃饱和蒸气压力 | 等于50℃丙烯的饱和蒸气压力 | 可能达到的最高工作温度下丙烯的饱和蒸气压力 |
注:液化石油气指国家标准GB11174规定的混合液化石油气; 异丁烷、丙烷、丙烯50℃的饱和蒸气压力按相应的国家标准和行业标准的规定确定。 |
《容规》表3-3 常见介质的设计压力、腐蚀裕量、单位容积充装量
介 质 | 设计压力MPa | 罐体腐蚀裕量≥mm | 单位容积充装量(t/m3) | |
液氨 | 2.16 | 2 | 0.52 | |
液氯 | 1.62 | 4 | 1.20 | |
液态二氧化硫 | 0.98 | 4 | 1.20 | |
丙烯 | 2.16 | l | 0.43 | |
丙烷 | 1.77 | l | 0.42 | |
液化石 油气 | 50℃饱和蒸气压大于1.62MPa | 2.16 | l | 0.42 |
其余情况 | 1.77 | 1 | 0.42 | |
正丁烷 | 0.79 | l | 0.51 | |
异丁烷 | 0.79 | 1 | 0.49 | |
丁烯、异丁烯 | 0.79 | 1 | 0.50 | |
丁二烯 | 0.79 | 1 | 0.55 |
⑶、确定真空容器的壳体厚度时,设计压力按承受外压考虑。
① 当装有安全控制装置(如真空泄放阀)时,设计压力取1.25倍最大内外压力差或0.1MPa两者中的低值;
② 当无安全控制装置时,取0.1MPa。
⑷、对于由两室或两个以上压力室组成的容器,应根据各自的工作压力确定各压力室自己的设计压力。
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,...
首先需要看标准,固容规、150、卧式容器、塔式容器、151、47013等,不要求背过,但是要做到熟悉,设计过程为 :根据用户提供的设计条件图,和公司的设计任务书来进行设计。拿到条件图后,先进行方案设计...
在(2009年)就是这样的一个要求,“特种设备安全监察条例”:比索(一)锅炉,是指利用各种燃料,电力或其他能源的服饰,液体被加热到一定的参数,该装置的外部的热量输出,在的范围是大于或等于30L容积压力...
压力容器设计压力的可靠性探讨
压力容器的设计原理必须要严格按照国家的相应的规范和标准进行,如果是设计的不合理,这样就不仅仅会影响压力容器产品的制造和检验环节的难易程度,更为重要的是,将会直接关系到压力容器产品的运行稳定性和安全性,为此,本文笔者就从压力容器的设计压力方面出发,对于如何确保压力容器设计压力的可靠性提出自己的一些见解,希望能够更好地推动我国压力容器的稳定发展。
第1章 设计数据
1 介质毒性危害的程度分类
2 介质的"易燃、易爆"
3 设计压力与计算压力的区别
4 盛装液化气体的固定式压力容器设计压力的确定
5 最大允许工作压力
6 设计温度
7 受环境低温影响的压力容器设计温度的确定
8 工作温度与设计温度
9 管壳式换热器管、壳程沿长度的平均温度与管、壳程设计温度
10 设计中应考虑的载荷
11 腐蚀裕量
12 应力腐蚀的控制
13 圆筒和封头焊接接头系数?
14 焊接接头系数的选取及焊接接头的视图表达
15 装量系数
16 压力试验和气密性试验
17 真空容器进行内压试验的目的
18 压力容器设计使用寿命
19 搅拌设备电机的功率核定及选型
20 《容规》与GB150的适用范围关于压力、介质限定的差异
21 盛装最高工作温度低于标准沸点的液体而未完全充满的压力容器如何划类
22 球罐容积的限制
23 低温低应力工况
24 设计文件中压力容器类别的表达
25 《简单压力容器安全技术监察规程》适用的简单压力容器
26 《简单压力容器安全技术监察规程》规定的"推荐使用寿命"
27 简单压力容器中介质对含有少量油、干灰和细尘的规定
28 简单压力容器的设计方法及相关规定
29 简单压力容器"同一型号"的确定
30 简单压力容器的组批
31 简单压力容器爆破试验
32 超过推荐使用寿命的简单压力容器的使用
33 固定式压力容器安全技术监察规程(以下简称"新容规")与压力容器安全技术监察规程(以下简称"旧容规")适用范围的主要区别
34 "新容规"与"旧容规"类别划分的差别
35 "新容规"与"旧容规"对产品焊接试件的要求
36 "新容规"与"旧容规"对多腔的容积的规定
37 "新容规"对设计单位选用境外牌号材料的规定
第2章 材料选用
1 钢板选用
2 压力容器用钢板的新标准
3 应力腐蚀的特征及其防止
4 易引起应力腐蚀的介质
5 不锈钢晶间腐蚀及其防止
6 易引起铬镍不锈钢发生晶间腐蚀的介质
7 GB/T4334 1~5-2000中不锈钢晶间腐蚀试验的五种方法及其适用条件
8 双相不锈钢的特点
9 双相不锈钢耐晶间腐蚀性能强于奥氏体不锈钢的原因
10 10钢无缝管用于-20℃以下时应选用的钢管标准
11 高压设备用无缝钢管
12 管法兰锻件级别的选用
13 奥氏体不锈钢焊条的选用
14 《简单压力容器安全技术监察规程》规定的碳素钢材料
15 材料代用
16 设备选材基本原则
第3章 设计计算
1 设计温度与设计压力的组合
2 成形封头许用应力的选取
3 成形封头注明允许最小厚度后开孔补强的计算
4 圆形平盖受力分析
5 GB150规定采用中径公式进行厚壁圆筒强度计算的原因
6 开孔补强方法
7 开孔补强计算中开孔直径的选取
8 等面积补强法对开孔直径的限制
9 等面积补强计算对开孔长短轴之比的限制
10 等面积补强计算中的有效补强范围
11 在相同直径、相同厚度、相同开孔直径条件下容器受外压时的开孔补强面积是受内压时的开孔补强面积的一半
12 人孔盖开孔问题
13 留意接管的强度计算
14 GB150法兰设计:针对不同的应力选取不同的强度校核应力
15 容器附件引起的局部应力
16 鞍式支座允许载荷的确定
17 埋地卧罐的设计计算
18 裙座筒体危险截面的选取
19 螺栓安全系数的选用
20 地脚螺栓与法兰螺栓的不同许用应力
21 计算地震载荷和风载荷作用下塔体和裙座筒体的组合拉、压应力时许用应力值的确定
22 球壳的有关计算
23 外压容器设计中"长圆筒"、"短圆筒"的概念及GB150的计算中不区分长、短圆筒的原因
24 外压圆筒加强圈设计的有关计算
25 管板隔板槽面积的计算
26 固定管板应力计算不合格的调整
27 U形管换热器中管壁厚度的确定
28 双管板换热器管板间距的确定
29 夹套容器内筒体的计算压力
30 夹套容器中,穿过夹套并与夹套焊接的短管处开孔,不需补强计算
31 装有螺旋导流板的夹套容器,在内筒外压计算时,按加强圈设计的条件
32 夹套是否采用膨胀节的判定
33 疲劳分析
34 装设安全阀、爆破片的压力容器,其计算书中应包括安全装置选用的有关内容
35 填料支承板栅条的强度校核
第4章 结构设计
4.1 压力容器零部件
1. 压力容器焊接接头的设计
2. 不等厚筒节或筒体与球壳间连接结构的设计
3. 接管与壳体焊接应考虑的因素
4. 压力容器补强元件的选用
5. 采用补强圈结构的利弊
6. 补强圈和加强垫板上的螺孔设计
7. 加强圈结构设计的有关问题
8. 螺栓法兰连接的密封设计
9. 标准容器法兰的选用
10. 板式平焊法兰的适用场合
11. 垫片的选用
12. 商品级紧固件的选用
13. 标准管法兰的选用
14. 标准管法兰压力等级的确定
15. 管法兰用商品级紧固件的选用8
16. 人孔、手孔的选用
17. 长筒体卧式容器的人孔设置
18. 易燃、易爆液体介质入口管结构
19. 容器缓冲挡板的结构
20. 液面计的选用
21. 玻璃板液面计两接管应配装截止阀的问题
22. 卧式容器鞍座位置的确定及选型
23. 公称直径DN≤900的容器必须设置加强垫板的条件
24. 安全装置设计
25. 超压泄放装置应用的有关问题
26. 泄放装置出口的设计
27. 设备的静电接地设计
4.2 塔式容器
1. 塔体的轴向膨胀量
2. 塔器人、手孔设计
3. 塔器裙座设计
4. 塔内除沫器对气速的要求
5. 塔器的防振措施
6. 塔釜(或其他容器)隔板的设计
7. 塔器吊柱设计
8. 塔器吊耳设计
9. 塔器地脚螺栓的选材
4.3 球形储罐
1. 球壳结构设计应考虑的因素
2. 球壳选材的基本原则
3. 球壳焊接坡口的合理设计
4. 球罐的支柱设计
5. 球罐的人孔结构
6. 喷淋装置的设计
4.4 高压容器
1. 高压容器设计的基本要求
2. 高压容器筒体结构的分类、特点及应用
3. 多层式高压容器壳体对接接头的设计
4. 多层包扎式高压容器的结构特点
5. 高压容器密封结构的分类、特点及应用
6. 高压容器金属平垫密封面水线的使用
7. 平垫密封能否用于温度、压力频繁变化的高压容器
8. 透镜式密封的设计
9. 高压焊接三通的设计
4.5 管壳式换热器
1. 换热器的分程
2. 管箱深度设计1
3. 管板的最小厚度
4. 管板厚度的确定
5. 管板的结构设计
6. 换热管与管板的连接结构
7. 换热管与管板连接方式中的强度焊、密封焊、贴胀
8. 换热管与管板采用强度胀时管孔的结构设计
9. 换热管的排列形式
10. 换热管中心距
11. 管板布管限定圆
12. 折流板布置
13. 管板分程隔板槽
14. 管壳式换热器设置管、壳程防冲板的条件
15. 换热器设计中对接管的要求
……
第5章 技术要求
第6章 钛制压力容器
附表
参考文献