过程装备与控制工程石油液化气储罐.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流过程装备与控制工程石油液化气储罐.精品文档. 毕业设计（论文） 题目： 石油液化气储罐 姓 名： 专 业： 过程装备与控制工程 学 院： 继续教育学院 学习形式： 助学单位： 辽宁石化职业技术学院 指导教师： 崔 大 庆 2011年3月 （说明书部分可以打印）毕 业 设 计（论 文）说 明 书 题目 石油液化气储罐 院 别： 专 业： 过程装备与控制工程 班 级： 装备092 设 计 人： 王旭东 指导教师： 崔大庆 （任务书部分先自行打印，将空白任务书交给指导教师，由指导教师手写，然后签名）毕业设计（论文）任务书一、题目：石油液化气储罐二、

2、基础数据目 录摘 要1Abstract21 化工容器及设备设计概论41.1 化工容器及设备的应用及地位41.2 化工容器及设备设计的基本要求41.2.1 化工容器及设备的结构设计必须满足的要求42 压力容器及其分类.52.1压力容器的结构及制造工序62.2压力容器的不同分类形式73 压力容器的质量保证体系.53.1设计93.2材料103.3制造103.4检验113.5定期检验124 压力容器用钢的选用原则135 压力容器的设计参数确定与校核145.1卧式筒体的设计5.2封头的设计5.3卧式容器双鞍座位置设计5.4人孔与进出料接管口的设计5.5液位计接管的设计5.6压力表的设计6筒体弯矩计算 7

3、筒体轴向弯矩计算.8鞍座处筒体切向剪应力校核.9鞍座处筒体周向应力校核.10鞍座腹板强度校核.111213毕业设计结论7附件：石油液化气储罐装配与零件图参考文献谢 词石油液化气储罐设计摘 要储罐在石油化工领域是一种常见的压力容器，它易于制造、安装、维护、检修。用于储存液体或气体的钢制密封容器即为钢制储罐，防腐储罐工程是石油、化工、粮油、食品、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施。我们的经济生活中总是离不开大大小小的钢制储罐，钢制储罐、防腐储罐在国民经济发展中所起的重要作用是无可替代的。钢制储罐是储存各种液体（或气体）原料及成品的专用设备，对许多企业来讲没有储罐就无法正常生产，

4、特别是国家战略物资储备均离不开各种容量和类型的防腐储罐等储罐。我国的储油设施多以地上储罐为主，且以金属结构居多。目前我国使用范围最广泛、制作安装技术最成熟的是拱顶储罐、浮顶储罐和卧式储罐。本文主要阐述了卧式储罐的设计过程。设计过程包括根据设计条件的基础数据：设计压力：1.771 MPa 设计温度 ： -2048 筒体内径：2400mm 腐蚀裕量：C2=2 筒体材料：16MnR 焊接接头系数：=1.0 介质的主要成分：液化石油气是从石油的开采、裂解、炼制等生产过程中得到的副产品。液化石油气是碳氢化合物的混合物，其主要成分包括：丙烷（C3H8）、丙烯（C3H6）、丁烷（C4H10）、丁烯（C4H8

5、）和丁二稀（C4H6），同时还含有少量的甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、戊烷（C5H12）及硫化氢（H2S）等成分。按照一般压力容器设计的要求决定筒体及封头壁厚，根据设备的公称直径查找国家标准选用标准鞍座，设定鞍座位置，通过周向应力计算，切向应力计算，轴向应力计算，鞍座应力计算，校核器壁周向、轴向的强度和稳定性，使该容器在各种操作条件下，既能保证周向强度及刚度，又能保证轴向强度及刚度。本设计过程还包括一些容器附件：压力表、 进出料接管口、 人孔、 液位计接管的选择等等。关键词：储罐、强度、刚度、应力等。Design of liquefied petroleum gas storage tan

6、k AbstractStorage tanks in petroleum and chemical industry is one of the common pressure vessel, it is easy to manufacture, installation, maintenance, repair. For the storage of liquid or gas steel sealed container for steel storage tank, storage tank anti-corrosion engineering is oil, chemical, oil

7、, food, fire fighting, traffic, metallurgy, national defense industries such as essential, important infrastructure. Our economic life is inseparable from the large and small steel storage tanks, steel storage tank, storage tank in the national economic development plays an important role is irrepla

8、ceable. Steel storage tank is stored for various liquid ( or gas ) of raw materials and finished products and special equipment, for many enterprises have no tank can not be normal production, especially the state strategic material reserves are inseparable from various capacity and types of anti-co

9、rrosion storage tank, storage tank. Chinas oil storage facilities in aboveground storage tanks, and the metal structures are. At present our country use the most extensive scope, installation of the production technology is the most mature dome roof tank, floating roof storage tank and horizontal st

10、orage tank. This paper mainly introduces the design process of horizontal storage tank.The design process includes basic data: according to design conditions design pressure: 1.771 MPa design temperature : - 20 48 C the inner diameter of the cylinder body corrosion allowance: 2400mm: C2 = 2 cylinder

11、 material: 16MnR coefficient of welding joint: a = 1 medium main component:Liquefied petroleum gas from oil, pyrolysis, refining and other production during the process of by-product. Liquefied petroleum gas is a mixture of hydrocarbons, its main components include: ( C3H8 ) propane, propylene, isob

12、utane ( C3H6 ) ( C4H10 ) ( C4H8 ), butene and butadiene ( C4H6 ), and also contains small amounts of methane, ethane ( CH4 ) ( C2H6 ), pentane (C5H12) and hydrogen sulfide ( H2S ) such compositions. According to the general requirements of pressure vessel design decision of cylinder body and head th

13、ickness, the device according to the nominal diameter of national standard selection standard saddle, the saddle position through setting, circumferential stress, shear stress, axial stress calculation of saddle, stress calculation, checking device of wall circumferential, axial strength and stabili

14、ty, enabling the container under various operation conditions, which can ensure that the circumferential strength and rigidity, and can guarantee the axial strength and stiffness.The design process also includes some container attachment: pressure gauges, feeding pipe, manhole mouth, liquid level ga

15、uge choice etc.Key words: tank, strength, stiffness, stress.第一章 化工容器及设备设计概论第一节 化工容器及设备的应用及地位石油化工等过程工业的绝大多数生产过程都是在化工设备这一特定空间内进行的。在这些设备中，有的用来储存物料，例如各种容积大小不一的贮罐、计量罐、计量槽、槽车；有的用其进行物理过程，例如各种型式的换热器、蒸馏塔、稳定塔、沉降器、过滤器；有的进行化学反应，例如合成炉、聚合釜、裂解炉、反应器。总之，涉及化工过程领域的传递过程（能量传递、热量传递和质量传递）和化学反应过程的操作，都必需在化工容器及设备内进行。尽管这些设备尺寸

16、大小不一，形状结构不同，内部构件的形式更是多种多样，但是它们都有一个外壳，这个外壳就称作容器，所以它是化工设备的一个基本组成部分。化工设备及容器不仅是石油化学工业生产中的重要生产工具，而且还遍及各行业，诸如航空、航海、原子能、冶金、机械制造、精细化工、轻工、交通和农副业产品加工等等。然而，化工容器及设备有其自身的特点，它们不仅需要适应工艺过程所需要的不同压力和温度条件，而且要承认内部化学介质的作用，这些介质往往有腐蚀性、毒性或易燃易爆，还要能长期的安全工作，并且要保证密封。可见，化工容器及设备是为生产工艺过程服务的，它必需在规定的工艺条件下，在保证安全工作生产规模的前提下，在单位时间内，尽可能

17、利用最少的能源，最 小的空间生产最多的产品，而且在经济上也是最为合理的。它们的性能，对整个装置的产品产量、生产能力、消耗定额以及“三废”治理和环境保护等方面都有重大影响。在各类生产装置中，设备的投资在整个工程的工艺设备中占有很大比例。如在化工和石油化工生产装置中，仅仅就塔设备就占25.39%；在炼油和煤化工生产装置中，塔设备占34.85%。化工容器及设备所消耗的钢才在各类生产装置中也占有很的份额，占有的基建费用相当可观，如管式换热炉的基建费用在重整制氢和裂解等装置中约占有25%，可见，设备的费用在工程项目的投资中所占比重非常之大。随着石油化工装置的大型化和高参数化，开发和应用新型、高效、节能的

18、化工设备，对石油化工生产具有非常重大的意义。第二节 化工容器及设备设计的基本要求在进行化工容器及设备设计的结构设计时，必须满足以下各项要求。（1） 强度。 化工容器及设备要求有足够的尺寸以承受其机械载荷和外载荷。例如内力、自重、风载荷和地震载荷等。必要时还应考虑支座的作用反力、管道和其它部件的作用力、热膨胀引起的作用力、温度和压力变化的影响、运输和吊装时承受的作用力。（2） 刚度。 构件在外力作用下保持原来外来形状的能力。例如，塔设备塔盘板在液层和自重作用下的变形等。（3） 稳定性。 容器壳体在承受横向均匀外压载荷或轴向压缩载荷时不产生失稳或委屈的能力。（4） 密封性。这是对化工容器及设备密封

19、可靠性的考核，包括物料漏出或空气漏入两种情况。当物料为易燃、易爆或有毒时，其密封性尤为重要；而对于低压或常压设备，同样不可放松密封性的要求。（5） 耐久性。 化工容器及设备的使用寿命，大多决定于腐蚀情况，在某些特殊情况下还取决于设备的疲劳、蠕变以及振动等。使用年限设计得过长时不必要的，因为在科技迅速发展的今天，新型的设备不断的涌现，现有的设备面临更新的选择。一般而言，高压设备使用年限不少于20年，塔设备和反应釜不少于15年，贮槽和换热器不少于8年。根据使用年限和腐蚀等情况，正确地选用结构材料，是保证设备耐久性的最重要措施。（6） 节约材料及制造方便。 化工容器及设备在结构设计上应保证不必要的材

20、料消耗，尤其是贵重材料的消耗。同时，在考虑其结构时应便于制造。在设计时应尽量采用标准设计和标准部件，从而提高设计质量和速度，降低制造成本，缩短制作周期。（7） 操作方便和运输可能。 在投资语允许的前提下，提高设备的自动化程度可以大大地简化操作。此外还要考虑安装、维护和检修的方便，化工容器及设备在尺寸和形状方面有一定的要求，容器的直径、长度与重量是符合铁路、公路或水路运输的规定。（8） 技术可行，经济合理。第二章 压力容器及其分类不同类型的化工设备虽然其服务对象不同、操作条件各异、结构形式多样，但大多都是含有一个能承受压力且容积达到一定数值的密闭容器。按照中国压力容器安全技术监察规程的有关规定，

21、若密闭容器同时具备以下条件即可视为压力容器。（1） 最高工作压力大于或等于0.1Mpa（不含液柱压力）。（2） 内直径（非圆形截面指断面最大尺寸）大于或等于0.15m，且容积大于或等于0.025m3。（3） 介质为气体、液化气体或最高工作温度等于标准沸点的液体。从形状来看，压力容器主要有圆筒形、球形和矩形三种。其中，矩形容器由平板焊成，但承压能力差，因此，多用座小型常压储罐。球形容器，由于制造上的原因，通常也用作有一定压力的大中型储罐。而对于圆筒形容器，由于制造容易，安装内件方便、承压能力较强，故在工业生产中应用最广。 第一节 压力容器的结构及制造工序如图所示圆筒形压力容器。一般可以分为筒体（

22、筒身）、封头（端盖）、密封装置、人（手）孔、接管和支座等6个组成部件。其中，筒体和封头是用板、壳制造而成的具有典型几何形状的焊接结构件。筒体和封头构成了整个压力容器实现化学反应或储存物料的压力空间，是压力容器最主要的受压元件。压力容器使用的密封装置较多，其主要目的是在压力容器某一可能发生介质泄漏而需要加以密封的部位设置一个完善的物理壁垒，它是保证压力容器正常、安全可靠运行的又一个重要部件。如图所示的容器接管与外接管的连接以及人孔盖的连接，均采用了最常见的法兰密封结构。1出料口 2鞍式支座 4封头 5封头拼接焊缝 6补强圈 7人孔 8筒体纵向对接焊缝 9筒体 10压力表 11安全阀 12液位计管

23、容器制造工序（板焊结构制造工序） 第二节 压力容器的不同分类形式由于过程条件的多样化和复杂化，使得压力容器的种类十分繁多，而且他们在使用过程中一旦发生事故所造成的危害程度也各相同。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，需要对压力容器进行分类。将着重介绍中国压力容器安全技术监察规程中的分类方法。压力容器分类如果压力等级分类：压力容器可分为内压容器与外压容器。1、 内压容器又可按设计压力（p）大小分为四个压力等级： 1.1、低压(代号L)容器 0.1 MPap1.6 MPa; 1.2、中压(代号M)容器 1.6 MPap10.0 MPa; 1.3、高压(代号H)

24、容器 10 MPap100 MPa; 1.4、超高压(代号U)容器 p100MPa。 2、压力容器分类如果按容器在生产中的作用分类:又可以按以下要求分类四种：2.1、反应压力容器(代号R):用于完成介质的物理、化学反应。 2.2、换热压力容器(代号E):用于完成介质的热量交换。 2.3、分离压力容器（代号S):用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离。 2.4、储存压力容器（代号C，其中球罐代号B）：用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质。3、压力容器按安装方式可以划分成两类： 3.1、固定式压力容器：有固定安装和使用地点，工艺条件和操作人员也较固定的压力容器。 3.2、移动式压力容器：

25、使用时不仅承受内压或外压载荷，搬运过程中还会受到由于内部介质晃动引起的冲击力，以及运输过程带来的外部撞击和振动载荷，因而在结构、使用和安全方面均有其特殊的要求。 4、压力容器按压力容器安全技术监察规程安全技术管理可以分为三类:4.1、第三类压力容器，具有下列情况之一的，为第三类压力容器： 4.1.1、高压容器； 4.1.2、中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； 4.1.3、中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于10MPam3 ）； 4.1.4、中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于0.5Pam3）； 4.1.5、低压容器（仅限毒

26、性程度为极度和高度危害介质，且乘积大于等于0.2MPam3 ）； 4.1.6、高压、中压管壳式余热锅炉；中压搪玻璃压力容器； 4.1.7、使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa）的材料制造的压力容器； 4.1.8、移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）等； 4.1.9、球形储罐（容积大于等于50m3）；低温液体储存容器（容积大于5m3）； 4.1.10、低温液体储存容器（容积大于5m3）； 4.2、第二类压力容器，具有下列情况之

27、一的，为第二类压力容器： 4.2.1、中压容器； 4.2.2、低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； 4.2.3、低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）； 4.2.4、低压管壳式余热锅炉； 4.2.5、低压搪玻璃压力容器。 4.3、第一类压力容器 ,除上述规定以外的低压容器为第一类压力容器。 压力容器安全技术监察规程采用既考虑容器压力与容积乘积大小，又考虑介质危险性以及容器在生产过程中的作用的综合分类方法，以有利于安全技术监督和管理。压力容器的危险程度还与介质危险性及其设计压力p和全容积V的乘积有关，pV值愈大，则容器破裂时爆炸能量愈大，危害性也愈大，对压力

28、容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。 可见，国内压力容器分类方法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。第三章 压力容器的质量保障体系由于压力容器是化工、石油化工、核能、冶金、机械、轻工、食品、纺织、航空、航天以及海洋石油工业中广泛使用的、有爆炸危险的承压设备，所以对承担压力容器的设计，制造、安装、使用、检验、修理、改造，直至判定退役等各有关单位，都必须遵守国家质量技术监督局颁发的压力容器安全技术监察规程以及由国务院颁发的特种设备安全监察条例，对于压力容器的设计、制造工作，则规划国家标准局全国压力容器标准化技术委员会分管，即压力容器的设计和制造必须遵

29、守上述标委员会编制的标准、规定、规程、技术条件和方法。而压力容器在役检验与监控，则必修由专业资格人员进行，并接受劳动部门锅炉压力容器安全监察机构的监督和检查。所有这些措施都是为了确保压力容器在整个辅以过程内安全进行，以减少或杜绝灾难性事故的发生。为达此目的，世界上各工业发达国家都通过实施质量控制以保证其安全。质量保证是一个系统工程，长期实践中各国都逐步形成了质量保证体系，我国也不例外。然而实施质量控制要有两个先决条件：其一是必须有一个能起到安全保证作用的标准规范，因为这是质量控制的基础；其二是能是标准规范得到贯彻执行的管理体制，它包括管理机构和管理制度。压力容器的质量保障体系主要由设计、材料、

30、制造、检验和定期检验等几个方面组成。一、设计设计是压力容器质量保障的第一个环节。涉及一台化工机器时必须充分考虑到以后的各个质量保证环节、各个环节中可能产生的问题和为保证质量所应采取的措施。如果设计者对此考虑不甚周密，则将埋下隐患。设计是一种富有创造性的劳动，在设计时，首先要根据设计任务的特定要求，收集相关的数据资料，据此确定压力容器所承受的各种载荷和工作条件。这些载荷可能是以静载荷为主，也可能是交变载荷。工作温度可能是恒定的，也可能使变动的，它们都可能在容器部件中引起恒定的或变动的温差应力。内部介质有时可能对钢材有腐蚀性、介质本身也可能是易燃、易爆、有毒的，设计者应综合上述条件，从中确定可能出

31、现的最危险或最苛刻的工况。设计必须符合标准和规范、遵守有关法令和法规。设计者要决定根据何种规范进行设计，是按常规设计还是按应力分析法进行设计。少数极重要的压力容器还要求在设计阶段就要按断裂力学理论进行断裂分析。设计者根据这些规范的要求，对容器和设备的各部位进行应力分析和强度计算，这项工作是根据具体选定的材料对象进行的。应力分析的原则是充分发挥材料的性能和尽可能使容器的各部分做到等强度，做到既符合安全性也符合经济性。 壳体材料和焊接材料的选择是设计的重要环节，为此设计者必须对所选的材料有全面的了解，并从中判断出它在制造工艺、使用寿命、设备造价的关系。 压力容器和化工设备的设计还应符合标准化的原则

32、。因为从产品的设计、制造、检验和维修等许多方面来看、标准化都是组织现代化生产的重要手段之一，它有利于成批生产，缩短生产周期，降低成本和节省国家资源、增加零部件的互换性。我国已经制定了一系列的零部件的标准，设计者必须熟悉并掌握。 设计单位和设计者应提供包括设计计算书、设计图样和设计要求在内的设计文件，并对这些文件的准确性和完整性负责。二、材料钢管的选择一般要注意以下问题：根据具体的设计条件选择相应的使用状态和适应温度的钢管。制造单位应按规定的取样数量复验力学性能，并根据钢管使用时的加工工艺和钢管标准的相应规定进行必要的工艺性能试验。制造换热器的换热管必须符合GB 8163输送流体用无缝钢管和GB

33、/T 14976流体输送用不锈钢无缝钢管的规定。还应注意高温、低温、腐蚀条件下可能出现的石墨化倾向或晶间腐蚀倾向等问题。锻件按使用要求分为四个级别，每个级别的检验项目及指标要求应符合 JB 47264728压力容器用碳素钢、低合金钢和不锈钢锻件的规定。焊件材料的选择一般要注意以下问题：根据母材的化学成分、力学性能、焊接性能结合压力容器的制造特点和使用条件，综合选用焊接材料，必要时通过工艺性能试验确定。三、制造制造是质量保证体系中极重要的环节。我国压力容器安全技术监察规程明文规定，压力容器制造和现场组焊单位，必须有国家质量技术监督局颁发的制造许可证，并按批准的范围制造或组焊。无制造许可证的单位，

34、不得制造和阻焊压力容器。必须严格执行国家和有关部门制定的规范、标准，严格按照设计图样制造和组焊压力容器。焊工必须经过劳动部门组织的考试，取得合格证后，才能在有效的时间担任合格规范内的焊接工作。压力容器出厂，制造单位必须向用户提供竣工图样、产品质量证明书和质量证明书和质量监督检验证书等技术文件和资料。钢制压力容器制造应着重控制下面几点：1) 焊接方法 焊接方法通常由设计师在施工图纸上作出证明规定。必须是与制造厂和用户协商确定。焊接方法包括焊接接头的结构形式、焊接才来哦即焊条或焊丝或焊丝焊剂的选用，已由图样和技术要求规定。至于焊接设备和焊接工艺参数等则由制造厂根基知道经验或试验确定。对于正要容器或

35、焊接经验不多的材料，则必须有焊接工艺试验来确定最合适的焊接工艺规程。2) 焊缝表面质量 其主要的要求是：寒风的形状、尺寸以及外观应符合技术标准和设计图样的要求；不得有裂纹、气孔、弧坑和肉眼可见的夹渣等缺陷；焊缝与母材应圆滑过度；焊缝表面咬边应符合规定；尺寸应符合技术标准和实际图样要求。3) 焊后热处理 焊后热处理的目的是，消除或部分消除焊接残余应力，并消除焊接区的脆化，回复其延塑性。热处理应用整体法，若采用分段法，则应有不小于1500mm的宠妾热处理长度。局部热处理要包括整条焊缝。任何热处理都必须在焊接工作全部结束之后，并于压力试验之前进行。采用电渣焊接的铁素体材料制成的压力容器受压元件，也应

36、于焊接后进行。采用电渣焊接的铁素体材料制成的压力容器受压元件，也应于焊接后进行经理细化正火热处理。有抗腐蚀要求的奥氏体不锈钢或复合钢板制压力容器，应进行表面酸洗、钝化处理。热处理的温度应适当，过高会使经历出大而降低韧性，过低则会使微量元素在晶界积聚而呈现脆性甚至出现再热裂纹。4) 产品焊接试板 为检验产品焊接接头和其他受压元件的力学性能和弯曲性能，应焊接产品毛坯，以便惊醒拉力、冷弯和必要的冲击韧性试验。试板通常是在圆筒形筒节的纵焊缝的严查部位，采用湿寒压力容器相同条件的条件和焊接工艺同时焊接。产品的焊接试板的材料、焊接热处理工艺，应与代表的受压元件一致。有热处理要的时还应同炉处理。至于试板的要

37、求在压力容器安全技术监察规程中作出详尽的规定。四、检验压力容器的检验主要包括无损探伤和压力试验。无损探伤的主要方法是射线探伤与超声波探伤，并辅以磁粉法或着色法检验是否存在表面裂纹。探伤中发现的超标缺陷应予消除。发现裂纹应全部消除，消除的方法以补焊为主。无损探伤应由持证资格人员进行。具有裂纹倾向的材料应在焊接完成24小时后，才能进行无损探伤检验。压力容器无损探伤的比例按合计分为全部和局部两种，并按有关规定进行评定。被检测内部的面积型缺陷，如裂纹、白点分层和未熔合等通常采用超声波探伤；对于体积型的缺陷，如气孔、夹渣、缩孔和疏孔等一般应采用射线透照检测方法。磁粉检测能发现表面或近表面的裂纹、折叠、夹

38、层等缺陷的位置、大小和形状，但难以确定缺陷的深度，它不适合用于非铁磁性材料，如奥氏体钢、铜、铝等。着色探伤能发现表面开口的裂纹、折叠、针孔等缺陷的位置、大小和形状，但也难以确定缺陷的深度。近年来已应用涡流检测技术发现诸如裂纹、凹坑、疏松等表面或近表面缺陷，通常能确定缺陷的位置和相对尺寸，但难以确定缺陷的种类。压力试验是指耐压试验和气密性试验，耐压试验包括液压试验和气压试验。以上试验的目的是为了考核压力容器的整体强度和密封性能，此外还起到消除部分机械应力的作用，还能矫正形状和改变应力分布的部分效果。压力试验必须严格按照设计规范和技术规程进行。由于结构或支撑原因，不能向压力容器内安全充灌液体，以及

39、运行条件不允许残留试验液体的压力容器，可按设计图样规定采用气压试验，但气压实验所用的气体、气体温度、试验压力以及安全措施，都必须符合规定并应予特别的重视。对介质毒性程度为极度、高度危害或设计上不允许有微量泄漏的压力容器，必须进行气密性试验，这种试验必须在液压试验合格后进行。五、定期检验压力容器投入运行之后，在温度、压力、介质和开停车等诸多因素的作用下，可能由于疲劳、应力腐蚀、高温下应力的长期作用等原因导致裂纹的萌生和扩展。大量的压力容器事故调查表明，绝大多数事故起源于裂纹或其他缺陷的扩展，必须按照规定的要求，对压力容器进行定期的检验。在定期检查时发现裂纹，并不等于压力容器就不安全了，但必须慎重

40、对待，要么予以消除，要么需专家进行安全评定，只要这些缺陷仍在断裂力学计算所认定的安全范围以内就仍可继续使用。而保留了裂纹缺陷的容器在以后的服役期间就更要按规范加强检查监督。在役检验仍以前述无损检测方法进行。目前只在核电站系统实行连续监控。而对于无法进行连续监控的一般化工厂或石油化工厂的压力容器则在必要时按规范缩短检测时间间隔。研究表明，材料在服役过程中的退化，在设计阶段往往无法有把握地预见，则必须对其实行挂片监测，定期取出挂片进行材料观测及性能测试，以判定金属材料的全相组织变化，晶界空穴或微裂纹的形成，氢腐蚀以及辐照脆化等等。对压力容器而言，虽然在壳体的总部分一般都将其应力限制在材料的宏观弹性

41、范围内，因而不会引起宏观的塑性变形。但是，在边缘区、接管区、支座区、焊缝的错边、咬边区以及余高区、焊接接头的热影响区，因机械加工而引起的表面擦伤；刻痕以及种种结构不连续区，不同材料的结合区等等，会存在局部高峰应力，使这些局部地区在正常设计载荷下的应力超过屈服强度而引起材料的塑变，在交变载荷作用下，这些塑性变形能逐步积累， 最后导致裂纹的产生和扩展，因此我们可以断言，监控技术是压力容器的一项重大研究课题。同样压力容器的质量保证体系也必须将随着科学的不断发展而日臻完善。第四章 压力容器用钢的选用原则选用材料时，应综合考虑设备的使用和操作条件、材料的焊接和冷（热）加工性能、化工设备的功能及制造工艺、

42、材料的来源及经济合理性等。1. 考虑设备使用和操作条件使用和操作条件是指设备的操作压力、操作温度、介质特性和工作特点。选用材料时，首先就要考虑这些使用条件对设备的影响。例如，对一台操作压力很高的设备，就需要选择高或超高强度钢，同时注意强度和韧性的匹配，在满足强度要求的前提下，尽量选用塑性和韧性较好的材料；对于高温、高压、有氢介质作用的设备，选材时除了满足高温下的热强性（考虑蠕变和持久极限）和抗高温氧化性能外，还要考虑抗氢腐蚀及氢脆性能，通常应选用抗氢腐蚀的钢材，如12CrlMoV、15CrMnR等。2. 考虑材料的焊接和冷热加工性能由于压力容器绝大多数是焊接结构，制造中避免不了要进行冷（热）卷

43、、冷（热）冲和焊接等加工。在满足操作条件的基础上，应尽量选择具有良好冷（热）加工成型性能和塑性的钢材，并保证伸长率 在15%20%以上。另外，在一定焊接工艺条件下，为获得优质的焊接接头，还需要考虑钢材中含碳量的影响。3. 考虑设备的使用功能和制造工艺根据设备不同的使用功能和结构特点，需要选择不同性能要求的材料。例如，压力容器的壳体，其主要功能是构成化学或物理反应所需的空间，由于它直接与介质接触，并承受一定的压力，故选用耐腐蚀的压力容器专用钢板；对换热设备，选择材料不仅要考虑耐蚀性能外，还应考虑有良好的导热性能；而支座的主要功能是支撑和固定设备，属非受压元件，并且不与介质接触，所以，可以考虑选择

44、一般的钢材，如普通碳素钢中的Q235-A、Q235-B等。 选材除了要明确设备的功能特点外，还应考虑其制造工艺的影响。如用于强腐蚀环境的搪玻璃容器，在沸腾钢上搪玻璃的效果要比镇静钢好，因此，在这种情况下，可选择Q235-AF沸腾钢。4. 考虑材料的来源与价格选用的材料应考虑有较多的生产厂家，供货应比较方便，并有成功的材料使用实例。另外，还要分析影响材料价格的因素，选用材料的性价比应该高。例如，不锈钢、低合金钢和普通碳素钢具有不同的价格，为了满足一定生产工艺过程，当所需不锈钢的厚度较大时，应尽可能选用复合钢板、衬里或堆焊结构，即基材使用一般压力容器用钢，而与介质直接接触的复层、衬里或堆焊层则可采用耐腐蚀材料。除此而外，选用的材料应符合相应的国家标准或行业标准的规定，特别是有使用限制的材料，要认真考虑其适用条件。如前面提到的Q235-A、Q235-B、Q235-C等普通钢板，应按GB 150-1998中的有关规定选作压力容器壳体材料。第五章 压力容器的设计参数确定与校核设计参数的确定设计(论文)题 目题目 一、基础数据：设计压力：1.61 MPa 设计温度 ： -2048 筒体内径：2400mm 腐蚀裕量：C2=2 筒体材料：16MnR 焊接接头系数：=1.0