压力容器安全技术操作课件第二章PPT文件格式下载.ppt
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成。
1.1.筒体筒体筒体直径较小时(一般小于筒体直径较小时(一般小于500mm500mm时)时)可用无缝钢管制作;
直径较大时,可用钢板经卷可用无缝钢管制作;
直径较大时,可用钢板经卷板机加工,焊接而成。
随着容器直径的增大,钢板机加工,焊接而成。
随着容器直径的增大,钢板需要拼接,因而筒体的纵焊缝条数增多。
当壳板需要拼接,因而筒体的纵焊缝条数增多。
当壳体较长时,因受钢板尺寸的限制,需将两个或两体较长时,因受钢板尺寸的限制,需将两个或两个以上的筒体个以上的筒体(此时称为筒节此时称为筒节)组焊成所需长度的组焊成所需长度的筒体。
为便于成批生产,筒体直径已标准化,可筒体。
为便于成批生产,筒体直径已标准化,可按表按表2-12-1;
表;
表2-22-2中所示的公称直径选取(带括号中所示的公称直径选取(带括号的尽量不采用)对焊接筒体,表中的公称直径为的尽量不采用)对焊接筒体,表中的公称直径为内径;
无缝钢管制作的筒体,表中的公称直径为内径;
无缝钢管制作的筒体,表中的公称直径为外径。
外径。
圆柱形筒体按其结构又可分为整体式和组合式二种。
2.2.封头与端盖封头与端盖凡与筒体焊接连接而不可拆的,称为封头;
与筒体凡与筒体焊接连接而不可拆的,称为封头;
与筒体以法兰等连接而可拆的则称为端盖以法兰等连接而可拆的则称为端盖,根据几何形状不同封根据几何形状不同封头可分为半球形、椭圆形、蝶形、有折边形封头、无折边头可分为半球形、椭圆形、蝶形、有折边形封头、无折边形封头和平板形封头(平盖)等数种。
形封头和平板形封头(平盖)等数种。
对于组装后不再需要开启的容器,封头和筒体的连接对于组装后不再需要开启的容器,封头和筒体的连接应采用可拆式的,此时在封头和筒体之间必须装置密封件。
应采用可拆式的,此时在封头和筒体之间必须装置密封件。
在第三节中详细介绍在第三节中详细介绍
(二)球形壳体
(二)球形壳体容器壳体呈球形,又称球罐。
其形状特点对称,具容器壳体呈球形,又称球罐。
其形状特点对称,具有以下有以下优点优点:
受力均匀;
在相同的壁厚条件下,球形壳体的承载受力均匀;
在相同的壁厚条件下,球形壳体的承载能力较高,即在同样的内压下,球形壳体所需要的壁厚很能力较高,即在同样的内压下,球形壳体所需要的壁厚很薄薄,仅为同直径、同材料圆筒形壳体壁厚的仅为同直径、同材料圆筒形壳体壁厚的1/2(1/2(不计腐蚀不计腐蚀裕量裕量);
在相同容积条件下,球形壳体的表面积最小。
壳;
壳壁薄和表面积小,制造时可以节省钢材,如制造相同容积壁薄和表面积小,制造时可以节省钢材,如制造相同容积的容器,球形的要比圆筒形的节省约的容器,球形的要比圆筒形的节省约30304040人钢材。
人钢材。
此外,表面积小,对于用作需要与周围环境隔热的容器,此外,表面积小,对于用作需要与周围环境隔热的容器,还可以节省隔热材料或减少热的传导。
所以,从受力状态还可以节省隔热材料或减少热的传导。
所以,从受力状态和节约用材来说,球形是压力容器最理想的外形。
和节约用材来说,球形是压力容器最理想的外形。
不足不足:
一是一是制造比较困难,工时成本较高,往往要采用冷压或热制造比较困难,工时成本较高,往往要采用冷压或热压成形法。
对于小型球形壳体,可先冲压成两个半球,然后再压成形法。
对于小型球形壳体,可先冲压成两个半球,然后再组焊成一个整球,由于半球的冲压深度深,钢材变形量大,不组焊成一个整球,由于半球的冲压深度深,钢材变形量大,不仅需要大型的冲压设备,而且容易产生冲压裂纹和过大的局部仅需要大型的冲压设备,而且容易产生冲压裂纹和过大的局部壳壁减薄;
对于大型球形壳体,往往需要先压制成若干个球瓣,壳壁减薄;
对于大型球形壳体,往往需要先压制成若干个球瓣,然后再将众多的球瓣组对焊成一个整球,球瓣的成型和组焊都然后再将众多的球瓣组对焊成一个整球,球瓣的成型和组焊都是比较困难的,容易发生过大的角变形和焊接残余应力,有的是比较困难的,容易发生过大的角变形和焊接残余应力,有的还会产生焊接裂纹;
对于超大型的球形壳体,由于运输等原因,还会产生焊接裂纹;
对于超大型的球形壳体,由于运输等原因,要先在制造厂压好球瓣,然后运到使用现场组装,由于施工条要先在制造厂压好球瓣,然后运到使用现场组装,由于施工条件差,质量更不易保证。
件差,质量更不易保证。
二是二是球形壳体用于反应、传质或传热容器时,球形壳体用于反应、传质或传热容器时,既不便于在内部安装工艺内件,也不便于内部相既不便于在内部安装工艺内件,也不便于内部相互作用的介质的流动。
互作用的介质的流动。
由于球形壳体存在上述不足,所以其使用由于球形壳体存在上述不足,所以其使用受到一定的限制,一般只用于中、低压的贮装容受到一定的限制,一般只用于中、低压的贮装容器,如液化石油气贮罐、液氨贮罐、一些用蒸汽器,如液化石油气贮罐、液氨贮罐、一些用蒸汽直接加热的容器为了减少热损失,有时也采用球直接加热的容器为了减少热损失,有时也采用球形容器,如蒸球(造纸工艺中蒸煮纸浆)。
形容器,如蒸球(造纸工艺中蒸煮纸浆)。
第二节圆筒体结构一、整体式筒体一、整体式筒体整体式筒体有单层卷焊、整体整体式筒体有单层卷焊、整体锻造、锻焊、铸锻造、锻焊、铸-锻锻-焊以及电渣重熔等五种结构焊以及电渣重熔等五种结构形成。
形成。
(一一)单层卷焊式筒体单层卷焊式筒体是用卷板机将钢板卷成圆筒,然后焊上纵焊是用卷板机将钢板卷成圆筒,然后焊上纵焊缝制成筒节,再将若干个筒节组焊成筒体,它与缝制成筒节,再将若干个筒节组焊成筒体,它与封头或端盖组装成容器。
这是应用最广泛的一种封头或端盖组装成容器。
这是应用最广泛的一种容器结构,具有如下容器结构,具有如下优点:
优点:
11、结构成熟、使用经验丰富,理论较完善;
、结构成熟、使用经验丰富,理论较完善;
22、制造工艺成熟,工艺流程较简单,材料利、制造工艺成熟,工艺流程较简单,材料利用率高。
用率高。
33、便于利用调质(淬火、便于利用调质(淬火+回火)处理等热处理方法,改回火)处理等热处理方法,改善和提高材料的性能;
善和提高材料的性能;
44、开孔、接管及内件的装设容易处理;
、开孔、接管及内件的装设容易处理;
55、零件少,生产及管理均方便;
、零件少,生产及管理均方便;
66、使用温度无限制,可作为受热容器及低温容器。
、使用温度无限制,可作为受热容器及低温容器。
存在的存在的缺陷缺陷:
11、壁厚往往受到钢材轧制和卷制能力的限制,我国目、壁厚往往受到钢材轧制和卷制能力的限制,我国目前单层卷焊筒体的最大壁厚一般前单层卷焊筒体的最大壁厚一般120mm;
120mm;
22、规格相同的压力容器产品,单层卷焊筒体所用钢板、规格相同的压力容器产品,单层卷焊筒体所用钢板厚度最大,厚钢板各向性能差异大,且综合性能也不如薄厚度最大,厚钢板各向性能差异大,且综合性能也不如薄板和中厚板,因此板和中厚板,因此产生脆性破坏的危险性增大;
产生脆性破坏的危险性增大;
33、壁厚方向上应力分布不均匀,材料利用不够合理。
、壁厚方向上应力分布不均匀,材料利用不够合理。
随着冶金和压力容器制造技术的改进,单层卷焊结构的随着冶金和压力容器制造技术的改进,单层卷焊结构的上述不足将逐步得到克服。
上述不足将逐步得到克服。
(二)整体锻造式筒体
(二)整体锻造式筒体是最早采用且沿用至今的一种压力容器筒体结构形是最早采用且沿用至今的一种压力容器筒体结构形式;
整体锻造式筒体的材料金相组织致密,强度高,因而式;
整体锻造式筒体的材料金相组织致密,强度高,因而质量较好,特别适合于焊接性能较差的高强度钢所制造的质量较好,特别适合于焊接性能较差的高强度钢所制造的超高压容器。
但制造时需要非常大的冶炼、锻压和机加工超高压容器。
但制造时需要非常大的冶炼、锻压和机加工设备,材料消耗量大,钢材利用率低(仅为设备,材料消耗量大,钢材利用率低(仅为26%29%26%29%),),机械加工量大,故一般只用于内径机械加工量大,故一般只用于内径300800mm300800mm、长度不、长度不超过超过12m12m的小型超高压容器。
的小型超高压容器。
(三)锻焊式筒体(三)锻焊式筒体是在整体锻造式筒体的基础上,随着焊接技术的进步是在整体锻造式筒体的基础上,随着焊接技术的进步而发展起来的,是由若干个锻制的筒节和端部法兰组焊而而发展起来的,是由若干个锻制的筒节和端部法兰组焊而成,所以只有环焊缝而没有纵焊缝。
与整体锻造式相比,成,所以只有环焊缝而没有纵焊缝。
与整体锻造式相比,无需大型锻造设备,故容器规格可以增无需大型锻造设备,故容器规格可以增大,保持了整体锻造式筒体材质密实、质量好,使用温大,保持了整体锻造式筒体材质密实、质量好,使用温度没有限制等主要优点。
因而常用于直径较大的化工高压度没有限制等主要优点。
因而常用于直径较大的化工高压容器,且在核容器上也获得了广泛的应用。
容器,且在核容器上也获得了广泛的应用。
(四)铸(四)铸-锻锻-焊式筒体焊式筒体是随着铸造、锻造技术的提高和焊接工艺的发展而出现是随着铸造、锻造技术的提高和焊接工艺的发展而出现的一种新型的筒体。
制造时,根据容器的尺寸,在特制的的一种新型的筒体。
制造时,根据容器的尺寸,在特制的钢模中直接浇铸成一个空心八角形铸锭,钢模中心设有一钢模中直接浇铸成一个空心八角形铸锭,钢模中心设有一活动式激冷柱塞,在钢水凝固过程中,可以更换柱塞以控活动式激冷柱塞,在钢水凝固过程中,可以更换柱塞以控制激冷速度,使晶粒细化。
浇铸后切除冒口及两端,变热制激冷速度,使晶粒细化。
浇铸后切除冒口及两端,变热的铸锭在锻压机上锻造成筒节,经机加工和热处理后组焊的铸锭在锻压机上锻造成筒节,经机加工和热处理后组焊成容器。
这种制造工艺可大大降低金属消耗量,但制造工成容器。
这种制造工艺可大大降低金属消耗量,但制造工序较复杂。
序较复杂。
(五)电渣重熔式筒体(电渣焊成形筒体)(五)电渣重熔式筒体(电渣焊成形筒体)是近年发展起来的一种制造过程高度机械是近年发展起来的一种制造过程高度机械化、自动化的筒体结构形式。
制造时,将一个很化、自动化的筒体结构形式。
制造时,将一个很短的圆筒(称为母筒)夹在特制机床的卡盘上,短的圆筒(称为母筒)夹在特制机床的卡盘上,利用电渣焊在母筒上连续不断地堆焊直至所需长利用电渣焊在母筒上连续不断地堆焊直至所需长度。
熔化的金属形成一圈圈的螺圈条,经过冷却度。
熔化的金属形成一圈圈的螺圈条,经过冷却凝固而成为一体,其内外表面同时进行切削加工,凝固而成为一体
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