压力容器计算书的设计方法
2024-09-20来自：本站整理
压力容器过程设备设计计算书计算方法？
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，以期达到产品使用最优化。
根据稳压罐的设计技术协议，我们知道了容器的最高工作压力为1.4MPa，工作温度为200℃，工作介质为压缩空气，容积为2m3，要求使用寿命为10年。这些参数就是用户提供给我们的设计依据。
有了这些参数，我们就可以开始设计。
一. 设计的第一步
就是要完成容器的技术特性表。除换热器和塔类的容器外，一般容器的技术特性表包括
a 容器类别
b 设计压力
c 设计温度
d 介质
e 几何容积
f 腐蚀裕度
j 焊缝系数
h 主要受压元件材质等项。一般我所图纸上没有做强行要求写上主要受压元件材质
一. 确定容器类别
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）第一章第6条（p7）有详细的规定，主要是根据工作压力的大小(p75)、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分(p75)。本例稳压罐为低压（<1.6MPa）且介质无毒不易燃，则应划为第Ⅰ类容器。
另：具体压力容器划分类别见培训教材 p4 1-11
何谓易燃介质见 p2 1-6
介质的毒性程度分级见 p3 1-7
划分压力容器等级见 p3 1-9
二. 确定设计压力
我们知道容器的最高工作压力为1.4MPa，设计压力一般取值为最高工作压力的1.05～1.10倍。
至于是取1.05还是取1.10，就取决于介质的危害性和容器所附带的安全装置。
介质无害或装有安全阀等就可以取下限1.05，否则就取上限1.10。
本例介质为无害的压缩空气，且系统管路中有泄压装置，符合取下限的条件，则得到设计压力为
Pc=1.05x1.4
=1.47MPa。
另：什么叫设计压力？计算压力？如何确定？见p11 3-1
液化石油气储罐设计中，是如何确定设计压力的？
三. 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。
比如为华北油田设计的容器，且在工作状态无保温的情况下，其工作温度为30℃，其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》附件二（p77）提供了一些设计所需的气象资料供参考。本例取设计温度为200℃即可。
四. 确定几何容积
按结构设计完成后的实际容积填写即可。
五. 确定腐蚀裕量
由所选定受压元件的材质、工作介质对受压元件的腐蚀率、容器使用环境和用户期待的使用寿命来确定，实际上应先选定受压元件的材质，再确定腐蚀裕量。
《容规》第三章表3-3（p23）和GB150第3.5.5.2节（p5）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。
一般介质无腐蚀的容器，其腐蚀裕量取1～2mm即可满足使用寿命的要求。本例取腐蚀裕量为2mm。
另：什么叫计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度？何谓最小厚度？如何确定？见p12 3-5 3-6
六. 确定焊缝系数
焊缝系数的标准叫法叫焊接接头系数，GB150的3.7节（p6）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》第85条（p43）所规定的10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。
七. 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第8页材料的使用有严格的规定，对这些规定的掌握是非常必要的。比较常用的材料有Q235-B（Q235-C）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。
就本例来说，其使用压力、温度和介质都符合Q235-B的条件，唯有厚度还未知，若超过了20mm则只能使用16MnR，本例就暂定使用Q235-B。
当然啦，如果我们按以下：
●规定设计压力≤2.5MPa；
●钢板使用温度不得超过0℃~400℃；
●用于壳体时厚度不得大于30 mm，且不得用于高度危害的介质。
Q235-B与Q235-C的主要区别也就是冲击试验温度不同，前者为在温度20℃下做 V型冲击试验；后者为在0℃ 时做V型冲击试验
完成了技术特性表，下一步就是容器计算了。
◆ 确定容器直径
计算时首先要确定容器直径。除非用户有要求，一般取长径比为2～5，很多情况下取2～3就可以了。
建议到百度文库搜索【固定式压力容器安全技术监察规程2009】那个里边对于设计要求，操作要求，都是具有详细阐述。其中包括一些计算方法。
国内SW6直接生成计算书，分中文和英文的 ASME的我公司用的事PVLITE 不管什么软件都是直接生成的。
用SW6计算软件进行强度计算后，在菜单栏里点生成计算书就可以了。
压力容器常规设计，即压力在-0.1至-0.2MPa和0.1≤P≤35MPa的按GB150标准中设计这章节步骤进行(即筒体,封头,补强圈,开孔补强,支座计算).当然压力容器还有个专顶标准,即塔器和换热器,分别按JB/4710和GB151标准进行.总具体格式请按GB150,GB151,JB/T4710,JB/T4731,还有JB/T4732,JB/T4735等标准分门别类的对应其中的设计章节进行即可. 当然利用计算软件主要是容标委认可的SW6，自动出计算书。不过都是按以上标准中的计算格式来的。同时也有分析设计软件有限元分析设计（按JB/T4732）
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蔡狐盲：：容积是30L，还是30ml？温度低于100，不用盖章，不属于容规范围
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蔡狐盲：：25L以下的,25L以上的只要划类都要出.
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蔡狐盲：：(2)压力容器设计、制造、安装、改造、维修、使用单位和检验检测机构等,应当按照照特种设备信息管理的有关规定,及时将所要求的数据输入特种设备信息化管理系统。 (3)国家质检总局和各地质量技术监督部门负责压力容器安全监察工作,监督本规程的执行。 2 材料 2.1通用要求 (1)压力容器的选材应当考虑材料的力学性能、化学...
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蔡狐盲：：如果是换热器筒体，其直径在GB151上有规定，直径不小于6MM.如果不是换热器，可能是压力、温度超过一定数值，其对应参数下计算厚度超过最小厚度。另外，如果按压力、温度计算厚度未超过6MM，可能筒体直径偏大，例如4m,要考虑压力容器在制造、运输、安装过程中刚性，提高到6mm....
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蔡狐盲：：你的WORD是啥版本的。我用03的一直可以的。或许你那个高版的。。。 是有毛病的。。
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蔡狐盲：：(2)设计输出,应当形成设计文件(包括设计说明书、设计计算书、设计图样等),设计文件应当满足法规、安全技术规范、标准及技术条件等要求;(3)按照相关规定需要设计验证的,制定设计验证的规定;(4)设计文件修改的规定;(5)设计文件是由外单位提供时,对外来设计文件控制的规定;(6)法规、安全技术规范对设计许可、设计文件...
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蔡狐盲：：简单压力容器的设计文件包括：1.设计图样，2.设计计算书。3.设计书明书。4.使用说明书。简单压力容器的向用户提供的文件包括：1.产品合格证。2.使用数明书。3.竣工图。4.监检证书.详情请参阅TSG R0003-0007《简单压力容器安全技术监察规程》
建议到百度文库搜索【固定式压力容器安全技术监察规程2009】那个里边对于设计要求，操作要求，都是具有详细阐述。其中包括一些计算方法。
一般按三个腔分别进行计算，但如果能提出措施保证三个腔的温度和压力同步发生变化，可以按一个腔进行计算，只是要在图纸上注明采取何种措施保证温度和压力同步。
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，以期达到产品使用最优化。
根据稳压罐的设计技术协议，我们知道了容器的最高工作压力为1.4MPa，工作温度为200℃，工作介质为压缩空气，容积为2m3，要求使用寿命为10年。这些参数就是用户提供给我们的设计依据。
有了这些参数，我们就可以开始设计。
一. 设计的第一步
就是要完成容器的技术特性表。除换热器和塔类的容器外，一般容器的技术特性表包括
a 容器类别
b 设计压力
c 设计温度
d 介质
e 几何容积
f 腐蚀裕度
j 焊缝系数
h 主要受压元件材质等项。一般我所图纸上没有做强行要求写上主要受压元件材质
一. 确定容器类别
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）第一章第6条（p7）有详细的规定，主要是根据工作压力的大小(p75)、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分(p75)。本例稳压罐为低压（<1.6MPa）且介质无毒不易燃，则应划为第Ⅰ类容器。
另：具体压力容器划分类别见培训教材 p4 1-11
何谓易燃介质见 p2 1-6
介质的毒性程度分级见 p3 1-7
划分压力容器等级见 p3 1-9
二. 确定设计压力
我们知道容器的最高工作压力为1.4MPa，设计压力一般取值为最高工作压力的1.05～1.10倍。
至于是取1.05还是取1.10，就取决于介质的危害性和容器所附带的安全装置。
介质无害或装有安全阀等就可以取下限1.05，否则就取上限1.10。
本例介质为无害的压缩空气，且系统管路中有泄压装置，符合取下限的条件，则得到设计压力为
Pc=1.05x1.4
=1.47MPa。
另：什么叫设计压力？计算压力？如何确定？见p11 3-1
液化石油气储罐设计中，是如何确定设计压力的？
三. 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。
比如为华北油田设计的容器，且在工作状态无保温的情况下，其工作温度为30℃，其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》附件二（p77）提供了一些设计所需的气象资料供参考。本例取设计温度为200℃即可。
四. 确定几何容积
按结构设计完成后的实际容积填写即可。
五. 确定腐蚀裕量
由所选定受压元件的材质、工作介质对受压元件的腐蚀率、容器使用环境和用户期待的使用寿命来确定，实际上应先选定受压元件的材质，再确定腐蚀裕量。
《容规》第三章表3-3（p23）和GB150第3.5.5.2节（p5）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。
一般介质无腐蚀的容器，其腐蚀裕量取1～2mm即可满足使用寿命的要求。本例取腐蚀裕量为2mm。
另：什么叫计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度？何谓最小厚度？如何确定？见p12 3-5 3-6
六. 确定焊缝系数
焊缝系数的标准叫法叫焊接接头系数，GB150的3.7节（p6）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》第85条（p43）所规定的10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。
七. 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第8页材料的使用有严格的规定，对这些规定的掌握是非常必要的。比较常用的材料有Q235-B（Q235-C）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。
就本例来说，其使用压力、温度和介质都符合Q235-B的条件，唯有厚度还未知，若超过了20mm则只能使用16MnR，本例就暂定使用Q235-B。
当然啦，如果我们按以下：
●规定设计压力≤2.5MPa；
●钢板使用温度不得超过0℃~400℃；
●用于壳体时厚度不得大于30 mm，且不得用于高度危害的介质。
Q235-B与Q235-C的主要区别也就是冲击试验温度不同，前者为在温度20℃下做 V型冲击试验；后者为在0℃ 时做V型冲击试验
完成了技术特性表，下一步就是容器计算了。
◆ 确定容器直径
计算时首先要确定容器直径。除非用户有要求，一般取长径比为2～5，很多情况下取2～3就可以了。
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