化工壓力容器設計——方法、問題和要點（第二版）

內容簡介

以設計常見問題為切入點，全書分設計基礎、設計總論、選材要求、結構設計四大主題，運用工藝、結構和材料的基本概念、基本理論、基本方法，對壓力容器設計中常見的、容易引起爭議的一些問題，進行了討論和分析，給出解決問題的思路和要點。第二版對第一版的內容進行了完善，包括對相關的標準祝鞏堡規範的修訂進行了關注，增加了包括壓力容器與安全閥的相關壓力等討論內容。本書不但對石化、化工、醫藥領域的壓力容器工程師提供幫助，而且對冶金、能源、環保、輕紡、食品、城建等領域的壓力容器工程師提供參考。此外，本書還可供大專院校相關專業師生作為參考，也可以供從事特種設備的監察管理工作的技術人員參考。

圖書目錄

第1章設計基礎1

1.1薄壁殼體的無力矩理論1

1.1.1無力矩理論的假定條件2

1.1.2迴轉殼體的幾何知識2

1.1.3微體平衡方程與區域平衡方程4

1.1.4無力矩理論在常用殼體中的套用5

1.1.5內壓薄壁圓筒的強度計算公式5

1.1.6無力矩理論的適用條件和邊緣問題6

1.1.7圓平板問題9

1.2壓力容器設計準則11

1.2.1應力分類11

1.2.2設計準則和設計標準14

1.2.2.1設計準則14

1.2.2.2設計標準17

1.3壓力容器安全知識20

1.3.1基本概念20

1.3.2典型問題24

1.3.2.1液化歸應精宙氣體的過量充裝24

1.3.2.2壓力容器中介質的毒性與易燃性25

1.3.2.3安全閥和爆破片的設定原則28

1.3.2.4安全閥的選用31

1.3.2.5壓力容器與安全閥的相關壓力及最大允許工作壓力36

1.4壓力容器的分類50

1.4.1一般分類50

1.4.2《容規》的劃類51

1.4.2.1《容規》的劃類方法51

1.4.2.2劃類常見問題53

1.5技術標準與技術法規57

1.5.1技術標準57

1.5.2技術戒判籃法規58

1.5.3技術標準與技術法規的關係58

第2章設計總論61

2.1GB 150—1998《鋼製壓力容器》適用範圍62

2.1.1壓力範圍62

2.1.2溫度範圍63

2.1.3結構範圍64

2.1.4GB 150—1998《鋼製壓力容器》不適用的範圍65

2.1.4.1GB 150—1998《鋼製壓力容器》不適用的範圍65

2.1.4.2超出GB 150—1998《鋼製壓力容器》適用範圍的處理方法67

2.2基本概念及其討論69

2.2.1壓力69

2.2.2溫度74

2.2.3厚度76

2.3許用應力88

2.3.1許用應力的確定方法88

2.3.2對許用應力的討論89

2.4安全係數90

2.4.1總體一次薄膜剃乃估應力的安全係數91

2.4.2法蘭螺栓的安全係數91

2.4.3地腳螺栓的安全係數92

2.4.4JB 4732—1995《鋼製壓力容器——分析設計標準》中的安全係數92

2.4.5控制失穩棄府墓的安全係數93

2.5焊接接頭係數93

2.6壓力試驗98

2.6.1耐壓試驗98

2.6.2緻密性試驗100

2.7設計參數的選取101

2.7.1設計溫度與設計壓力的對應101

2.7.2設計壓力的選取102

2.7.3設計溫度的選取104

2.7.4厚度附加量105

2.7.4.1厚度負偏差106

2.7.4.2腐蝕裕量107

2.7.5直徑選取與鋼板厚度110

2.7.5.1直徑選取110

2.7.5.2鋼板厚度111

2.7.6兩腔壓力容器設計參數的選取111

2.7.6.1兩腔壓力容器的設計壓力和各受壓元件的計算壓力111

2.7.6.2兩腔壓力容器的容器設計溫度和各受壓元件設計溫度113

2.7.6.3兩腔壓力容器的腐蝕裕量114

2.7.6.4兩腔壓力容器的水壓試驗壓力114

2.7.6.5兩腔壓力容器的類別劃分118

2.7.6.6兩腔壓力容器的製造技術要求119

2.7.7壓力容器設計中對“保證值”的考慮119

2.7.7.1設計使用壽命119

2.7.7.2計算厚度120

2.7.7.3最大允許工作壓力120

2.7.7.4各保證值之間的關係120

2.7.7.5結論121

2.8焊接、製造及檢驗要求122

2.8.1焊接特點122

2.8.2檢驗125

2.8.2.1基本概念125

2.8.2.2壓力容器無損檢測技術125

2.8.2.3相關知識126

2.8.2.4無損檢測技術要求常見問題128

2.8.3焊接、製造及檢驗基本要全催求130

2.8.3.1碳鋼、低合金鋼製壓力容器131

2.8.3.2不鏽鋼制壓力容器136

2.8.3.3不銹複合鋼板制再檔盼敬壓力容器137

2.8.3.4鋼製焊接常壓容器138

2.8.3.5夾套容器139

2.8.3.6換熱器139

2.8.3.7塔器144

2.8.3.8球罐148

2.8.3.9鋁製焊接容器152

2.8.3.10鈦制焊接容器153

2.8.3.11高壓容器155

第3章選材要求163

3.1選材原則163

3.1.1標準對材料的要求163

3.1.2選材原則164

3.2材料性能165

3.2.1材料的力學性能165

3.2.1.1常規力學性能165

3.2.1.2其他力學性能166

3.2.1.3金屬材料的拉伸性能及其符號的新標準表示方法169

3.2.1.4對壓力容器用鋼的基本要求169

3.2.1.5溫度對力學性能的影響171

3.2.2奧氏體不鏽鋼的耐腐蝕性能173

3.2.3材料問題的對比思考174

3.2.4非奧氏體不鏽鋼及其有關問題177

3.2.5應力腐蝕開裂178

3.2.6材料的加工性能179

3.3常用鋼材182

3.3.1鋼板183

3.3.1.1碳素鋼鋼板183

3.3.1.2低合金鋼鋼板184

3.3.1.3高合金鋼鋼板187

3.3.2鋼管189

3.3.3鍛件192

3.3.4緊固件196

3.3.5焊接材料202

3.3.5.1常用焊條的型號和牌號202

3.3.5.2焊接材料選用原則205

3.4常用有色金屬材料206

3.4.1鋁材206

3.4.1.1鋁材套用特點206

3.4.1.2鋁材設計特點207

3.4.1.3鋁材的製造檢驗特點208

3.4.2鈦材208

3.4.2.1鈦材套用特點208

3.4.2.2鈦材設計特點210

3.4.2.3鈦材的製造檢驗特點211

3.5材料問題的討論213

3.5.1材料代用問題213

3.5.1.1“以優代劣”問題214

3.5.1.2“以厚代薄”問題219

3.5.1.3結語220

3.5.2材料腐蝕問題220

3.5.2.1防腐蝕結構、參數、措施220

3.5.2.2壓力容器設計中對局部腐蝕的考慮223

3.5.3熱處理問題229

3.5.3.1奧氏體不鏽鋼制壓力容器是否需要焊後熱處理229

3.5.3.2殼層介質為液氨的固定管板式換熱器的熱處理230

3.5.3.3帶夾套容器的熱處理230

3.5.3.4焊後熱處理厚度δPWHT的選取231

3.5.3.5壓力容器熱處理的其他問題231

3.5.3.6回火脆化234

3.5.4壓力容器的修理改造236

3.5.5鈦制容器設計238

3.5.5.1鈦及鈦合金238

3.5.5.2設計參數與計算數據238

3.5.5.3焊接結構239

3.5.4.4熱處理要求240

3.5.6材料的最低使用溫度及相關措施242

3.5.6.1碳素鋼鋼板244

3.5.6.2低合金鋼鋼板244

3.5.6.3高合金鋼鋼板248

3.5.6.4ASME規範中最低設計金屬溫度（MDMT）的確定249

第4章結構設計258

4.1對標準掌握不全面引發的問題259

4.1.1壓力容器法蘭259

4.1.2補強圈260

4.1.3封頭263

4.1.4壓力容器264

4.1.5管法蘭、墊片、緊固件267

4.1.6人孔和手孔276

4.2較高的技術質量要求與較低要求在結構方面的體現276

4.2.1較高的結構設計要求277

4.2.2較低的結構設計要求278

4.3換熱器的結構設計問題284

4.4塔器的結構設計問題292

4.5球罐的結構設計問題296

4.6高溫設備的結構設計問題300

4.7高壓厚壁容器的結構設計問題304

附錄1壓力容器設計質量評定細則307

附錄2管法蘭、墊片和緊固件的選用311

附錄3ASME/ASTM用鋼介紹317

附錄4化工壓力容器常用國內外鋼號（近似）對照338

參考文獻353

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