《典型压力容器》PPT课件.ppt

第八章第八章 典型压力容器典型压力容器过程装备中最典型的压力容器就是过程装备中最典型的压力容器就是换热器和塔器。换热器和塔器。8.1 管壳式换热器管壳式换热器(列管式列管式)n n8.1.1结构特点结构特点 填料函式填料函式填料函式填料函式换热器分类换热器分类固定管板式固定管板式固定管板式固定管板式U U形管式形管式形管式形管式浮头式浮头式浮头式浮头式8.1.2 主要零部件、分类、代号主要零部件、分类、代号Dg Pt/Ps A LN/dNt/Ns或（）第一个字母：前端管箱形式；第二个字母：壳体形式；第三个字母：后端结构形式 公称直径（mm），对于釜式重沸器用分数表示，分母是圆筒内直径，分子是管箱内直径管/壳程设计压力（MPa）,压力相等时只写Pt公称换热面积LN-公称长度（m）,d-换热管外径（mm）管/壳程数，单壳程时只写Nt或级换热器8.1.2 主要零部件、分类、代号主要零部件、分类、代号8.1.3 壳体组对焊接的要求、管子与管板的连接（1）壳体制造技术要求）壳体制造技术要求 1.筒体用板材卷制时，内直径的允许偏差可通过外圆周筒体用板材卷制时，内直径的允许偏差可通过外圆周长加以控制，其外圆周长允差上偏差为长加以控制，其外圆周长允差上偏差为10mm，下偏，下偏差为差为0。2.圆筒同一断面上，最大直径与最小直径之差圆筒同一断面上，最大直径与最小直径之差e0.5%Dg。并且，。并且，Dg1200mm，其值不大于，其值不大于5mm；Dg1200mm，其值不大于，其值不大于7mm。3.圆筒直线度允差为圆筒直线度允差为L/1000（L为圆筒总长）。且为圆筒总长）。且L6000mm时，其值不大于时，其值不大于4.5mm；L6000mm时，其值不大于时，其值不大于8mm。4.壳体内部有碍于管束顺利装入或抽出的焊缝均应磨至壳体内部有碍于管束顺利装入或抽出的焊缝均应磨至与母材表面平齐。与母材表面平齐。（2）列管式换热器的制造工艺列管式换热器的制造工艺n n管板和壳体法兰：锻管板和壳体法兰：锻管板和壳体法兰：锻管板和壳体法兰：锻件，是由机加工完成件，是由机加工完成件，是由机加工完成件，是由机加工完成的。车外圆、车端面；的。车外圆、车端面；的。车外圆、车端面；的。车外圆、车端面；然后到钻床上钻孔。然后到钻床上钻孔。然后到钻床上钻孔。然后到钻床上钻孔。由于换热器换热管的由于换热器换热管的由于换热器换热管的由于换热器换热管的孔径，孔间距和管桥孔径，孔间距和管桥孔径，孔间距和管桥孔径，孔间距和管桥的尺寸都有公差要求，的尺寸都有公差要求，的尺寸都有公差要求，的尺寸都有公差要求，孔数较多，钻孔的工孔数较多，钻孔的工孔数较多，钻孔的工孔数较多，钻孔的工作量很大。作量很大。作量很大。作量很大。n n如果按划线钻孔，要如果按划线钻孔，要如果按划线钻孔，要如果按划线钻孔，要将管板同折流板叠在将管板同折流板叠在将管板同折流板叠在将管板同折流板叠在一起，点焊、涂油漆一起，点焊、涂油漆一起，点焊、涂油漆一起，点焊、涂油漆来配钻，以此来保证来配钻，以此来保证来配钻，以此来保证来配钻，以此来保证管板的位置精度以利管板的位置精度以利管板的位置精度以利管板的位置精度以利于穿管。于穿管。于穿管。于穿管。n n折流板下料时是整圆，折流板下料时是整圆，折流板下料时是整圆，折流板下料时是整圆，钻孔后切去弓形。钻孔后切去弓形。钻孔后切去弓形。钻孔后切去弓形。（3）管子在管板上的固定方式）管子在管板上的固定方式 根据操作情况及密封要求，管子在管板上的固定根据操作情况及密封要求，管子在管板上的固定方式有方式有4种：种：n胀接、焊接、爆炸连接和胀焊并用胀接、焊接、爆炸连接和胀焊并用先胀后焊（重先胀后焊（重胀胀+密封焊，轻胀密封焊，轻胀+强度焊），先焊后胀强度焊），先焊后胀。n管子和管板的固定要求是：管子和管板的固定要求是：密封性能好，不致于使管程介质与壳程介质混合。密封性能好，不致于使管程介质与壳程介质混合。有足够的抗拉脱力，不致于由于温差应力或管程、有足够的抗拉脱力，不致于由于温差应力或管程、壳程压差，使管子和管板的连接拉脱。壳程压差，使管子和管板的连接拉脱。（3）管子在管板上的固定方式）管子在管板上的固定方式胀胀接接采取各种措施增加管子和管板的胀接强度：采取各种措施增加管子和管板的胀接强度：采取各种措施增加管子和管板的胀接强度：采取各种措施增加管子和管板的胀接强度：开槽胀接开槽胀接开槽胀接开槽胀接胀胀接接1.胀管率应适当：为了保证胀接质量应注意以下几点为了保证胀接质量应注意以下几点：胀胀接接欠胀：胀管率过小，不能保证必要的连接强 度和密封性。过胀：胀管率过大，管壁减薄严重，加工硬化 明显容易产生裂纹。降低了胀接强度，而且不可修复。（3）管子在管板上的固定方式）管子在管板上的固定方式Ddd2d1胀胀接接2.2.硬度差必须存在（管板的硬度应比管子硬度差必须存在（管板的硬度应比管子的硬度高的硬度高HB20-30）3.3.管子与管板孔的结合面需要光洁管子与管板孔的结合面需要光洁4.4.胀接温度不得低于胀接温度不得低于-10（设计压力小（设计压力小于于4MPa，设计温度低于等于，设计温度低于等于300时时可以用胀接。外径小于可以用胀接。外径小于14mm的换热管的换热管与管板的连接不宜采用胀接与管板的连接不宜采用胀接）为了保证胀接质量应注意以下几点：为了保证胀接质量应注意以下几点：胀胀接接（3）管子在管板上的固定方式）管子在管板上的固定方式优点优点优点优点:1.1.对管板空的要求不高，管板对管板空的要求不高，管板对管板空的要求不高，管板对管板空的要求不高，管板孔内可以不开槽，所以管板孔内可以不开槽，所以管板孔内可以不开槽，所以管板孔内可以不开槽，所以管板的制造较简单；的制造较简单；的制造较简单；的制造较简单；2.2.连接可靠，高温下仍能保持连接可靠，高温下仍能保持连接可靠，高温下仍能保持连接可靠，高温下仍能保持密封性；密封性；密封性；密封性；3.3.焊接对管板有一定的加强作焊接对管板有一定的加强作焊接对管板有一定的加强作焊接对管板有一定的加强作用。用。用。用。缺点缺点缺点缺点:管子和管板不能紧密的贴合，存在环隙管子和管板不能紧密的贴合，存在环隙管子和管板不能紧密的贴合，存在环隙管子和管板不能紧密的贴合，存在环隙(死区死区死区死区)。管子损坏以后，更换困难。管子损坏以后，更换困难。管子损坏以后，更换困难。管子损坏以后，更换困难。焊焊接接焊焊接接焊接方法：焊接方法：手工电弧焊、管子小，排列紧密时可用手工电弧焊、管子小，排列紧密时可用钨极氩弧焊，金属极氩弧焊等。钨极氩弧焊，金属极氩弧焊等。焊接法应用广泛：焊接法应用广泛：1.1.工作温度高于工作温度高于300和温度有波动时，和温度有波动时，采用焊接法较为可靠。采用焊接法较为可靠。2.2.当对于不锈钢等管子与管板硬度相同时，当对于不锈钢等管子与管板硬度相同时，不易胀紧，以采用焊接法为好。不易胀紧，以采用焊接法为好。3.3.小直径厚壁管和大直径管子，难于用胀小直径厚壁管和大直径管子，难于用胀接法时，也可用焊接法。接法时，也可用焊接法。（3）管子在管板上的固定方式）管子在管板上的固定方式胀胀焊焊并并用用 先焊后胀先焊后胀 若先胀后焊，则焊接时胀口的严密性将在高温作用若先胀后焊，则焊接时胀口的严密性将在高温作用若先胀后焊，则焊接时胀口的严密性将在高温作用若先胀后焊，则焊接时胀口的严密性将在高温作用下遭到破坏。而且高温高压下的管子，大都管壁较下遭到破坏。而且高温高压下的管子，大都管壁较下遭到破坏。而且高温高压下的管子，大都管壁较下遭到破坏。而且高温高压下的管子，大都管壁较厚，胀接时需用润滑油，油进入接头缝隙，很难洗厚，胀接时需用润滑油，油进入接头缝隙，很难洗厚，胀接时需用润滑油，油进入接头缝隙，很难洗厚，胀接时需用润滑油，油进入接头缝隙，很难洗净，焊接时会使焊缝产生气孔。严重影响焊缝质量。净，焊接时会使焊缝产生气孔。严重影响焊缝质量。净，焊接时会使焊缝产生气孔。严重影响焊缝质量。净，焊接时会使焊缝产生气孔。严重影响焊缝质量。主要问题是可能产生裂纹主要问题是可能产生裂纹（3）管子在管板上的固定方式）管子在管板上的固定方式 金相和疲劳试验都证明，先胀后焊同样金相和疲劳试验都证明，先胀后焊同样能提高焊缝的抗疲劳性能。尤其对小直能提高焊缝的抗疲劳性能。尤其对小直径管子更是如此。而且由于胀接使管壁径管子更是如此。而且由于胀接使管壁紧贴在管板孔壁上，可防止焊缝产生裂紧贴在管板孔壁上，可防止焊缝产生裂纹，这点对可焊性差的材料更为重要纹，这点对可焊性差的材料更为重要。先胀后焊先胀后焊胀胀焊焊并并用用 关键问题是：这种胀接是否使用润滑油关键问题是：这种胀接是否使用润滑油 8.2 高高 压压 容容 器器 制制 造造 多层结构的高压容器：多层结构的高压容器：热套式、扁平钢带倾角错绕式、层板包扎式热套式、扁平钢带倾角错绕式、层板包扎式 8.2.1单层和多层容器制造的比较单层和多层容器制造的比较单层容器制造工艺过程简单、生产效率高。多层则单层容器制造工艺过程简单、生产效率高。多层则单层容器制造工艺过程简单、生产效率高。多层则单层容器制造工艺过程简单、生产效率高。多层则相反。相反。相反。相反。单层容器钢板相对较厚，轧制困难质量不容易保证。单层容器钢板相对较厚，轧制困难质量不容易保证。单层容器钢板相对较厚，轧制困难质量不容易保证。单层容器钢板相对较厚，轧制困难质量不容易保证。尤其是抗脆裂性能差。尤其是抗脆裂性能差。尤其是抗脆裂性能差。尤其是抗脆裂性能差。从安全性来看多层容器好于单层容器；从安全性来看多层容器好于单层容器；从安全性来看多层容器好于单层容器；从安全性来看多层容器好于单层容器；从导热性来看多层容器次于单层容器；从导热性来看多层容器次于单层容器；从导热性来看多层容器次于单层容器；从导热性来看多层容器次于单层容器；多层容器一般没有深的纵焊缝，但较深的环焊缝难多层容器一般没有深的纵焊缝，但较深的环焊缝难多层容器一般没有深的纵焊缝，但较深的环焊缝难多层容器一般没有深的纵焊缝，但较深的环焊缝难于进行热处理；于进行热处理；于进行热处理；于进行热处理；多层容器壁的应力分布比单层容器的均匀。多层容器壁的应力分布比单层容器的均匀。多层容器壁的应力分布比单层容器的均匀。多层容器壁的应力分布比单层容器的均匀。8.2.2 热套式高压容器热套式高压容器结构：有两种结构的热套式高压容器，结构：有两种结构的热套式高压容器，整体热套整体热套整体热套整体热套分段套合分段套合8.2.2 热套式高压容器热套式高压容器层数：一般在层数：一般在2-3层，通常不超过层，通常不超过5层，厚度要层，厚度要 相同。相同。过盈量：热套容器的制造关键在每层之间的过盈过盈量：热套容器的制造关键在每层之间的过盈 量量。理想的设计应该是承载时内筒内壁与其外各层的理想的设计应该是承载时内筒内壁与其外各层的内壁同时进入屈服，即等强度设计原则，此时的内壁同时进入屈服，即等强度设计原则，此时的过盈量称过盈量称最佳过盈量最佳过盈量。每个套合圆筒上钻有泄放圆孔。每个套合圆筒上钻有泄放圆孔。倾角倾角结构：结构：8.2.3扁平钢带扁平钢带高压容器高压容器错绕式错绕式由薄内筒、端部法兰、由薄内筒、端部法兰、由薄内筒、端部法兰、由薄内筒、端部法兰、底部封头、钢带层、外底部封头、钢带层、外底部封头、钢带层、外底部封头、钢带层、外保护薄壳和密封装置及保护薄壳和密封装置及保护薄壳和密封装置及保护薄壳和密封装置及 接管组成。接管组成。接管组成。接管组成。制造工艺制造工艺内筒组装和焊接内筒组装和焊接内筒组装和焊接内筒组装和焊接法兰法兰法兰法兰筒节筒节筒节筒节零部件制造零部件制造零部件制造零部件制造底盖底盖底盖底盖制造工艺制造工艺带轮带轮带轮带轮压紧轮压紧轮压紧轮压紧轮导向轮导向轮导向轮导向轮焊接焊接焊接焊接钢带钢带钢带钢带托辊托辊托辊托辊钢钢钢钢 带带带带 缠缠缠缠 绕绕绕绕制造工艺制造工艺水水水水 压压压压 试试试试 验验验验8.2.4层板包扎式高压容器层板包扎式高压容器 层板包扎式厚壁圆筒是由内筒与层板两部分组层板包扎式厚壁圆筒是由内筒与层板两部分组成。内筒通常是由厚度为成。内筒通常是由厚度为12-25mm的钢板卷的钢板卷焊而成，层板则是由厚度为焊而成，层板则是由厚度为6-12mm的钢板逐的钢板逐层复合在内筒上，我国目前普遍采用的层板厚层复合在内筒上，我国目前普遍采用的层板厚度为度为6mm 结构：结构：8.2.4层板包扎式高压容器层板包扎式高压容器 结构：结构：8.2.4层板包扎式高压容器层板包扎式高压容器 结结构构一段一段的包扎筒节，外筒的纵焊缝一段一段的包扎筒节，外筒的纵焊缝 要错开要错开75，然后装配时焊接环焊，然后装配时焊接环焊缝缝。8.2.4层板包扎式高压容器层板包扎式高压容器 制造工艺制造工艺 先将内筒完全完成，然后包扎外筒。同先将内筒完全完成，然后包扎外筒。同 样外筒的纵焊缝要错开样外筒的纵焊缝要错开75。工艺过程：工艺过程：内筒制造内筒制造 层板弯卷层板弯卷 层板与内筒结合（拉紧、层板与内筒结合（拉紧、点焊、焊接纵缝）点焊、焊接纵缝）修磨焊缝修磨焊缝 松动面积检查松动面积检查 钻泄放孔钻泄放孔设备设备