网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

压力容器基本结构及制造过程

0
分享至

压力容器通常是由板、壳组合而成的焊接结构。受压元件中,圆柱形筒体、球罐 (或球形封头)、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头、锥形封头和膨胀节所对应的壳分别是圆柱壳、球壳、椭球壳、球冠+环壳、球冠、锥壳和环形板+环壳。

而平盖 (或平封头)、环形板、法兰、管板等受压元件分别对应于圆平板、环形板 (外半径与内半径之差大于10倍的板厚)、环 (外半径与内半径之差小于10倍的板厚)以及弹性基础圆平板。

上述7种壳和4种板可以组合成各种压力容器结构形式,再加上密封元件、支座、安全附件等就构成了一台完整的压力容器。图1-1为一台卧式压力容器的总体结构图,下面结合该图对压力容器的基本组成作简单介绍。

筒体

筒体的作用是提供工艺所需的承压空间,是压力容器最主要的受压元件之一,其内直径和容积往往需由工艺计算确定。圆柱形筒体 (即圆筒)和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。

筒体直径较小 (一般小于1000mm)时,圆筒可用无缝钢管制作,此时筒体上没有纵焊缝;直径较大时,可用钢板在卷板机上卷成圆筒或用钢板在水压机上压制成两个半圆筒,再用焊缝将两者焊接在一起,形成整圆筒。由于该焊缝的方向和圆筒的纵向 (即轴向)平行,因此称为纵向焊缝,简称纵焊缝。

若容器的直径不是很大,一般只有一条纵焊缝;随着容器直径的增大,由于钢板幅面尺寸的限制,可能有两条或两条以上的纵焊缝。另外,长度较短的容器可直接在一个圆筒的两端连接封头,构成一个封闭的压力空间,也就制成了一台压力容器外壳。

但当容器较长时,由于钢板幅面尺寸的限制,就需要先用钢板卷焊成若干段筒体 (某一段筒体称为一个筒节),再由两个或两个以上筒节组焊成所需长度的筒体。筒节与筒节 之间、筒体与端部封头之间的连接焊缝,由于其方向与筒体轴向垂直,因此称为环向焊缝,简称环焊缝。

圆筒按其结构可分为单层式和组合式两大类。

1、单层式筒体

筒体的器壁在厚度方向是由一整体材料所构成,也就是器壁只有一层 (为防止内部介质腐蚀,衬上的防腐层不包括在内)。单层筒体按制造方式又可分为单层卷焊式、整体锻造式、锻焊式、非焊接瓶式等几种。

其中单层卷焊式结构是目前制造和使用最多的一种筒体形式,它采用钢板在大型卷板机上卷成圆筒,经焊接纵焊缝成为筒节,然后与封头或端部法兰组装焊接成容器,图1-1所示筒体即为单层卷焊式结构。

而整体锻造式结构是最早采用的筒体形式,制造时筒体与法兰可整锻为一体或用螺纹连接,整个筒身没有焊缝。焊接技术发展后出现了分段锻造,然后焊接拼合成整体的锻焊式筒体。

非焊接瓶式筒体主要有两种制造方法:一种是由优质无缝钢管通过两端热旋压收口制成;另一种是钢锭冲压后再经过热旋压收口。通常,整体锻造式和锻焊式筒体主要用于高压和超高压容器中,而非焊接瓶式筒体常用于制造非焊接大容积瓶式压力容器。

图1-1压力容器的总体结构

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26%~29%),机械加工量大,故一般只用于内径ϕ300~ 800mm、长度不超过12m 的小型超高压容器,如聚乙烯反应釜、人造水晶釜等。

2、组合式筒体

筒体的器壁在厚度方向是由两层或两层以上互不连续的材料构成。组合式筒体按结构和制造方式又可分为多层式和缠绕式两大类。

封头

根据几何形状的不同,封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种,其中球形、椭圆形、碟形和球冠形封头又统称为凸形封头。

当容器组装后不需要开启时 (一般是容器中无内件或虽有内件但无需更换、检修的情况),封头可直接与筒体焊在一起,从而有效地保证密封、节省材料和减少加工制造的工作量。对于因检修或更换内件的原因而需要多次开启的容器,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就必须要有一个密封装置。

密封装置

压力容器上需要有许多密封装置,如封头和筒体间的可拆式连接、容器接管与外管道间的可拆连接以及人孔、手孔盖的连接等,压力容器能否正常、安全地运行在很大程度上取决于密封装置的可靠性。

螺栓法兰连接 (简称法兰连接)是一种应用最广的密封装置,它的作用是通过螺栓连接,并通过拧紧螺栓使密封元件压紧而保证密封。法兰按其所连接的部件分为容器法兰和管道法兰。

用于容器封头 (或顶盖)与筒体间,以及两筒体间连接的法兰叫容器法兰;用于管道连接的法兰叫管道法兰。在高压容器中,用于顶盖和筒体连接并与筒体焊在一起的容器法兰,又称为筒体端部。

开孔与接管

由于工艺要求和检修的需要,常在压力容器的筒体或封头上开设各种大小的孔或安装接管,如人孔、手孔、视镜孔、物料进出口接管以及安装压力表、液面计、安全阀、测温仪表等接管开孔。

手孔和人孔是用来检查、装拆和洗涤容器内部的装置。手孔内径要使操作人员的手能自由地通过。因此,手孔的直径一般不应小于150mm。考虑到人的手臂长约650~700mm,所以直径大于1000mm 的容器就不宜再设手孔,而应改设人孔。

常见的人孔形状有圆形和椭圆形两种,为使操作人员能够自由出入,圆形人孔的直径至少应为400mm,椭圆形人孔的尺寸一般为350mm×450mm。

筒体或封头上开孔后,开孔部位的强度被削弱,并使该处的应力增大。这种削弱程度随开孔直径的增大而加大,因而容器上应尽量减少开孔的数量,尤其要避免开大孔。对容器上已开设的孔,还应进行开孔补强设计,以确保所需的强度。

支座

压力容器靠支座支承并固定在基础上。圆筒形容器和球形容器的支座各不相同。随安装位置不同,圆筒形容器支座分立式容器支座和卧式容器支座两类,其中立式容器支座又有腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座四种;而球形容器多采用柱式或裙式支座。

安全附件

由于压力容器的使用特点及其内部介质的化学工艺特性,往往需要在容器上设置一些安 全装置和测量、控制仪表来监控工作介质的参数,以保证压力容器的使用安全和工艺过程的正常进行。

压力容器的安全附件主要有安全阀、爆破片装置、紧急切断阀、安全联锁装置、压力表、液面计、测温仪表等。

上述六大部件 (筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座及安全附件)即构成了一台压力容器的外壳。对于储存用的容器,这一外壳即为容器本身;对于用于化学反应、传热、分离等工艺过程的容器,则须在外壳内装入工艺所要求的内件,才能构成一个完整的产品。

压力容器零部件间的焊接

上面介绍了压力容器外壳的六大组成部件,而各部件间的连接大多需要经过焊接,因而对焊接进行质量控制是整个容器质量体系中极为重要的一环。虽然焊接质量控制还涉及许多焊接工艺过程问题,但设计环节的主要任务是焊接结构设计和确定无损检测方法、比例及要求。

焊接结构设计涉及接头的形式 (如对接、搭接、角接)、接头的坡口形式、几何尺寸等。由于压力容器的特殊性,可以说它对焊接质量的要求是所有焊接设备中要求最高的一种。因此,压力容器设计工程师必须懂得容器中的焊接结构设计的特点及对焊接质量进行检验的基本要求。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
广东109-112青岛仅过去一夜!传来陈老板、亚帅的最新猛料,周鹏说得很实在

广东109-112青岛仅过去一夜!传来陈老板、亚帅的最新猛料,周鹏说得很实在

多特体育说
2026-11-03 07:30:05
倒闭8.4万家!无数中年人的“庇护所”,如今为何跌下神坛?

倒闭8.4万家!无数中年人的“庇护所”,如今为何跌下神坛?

三农雷哥
2026-10-24 14:59:15
德媒:欧洲对乌克兰的团结情绪正在瓦解

德媒:欧洲对乌克兰的团结情绪正在瓦解

参考消息
2026-11-02 20:59:11
为什么全世界都在加息,而中国却在降息?背后是一场跨度几十年的化债布局

为什么全世界都在加息,而中国却在降息?背后是一场跨度几十年的化债布局

小白鸽财经
2026-11-02 16:07:20
1927年黄麻起义中李先念杀了陈锡联的叔叔,陈锡联说:你给我家报仇了

1927年黄麻起义中李先念杀了陈锡联的叔叔,陈锡联说:你给我家报仇了

开箱历史
2026-11-02 16:15:22
FBI确认:币安63亿美元被盗案,朝鲜是幕后黑手

FBI确认:币安63亿美元被盗案,朝鲜是幕后黑手

深蓝财经
2026-11-01 21:16:43
熟人喊去泰国旅游,转身就被拐进妙瓦底电诈园区:长得很漂亮,已被折磨近仨月,拿50万也不放人

熟人喊去泰国旅游,转身就被拐进妙瓦底电诈园区:长得很漂亮,已被折磨近仨月,拿50万也不放人

怪味历史连连看
2026-10-30 00:15:08
历史开了个玩笑:先倒下的不是乌克兰,而是百年中立的瑞士?

历史开了个玩笑:先倒下的不是乌克兰,而是百年中立的瑞士?

品茗谈史论世事
2026-10-29 15:53:02
大跌!武汉水果湖房价每平跌去一万

大跌!武汉水果湖房价每平跌去一万

爱看剧的阿峰
2026-11-03 00:27:55
一部“暂行”了28年的条例突然转正,3000万人的“公益铁饭碗”要见底了?

一部“暂行”了28年的条例突然转正,3000万人的“公益铁饭碗”要见底了?

浯江孤舟
2026-11-01 15:55:13
15年前以身试毒,主动喝下福岛核废水的日本官员,如今还健在吗?

15年前以身试毒,主动喝下福岛核废水的日本官员,如今还健在吗?

花语舞者
2026-10-24 07:40:13
通缉令形同虚设!FBI 悬赏朝鲜黑客,币安63亿失窃案扑进烟雾阵

通缉令形同虚设!FBI 悬赏朝鲜黑客,币安63亿失窃案扑进烟雾阵

笔墨V
2026-11-03 00:13:32
3000 元,又一 4 英寸全键盘手机来了!

3000 元,又一 4 英寸全键盘手机来了!

果粉俱乐部
2026-11-03 13:55:06
700万的房子,银行只认480万:深圳经营贷国庆后“集体关闸”,续贷的人正在补一场最贵的差价

700万的房子,银行只认480万:深圳经营贷国庆后“集体关闸”,续贷的人正在补一场最贵的差价

新浪财经
2026-11-03 00:16:47
这几个部委很特殊,同时设多个正部级领导职务或实行“双首长制”

这几个部委很特殊,同时设多个正部级领导职务或实行“双首长制”

小圣杂谈原创
2026-11-02 10:40:09
红果今年收入400亿+,将超过全国电影票房

红果今年收入400亿+,将超过全国电影票房

25号观察
2026-10-27 12:00:52
尘封多年的真相被揭开!内塔尼亚胡,其实是中国真正的“大恩人”

尘封多年的真相被揭开!内塔尼亚胡,其实是中国真正的“大恩人”

鱼语昱雨轩
2026-10-30 14:16:14
火箭胜凯尔特人回西部第1!申京再蜕变,4将齐爆,范弗利特稳组织

火箭胜凯尔特人回西部第1!申京再蜕变,4将齐爆,范弗利特稳组织

篮球资讯达人
2026-11-03 12:05:57
曾是女乒主帅,与王楠老死不相往来,今定居北京,女儿成国乒对手

曾是女乒主帅,与王楠老死不相往来,今定居北京,女儿成国乒对手

星星没有你亮
2026-11-03 01:19:02
44岁胡歌参加茉莉学校活动,在一群爸爸中帅又年轻,太给女儿长脸

44岁胡歌参加茉莉学校活动,在一群爸爸中帅又年轻,太给女儿长脸

奇怪的鲨鱼们
2026-11-01 14:45:21
2026-11-03 16:07:00
特种设备安全 incentive-icons
特种设备安全
传递行业信息,发布行业动态
13163文章数 796关注度
往期回顾 全部

头条要闻

中国不申办2036年奥运会 七国入围意向名单亚洲有三国

头条要闻

中国不申办2036年奥运会 七国入围意向名单亚洲有三国

体育要闻

领意甲最低的工资,踢着最幸福的足球

娱乐要闻

巴图自曝已改姓后,英如嫡直播摊牌

财经要闻

AI缺电,美国科技巨头盯上老核电站

科技要闻

马斯克也哭穷!Grok Bot额度暴跌

汽车要闻

百万超跑同款悬架? 第二代海豹07野心不小

态度原创

旅游
亲子
本地
公开课
军事航空

旅游要闻

大美齐鲁秋日如画 解锁山东限定深秋浪漫

亲子要闻

4岁女儿不愿意妈妈去上班,还找理由不让妈妈走,小家伙太逗了

本地新闻

十月奔赴迪庆,解锁梅里日照金山

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

军事要闻

美官员称美袭击伊朗格什姆岛

无障碍浏览 进入关怀版