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压力容器温度设定方法及参照表
发布时2017-03-21 12:1725
压力容器设计温度
2.4.1本条按照GB150.1~GB150.4-2011的第4.3.4条规定执行;
2.4.2设计温度的确定原则
a)设计文件对容器的设计温度有专门规定时,其设计温度按规定执行。
 
表2       常温下储存液化气体压力容器在规定温度下的工作压力
 

 
液化气体
临界温度
 
 
规定温度下的工作压力
 
无保冷设施
有保冷设施
无试验实
测温度
有试验实测最高工作温度
并且能保证低于临界温度
≥50℃ 50℃饱和蒸汽压力 可能达到最高工作温度下的饱和蒸汽压力
<50℃ 在设计所规定的最大充装量下为
50℃的气体压力
试验实测最高温度下的饱和蒸汽压力
                   
b)安装在室外无保温的容器,最低设计温度受地区环境温度所控制时,可按以下规定选取:
①对盛装气体的储存压力容器,最低设计温度取环境温度或减3℃。
②对盛装液化气体体积占1/4以上的储存压力容器最低设计温度取环境温度。
注:环境温度---大气环境低温条件系指历年来月平均最低气温(指当月的最低气温值之和除以当天数)的最低值。(下同)
 
表3  常温下储存混合液化石油气压力容器在规定下的工作压力
 

混合液化石油气
50℃饱和蒸汽压力
规定温度下的工作压力
无保冷设施 有保冷设施
≤异丁烷50℃饱和蒸汽压力    =50℃异丁烷的饱和蒸汽压力 可能达到的最高工作温度下异丁烷的饱和蒸汽压力
>异丁烷50℃饱和
蒸汽压力
≤丙烷50℃饱和蒸
汽压力
=50℃丙烷的饱和蒸汽压力 可能达到的最高工作温度下丙烷的饱和蒸汽压力
>丙烷50℃饱和蒸
汽压力
=50℃丙烯的饱和蒸汽压力 可能达到的最高温度下丙烯的饱和蒸汽压力
                    
                 表4       几种介质常温储存时规定温度下的工作压力取值
 

介质名称 50℃饱和蒸汽压力MPa
丙烯 2.05
丙烷 1.71
异丁烷 0.69
2.03
1.43
 
b)设计温度不得低于元件金属在工作状态下可能达到的最高温度。
c)对0℃以下的金属温度,设计温度不得高于元件金属所能达到的最低温度。
d)当容器各部分在工作情况下的金属温度不同时,可分别设定各部分的设计温度。
e)对有不同工况的容器,应按最苛刻的工况设计,必要时还需考虑不同工况的组合,并在图样或相应技术文件中注明各工况操作条件和设计条件下的压力和温度值。
2.4.3当金属温度无法用传热计算或实测结果确定时,设计温度应按以下规定:
a)容器内壁与介质直接接触,且有外保温(或保冷)时,其容器的设计温度按照表5的规定选取。
b)容器内的介质是用蒸汽直接加热或被内置加热元件(如加热盘管、电热元件等)间接加热时,设计温度可取介质的最高工作温度。
c)容器的受压元件两侧与不同介质直接接触时,应以苛刻一侧的工作温度(如高温或低温)为恶基准确定该元件的设计温度。
 
表5                        容器设计温度的选取

最高或最低温度t0 容器的设计温度t
t0≤-20 介质正常温度减0~10或取最低工作温度
-20<t0≤15 介质正常温度减5~10或取最低工作温度
15<t0≤350 介质正常温度减15~130或取最低工作温度
>350 t= t0+(15~5)
注:当最高(或最低)工作温度接近所选材料的允许温度界限时(或材料跳档时),应慎重选取设计温度的裕量,以免材料浪费或降低安全性。
 
2.4.4对于室外塔式容器的裙座,其设计温度的确定应符合以下规定:
a)对带过渡段的裙座:过渡段的设计温度应等于塔(或塔釜)的设计温度,过渡段以下裙座壳体的设计温度应考虑环境温度的影响;
b)对于无过渡段的裙座:当-20℃<塔(或塔釜)的设计温度≤
200℃时,裙座壳体的设计温度应考虑环境温度的影响。当200
℃<塔(或塔釜)的设计温度≤340℃时,裙座壳体的设计温度
取塔(或塔釜)的设计温度。
2.4.5对于容器内有隔热材料的容器应符合以下按要求:
a)整个容器的设计温度按照表5的规定选取;
b)容器壳体金属壳(受压元件)的金属温度,宜通过传热计算求得,并加一定裕量作为容器金属壳(受压元件)的设计温度。
2.4.6管壳式换热器的设计温度:
a)管程设计温度是指管箱的设计温度(不是换热管的设计温度)。
b)壳程设计温度是指壳程的设计温度。
c)管板和换热器的设计温度应符合2.4.3第c)款的规定
2.4.7元件的金属温度通过以下方法确定:
a)传热计算求得;
b)在已使用的同类容器上测定;
c)根据容器内部介质温度并结合外部条件确定。
2.4.8在确定最低设计金属温度时,应充分考虑在运行过程中,大气环境低温条件对容器壳体金属温度的影响。
2.5厚度附加量:按照GB150.1~GB150.4-2011的第4.3.6条规定执行:
2.5.1  腐蚀裕量考虑的原则
为防止与工作介质接触的受压元件(筒体、封头、接管、人(手)孔及内部元件)由于腐蚀、机械磨损而导致厚度削弱减薄,应考虑腐蚀裕量,具体规定如下:
a)对容器的腐蚀裕量有专门规定或已有实际使用经验时,其腐蚀裕量按规定或经验选取。
b)对有均匀腐蚀或磨损的元件,应根据预期的容器设计使用年限和介质对金属材料的腐蚀速率(及磨蚀速率)确定腐蚀裕量;
c)两侧同时与介质接触元件,应根据两侧不同的操作介质选取不同的腐蚀裕量,两者叠加后作为该元件的总腐蚀裕量;容器各元件受到的腐蚀程度不同时,可采用不同的腐蚀裕量。
d)介质为压缩空气、水蒸汽或水的碳素钢或低合金钢制容器,腐蚀裕量不小于1mm。
2.5.2下列情况一般不考虑腐蚀裕量:
a.介质对不锈钢无腐蚀作用时(不锈钢、不锈复合钢堆焊层的元件);
b.由可靠地耐腐蚀衬里的基体材料;
c.可经常更换的非受压元件;
d.法兰的密封表面;
e.管壳式换热器的换热管、拉杆、定距管、折流板等非受压元件;
2.5.3壳体加工成形后不包括腐蚀余量的最小厚度:
a)碳素钢、低合金钢制容器,不小于3mm;
b)高合金钢制容器,一般应不小于2mm。
2.5.4复合钢板复层的最小厚度确定
a)为保证工作介质干净(不被铁离子污染)而采用的复合板,其复层厚度不应小于2mm;
b)为了防止工作介质的腐蚀而采用的复合钢板,其复层厚度不应小于3mm。
2.5.6对有防腐衬里要求的碳钢或低合金钢制容器,其壳体的最小厚度为5mm。
2.5.7管壳式换热器的最小厚度应符合GB151《管壳式换热器》的规定。
1)碳素钢和低合金钢圆筒的最小厚度应不小于表6值:  
表6  mm

公称直径 400~≤700 >700~≤1000 >1000~≤1500>700~≤1000 >1500~≤2000 >2000~≤2600>1
浮头式、U型管式 8 10 12 14 16
固定管板式 6 8 10 12 14
注:表中数据包括厚度附加量,C2按1 mm考虑。
2)高合金钢圆筒的最小厚度应不小于表7值:      
表7      mm

公称直径 400~≤500 >500~≤700 >700~≤1000 >700~≤1000 >1500~≤2000 >1500~≤2000
最小壁厚 3.5 4.5 6 8 10 12
2.5.8   其余设备可分别按炼油设备和石油化工设备选取,见表8、表9
表8        炼油设备的腐蚀余量C2 (mm)
 

腐蚀速率
(mm/年)
腐蚀余量C2
塔、反应器 一般容器 换热器 隔热衬里容器
≤0.1 2 1.5 1.5 2
>0.1~0.2 4 3 3 2
>0.2~0.3 6 4.5 4.5 2
 
表9       石油化工设备的腐蚀余量C2 (mm)
 

腐蚀程度 极轻微腐蚀 轻微腐蚀 腐蚀 重腐蚀
腐蚀速率
(mm/年)
<0.05
 
0.05~0.13
 
>0.13~0.25 >0.25
 
 
腐蚀裕量C2 0~1 >1~3 >3~5 ≥6  
           
2.6许用应力
2.6.1按照GB150.1~4-2011的第4.4.1条规定选取;
2.6.2设计温度低于20℃时,取20℃的许用应力; 
2.6.3当地震载荷或风载荷与本规定2.2.1条中其他载荷相组合时,允许元件的设计应力不超过许用应力的1.2倍,其组合要求按相应标准规定.
2.64圆筒许用应力轴向压缩应力按照GB150.1~4-2011的第4.4.5条规定执行.

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