压力容器设计手册

压力容器设计手册压力容器设计工作是一种严谨的工作，经过几十年的积累已经形成一种比较固定的程序。《压力容器设计手册》(以下简称《设计手册》)是将在人们意识中形成的压力容器设计工作程序变为压力容器设计人员设计工作的指导性文件。1目的《设计手册》是以针对设计人员的角度明确压力容器设计工作的程序和各个设计环节的要求，以使设计人全面、快速获得设计指导，校审人员有共同的校审思路可循，促进设计程序和各设计环节的规范化、标准化，以保证设计的正确性和统一性以2适用范围《设计手册》适用于压力容器的设计，储运设备将另有规定。器设计人员的设计指导工作，同时成为校对和审核人定。3设计人职责压力容器由于盛装的化学品大多数都有毒或易燃、易爆，并且容器都在一定的温度和压力下操作，一旦发生事故，将会对人的生命以及国家财产造成损失。鉴于它的危险性，国家质量监察部门把压力容器列为“特种设备”，从标准规范制定，到设计、制造、检验以及设备的使用都实行严格的监督和管理。设计是压力容器进入实施阶段的第一道安全屏障，设计人的责任重大。设计人除了完成设计过程中的具体任务，履行设计人职责外，还必须有强烈的责任心。3.1责任心认识到设计图纸不是一幅画、一份作业，它将由工人制造成一个真实的设备矗立在化工装置中。容器设计的安全性直接影响着化工厂的安全操2)压力容器是一个危险源，它能危及人的生命和国家的财产安全。设计人必须在设计的各个环节保证压力容器设计的安全。3)设计文件有三级或四级的人员签署，设计人不能将保障安全的责任推给后面几)电子文件的复制、重复利用现已成为发生错误的重大根源，消灭由此引起的错3.2设计过程中的具体职责1)主动与校审人交换意见，争得校审人的指导；2)进行材料的选择；3)确认设计条件；4)进行设备的强度计算；5)进行设备的结构设计，绘制图纸；6)整理完整的设计文件，提交校核人校核；7)按照校审人的校审意见，修改图纸和计算书等设计文件；8)将修改后的设计文件送校对人、审核人复审；9)制备成品设计文件；10)在成品文件上签署，并送校对人、审核人签署(实习期满以后的设计人在成品图设计栏内签署，实习期内的实习生要求组长安排设计人签署)；4施工图设计程序及设计文件4.1施工图设计程序4.1.1设备图1)仔细阅读理解项目的《工程统一规定》；2)接收并消化设计条件；3)与校核及审核人讨论设计方案，查阅参考资料；4)进行设备的强度设计——强度计算；5)进行设备初版施工图设计——提出一次条件；6)进行设备的详细结构设计——施工图图样绘制；7)进行计算书及图纸的自校，备齐设计条件、图纸目录、校审记录及质量评定等8)打印图样的白纸图，向校核人提交供校对的完整设计文件；9)根据校核人的校核意见和审核人的审核意见修改设计文件；意见后将图样打印成硫酸纸，计算书整理成册；阅读理解项目根据校审意见4.1.2梯子平台和预焊件施工图1)接收并消化梯子平台和预焊件设计条件(梯子平台和预焊件设计条件一般在设备施工图完成前后提出)；讨论设计方图样打印成硫酸2)与校核及审核人讨论设计方案，查阅参考资料；3)需要时，进行管架等预焊件局部应力的计算；5)进行图纸的自校，备齐校审记录及质量评定等级表；6)打印图样的白纸图，向校核人提交校对用的设计文件；8)根据校核人的校核意见，修改设计文件；9)向校核人提交修改后的设计文件；施工图绘制提交完整设计文梯子平台、预焊件施工图设计人工作流程及图纸的自接收并研读梯讨论设计方接收并研读梯讨论设计方根据校审意见需要时进行管架等预提交修改后的设备梯子平图样打印成硫酸预焊件详图各级设计人员进4.2设计文件提到设计文件，大家想到得最多的是图纸。其实完整的设计文件指的不仅仅是图纸，还包括设计过程中其他文字性文件和管理性文件。当设计完成，设计人向校核人提交校对文件或校审修改后，提交最终文件时，完整的设计文件应包括以下内容：1)计算书和设计条件2)图纸目录3)图纸4)校审纪录及质量评定卡5)设计方案确定表5设计人必备的设计标准和规范及工程统一规定设计工作是按照国家有关法规、设计规范和标准进行的。标准规范一般分四个等1)国家法规；2)国家强制性规范和标准；3)国家和行业推荐性标准；5.1个人必备标准规范在强制性和推荐性标准中又分设计标准和零部件标准，根据压力容器设计单位的管理要求，设计人员必备的标准规范如下：检疫总局2)国家强制性规范和标准；行业推荐性标准4)企业标准寰球公司VS标准(存放在班组)设计工作除了按照标准规范进行以外，还有一份必须遵循的文件，就是各工程项5.2班组保存标准规范除个人必备的标准规范外，还有一些不常用的标准规范在班组保存。需要时向班6设计条件阅读及研究要点9.1设计条件基本内容设计条件有四种：设备设计条件，梯子平台及预焊件条件，塔内件支撑件条件，6.1.1设备设计条件由于国内外运行体制不同，各工程公司运作模式各不相同，设计条件有的是工艺系统专业提供的工艺数据表，有的是工程公司设备部门提供的机械数据表或工程图。不论是哪一种，凡是我们接收到的进行设备施工图设计的基础数据文件统称为设计条由多页4#纸组成，有的是3#图纸，有的是4#纸表1)工艺数据2)设计数据3)材料表4)管口表5)设备外形图6)重要结构详图7)设计数据备注8)其他备注9)参考标准表图纸类设计条件除上述的“工艺数据”以外，其他内容均表示在图纸上。拿到设计条件首先要看是什么类型的设备。设备类型不同，设计标准、计算方法及结构设计都会有所不同。化工设备按结构形式分成四大类：容器，换热器，塔设6.1.2梯子平台条件和管架预焊件条件梯子平台条件目前还没有规范的格式，一般以图纸形式提出，图中标注平台的标高、方位、大小尺寸及梯子的方位、标高和梯子的长度尺寸、平台上的集中载荷。管架预焊件条件以表格形式提出，表格中有各型号管架示意图、管架预焊件的编号、形式、标高、方位、预焊件尺寸、管架作用在设备上的载荷。6.1.3塔内件支撑件条件当塔内件由专业厂商提供时，塔内件厂商将提供焊接在塔体上的塔内件支撑件条件。塔内件条件以图纸形式提出，标明各种支撑圈、支持板的标高、方位和支撑圈、6.1.4其他外购件连接条件一些由专业厂商提供的构件，如：搅拌器，γ射线液位计，特殊热电偶等，是由厂商提供搅拌器连接件规格尺寸，以及焊接在设备上的支撑件条件。搅拌器连接件一般以简图和表格形式提出，提供连接凸缘或法兰的图形以及法兰规格。支撑件条件以图纸形式提出，标明各种支撑圈、支持板的标高、方位和支撑圈、支持板的尺寸9.2容器类设计条件阅读及研究要点容器类设备包括化工装置中各种用于盛装化工物料的容器，如：中间罐、闪蒸罐、储液槽、过滤器等等，以及一些特殊作用的设备，如：搅拌设备的外壳、容器式同在结构设计上。容器1)设计数据设计数据包括：设计温度、设计压力、操作温度、操作压力，物料名称及特性 (易燃、易爆、毒性程度等)，腐蚀裕度，保温层/防火层厚度。这些数据将决定设备的类别的确定、材料的选择、计算中焊缝系数的选择、无损检测类型及级别的选择和制造要求的提出，标准零部件的选择，焊接结构的选择等等。2)设计数据的备注和其他备注，提出在工艺过程中要出现的一些不同于设计者需要根据这些非正常或特殊情况下出现的造要求外，还根据设备的特殊作殊的设计、制造和检验要求，或设计数据无法用简单数据表示时，在此3)设备外形设备外形是指设备的直径，筒体切线长度，支撑件高度，标准零部件及特殊零部件的形状和位置，管口的位置尺寸。这些内容使设计者明确设备的形状，并据此确定施工图图样的绘制、标准零部件的选择及非标零部件施工图图样的绘制。4)容器的支撑结构容器的支撑结构分卧式支撑和立式支撑两大类。卧式支撑只有一种标准化支撑形式——鞍式支座。立式支撑有多种标准化支撑形式：耳式支座，腿式支座，裙式支座，支撑式支了解条件中容器的支撑形式才能正确选用标准支座，或根据要求设计非标准支5)特殊结构要求特殊结构是指根据工艺的需要须设置的内部零部件，或者需要对外连接的零部6)材料选择要求根据物料特性、设计温度、腐蚀裕度，规定设备应相同，有的只简单规定是碳钢还是不锈钢这样大的材料设计条件选择，而是设计者根，对照项目的《工程统一规定》选取材料的牌号和品种(板材、锻件、管材)。7)管口表数据及要求管口表中注明了各个管口的用途，管线与设备连接处管线一端所用的法兰形式、公称尺寸、压力等级、密封面形式以及附带的特殊要求。正确全面了解管口表的内容以保证正确选用管件标准。8)根据设备名称及管口名称判断设备在工艺流程中的作用和各管口的作用设备名称和管口名称虽然仅仅是个名称，但却给设计者很多信息。作为设计者如果不知道设备在工艺中起什么作用，就不可能理解工艺在设备设计上有什么需求，也就不会认真考虑如何进行正确合理的结构设计以满足工艺操作的要求。因此，了解设备名称及管口名称，对理解设备在工艺流程中的作用和各管口的作用，合理进行设备9.3换热器类设计条件阅读及研究要点换热器是化工装置中的换热设备，管式反应器也按换热器进行设计。我们设计的换热器主要是管壳式换热器和套管式换热器，其他形式的换热器一般由专业厂家进行换热器设计条件需要阅读研究一下内容：设计数据名称及特性(易燃、易爆、毒性程度等)，腐蚀裕度，保温层/防火层厚度。这些数据计算中焊缝系数的选择、无损检测类型及级别的选2)设计数据的备注和其他备注件，设计数据备注会注明这些温度和压力。设造要求外，还根据设备的特殊作据无法用简单数据表示时在此做3)换热器类型及换热器主要参数换热器主要参数有：a程的程数；b)换热管得根数；c)换热管的尺寸；d)换热管的间距；e)折流板间距；f)折流板切口尺寸；g；i)换热面积。4)设备外形设备外形是指设备的直径，筒体切线长度，支撑件高度，标准零部件及特殊零部件的形状和位置，管口的位置尺寸。这些内容使设计者明确设备的形状，并据此确定施工图图样的绘制、标准零部件的选择及非标零部件施工图图样的绘制。5)换热器的支撑结构卧式换热器支撑只有一种标准化支撑形式——鞍式支座。立式换热器支撑有标准化耳式支座和非标准的圈式支座。了解条件中容器的支撑形式才能正确选用标准支座，或根据要求设计非标准支6)特殊结构要求特殊结构是指根据工艺的需要须设置的内部零部件，或者需要对外连接的零部设备的内件绝大多数都是非标准件，看懂特殊结构示意图，了解这些结构的用途，以便正确进行各种内件和外部连接件的结构设计。换热器常见的特殊结构有：防冲板，纵向挡板及密封结构，壳程的蒸发空间结构，导流筒，膨胀节，防短路挡板或假管，壳程底部物料进口分布装置等。7)材料选择要求在设计条件的材料栏内，都要根据物料特性、设计温度、腐蚀裕度，规定设备应选用的材料。规定的深度各不相同，有的只简单规定是碳钢还是不锈钢这样大的材料种类，有的规定具体的材料牌号，以及是板材还是锻件。一般设计中所选用的材料牌号及品种并不是直接按设计条件选择，而是设计者根据设计条件对材料种类和品种的要求，对照项目的《工程统一规定》选取材料的牌号和品种(板材、锻件、管材)。8)管口表数据及要求管口表中注明了各个管口的用途，管线与设备连接处管线一端所用的法兰形式、公称尺寸、压力等级、密封面形式以及附带的特殊要求。正确全面了解管口表的内容以保证正确选用管件标准。9)根据设备名称及管口名称判断设备在工艺流程中的作用和各管口的作用设备名称和管口名称虽然仅仅是个名称，但却给设计者很多信息。作为设计者如果不知道设备在工艺中起什么作用，就不可能理解工艺在设备设计上有什么需求，也就不会认真考虑如何进行正确合理的结构设计以满足工艺操作的要求。因此，了解设备名称及管口名称，对理解设备在工艺流程中的作用和各管口的作用，合理进行设备9.4塔设备类设计条件阅读及研究要点塔设备是化工装置中很重要的单元操作设备，它的作用主要是质量传递和热量传递，有些高大的反应设备也按塔设备进行设计。塔设备按内件分有两种，一种为板式塔，一种是填料塔。这两种塔的外壳设计是一样的，只是内件不同。塔的主要支撑形式是裙座式支撑，还有耳座和圈座式支撑。1)设计数据设计数据包括：设计温度、设计压力、操作温度、操作压力，物料名称及特性 (易燃、易爆、毒性程度等)，腐蚀裕度，保温层/防火层厚度。这些数据将决定设备的类别、材料的选择、计算中焊缝系数的选择、无损检测类型及级别的选择和制造要求的提出，标准零部件的选择，焊接结构的选择等等。2)设计数据的备注和其他备注设计数据备注一般根据工艺操作的情况提出在工艺过程中要出现的一些不同于设计温度和压力的操作温度和压力。设计者需要根据这些非正常或特殊情况下出的现温度和压力，对设备的强度进行校核。其他备注除注明一些对所有设备共同的设计和制造要求外，还根据设备的特殊作用提出一些特殊的设计、制造和检验要求，或设计数据无法用简单数据表示时在此做详细说明。这部分内容决定设备需要附加什么零部件、特殊结构和特殊要求。3)塔设备外形设备外形是指设备的直径，筒体切线长度，支撑件高度，标准零部件及特殊零部件的形状和位置，管口的位置尺寸，塔内件的设置。这些内容使设计者明确设备的形状，并据此确定施工图图样的绘制、标准零部件的选择及非标零部件施工图图样的绘4)塔内件的形式和设计参数以及内件与塔的连接尺寸和要求当塔内件需要自行设计时，须认真读懂条件中对内件设计的要求。塔内件有填料填料塔内件条件有：填料床层数、填料床高、床层间距，填料种类、型号及材料，填料支撑的具体结构和尺寸，液体分布器结构和尺寸等。塔盘内件条件有：塔板类型(筛板塔盘、浮阀塔盘、泡罩塔盘)，浮阀类型和规格，泡罩类型和规格，塔板标高及间距，塔盘布置及尺寸，筛孔、浮阀、泡罩的分布，进口堰和出口堰尺寸，受液盘尺寸等。塔内件有内件厂商设计并供货时，见条。5)塔设备的支撑结构塔的主要支撑形式是裙座式支撑，还有耳座和圈座式支撑。裙座的主要参数有：裙座形式(圆筒型裙座和锥形裙座)，裙座高度，塔底物料管口设置情况等。耳座参数主要是耳座个数和标高。圈座是非标准件需要专门设计，条件中的参数主要是支座了解条件中容器的支撑形式和尺寸才能正确选用标准支座，或根据要求设计非标6)特殊结构要求特殊结构是指根据工艺的需要须设置的内部零部件，或者需要对外连接的零部设备的内件绝大多数都是非标准件，看懂特殊结构示意图，了解这些结构的用途，以便正确进行各种内件和外部连接件的结构设计。1)设计数据釜隔板，防涡流挡板，内伸管，塔顶吊柱，物料进7)材料选择要求根据物料特性、设计温度、腐蚀裕度，规定设备应相同，有的只简单规定是碳钢还是不锈钢这样大的材料设计条件选择，而是设计者根对照项目的《工程统一规定》选取材料的牌号和品种(板材、锻件、管材)。8)管口表数据及要求管口表中注明了各个管口的用途，管线与设备连接处管线一端所用的法兰形式、公称尺寸、压力等级义、密封面形式以及附带的特殊要求。正确全面了解管口表的内容以保证正确选用管件标准。9)根据设备名称及管口名称判断设备在工艺流程中的作用和各管口的作用设备名称和管口名称虽然仅仅是个名称，但却给设计者很多信息。作为设计者如果不知道设备在工艺中起什么作用，就不可能理解工艺在设备设计上有什么需求，也就不会认真考虑如何进行正确合理的结构设计，以满足工艺操作的要求。因此了解设备名称及管口名称对理解设备在工艺流程中的作用和各管口的作用和合理进行设备的9.5球罐设计条件阅读及研究要点球罐是储存各种气体、液化气体和液体物料的压力容器。一般置放于罐区。球罐：设计数据包括：设计温度(包括环境温度)、设计压力、操作温度、操作压力，物料名称及特性(易燃、易爆、毒性程度等)，腐蚀裕度，防腐及保温层/防火层要求制造及现场组装要求的提出，标准零部件的选择，焊接2)设计数据的备注和其他备注数。其他备注除注明一些对设备共同的设计和制造要求外，还根据设备的特殊作用提出一些特殊的设计、制造和检验要求，或设计数据无法用简单数据表示时，在此做详细说明。这部分内容决定设备需要附加什么零部件、特殊结构和特殊要求。3)球罐尺寸球罐的外形尺寸是指球壳的内直径，赤道中心至支柱基础底板的高度，管口的位置尺寸(包括法兰等级)。4)球罐的支撑结构球罐只有一种支撑形式，即标准规定的可调式的柱式支撑。设计条件中一般没有球罐支撑方面的内容，是由设计者根据球罐的直径确定支柱的数量，根据计算结果确5)材料选择要求选用的材料。规定的深度各不相同，有的只简单规定是碳钢还是不锈钢这样大的材料种类，有的规定具体的材料牌号。和品种(板材、锻件、管材)。6)管口表数据及要求管口表中注明了各个管口的用途，管线与设备连接处管线一端所用的法兰形式、公称尺寸、压力等级、密封面形式以及附带的特殊要求。正确全面了解管口表的内容以保证正确选用管件标准。7)根据设备名称及管口名称判断设备在工艺流程中的作用和各管口的作用设备名称和管口名称虽然仅仅是个名称，但却给设计者很多信息。作为设计者如果不知道设备在工艺中起什么作用，就不可能理解工艺在设备设计上有什么需求，也就不会认真考虑如何进行正确合理的结构设计以满足工艺操作的要求。因此，了解设备名称及管口名称，对理解设备在工艺流程中的作用和各管口的作用，合理进行设备9.9梯子平台、管架预焊件条件阅读及研究要点1)看梯子平台条件，首先要看是立式设备还是卧式设备的平台梯子。立式设备平台分塔顶平台和周围平台，卧式设备多是矩形平台。立式设备塔顶平台和周围平台以及梯子有标准平台梯子可供设计选择。卧式设备的平台、几台立式设备或几台卧式设备的联合平台是非标准平台，需要设计者自行设计。平台条件主要的信息有：平台的标高，平台的方位，平台的形状、尺寸，梯子的方位和长度尺寸。设计者应通过这些信息选择标准的塔周围平台和梯子，设计塔顶平台2)看管架预焊件条件，首先要确定是保温预焊件还是保冷预焊件。保温预焊件只在设备上焊一块预焊板，保冷预焊件是焊在设备上的预焊板和连接板的组合件。管架预焊件条件的主要信息有：管架编号和管架型号，管架所在的标高和方位，预焊件尺寸和管架的载荷。设计者应根据这些信息确定预焊件在设备上6.7塔内件支撑件条件阅读及研究要点对板式塔来说，读塔内件支撑件条件应获得的信息，首先是确认塔盘支撑圈间距，有时塔内有几种不同的塔盘间距，应仔细核对数据不可遗漏。其他的数据有：塔状及尺寸、第一层塔盘支撑圈的标高等。填料塔内件支撑件条件提供的信息有：各床层填料支撑的标高，支撑圈尺寸或支撑梁布置及尺寸，床层高度，填料层上部床层限制器的连接板布置及尺寸，液体分布和尺寸等。明确这些信息，设计者才能准确地绘制塔内件支撑件详图，保证塔内件的安装符6.8其他构件连接件条件阅读及研究要点搅拌器连接件的条件提供的参数有：连接件形式是凸缘还是法兰；搅拌器连接件连接尺寸的标准，包括：公称直径，法兰标准、法兰等级、法兰面形式；搅拌器连接悬挂在塔内外的一些装置需要在塔内外壁上设置连接板，这些信息有：连接板的标高、方位，连接板的形状尺寸和连接孔的位置及尺寸。明确这些信息，设计者才能准确地绘制塔特殊装置支撑件详图，保证特殊装置的正确安装和安全使用。7工程统一规定阅读要点每个项目都有一份《工程统一规定》，其大部分的内容是相同的，各个项目《工程统一规定》不同的内容有：各个项目的特殊要求和设计的基础数据，在合同或专利商有关文件中规定的特殊设计要求，项目的进度等信息。这些规定是标准规范以外的统一性。《工程统一规定》阅读要有：称和规模设计方案。了解并记录装置的规模，有助于设计者整理自2)项目对设计进度的要求段的进度要求。施工图一般有以下几个阶段：a)一次条件(初版施工图)版b)材料询价版c)设备订货版d专利商评阅版e)最终版各阶a)一次条件(初版施工图)版b)材料询价版(确定原材料规格，供校对、审核)c)设备订货版(总图及主要零部件图，供校对、审核)d)专利商评阅版(总图及主要零部件图，供校对、审核)e)最终版(全部设计文件，一次成图，无中间版次，供校对、审核、审定)置所在地的地质气象参数数主要有：设计基本地震加速度Xg设计雪载荷XXKN/m2年平均温度XXC极端最低温度XXC月平均最低气温的最低值-XXC标准规范的使用要求2)计算书5)材料品种和牌号的规定6)设备结构设计统一要求7)特殊技术要求的统一规定8)图纸中共用图签和表格的要求9)设计文件规格要求各个设备图号规定11)统一提出的工艺介质特性8需要校核人或审核人确认的设计要点在设备设计中设计，校核，审核人的关系以及责任的划分至今没有比较权威的定义和论述。过去一直是以设计人为主，基本设计方案和关键问题共同商议，下一级绝对服从上一级意见的习惯做法。近年来由于人员技术素质层次的改变，以设计人为主的模式开始淡化，设计，校核，审核人的关系中，合作的成分增加，设计的质量开始依赖校核，审核人的水平。为此，在这里提出，在设计中锻炼提高设计人能力的设计步骤，目的是通过这样的训练，使设计人有效地学习前人积累的设计经验，形成系统的设计理念和设计思路，尽快提高设计人的设计水平和加快成长速度。8.1容器类设计条件与校审人共同研读设计条件，准确理解设计条件的要求，及时发现设计条件中存筒体、封头以外的需要进行计算的非标零件和特殊零件规范以外的计算方法3)标准件选型人、手孔选型：型号、主要材料、垫片材料4)主要材料的确定材质牌号5)总图节点图的设置通用节点图专用节点图6)零部件图绘制的方案哪些非标零部件需要画零件图7)技术要求的确定总图技术要求的内容零部件图技术要求的内容8.2换热器类计算书筒体、封头以外的需要进行计算的非标零件和特殊零件管板计算的工况种类规范以外的计算方法2)标准件选型设备法兰：压力等级、材料3)主要材料的确定材质牌号4)总图节点图的设通用节点图专用节点图5)结构问题折流板定位带肩螺柱设置顶丝设置拉杆固定端的确定6)零部件图绘制的方案哪些非标零部件需要画零件图7)技术要求的确定总图技术要求的内容零部件图技术要求的内容8.3塔设备类计算书塔计算的分段筒体、封头以外的需要进行计算的非标零件和特殊零件规范以外的计算方法2)标准件选型人、手孔选型：型号、主要材料、垫片材料吊柱选型3)主要材料的确定材质牌号4)总图节点图的设置通用节点图专用节点图5)结构问题6)零部件图绘制的方案哪些非标零部件需要画零件图7)技术要求的确定总图技术要求的内容零部件图技术要求的内容8.4球罐1)球罐结构形式球罐分瓣形式(桔瓣式、混合式)球壳分带数支柱数量各带球心角和各带分块数2)计算书人孔补强计算方法规范以外的计算方法3)标准件选型人孔选型：型号、主要材料、垫片材料人孔接管补强形式4)主要材料的确定球壳材料牌号锻件材料牌号5)总图节点图的设置通用节点图专用节点图6)零部件图绘制的方案哪些非标零部件需要画零件图7)技术要求的确定总图技术要求的内容零部件图技术要求的内容8.5高压设备高压设备的设计比较特殊，牵扯的技术问题要比中低压设备多，因此设计者必须与校核人及审核人共同商定设计方案后才能开始设计。高压设备中可选用的标准件很少，大部分零部件都要进行非标设计，几乎进行每一步设计都要与校审人商量决定。层2)主要受压元件材料形式：板材还是锻件主要受压元件材料牌号4)高压密封形式的确定：金属平垫，齿型垫，双锥垫，八角垫，焊接密封等)主螺栓、螺母结构设计：螺柱直径、个数的优化选择螺栓拉伸器的选择及相应螺栓、螺母结构的确定7)接管补强结构的确定法兰结构的确定高压设备设计的其他问题：a计算书书目录b)总图节点设置通用节点图专用节点图c)结构问题d制的方案e术要求的确定内容9施工图各阶段设计要点9.1初版施工图(一次条件)设计要点在施工图设计的初期设备专业要向下游的管道专业和土建专业提供一版初版施工图或叫做“一次条件”。这版图(一次条件)是向下游专业提供每一台设备基础条件，作为管道专业和土建专业进行设备布置、安装和土建基础设计的条件。初版施工图(一次条件)对于下游专业非常重要，初版施工图(一次条件)的提出者要认真确定每一个数据，以保证下游专业和设备施工图设计的顺利进行。9.1.1初版施工图(一次条件)的内容初版施工图(一次条件)有时以标准化的“一次条件图”提出，有时以初步的设备装配图提出。作为设备基础条件的初版施工图(一次条件)必须具备的内容有：1)设备外形图及直径和长度(高度)尺寸2)设备与土建基础的连接尺寸3)设备的净重量，充水重量，操作重量4)塔及立式设备裙座底部的水平力和弯距5)U型管及浮头换热器管束重量6)接管位置尺寸(视项目要求表示)7)管口表(视项目要求表示)8)管口许用载荷表9)裙座支撑设备的基础载荷：选取塔校核计算书中的裙座底部风和地震水平力、风和地震弯距，偏心弯矩9.1.2初版施工图(一次条件)的设计1)图形以标准化的“一次条件图”提出时，只需按设备类型选取相应的空白图，填入设以初步的设备装配图提出时，使用施工图图签，各种表格按施工图要求，图形只需要设备外形图，注明设备直径、长度或高度，接管位置尺寸即可，填写技术特性栏细栏。2)计算初版施工图(一次条件)中的连接尺寸，以及重量的统计都是以强度计算结果为基础确定的，为保证设备基础条件的准确性，此时的强度计算结果与施工图的强度计算结果不可以有大的差别，设计者要认真做好条件阶段的设备强度计算。此阶段只需要对主要受压元件进行计算，各类设备的计算内容如下：容器筒体，封头，耳式支座的校核换热器头盖筒体，外头盖耳式支座的校核塔塔整体校核计算球罐球壳、支柱和大锻件3)连接尺寸初版施工图(一次条件)要表是设备与土建基础连接的全部尺寸，各类设备支撑鞍式支座：两鞍座底板的俯视图，两鞍座间距，地脚螺栓间距，地脚螺栓大小和数4)重量的统计设备的重量是土建基础设计的依据，因此此时的设备重量统计要尽可能地准确。由于重量统计时只能统计主要零部件，提出设备重量载荷数据时，还应按下条适当打系数。各类设备的重量统计主要包括以下零部件的重量：容器：筒体，封头，人孔，设备法兰(如果有)，管法兰，支撑件，大的固定管板换热器：管箱筒体，管箱封头，管箱法兰，管板，主螺柱和螺母，壳程筒体，膨胀节，换热管，折流板，管箱隔程板，壳程纵向挡板，支撑U型管换热器：管箱筒体，管箱封头，夹持法兰，管板，主螺柱和螺母，壳程筒体，壳程封头，U型管，折流板，管箱隔程板，壳程纵向挡板，支撑U型管换热器管束：管板，U型管，折流板，壳程纵向挡板(如果有)。管箱筒体，管箱封头，夹持法兰，夹持管板，主螺柱和螺母，壳程筒体，壳程法兰，外头盖法兰，外头盖筒体，外头盖封头，浮头管板，换热管，浮头法兰，无折边球形封头，钩圈，浮头螺柱和螺母，折流板，管箱隔程板，壳程纵向挡板，支撑件。浮头换热器管束：夹持管板，换热管，浮头管板，浮头法兰，无折边球形封头，钩圈，浮头螺柱和螺母，折流板，壳程纵向挡板(如果有)。塔设备：塔设备的零部件比较多，此阶段逐件统计重量比较困难，可以使用塔校核计算书中提供的重量作为基础条件提出。为保证重量的准确性，可以逐件统计以下零部件的重量，核实计算书中重量的准确度：筒体，封头，人孔，设备法兰(如果有)，管法兰，裙座及地脚螺栓座，座，内件。5)各种载荷数据的确定系数取得大一些，设备总重量大的，系数取得小一些，具体取多少与校设备充水重量：设备净重(设备估算重量×~)＋保温重量＋防火重量＋梯子平台重量设备操作重量：设备净重(设备估算重量×~)＋填料重量＋操作时物料重量＋保温重塔的基础载荷：选取塔校核计算书中的裙座底部风和地震水平力、风和地震弯距中的大值，乘以~的系数。系数的具体取值与校核人商定。9.2施工图设计要点设备施工图设计可分为四部分：材料选择，强度计算，结构设计和图形绘制，文件整理。材料选择的原则和具体做法将在其他文件中讲述，其他三部分的详细内容见10计算书内容设备各种零件可分为三种：受压件，受力件和结构件。凡是可以根据压力等级、温度等参数选到标准件的受压件不需要出具强度计算书，非标准的受压件除接管外均需要出具强度计算书。封头、补强圈是根据强度计算书的计算结果选用标准封头和补强圈。凡是可以根据结构参数选到标准件的受力件不需要出具强度计算书。非标准的主要受力件，如：裙座、圈式支座、大型填料支撑梁等，需要出具强度计算书。超出标准的受力件，如：超高的鞍式支座，支腿等需要出具强度计算书。以下列出各类设备基本的计算书目录，在实际设计中可根据设备的具体情况删减或添加计算书内容。10.1容器类设备计算书算，也可以分别进行各个零件的强度计算，不论采用何种方法，计算书应包括以下内容。10.1.1卧式容器计算书计算2)各个直径尺寸的筒体(内、外压)强度计算3)各个直径尺寸的封头(内、外压)强度计算4)各个管口开孔补强计算5)管口局部应力计算6)非标准零件强度计算7)特殊结构零件强度计算10.1.2立式容器计算书1)各个直径尺寸筒体(内、外压)强度计算2)各个直径尺寸封头(内、外压)强度计算3)过渡段(内、外压)强度计算4)各个管口开孔补强计算5)管口局部应力计算6)裙座地脚螺栓计算7)夹套筒体(内、外压)强度计算8)夹套封头(内、外压)强度计算9)非标准零件强度计算10)特殊结构零件强度计算11)支耳选用校核计算、支耳局部应力计算(做为参考计算，不入计算书)10.2换热器类计算书1)立式换热器需进行支耳选用校核计算，需要时进行支耳局部应力计算。此计算不2)固定管板换热器管箱筒体(内、外压)强度计算管箱椭圆封头或平封头(内、外压)强度计算壳程筒体(内、外压)强度计算f)各种工况管板强度校核计算a)管箱筒体(内、外压)强度计算b)管箱椭圆封头或平封头(内、外压)强度计算c)壳程筒体(内、外压)强度计算d)壳程封头(内、外压)强度计算e)各个管口开孔补强计算f)管口局部应力计算g管板强度校核计算h)非标准零件强度计算4)浮头式换热器a)管箱筒体(内、外压)强度计算b)管箱椭圆封头或平封头(内、外压)强度计算c)管板强度校核计算壳程筒体(内、外压)强度计算f)外头盖筒体(内、外压)强度计算外头盖封头(内、外压)强度计算j)钩圈计算k)各个管口开孔补强计算件强度计算10.3塔设备计算书2)塔校核计算3)管口局部应力计算4)塔吊耳计算5)塔吊装计算6)管架局部应力计算7)非标准零件强度计算8)特殊结构零件强度计算10.4球罐1)球罐整体设计强度计算(包括：球壳厚度、球罐质量、地震载荷、风载荷、底部弯距、支柱、地脚螺栓、支柱底板、拉杆直径、销子直径、耳板厚度、翼板厚度、耳板连接焊封、支柱与球壳连接处应力校核计算)2)管口开孔补强计算3)管口局部应力计算4)非标准零件强度计算5)特殊结构零件强度计算10.5高压设备计算书2)球形封头计算3)碗型平封头计算4)筒体端部计算5)高压密封件、高压螺栓操作、预紧、水压试验三种工况的计算6)平盖计算7)其它受压件，如管板等8)开孔补强计算9)正常操作、水压试验、预紧三种工况液压拉伸器上紧压力计算10)吊耳、吊装及吊耳局部应力计算(根据需要))非标准零件强度计算12)特殊结构零件强度计算10.6需要计算的非标准零件除筒体、接管以外的非标准受压或受力零件有两种，一种是有零件标准，但设备的结构尺寸与标准零件尺寸有部分不同，不能直接选择标准零件，改动了标准零件的部分尺寸，常见的这类受压或受力零件有：法兰、容器法兰2)开孔的接管法兰盖，开孔的容器法兰盖3)加长的支腿4)加高的鞍式支座5)加长的塔顶吊柱另一种零件是没有这种零件标准，需要设计者自行进行结构设计和强度计算，常1)裙座及地脚螺栓座2)圈式支座3)大型内件的支撑梁10.7需要计算的特殊结构零件和需要特殊考虑的计算在设备设计中经常出现一些规范、标准中没有的结构形式，需要设计者自行寻找计算方法进行强度计算核结构设计。这些特殊结构是否需要计算，是用什么方法计算和设计需要设计者与校审人商量确定。常见的特殊结构有：2)焊接密封法兰及螺柱3)凸缘4)换热器凸起导流筒侧面环形板5)套管换热器的温差应力计算6)特殊膨胀节法兰的刚度计算9)管板的刚度计算11设备结构设计及图形绘制设备设计一要保证设备使用的安全，二要保证设备的使用功能，设备强度计算完成之后，就要根据计算结果进行设备的结构设计和图形绘制。这两项内容是同时进行的，结构设计是设备每一个零件形状、尺寸、材料的构想，图形绘制是将构想体现在图纸上，从而构成完整的设备设计，实现设备的功能。结构设计和绘图需要多次交替，以便找出最合理的方案。11.1设备结构设计设备的结构设计就是确定设备每一个零件的形状、尺寸、位置，零件之间的相对关系和连接、零件的标识，材料选择，制造的要求等。设备中的各种零部件可以分成两大类，一类为标准件，另一类为非标准件。对于标准件，设计的工作内容就是正确地选用标准。对于非标准件，设计的工作内容相对要复杂一些，设计者要自己确定零11.1.1标准件的选型时仅需要设计者根据设备设计条件和强度要求，正确选用标准件的型号。2)补强圈3)管法兰及紧固件4)设备法兰及紧固件5)人孔和手孔6)鞍式支座7)支耳式支座(需要核算地震与风载荷的影响)8)支腿9)管件11.1.2非标准件的设计有一些零部件，如：筒体、接管等，每一台设备都有，但每一台设备所需要的规格尺寸都不同，设计者要根据设计条件确定非标准零部件的所有尺寸。各类设备常见常见非标准零部件：筒体、接管、防涡流挡板等2)换热器常见非标准零部件：筒体、接管、换热管、管板、折流板、拉杆、定距管、防冲挡板，管箱平盖，对于浮头换热器还有：浮动管板、浮头法兰、无折边球形封头、钩3)塔设备常见非标准零部件：筒体、接管、防涡流挡板、裙座及地脚螺栓座、4)高压容器11.2设备图纸绘制备的图纸绘制可以分五个部分：设备形状图形绘制，尺寸标注和零件号标识，节点图及放大图绘制，技术要求的编制，技术特性表和明细表的填写。设备图由总图(装配图)，管口零部件表格图，部件图，零件图，梯子平台图，11.2.1图纸绘制的原则和要求11.2.1.1设备形状图形绘制图形比例总图(装配图)主视图必须按比例绘制，长度过长时可在中间不需特殊表达的位设设备直径(mm)建议选择的绘图比例图面实际尺寸(mm)480 也要求按比例绘制，比例的选用以能清楚表达零件结构为基准，不可2)图形及线条图形应全面清楚地表示设备的内部外部的所有形状，图形的绘制须符合机械制图的要求，同时还使用化工设备制图的一些专用简化画法，具体内容见《。。。画法》。设备图形种类有：设备主视图、俯视图、侧视图、节点图、放大图，以及部件总图主视图图形：全剖视图(只有接管法兰、人孔、手孔部分不剖)，设备的各种壁厚一般用双线表示，如果按比例，厚度的在图面上的实际尺寸小于1mm时，允许适当放大，用清晰的双线表示。大型储罐主视图可以要在俯视图上表示时，则绘制俯视图，无此种情况可以不绘制俯视图。有时可以用需要表示的某个截面的剖视图代替俯视图。根据需要俯视图可以是向视图、局部剖面图或剖面图。总图侧视图：立式设备不绘制侧视图。卧式设备均须绘制侧视图。有时可以用需要表示的某个截面的剖视图代替侧视图。根据需要侧视图可以是向视图、局部剖面图或剖面图。方位绘制图形。节点图和放大图大多数为剖面图。部件图：零件图：部件图就是小的设备图，主视图要求与设备主视图要求一致。根据一般选择零件在装配途中的位置作为主视图，或用表达信息最多的3)图形布置每一台设备都有不同之处，也有着不同的设计和制造要求，因此图形布置无法进行统一的要求。但图形的布置却有好差之分。图形布置是否合理、简洁、清晰、容易查找，完全反映出设计者的设计思路和方法的条理条理性和设计水准。图形布置的一整体布图协调，包括图形比例的选择，各类图形、表格放置的位置，各图形之划，不要随时乱插乱放。，忌凌乱。4)机械制图要求形绘制必须遵守的规则，不允许因各人喜好或图省事随意改视图关系剖面图、放大图、向视图的引出与图形放置各类尺寸的标注标准图形(如螺纹等)的简化绘制11.2.1.2尺寸标注尺寸是图纸中图形的组成部分。有了尺寸图形才能实现其实际的意义，因此尺寸是设备由图纸到实物的桥梁，是制造出合格设备的重要保证。尺寸标注可以说千变万化，同样的尺寸可以有多种的标注方法，因此尺寸标注没有硬性的规定，但尺寸标注是否给读图纸的人带来准确的信息和获取信息的方便，体现了设计者的设计水准。尺1)标注哪些尺寸形状尺寸：表示形状的各种直径、长度、宽度、厚度尺寸、角度、数量等零件的位置尺寸：确定零件所在位置的定位尺寸、间距尺寸、角度等工艺性尺寸：工艺要求的特殊零件的数量、规格、间距等2)尺寸基准每台设备都要有一个位置尺寸标注的基准，所有零件的定位尺寸都以这个基准标注，否则零件位置的标注就会出现混乱。一般都以设备封头切线为位置尺寸标注的基立式设备以底封头切线为主要基准，零件过多时，或工艺有要求时，靠近上封卧式设备以左或右侧封头切线为主要基准，零件过多时，或工艺有要求时，靠离基准切线最近的独立接管或其他零件的定位尺寸标注其中心到基准线的距零件之间的距离即有间距要求的接管或其他零件除标注定位尺寸外，须按设计条件或标准标注接3)尺寸标注的位置讲究尺寸的标注的位置，主要是为了图面清晰。尺寸标注要求清楚，尽量少交立式设备主要的长度尺寸和零件定位尺寸应标注在主视图的右侧。卧式设备主要的长度尺寸应标注在主视图的下侧，零件定位尺寸标注在零件所在的一侧。11.2.1.3零件号标识设备图上无论零件大小都要将每一个零件进行编号，以便在明细栏内按件号标注，并且使图面整洁。件号编排应注意以下几个问题：总图上所有与接管有关的零件只编一个件号，其他零部件每一个零部件编一个号。2)件号顺序3)件号标注位置标注件号的位置在机械制图和化工设备制图标准中有一些规定：由于遗漏或需要增补的新增加件号应在原件号排列圈外补充11.2.1.4节点图及放大图绘制视图不可能将所有的细节表达清楚，必须借助节点图、放大图等表示结构和尺寸。设备的节点图、放大图等可以分为通用节点图和专用节点图两图焊接节点图：不同焊接坡口的对接焊接接头，不带补强圈的接管与筒体(封头)连接的角接接头，带补强圈的接管与筒体(封头)连接的角接接头鞍式支座鞍座剖面俯视图腿式支座耳式支座裙式支座个方向视图裙座顶部排气管(孔)详图图接地板安装详图换热器总图管板零件图环首螺钉孔放大图(如果有时)法兰盘处排放(排净)孔放大图折流板零件图2)专用节点图者根据设备的结构与校11.2.1.5技术要求的编制有些制造、检验要求无法用图形表示，必须要用文字表述。下列图纸和零件、部件图需要提出技术要求。其它零部件是否需要技术要求需要设计者根据设备的具体情况与校审人商量确定。技术要求具体内容的编制见第11节。各类设备的总图管箱部件图管板折流板法兰、平盖锻件接管螺栓(螺柱)、螺母塔盘部件塔板零件11.2.1.6技术特性表和明细表的填写的填写每一种类型的设备有各自的技术特性表，表中内容有部分不同。技术特性表的种a)容器，塔器，球罐b)夹套(盘管)式容器，塔器c)换热器d)常压容器e)大型储罐2)明细表的填写a)标准零件：标准号，名称及型号，数量(不同位置上相同的零件数量放在一起)，材料牌号b)标准部件：标准号，名称及型号，数量(不同位置上相同的部件数量放在一起)，材料不标c)非标准零件：名称及规格，数量(不同位置上相同的零件数量放在一起)，d件重量标注－单件质量大于100kg时(含100kg)，质量计量精度到整数；方法：注厚度，δ=厚度值11.2.2各类设备图纸绘制原则和图纸组成标准件不需要绘制图纸，直接选用，在明细栏内填入规格型号即可。非标准零件、部件均需要绘制图纸。1)非标准部件的绘图原则部件可以定义为：由多个零件组装在一起，形成独立功能的，设备的一个组成部分。一般部件都要组装好以后，再和设备主体组对。当部件整体需要独立的加工工序，或整体进行机械加工，或进行独立的热处理时，需要绘制部件图。当加工工序简单，但结构尺寸复杂的部件也需要绘制部件图。例如：换热器管箱，(非标)人孔、手孔，塔盘等。分别编件号即可。例如：裙座。一般裙座是组装后在与设2)非标准零件的绘图原则杂、在装配图和节点图中无不需要绘制零件图的零件：非机加工件，以及能在装配图和节点图中注明所有尺寸的简单机加工件。各种类型设备基本的图纸组成如下。11.2.2.1容器类总图管口零件表格图部件图或零件图梯子平台图保温(保冷)、梯子平台、管架预焊件图11.2.2.2换热器类固定管板换热器左右(上下)管箱部件图左右(上下)管板零件图图U型管换热器浮头换热器11.2.2.3塔设备类总图管口零件表格图部件图或零件图梯子平台图保温(保冷)、梯子平台、管架预焊件图11.2.2.4高压设备总图多层筒体零件图筒体端部零件图