化工設(shè)備設(shè)計(jì)與制造

上篇

第一章緒論2
第一節(jié)課程的性質(zhì)與任務(wù)2
一、課程的性質(zhì)和任務(wù)2
二、課程涉及的條例、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)3
練習(xí)題5
第二節(jié)化工設(shè)備專業(yè)綜述6
一、設(shè)計(jì)、制造許可證制度6
二、安全監(jiān)察管理制度7
三、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化9
練習(xí)題11

第二章壓力容器基本知識12
第一節(jié)壓力容器類別劃分12
一、壓力容器類別劃分12
二、介質(zhì)毒性程度的分級和易燃介質(zhì)的劃分14
練習(xí)題17
第二節(jié)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定17
一、術(shù)語和定義17
二、設(shè)計(jì)的一般規(guī)定19
三、厚度附加量21
四、許用應(yīng)力23
練習(xí)題24
第三節(jié)焊接接頭24
一、焊接接頭分類24
二、焊接接頭系數(shù)25
三、無損檢測26
練習(xí)題27
第四節(jié)壓力試驗(yàn)27
一、耐壓試驗(yàn)27
二、泄漏試驗(yàn)29
三、耐壓試驗(yàn)和泄漏試驗(yàn)技術(shù)要求29
四、《固定容規(guī)》相關(guān)規(guī)定31
練習(xí)題31
第五節(jié)壓力容器用鋼板32
一、碳素鋼和低合金鋼鋼板32
二、高合金鋼鋼板36
三、復(fù)合鋼板39
練習(xí)題39
第六節(jié)鋼管、鋼鍛件40
一、鋼管40
二、鋼鍛件44
三、鍛件級別49
練習(xí)題50
第七節(jié)鋼制壓力容器焊接規(guī)程50
一、NB/T 47015《壓力容器焊接規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)簡介50
二、鋼制壓力容器焊接材料選用50
三、鋼制壓力容器焊接技術(shù)要求54
四、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介55
練習(xí)題55
第八節(jié)無損檢測55
一、JB/T 4730《承壓設(shè)備無損檢測》標(biāo)準(zhǔn)簡介56
二、JB/T 4730?2《射線檢測》標(biāo)準(zhǔn)簡介57
三、無損檢測人員資質(zhì)61
練習(xí)題61
綜合練習(xí)61

第三章內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)63
第一節(jié)內(nèi)壓薄壁圓筒設(shè)計(jì)63
一、內(nèi)壓薄壁圓筒應(yīng)力分析63
二、內(nèi)壓薄壁圓筒壁厚計(jì)算公式65
三、邊緣應(yīng)力66
四、計(jì)算示例——100m3（DN3000）C5原料罐筒體壁厚計(jì)算66
五、壓力容器公稱直徑67
練習(xí)題67
第二節(jié)內(nèi)壓橢圓形封頭設(shè)計(jì)68
一、內(nèi)壓橢圓形封頭應(yīng)力分析68
二、內(nèi)壓（凹面受壓）橢圓形封頭的計(jì)算69
三、計(jì)算示例——100m3（DN3000）C5儲罐標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭壁厚計(jì)算69
四、橢圓形封頭標(biāo)記71
五、標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭成形71
六、其他類型封頭71
練習(xí)題76
第三節(jié)開孔應(yīng)力與開孔補(bǔ)強(qiáng)76
一、開孔附近的應(yīng)力集中現(xiàn)象76
二、開孔范圍及一般要求77
三、單個開孔補(bǔ)強(qiáng)的等面積法78
四、補(bǔ)強(qiáng)圈81
五、接管、殼體、補(bǔ)強(qiáng)圈連接結(jié)構(gòu)83
練習(xí)題84
第四節(jié)開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算示例84
練習(xí)題85
綜合練習(xí)85
參考資料85

第四章制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收89
第一節(jié)冷、熱加工成形與組裝89
一、壓力容器制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收的一般原則89
二、材料復(fù)驗(yàn)、分割與標(biāo)志移植90
三、冷、熱加工成形與組裝90
練習(xí)題95
第二節(jié)焊接與熱處理95
一、焊接96
二、熱處理98
三、試件與試樣102
練習(xí)題103
第三節(jié)封頭成形質(zhì)量檢測104
一、封頭加工成形104
二、封頭成形質(zhì)量檢測105
練習(xí)題107
綜合練習(xí)107

第五章壓力容器零部件110
第一節(jié)管法蘭體系與結(jié)構(gòu)110
一、HG/T 20592～20635《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》標(biāo)準(zhǔn)簡介110
二、鋼制管法蘭體系及公稱壓力等級110
三、公稱尺寸和鋼管外徑111
四、PN系列（歐洲體系）管法蘭結(jié)構(gòu)型式及管法蘭密封面型式111
五、不銹鋼襯里法蘭蓋113
六、標(biāo)注示例114
練習(xí)題114
第二節(jié)管法蘭選用114
一、各類型法蘭及對應(yīng)密封面型式適用范圍115
二、PN系列（歐洲體系）管法蘭材料116
三、PN系列（歐洲體系）鋼制管法蘭壓力——溫度額定值117
四、Class系列（美洲體系）管法蘭壓力——溫度額定值118
五、釋義120
練習(xí)題121
第三節(jié)管法蘭墊片與緊固件121
一、鋼制管法蘭用非金屬平墊片121
二、其他類型的墊片124
三、鋼制管法蘭用緊固件（PN系列）124
四、釋義127
練習(xí)題128
第四節(jié)鋼制人孔和手孔128
一、設(shè)置原則128
二、設(shè)置數(shù)量和規(guī)格尺寸129
三、鋼制人孔和手孔的類型129
四、標(biāo)記及標(biāo)記示例131
五、鋼制人孔和手孔的技術(shù)條件（摘選）133
六、釋義134
練習(xí)題134
第五節(jié)容器支座134
一、鞍式支座134
練習(xí)題137
二、腿式支座138
練習(xí)題141
三、耳式支座142
練習(xí)題144
四、支承式支座144
練習(xí)題147
五、釋義147
第六節(jié)壓力容器法蘭147
一、壓力容器法蘭分類及選用147
二、壓力容器法蘭代號、標(biāo)記及標(biāo)記示例151
三、壓力容器法蘭技術(shù)條件152
四、壓力容器法蘭結(jié)構(gòu)型式示例（摘選）154
五、壓力容器法蘭墊片156
六、等長雙頭螺柱159
七、釋義159
練習(xí)題160
第七節(jié)視鏡、液位計(jì)、吊耳、吊柱160
一、壓力容器視鏡160
二、玻璃管液面計(jì)164
三、化工設(shè)備吊耳166
四、塔頂?shù)踔?69
五、釋義170
練習(xí)題171
綜合練習(xí)171
參考資料172

第六章高壓厚壁容器180
第一節(jié)厚壁容器設(shè)計(jì)理論及結(jié)構(gòu)180
一、厚壁容器設(shè)計(jì)理論180
二、厚壁圓筒結(jié)構(gòu)182
三、多層容器制造183
練習(xí)題186
第二節(jié)密封結(jié)構(gòu)及零部件186
一、金屬平墊密封186
二、雙錐密封188
三、其他密封結(jié)構(gòu)191
四、筒體端部191
五、鍛制緊縮口封頭192
六、焊接結(jié)構(gòu)193
練習(xí)題193

第七章外壓容器設(shè)計(jì)194
第一節(jié)外壓容器設(shè)計(jì)194
一、外壓容器的穩(wěn)定性194
二、外壓圓筒的計(jì)算長度195
三、加強(qiáng)圈的設(shè)置196
練習(xí)題198
四、外壓圓筒的穩(wěn)定性校核198
五、外壓封頭的計(jì)算199
六、外壓圓筒加強(qiáng)圈的計(jì)算200
練習(xí)題201
第二節(jié)外壓容器計(jì)算示例201
練習(xí)題205
下篇

第八章鋼制臥式容器208
一、JB/T 4731《鋼制臥式容器》標(biāo)準(zhǔn)簡介208
二、雙鞍座支承臥式容器結(jié)構(gòu)208
三、雙鞍座支承臥式容器受力分析209
四、雙鞍座支承臥式容器應(yīng)力狀態(tài)的定性分析210
五、鞍座設(shè)計(jì)213
六、釋義213
練習(xí)題213
教學(xué)設(shè)計(jì)214

第九章鋼制塔式容器215
第一節(jié)塔式容器結(jié)構(gòu)215
一、JB/T 4710《鋼制塔式容器》標(biāo)準(zhǔn)簡介215
二、鋼制塔式容器結(jié)構(gòu)215
三、制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收221
四、釋義223
練習(xí)題223
第二節(jié)塔式容器載荷計(jì)算223
一、塔式容器載荷223
二、塔式容器自振周期227
三、最大彎矩組合228
四、釋義228
練習(xí)題228
第三節(jié)應(yīng)力計(jì)算與校核229
一、圓筒形塔殼軸向應(yīng)力校核229
二、壓力試驗(yàn)時的應(yīng)力校核230
三、裙座殼軸向應(yīng)力校核230
四、地腳螺栓座231
五、裙座與塔殼連接焊縫234
六、釋義235
練習(xí)題235
教學(xué)設(shè)計(jì)235

第十章管殼式換熱器236
第一節(jié)管殼式換熱器基本知識236
一、GB 151《管殼式換熱器》標(biāo)準(zhǔn)適用范圍236
二、換熱器型號表示方法237
三、換熱器部分定義及規(guī)定239
四、釋義241
練習(xí)題242
第二節(jié)換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一242
一、管箱242
二、圓筒243
三、接管244
四、換熱管244
五、管板結(jié)構(gòu)245
六、管板與圓筒、管箱的連接249
七、釋義249
練習(xí)題250
第三節(jié)換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二250
一、換熱管與管板的連接250
二、折流板和支持板252
三、拉桿、定距管256
四、防沖與導(dǎo)流258
五、雙殼程結(jié)構(gòu)259
六、防短路結(jié)構(gòu)260
七、釋義261
練習(xí)題262
第四節(jié)制造、檢驗(yàn)與驗(yàn)收262
一、管箱、殼體、頭蓋262
二、換熱管263
三、管板264
四、換熱管與管板的連接265
五、折流板、支持板、管束265
六、換熱器組裝266
七、壓力試驗(yàn)266
八、釋義266
練習(xí)題267
第五節(jié)管板計(jì)算簡介267
一、管板與殼體、管箱的連接方式267
二、固定管板式換熱器管板計(jì)算簡介267
三、管板計(jì)算用表270
四、釋義270
練習(xí)題273
第六節(jié)波形膨脹節(jié)273
一、GB 16749《壓力容器波形膨脹節(jié)》標(biāo)準(zhǔn)適用范圍273
二、產(chǎn)品分類及標(biāo)記273
三、膨脹節(jié)設(shè)計(jì)計(jì)算簡介276
四、膨脹節(jié)基本參數(shù)與尺寸278
五、釋義278
練習(xí)題278
教學(xué)設(shè)計(jì)279

第十一章機(jī)械攪拌設(shè)備280
第一節(jié)攪拌容器結(jié)構(gòu)280
一、HG/T 20569《機(jī)械攪拌設(shè)備》標(biāo)準(zhǔn)簡介280
二、基本定義和規(guī)定280
三、整體夾套容器的結(jié)構(gòu)282
四、其他類型夾套結(jié)構(gòu)284
五、上蓋和內(nèi)筒連接結(jié)構(gòu)285
六、換熱方式285
七、釋義285
練習(xí)題285
第二節(jié)攪拌器與攪拌軸285
一、攪拌器285
二、傳動軸與攪拌軸287
三、軸頭結(jié)構(gòu)289
四、攪拌軸的輔助支承289
五、釋義290
練習(xí)題290
第三節(jié)減速機(jī)、機(jī)架、聯(lián)軸器291
一、減速機(jī)291
二、聯(lián)軸器292
三、機(jī)架294
四、釜用立式減速機(jī)配套系統(tǒng)300
五、釋義300
練習(xí)題301
第四節(jié)凸緣、底蓋、密封301
一、凸緣法蘭和安裝底蓋301
二、填料密封和機(jī)械密封304
三、釋義307
練習(xí)題307
第五節(jié)攪拌功率與攪拌軸計(jì)算307
一、攪拌功率計(jì)算簡介307
二、攪拌軸計(jì)算簡介309
三、攪拌器計(jì)算簡介311
四、釋義312
練習(xí)題312
教學(xué)設(shè)計(jì)313

附錄314附錄一100m3（DN3000）C5原料罐314
附錄二DN325分汽缸317
附錄三后熟器319
附錄四31m2換熱器322
附錄五5500L反應(yīng)釜325

參考文獻(xiàn)328