压力容器设计压力
压力容器设计压力是指在相应设计温度下用以确定压力容器壳体厚度的压力，亦即标注在铭牌上的容器设计压力，其值不得小于容器的最大工作压力。GB150-89《钢制压力容器》要求:(1)容器各部位或受压元件所承受的液柱静压达到5%设计压力时，则应取设计压力与液柱静压之和进行设计汁计算;(2)容器上装有安全泄放装置时，设计压力应不小于安全阀的开启压力或爆破片的爆破压力;(3)外压容器的设计压力应取不小于在正常操作情况下可能出现的最大内外压差;(4)真空容器按承受外扭设计，装有安全控制装置时的设计压力取1.25倍的最大内外压差及0.1MPa两者中的较小值，没有安令控制装置时则取0.1MPa;(5)带夹套的真空容器，设计压力按第(4)条取后加上夹套内的设计压力。
- 中文名称 压力容器设计压力
- 属性 容器压力设计规范
- 考虑因素 容器上装有超压泄放装置时
- 依据 GB150的附录B4.1规定
确定容器的设计压力时，应考虑如下因素: ⑴、容器上装有超压泄放装置时，特别是对于以爆破片作为超压泄放装置时应按GB150中附录B的规定确定设计压力，除GB150外详见工程师培训教材第14章。
GB150的附录B4.1规定:
容器装有泄放装置时，一般以容器的设计压力作为容器超压限度的起始压力。容器的设计压力分别按B6.2或B7.1确定。需要时，可用容器的最大允许工作压力作为容器超压限度的起始压力。采用最大允许工作压力时，应对容器的水压试验、气压试验和气密性试验相应的取1.25倍、1.15倍和1.00倍的最大允许工作压力值，并在图样和铭牌中注明。
装有超压泄放装置时，容器设计压力的确定步骤
泄放装置类型 | 压力容器设计压力的确定步骤 | 备注 |
安全阀 | a、以小于等于(1.05~1.10)确定安全阀的开启压力Ps; | 见GB150，B6.2 |
b、取容器设计压力P等于或稍大于Ps，即P≥Pz | ||
爆破片 | a、根据爆破片型式，确定爆破片的最低标定爆破压力Psmin; | 见GB150表B2 |
b、选定爆破片的制造范围; | 见GB150表B3 | |
c、计算爆破片的设计爆破压力Pb，Pb=P+爆破片制造下限值; | 见GB150，B7.1 | |
d、确定容器设计压力P，P=Pb+爆破片制造上限值。 | ||
说明:⑴、Pw为容器的工作压力; ⑵、当安全阀的开启压力Pz<0.18MPa时，可适当提高Pz相对于Pw的比值; ⑶、对于表B2，如有成熟的经验或可靠数据，可以不按照该表。 |
(工程师培训教材) 表14.3.4 泄压装置动作压力与容器工作压力之比值η
泄压装置结构型式 | 容器压力性质 | 备 注 | |
非脉动载荷 | 脉动载荷 | 本表η为设计推荐值，如有条件可向制造厂咨询 | |
安全阀 | 1.05~1.1 | ||
正拱普通型 | 1.43 | 1.7 | |
正拱开缝型 | 1.25 | ||
正拱压槽型 | 1-25 | ||
爆破片装置 | 反拱刀架型 | 1.1 | |
反拱压槽型 | |||
反拱鳄齿型 | |||
平 板 型 | 1.7 | 不推荐 |
(工程师培训教材) 表14.3.3-3爆破片制造范围 MPa
正拱形爆破片 | 反拱形爆破片 | ||||||
设计爆破压力 | 标准制造范围 | 1/2标准制造范围 | 1/4标准制造范围 | 制造范围 | |||
上限(正) | 下限(负) | 上限(正) | 下限(负) | 上限(正) | 下限(负) | ||
0.30~0.40 | 0.045 | 0.025 | 0.025 | 0.015 | 0.010 | 0.010 | 按设计爆破压力的百分数计算，分为: -10%，-5%和0 |
>0.40~0.70 | 0.065 | 0.035 | 0.030 | 0.020 | 0.020 | 0.010 | |
>0.70~1.00 | 0.085 | 0.045 | 0.040 | 0.020 | 0.020 | 0.010 | |
>1.00~1.40 | 0.110 | 0.065 | 0.060 | 0.040 | 0.040 | 0.020 | |
>1.40~2.50 | 0.160 | 0.085 | 0.080 | 0.040 | 0.040 | 0.020 | |
>2.50~3.50 | 0.210 | 0.105 | 0.100 | 0.050 | 0.040 | 0.025 | |
>3.50 | 6% | 3% | 3% | 1.5% | 1.5% | 0.8% | |
⑴ 经供需双方同意，制造范围也可为零。 |
⑵、对于盛装液化气体的容器，在规定的充装系数范围内，设计压力应根据工作条件下可能达到的最高金属温度确定，且不应低于《容规》中的具体相关规定。
《容规》表3-l 液化气体压力容器的设计压力
液化气体临界温度 | 设计压力(MPa) | |
无保冷设施 | 有可靠保冷设施 | |
无试验实测温度 | 有试验实测最高工作温度且能保证低于临界温度 | |
≥50℃ | 50℃饱和蒸气压力 | 可能达到的最高工作温度下的饱和蒸气压力 |
<50℃ | 设计所规定的最大充装量时，温度为50℃的气体压力 | 试验实测最高工作温度下的饱和蒸气压力 |
《容规》表3-2 混合液化气体压力容器的设计压力
混合液化石油气50℃ 饱和蒸气压力(MPa) | 设 计 压 力 (MPa) | |
无保冷设施 | 有可靠保冷设施 | |
≤异丁烷50℃饱和蒸气压力 | 等于50℃异丁烷的饱和蒸气压力 | 可能达到的最高工作温度下异丁烷的饱和蒸气压力 |
>异丁烷50℃饱和蒸气压力 ≤丙烷℃饱和蒸气压力 | 等于50℃丙烷的饱和蒸气压力 | 可能达到的最高工作温度下丙烷的饱和蒸气压力 |
>丙烷50℃饱和蒸气压力 | 等于50℃丙烯的饱和蒸气压力 | 可能达到的最高工作温度下丙烯的饱和蒸气压力 |
注:液化石油气指国家标准GB11174规定的混合液化石油气; 异丁烷、丙烷、丙烯50℃的饱和蒸气压力按相应的国家标准和行业标准的规定确定。 |
《容规》表3-3 常见介质的设计压力、腐蚀裕量、单位容积充装量
介 质 | 设计压力MPa | 罐体腐蚀裕量≥mm | 单位容积充装量(t/m3) | |
液氨 | 2.16 | 2 | 0.52 | |
液氯 | 1.62 | 4 | 1.20 | |
液态二氧化硫 | 0.98 | 4 | 1.20 | |
丙烯 | 2.16 | l | 0.43 | |
丙烷 | 1.77 | l | 0.42 | |
液化石 油气 | 50℃饱和蒸气压大于1.62MPa | 2.16 | l | 0.42 |
其余情况 | 1.77 | 1 | 0.42 | |
正丁烷 | 0.79 | l | 0.51 | |
异丁烷 | 0.79 | 1 | 0.49 | |
丁烯、异丁烯 | 0.79 | 1 | 0.50 | |
丁二烯 | 0.79 | 1 | 0.55 |
⑶、确定真空容器的壳体厚度时，设计压力按承受外压考虑。
① 当装有安全控制装置(如真空泄放阀)时，设计压力取1.25倍最大内外压力差或0.1MPa两者中的低值;
② 当无安全控制装置时，取0.1MPa。
⑷、对于由两室或两个以上压力室组成的容器，应根据各自的工作压力确定各压力室自己的设计压力。