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第一章 容器的基本知识1

第一节 容器概述1

一、概述1

二、容器的基本要求6

三、压力容器分类10

四、压力容器的强度理论、失效准则和破坏形式14

五、应力分类及设计23

六、压力容器标准规范与相关标准35

七、压力容器技术现状与发展趋势55

第二节 压力容器主要设计参数62

一、压力62

二、温度65

三、厚度67

四、载荷69

五、许用应力、安全系数及选用规定70

六、焊接接头系数φ73

第二章 容器用钢及有色金属75

第一节 钢材基本知识75

一、铁-碳合金状态图75

二、钢的热处理特性80

三、钢的常用性能指标81

四、金属元素对钢性能的影响99

五、容器用钢的分类121

第二节 容器用钢的特点与要求124

一、对机械性能的要求124

二、对可焊性与冷、热加工性能的要求129

三、对耐腐蚀性能的要求132

四、对冶金质量的要求133

五、对检验项目和试验方法的要求140

第三节 压力容器用碳素钢142

一、概述142

二、压力容器用普通碳素钢142

三、压力容器用优质碳素钢144

四、常用普通碳素结构钢和优质碳素结构钢特性及工艺资料147

五、化学成分对碳素钢性能的影响151

六、低碳钢的时效154

七、压力容器用碳素钢许用应力值155

第四节 压力容器用低合金钢155

一、概述155

二、低合金结构钢158

三、容器用钢170

四、合金结构钢174

五、低合金耐热钢和抗氢钢178

六、低温压力容器用低合金钢198

七、多层压力容器用低合金钢210

第五节 压力容器用高合金钢212

一、概述212

二、高合金不锈耐酸钢213

三、高合金耐热钢和耐热合金305

第六节 压力容器用超高强度钢330

一、概述330

二、低合金超高强度钢331

三、中合金超高强度钢335

四、半奥氏体沉淀硬化超强不锈钢（奥氏体-马氏体沉淀硬化不锈钢）336

五、马氏体时效超高强度钢336

六、国内使用的几种低合金超高强度钢特性及工艺资料338

第七节 压力容器锻件用钢及压力容器用棒钢341

一、压力容器锻件用钢341

二、压力容器用棒钢353

第八节 容器用其他金属材料359

一、铸铁359

二、铸钢419

三、有色金属材料444

第三章 薄壁容器657

第一节 基本假设和理论基础657

一、基本假设657

二、旋转薄壳的基础理论658

三、旋转薄壳的边缘问题674

第二节 薄壁内压容器677

一、内压薄壁圆筒及封头的设计计算678

二、封头的选用716

第三节 容器的开孔补强719

一、开孔应力集中720

二、开孔补强设计731

第四节薄壁外压容器764

一、外压容器的失稳764

二、外压圆筒稳定性理论计算766

三、外压圆筒与球壳的图算法771

四、不同载荷条件下外压圆筒的稳定计算778

五、外压圆筒加强圈设计、计算780

六、外压封头的计算784

第四章 高压容器794

第一节 概述794

一、高压容器在石油化工中的应用794

二、高压容器范围的划分794

三、高压容器设计的基本要求794

四、高压容器强度设计准则797

第二节 高压容器筒体结构型式802

一、单层筒体高压容器802

二、多层筒体高压容器803

第三节 高压容器零部件809

一、筒体平盖及封头计算809

二、筒体端部法兰设计计算814

三、紧固元件及压紧元件的设计计算818

四、高压容器吊耳、支座823

第四节 高压容器开孔补强设计与计算831

一、容器开孔应力集中和应力集中系数831

二、应力集中系数曲线及其在开孔补强上的应用834

三、开孔补强的设计计算836

第五节 高压容器密封结构842

一、概述842

二、平垫密封844

三、卡扎里密封848

四、双锥密封850

五、伍德式密封（楔形垫组合密封）855

六、N.E.C式密封（楔形垫密封）856

七、C形环密封858

八、金属0形环密封（空心金属0形环密封）860

九、B形环密封867

十、三角垫密封868

十一、八角垫和椭圆垫密封870

十二、透镜式密封878

十三、平垫自紧式密封881

十四、卡箍连接结构882

十五、其他密封结构及各种密封结构比较883

第六节 高压容器金属衬里结构889

一、高压容器金属衬里设计要求889

二、高压容器金属衬里设计891

第七节 高压容器用材料899

一、高压容器用材选择899

二、高压容器用强度钢903

三、高压容器用抗氢钢及抗氮钢905

第五章 超高压容器923

第一节 概述923

一、超高压容器的发展和应用923

二、超高压容器筒体设计结构和型式发展过程924

第二节 超高压容器筒体结构型式925

一、单层厚壁筒体925

二、多层厚壁筒体926

三、绕丝式筒体928

四、扇形块（剖分块）式筒体929

第三节 超高压圆筒静力强度计算930

一、整体单层圆筒强度计算930

二、多层圆筒强度计算934

三、绕丝式筒体的强度计算940

四、扇形块（剖分块）式筒体的强度计算941

第四节 超高压容器零部件942

一、超高压容器的密封结构942

二、超高压容器端盖及其连接件953

第五节 超高压容器用钢960

一、超高压容器用钢的基本要求960

二、超高压容器用钢的类别963

三、超高压容器常用钢种966

第六章 压力容器零部件975

第一节 法兰975

一、概述975

二、法兰分类975

三、法兰标准979

四、法兰连接的密封993

五、法兰设计计算1012

六、其他类型法兰设计1026

第二节 容器支座1034

一、概述1034

二、裙式支座1035

三、鞍式支座1055

四、球形储罐支座1065

五、耳式支座（悬挂式支座）1081

六、腿式支座1091

七、支承式支座1104

第三节 压力容器安全附件1106

一、概述1106

二、安全阀1106

三、爆破片装置1125

四、液面计和压力表1153

第四节 压力容器其他安全附件1187

一、人孔和手孔1187

二、视镜1194

附录A1206

A-1 PN2.5钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20592—2009）1206

A - 2 PN6钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20592—2009）1206

A -3 PN10钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20592—2009）1207

A -4 PN16钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20592—2009）1207

A - 5 PN25钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20592—2009）1208

A - 6 PN40钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20592—2009）1208

A - 7 PN63钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20592—2009）1209

A - 8 PN100钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20592—2009）1210

A - 9 PN160钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20592—2009）1210

A-10材料组别为1.0的钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20615—2009）1211

A-11材料组别为1.1的钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20615—2009）1211

A-12材料组别为1.2的钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20615—2009）1211

A-13材料组别为1.3的钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20615—2009）1212

A-14材料组别为1.4的钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20615—2009）1213

A-15 材料组别为1.9的钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20615—2009）1213

A-16材料组别为1.10的钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20615—2009）1214

A-17材料组别为1.13的钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20615—2009）1215

A-18材料组别为1.15的钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20615—2009）1215

A-19材料组别为1.17的钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20615—2009）1216

A -20材料组别为2.1的钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20615—2009）1217

A -21材料组别为2.2的钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20615—2009）1218

A -22材料组别为2.3的钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20615—2009）1218

A -23材料组别为2.4的钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20615—2009）1219

A -24材料组别为2.5的钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20615—2009）1220

A -25材料组别为2.11的钢制管法兰用材料最大允许工作压力（表压）（HG/T 20615—2009）1221

A -26公称压力等级属于欧洲体系的钢制管法兰用材料（GB/T 9124—2010）1222

A -27公称压力等级属于美洲体系的钢制管法兰用材料（GB/T 9124—2010）1223

A - 28 PN2.5法兰的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1225

A - 29 PN6法兰的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1226

A -30 PN10法兰的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1226

A-31 PN16法兰的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1227

A-32 PN25法兰的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1228

A-33 PN40法兰的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1228

A -34 PN63法兰的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1229

A-35 PN100法兰的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1230

A - 36 PN160法兰的压力-温度额定值（GB/T9124—2010）1231

A -37 PN250法兰的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1232

A-38 PN320法兰的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1233

A - 39 PN400法兰的压力-温度额定值（GB/T9124—2010）1234

A -40用Class标记的法兰1.0组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1235

A -41用Class标记的法兰1.1组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1235

A -42用Class标记的法兰1.2组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1236

A -43用Class标记的法兰1.3组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1237

A -44用Class标记的法兰1.4组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124.—2010）1238

A -45用Class标记的法兰1.9组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1239

A -46用Class标记的法兰1.10组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1240

A -47用Class标记的法兰1.13组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1240

A -48用Class标记的法兰1.14组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1241

A -49用Class标记的法兰1.15组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1242

A -50用Class标记的法兰1.17组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1243

A -51用Class标记的法兰2.10组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1244

A -52用Class标记的法兰2.2组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1245

A -53用Class标记的法兰2.3组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1247

A -54用Class标记的法兰2.4组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1247

A -55用Class标记的法兰2.5组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1248

A -56用Class标记的法兰2.6组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1250

A -57用Class标记的法兰2.7组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1251

A -58用Class标记的法兰2.8组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1252

A -59用Class标记的法兰2.11组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1252

A-60用Class标记的法兰2.11组材料的压力-温度额定值（GB/T 9124—2010）1253

A-61钢制管法兰材料（JB/T 74—1994）1254

A -62 Q235-（A、B、C） 、20、25、ZG230 -450、16Mn和15MnV法兰压力-温度等级（JB/T 74—1994）1255

A-63 12CrMo法兰压力-温度等级（J B/T 74—1994）1255

A-64 15CrMo、ZG20CrMo法兰压力-温度等级（JB/T 74—1994）1256

A-65 12Cr2Mo1、12Cr1MoV 、15Cr1 MoV 、ZG20CrMoV 、ZG15 Cr1 MoV法兰压力-温度等级（JB/T 74—1994）1257

A-66 1Cr5Mo法兰压力-温度等级（JB/T 74—1994）1257

A-67 0Cr19Ni9（1 Cr18Ni9Ti）、1 Cr18Ni9、0Cr18Ni11 Nb、ZG1 Cr18Ni9、ZG1 Cr18Ni9Ti法兰压力-温度等级（JB/T 74—1994）1258

A -68对应于K D/Di=1.001～1.580的环板因素（系数K、T、Z、Y、U）（GB 150.3—2011）1259

A -69鞍式支座滑动支座所需螺栓孔长度1268

A -70过热修正系数（GB/T 12241—2005）1269

A -71拱型金属爆破片组件结构特征代号1272

A -72拱型金属爆破片装置夹持器结构特征1272

A -73正拱型金属爆破片组合形式1272

A -74反拱型金属爆破片组合形式1273

A -75石墨爆破片抗腐蚀性能及其适用工况1273

A -76部分常用气体的热力学特性1276

A -77爆破片气体泄放量（泄放能力）1277

A -78爆破片液体泄放量（泄放能力）1278

A -79密封膜材料的适用温度范围1279

A -80爆破片材料允许最高使用温度1279

A-81平板开缝型爆破片在20℃下的设计爆破压力范围1280

A -82平板普通型爆破片在20℃下的设计爆破压力范围1280

A -83平板带槽型爆破片在20℃下的设计爆破压力范围1281

A -84石.墨型爆破片在20℃下的设计爆破压力范围1281

A -85钢制人、手孔的类型（HG/T 21514—2005）1282

附录B1290

图B-1空气的压缩系数1290

图B-2氧气的压缩系数1290

图B-3氮气的压缩系数1291

图B-4氢气的压缩系数1291

图B -5一氧化碳的压缩系数1292

图B-6甲烷的压缩系数1292

图B-7气体压缩系数1293

图B-8拱形金属爆破片装置标记方法1293

图B-9平板开缝型爆破片示意图1294

图B-10平板普通型爆破片示意图1294

图B-11平板带“十”字槽爆破片示意图1294

图B-12平板带环形槽爆破片示意图1294

图B-13石墨爆破片的型式1294

附录C1295

本书引用技术规范、标准、规程一览表1295

参考文献1298