《压力容器设计制造200问答》文档涵盖了压力容器设计和制造中的关键概念和技术细节。在第三章中,主要讨论了压力容器中的几个核心压力概念,以及如何在液化气体压力容器设计中确定设计压力。
工作压力是指在正常工作情况下,容器顶部可能达到的最高压力。设计压力是设定的容器顶部的最高压力,它高于工作压力,用于选择材料、分类、制定制造和检验要求,以及确定试验压力。计算压力则是基于设计温度下,用于确定元件厚度的压力,通常包括液柱静压力的影响。如果液柱静压力小于设计压力的5%,可以忽略不计。
设计压力和计算压力的不同在于,设计压力是针对整个容器的,而计算压力则针对容器的各个受压元件。设计压力的确定考虑了工作压力、安全阀开启压力或爆破片爆破压力等因素,不得低于工作压力。计算压力则用于确保元件的强度、稳定性和刚度,受压元件的计算压力根据各自腔体的设计压力和液柱静压力计算。
临界状态、临界温度和临界压力是物理状态的重要参数,特别是在处理液化气体时。临界状态是物质处于气液平衡的边界,此时液体和饱和蒸气密度相同,无法通过单纯压缩使其液化。临界温度是物质处于临界状态时的温度,超过这个温度,物质只能保持气态。临界压力是在临界温度下使气体液化的最小压力,即液体在临界温度下的饱和蒸气压。
在固定式液化气体压力容器设计中,设计压力的确定依据液化气体的临界温度。对于临界温度大于等于50℃的液化气体,设计压力需考虑最高工作温度下的饱和蒸气压力,有保冷设施时需更严格。临界温度小于50℃的液化气体,设计压力则需考虑实际工作条件,如试验实测最高工作温度、保冷设施的存在以及最大充装量时的温度。
GB150-1998标准规定了压力容器设计应考虑的载荷,包括内部压力、外部压力或最大压差、液体静压力,以及容器自身重量和内容物的重力载荷,还有可能需要考虑的其他附加载荷,如风载荷、地震载荷等。
压力容器的设计制造涉及到多个复杂的因素,包括压力的定义、临界状态的物理性质、以及在不同工况下如何确保容器的安全性和可靠性。设计人员必须严格遵守相关标准,确保压力容器在各种可能的工作条件下都能安全运行。