化工设备设计与制造

上篇

第一章 绪论

第一节 课程的性质与任务

一、课程的性质和任务

二、课程涉及的条例、规范和标准

练习题

第二节 化工设备专业综述

一、设计、制造许可证制度

二、安全监察管理制度

三、设计标准化

练习题

第二章 压力容器基本知识

第一节 压力容器类别划分

一、压力容器类别划分

二、介质毒性程度的分级和易燃介质的划分

练习题

第二节 设计的一般规定

一、术语和定义

二、设计的一般规定

三、厚度附加量

四、许用应力

练习题

第三节 焊接接头

一、焊接接头分类

二、焊接接头系数

三、无损检测

练习题

第四节 压力试验

一、耐压试验

二、泄漏试验

三、耐压试验和泄漏试验技术要求

四、《固定容规》相关规定

练习题

第五节 压力容器用钢板

一、碳素钢和低合金钢钢板

二、高合金钢钢板

三、复合钢板

练习题

第六节 钢管、钢锻件

一、钢管

二、钢锻件

三、锻件级别

练习题

第七节 钢制压力容器焊接规程

一、NB/T47015《压力容器焊接规程》标准简介

二、钢制压力容器焊接材料选用

三、钢制压力容器焊接技术要求

四、相关标准简介

练习题

第八节 无损检测

一、JB/T4730《承压设备无损检测》标准简介

二、JB/T4730？？2《射线检测》标准简介

三、无损检测人员资质

练习题

综合练习

第三章 内压薄壁容器设计

第一节 内压薄壁圆筒设计

一、内压薄壁圆筒应力分析

二、内压薄壁圆筒壁厚计算公式

三、边缘应力

四、计算示例——100m3（DN3000）C5原料罐筒体壁厚计算

五、压力容器公称直径

练习题

第二节 内压椭圆形封头设计

一、内压椭圆形封头应力分析

二、内压（凹面受压）椭圆形封头的计算

三、计算示例——100m3（DN3000）C5储罐标准椭圆形封头壁厚计算

四、椭圆形封头标记

五、标准椭圆形封头成形

六、其他类型封头

练习题

第三节 开孔应力与开孔补强

一、开孔附近的应力集中现象

二、开孔范围及一般要求

三、单个开孔补强的等面积法

四、补强圈

五、接管、壳体、补强圈连接结构

练习题

第四节 开孔补强计算示例

练习题

综合练习

参考资料

第四章 制造、检验和验收

第一节 冷、热加工成形与组装

一、压力容器制造、检验和验收的一般原则

二、材料复验、分割与标志移植

三、冷、热加工成形与组装

练习题

第二节 焊接与热处理

一、焊接

二、热处理

三、试件与试样

练习题

第三节 封头成形质量检测

一、封头加工成形

二、封头成形质量检测

练习题

综合练习

第五章 压力容器零部件

第一节 管法兰体系与结构

一、HG/T20592～20635《钢制管法兰、垫片、紧固件》标准简介

二、钢制管法兰体系及公称压力等级

三、公称尺寸和钢管外径

四、PN系列（欧洲体系）管法兰结构型式及管法兰密封面型式

五、不锈钢衬里法兰盖

六、标注示例

练习题

第二节 管法兰选用

一、各类型法兰及对应密封面型式适用范围

二、PN系列（欧洲体系）管法兰材料

三、PN系列（欧洲体系）钢制管法兰压力——温度额定值

四、Class系列（美洲体系）管法兰压力——温度额定值

五、释义

练习题

第三节 管法兰垫片与紧固件

一、钢制管法兰用非金属平垫片

二、其他类型的垫片

三、钢制管法兰用紧固件（PN系列）

四、释义

练习题

第四节 钢制人孔和手孔

一、设置原则

二、设置数量和规格尺寸

三、钢制人孔和手孔的类型

四、标记及标记示例

五、钢制人孔和手孔的技术条件（摘选）

六、释义

练习题

第五节 容器支座

一、鞍式支座

练习题

二、腿式支座

练习题

三、耳式支座

练习题

四、支承式支座

练习题

五、释义

第六节 压力容器法兰

一、压力容器法兰分类及选用

二、压力容器法兰代号、标记及标记示例

三、压力容器法兰技术条件

四、压力容器法兰结构型式示例（摘选）

五、压力容器法兰垫片

六、等长双头螺柱

七、释义

练习题

第七节 视镜、液位计、吊耳、吊柱

一、压力容器视镜

二、玻璃管液面计

三、化工设备吊耳

四、塔顶吊柱

五、释义

练习题

综合练习

参考资料

第六章 高压厚壁容器

第一节 厚壁容器设计理论及结构

一、厚壁容器设计理论

二、厚壁圆筒结构

三、多层容器制造

练习题

第二节 密封结构及零部件

一、金属平垫密封

二、双锥密封

三、其他密封结构

四、筒体端部

五、锻制紧缩口封头

六、焊接结构

练习题

第七章 外压容器设计

第一节 外压容器设计

一、外压容器的稳定性

二、外压圆筒的计算长度

三、加强圈的设置

练习题

四、外压圆筒的稳定性校核

五、外压封头的计算

六、外压圆筒加强圈的计算

练习题

第二节 外压容器计算示例

练习题

下篇

第八章 钢制卧式容器

一、JB/T4731《钢制卧式容器》标准简介

二、双鞍座支承卧式容器结构

三、双鞍座支承卧式容器受力分析

四、双鞍座支承卧式容器应力状态的定性分析

五、鞍座设计

六、释义

练习题

教学设计

第九章 钢制塔式容器

第一节 塔式容器结构

一、JB/T4710《钢制塔式容器》标准简介

二、钢制塔式容器结构

三、制造、检验与验收

四、释义

练习题

第二节 塔式容器载荷计算

一、塔式容器载荷

二、塔式容器自振周期

三、最大弯矩组合

四、释义

练习题

第三节 应力计算与校核

一、圆筒形塔壳轴向应力校核

二、压力试验时的应力校核

三、裙座壳轴向应力校核

四、地脚螺栓座

五、裙座与塔壳连接焊缝

六、释义

练习题

教学设计

第十章 管壳式换热器

第一节 管壳式换热器基本知识

一、GB151《管壳式换热器》标准适用范围

二、换热器型号表示方法

三、换热器部分定义及规定

四、释义

练习题

第二节 换热器结构设计一

一、管箱

二、圆筒

三、接管

四、换热管

五、管板结构

六、管板与圆筒、管箱的连接

七、释义

练习题

第三节 换热器结构设计二

一、换热管与管板的连接

二、折流板和支持板

三、拉杆、定距管

四、防冲与导流

五、双壳程结构

六、防短路结构

七、释义

练习题

第四节 制造、检验与验收

一、管箱、壳体、头盖

二、换热管

三、管板

四、换热管与管板的连接

五、折流板、支持板、管束

六、换热器组装

七、压力试验

八、释义

练习题

第五节 管板计算简介

一、管板与壳体、管箱的连接方式

二、固定管板式换热器管板计算简介

三、管板计算用表

四、释义

练习题

第六节 波形膨胀节

一、GB16749《压力容器波形膨胀节》标准适用范围

二、产品分类及标记

三、膨胀节设计计算简介

四、膨胀节基本参数与尺寸

五、释义

练习题

教学设计

第十一章 机械搅拌设备

第一节 搅拌容器结构

一、HG/T20569《机械搅拌设备》标准简介

二、基本定义和规定

三、整体夹套容器的结构

四、其他类型夹套结构

五、上盖和内筒连接结构

六、换热方式

七、释义

练习题

第二节 搅拌器与搅拌轴

一、搅拌器

二、传动轴与搅拌轴

三、轴头结构

四、搅拌轴的辅助支承

五、释义

练习题

第三节 减速机、机架、联轴器

一、减速机

二、联轴器

三、机架

四、釜用立式减速机配套系统

五、释义

练习题

第四节 凸缘、底盖、密封

一、凸缘法兰和安装底盖

二、填料密封和机械密封

三、释义

练习题

第五节 搅拌功率与搅拌轴计算

一、搅拌功率计算简介

二、搅拌轴计算简介

三、搅拌器计算简介

四、释义

练习题

教学设计

附录

附录一 100m3（DN3000）C5原料罐

附录二 DN325分汽缸

附录三 后熟器

附录四 31m2换热器

附录五 5500L反应釜

参考文献

《化工设备设计与制造》针对压力容器设计与制造工作岗位，以培养初学者进入这一领域的基本技术能力为培养目标，突出了学习压力容器设计和制造相关标准的专业特点，强化了应用化工设备强度计算软件（SW6）和AutoCAD绘图软件的技能训练，达到“会干活”的教学目标。《化工设备设计与制造》以《压力容器》标准和压力容器零部件标准为核心内容，以压力容器四个品种的设计与制造为拓展内容，涵盖了大部分压力容器的相关标准。
　　《化工设备设计与制造》适用于普通本科院校“化工过程装备与控制专业”和高职院校“化工设备维修技术专业”，同时，也可以作为企业在职技术人员申报压力容器设计资格的参考用书。