(3)材料的選用

　　材料的質(zhì)量和規(guī)格應(yīng)該符合國(guó)標(biāo)、部標(biāo)和有關(guān)的技術(shù)要求。選用的鋼材要有良好的機(jī)械性能，即強(qiáng)度高、塑性和韌性好、冷脆傾向較低、缺口和時(shí)效敏感性不明顯。鋼板的分層和夾渣等缺陷較少，無(wú)白點(diǎn)和裂紋。

　　承壓元件必須采用鎮(zhèn)靜鋼，不宜采用沸騰鋼。由于沸騰鋼是在不完全脫氧的條件下煉得的，含氧量較高，硫、磷等雜質(zhì)分布不均勻。焊接時(shí)裂紋傾向較大，厚板焊接時(shí)有層狀撕裂傾向。同時(shí)沸騰鋼在鋼水澆模時(shí)殘留氧與鋼中的碳化合為一氧化碳，氣體排出時(shí)使鋼呈沸騰狀態(tài)，極易在鋼錠內(nèi)形成小氣泡，成為鋼材內(nèi)部缺陷。而鎮(zhèn)靜鋼脫氧完全，組織均勻，沖擊韌性也較好。

　　選用的鋼材要有良好的工藝性能，即軋制、成型；鍛造、焊接等冷熱加工性能。選用的鋼材要有對(duì)介質(zhì)的耐腐蝕性。

　　低溫容器用鋼的突出問(wèn)題是低溫下的脆性破裂。高溫下材料的強(qiáng)度是溫度和時(shí)間的函數(shù)，短時(shí)高溫強(qiáng)度不能正確反映材料的高溫強(qiáng)度特征，必須采用長(zhǎng)時(shí)高溫強(qiáng)度。材料的高溫強(qiáng)度指標(biāo)主要是蠕變限和持久強(qiáng)度。蠕變限是指材料在某確定的高溫下工作十萬(wàn)個(gè)小時(shí)引起允許的總變形的應(yīng)力。持久強(qiáng)度是指在一定的工作溫度下經(jīng)歷指定工作期限后，不引起蠕變破壞的最大應(yīng)力。另外，高溫下材料的抗氧化能力和抗腐蝕能力都明顯下降。

　　2、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

　　(1)設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度

　　對(duì)于非旋轉(zhuǎn)容器，設(shè)計(jì)壓力一般要高出操作壓力0．1 MPa或10％；而旋轉(zhuǎn)容器的設(shè)計(jì)壓力則要高出預(yù)期的最高壓力的5％～10％。設(shè)計(jì)溫度通常要高出不會(huì)引起規(guī)范許可應(yīng)力減少的最高溫度30℃。比如，在180℃操作的碳鋼容器，其設(shè)計(jì)溫度為350℃而不是210℃。這是因?yàn)橛袃蓚€(gè)溫度的許可應(yīng)力是相同的。如果容器規(guī)范標(biāo)記的是較低的溫度，將來(lái)一旦需要提高操作溫度，規(guī)范標(biāo)記就得變更至希望增加到的溫度，從而會(huì)造成混亂。同樣的理由，容器設(shè)計(jì)壓力應(yīng)該標(biāo)記基于部件最小壁厚的最大允許工作壓力，而不能標(biāo)記用于計(jì)算最小壁厚的壓力。

　　(2)最小板材厚度

　　大直徑低壓容器的板材厚度常是任選的而不是基于設(shè)計(jì)壓力計(jì)算出來(lái)的。這使得計(jì)算出的最大允許工作壓力遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)壓力。在制造廠中，如果不用卡箍把殼體部分固定成圓柱形，大直徑薄板殼體就無(wú)法加工。應(yīng)用厚板材可以簡(jiǎn)化加工程序，同時(shí)易于裝配和安裝，這是薄板殼體加工中板材厚度經(jīng)常超標(biāo)的主要原因。

　　設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，大直徑壓力容器的板材厚度不應(yīng)小于(D－2．54)／1000，其中，D是筒體的最小直徑(單位m)。焊接結(jié)構(gòu)的最小板厚度許多組織規(guī)定為5 mm或6 mm。

　　(3)外壓或真空

　　許多過(guò)程容器是在外壓或真空下，或偶爾是在這些條件下操作。設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定規(guī)范容器，偶爾承受0．1 MPa及其以下的外壓，無(wú)需考慮外壓結(jié)構(gòu)的規(guī)范要求，在應(yīng)用這項(xiàng)規(guī)范棄權(quán)時(shí)，應(yīng)該充分考慮到各種可能的后果，如罐體破裂時(shí)的人員危險(xiǎn)，更換容器的費(fèi)用，內(nèi)容物泄出的財(cái)產(chǎn)損失和危險(xiǎn)等。

　　外壓設(shè)計(jì)是一項(xiàng)在許多徒然花費(fèi)的容器中反復(fù)試驗(yàn)的工作。幾乎在所有情況下，真空設(shè)施和密封管的使用費(fèi)用都比真空設(shè)計(jì)費(fèi)用低。除非掌握可靠的制造成本，設(shè)計(jì)者應(yīng)該向制造廠提供幾種可供估價(jià)的替代設(shè)計(jì)方案。

　　(4)材料選擇

　　結(jié)構(gòu)材料選擇在多數(shù)情況下都屬經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題。過(guò)去證明滿意的材料，除非有充分的更換理由，在類似情況下很可能又被使用。當(dāng)缺乏經(jīng)驗(yàn)時(shí)，必須考慮以下一些因素。

　　材料在設(shè)計(jì)壓力和溫度下的允許應(yīng)力并不需要過(guò)量的壁厚。一些材料，如銅、鋁、它們的合金和鑄鐵都有具體的溫度限度。

　　過(guò)程容器結(jié)構(gòu)材料預(yù)期的腐蝕阻力，可以在容器操作同樣的條件下近似測(cè)出。實(shí)際操作的腐蝕速率與在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)測(cè)得的模擬操作腐蝕速率，由于許多不可預(yù)見的操作因素，經(jīng)常會(huì)有很大不同。對(duì)于沒(méi)有類似操作條件經(jīng)驗(yàn)的新過(guò)程，經(jīng)受腐蝕的咨詢是需要的，

　　高純度的需要可能會(huì)限制材料的選擇，但是這并不意味著最昂貴的材料是最好的。當(dāng)壓力和溫度條件允許時(shí)，可以采用金屬鍍層、玻璃、橡膠、鉛板、塑料襯套等，而不必采用貴重的合金。

　　要求制造商提出替代建議，例如，不銹鋼與鋁此較以及金屬包層材料與固體合金比較等；這樣做常是合理的、有益的。在壁厚等于或小于12．7mm的情況下，金屬包層材料對(duì)于降低消耗不一定起作用。雖然金屬包層材料的成本比固體合金的低，但兩者的制造成本近乎相等，所以兩者的總成本相差無(wú)幾。

　　(5)非壓力負(fù)荷

　　容器及其支架的設(shè)計(jì)必須與以下各項(xiàng)負(fù)荷匹配：容器及其內(nèi)容物的重量；料盤、隔板、蛇管等內(nèi)件的重量；裝置、攪拌器、交換器、轉(zhuǎn)筒等外件的重量；建筑物、扶梯、平臺(tái)、配管等外部設(shè)施的重量；固定負(fù)載和移動(dòng)負(fù)載的重量；隔離板和防火墻的重量；風(fēng)力和地震負(fù)荷。除上述之外，還必須考慮支撐耳柄、環(huán)形加強(qiáng)肋以及熱梯度的作用，這些負(fù)荷都可以引起過(guò)量的局部應(yīng)力。

　　(6)支架

　　立式容器一般用立柱和耳柄支撐，有時(shí)還會(huì)用到環(huán)形槽鋼或折邊。對(duì)于用立柱或耳柄支撐的大型容器，應(yīng)該詳細(xì)考察支撐物對(duì)殼體的作用?？梢杂袔追N方式完成折邊連接，比較一致的意見是，折邊和殼體外徑應(yīng)該相同，折邊和封頭轉(zhuǎn)向節(jié)平焊連接。這種連接方法只適用于橢球形或球形封頭；對(duì)于凸面或碟形封頭，折邊應(yīng)該和底封頭凸緣的外徑吻合，角焊連接。

　　大型臥式容器常用三個(gè)或更多的鞍形托架支撐。對(duì)于鉚接結(jié)構(gòu)，每個(gè)鉚接環(huán)縫與一個(gè)鞍形托架鄰接，防止鉚接縫的泄漏，這是普通的實(shí)踐。設(shè)計(jì)和安裝鞍形托架，可以應(yīng)用封頭的強(qiáng)度保持殼體的圓度，應(yīng)用加強(qiáng)環(huán)也可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。

　　對(duì)于小型容器，不管是臥式的還是立式的，其支架的設(shè)計(jì)由于支撐附件造成的二次應(yīng)力、扭矩和剪切力，可能會(huì)比大型容器復(fù)雜得多。