1、 毕业设计毕业设计(论文论文)综述综述报报告告 题题 目目 DN1000DN1000 整体多层包扎式高压容器设计整体多层包扎式高压容器设计 学院名称学院名称 机械工程学院机械工程学院 指导教师指导教师 职职 称称 班班 级级 过过控控 082082 班班 学学 号号 学生姓名学生姓名 年 月 日 1. 1. 本设计（课题）研究的目的和意义本设计（课题）研究的目的和意义 高压容器可广泛适用于化工、化肥、能源及冶金的高压容器领域，如军事工业中炮筒和 核动力装置的应用，化学和石油化工中合成氨、合成甲醇、合成尿素、油类加氢等合成反应 的高压缓冲与存储容器， 电力工业中核反应堆与水压机的蓄力器等， 并且
2、自 20 世纪 50 年代 以来，压力容器出现了大型化、高参数和选用高强度材料的趋势。高压容器设计与制造技术 发展的核心问题是： 既要随着生产的发展能制造出大壁厚的容器， 又要设法尽量减小壁厚以 方便制造。 层板包扎式筒体结构是目前世界上使用最广泛、 制造和使用经验最为丰富的组合式圆筒 结构。多层包扎式圆筒制造工艺简单，不需要大型复杂的加工设备。该种结构形式的容器具 有综合性能高、安全性高和只漏不爆等特点。近几年来，我国在氨合成塔上己经开始使用多 层包扎式结构， 并且由传统多层包扎结构工艺逐步向液压多层包扎工艺改进。 针对传统多节 筒体焊接工艺的特点， 随着液压多层包扎技术的应用， 使整体式预
3、应力拉伸工艺技术得以实 现， 如图 1.1 所示。 该多层包扎式高压容器是在一整体内筒上采用机械手逐层夹紧包扎层板， 且层板纵环焊接接头相互错开而成的一种压力容器。 图 1.1 整体式预应力多层包扎式筒体结构 液压包扎机在整体内筒上将多层层板错位包扎，液压夹紧后焊接成型；与传统高压容 器相比，筒体无深纵、环焊缝；操作时预紧程度高，夹紧力足够，满足不同层板壁厚的包扎 要求；操作简便、自动化程度较高，筒体包扎层间贴合率高。多层包扎式高压容器由于在制 造过程中就产生了一定的预应力， 而在投入工作后又与工作压力进行了叠加， 各层板间相互 抵消，形成自增强结构。 2. 2. 本设计（课题）国内外研究历史
4、与现状本设计（课题）国内外研究历史与现状（总结国内外典型的研究成果、专 利） 从本世纪初德国化学家，工程师 Nemct，Habe 等人设计、制造了单层能耐压力的高压容 器以来，高压容器的设计、制造及理论研究已有了很大的进展，已由单一铸造、锻造、厚板 卷焊筒体，发展到组合式的多层结构，其主要结构型式有：传统多层包扎容器(图 1.2)，多 层热套容器(图 1.3)， 多层绕板容器(图 1.4)， 多层绕带容器(包括型槽钢带和扁平钢带)(图 1.5)，多层螺旋绕板容器(图 1.6)和新型整体多层包扎容器(图 1.7)等等结构。他们主要解 决了厚壁、超厚壁高压、超高压的制造。 图 1.2 传统多层包扎
5、容器 图 1.3 多层热套容器 图 1.4 多层绕板容器 图 1.5 多层绕带容器 图 1.6 多层螺旋绕板容器 图 1.7 整体多层包扎容器 国外研究现状 1931 年美国 AOSmith 公司提出了用钢丝绳包扎层板筒节的多层结构，在这基础之 上又发展出多层热套，多层绕板式等结构。这些结构型式虽然解决了厚壁制造的问题，但其 共同的缺点都是存在筒节组焊的深厚环焊缝。它不但焊接工作量大、检验困难，而且质量难 以保证，有人计算过，焊接这些焊缝的工作量占全部产品制造工作量的 60%。因此，深厚环 焊缝是这些结构型式中存在的隐患、致命的弱点。70 年代末期，联邦德国 Krupp 公司研制 了整体多层包扎式高压容器， 它是对美国 smith 公司多层包扎容器的一个改进。 这一技术首 先在联邦德国获得专利，并于 1979 年在英国获得专利，1981 年又在美国获得专利。该结构 最主要的特点是:利用液压钳（图 1）(机械手)，在一内管或内筒上将层板逐层包上，纵、 环焊缝错开。 该结构型式制造工艺简单、 质量易保证， 制造设备与前述结构相比要简单得多， 而且适用于现场组装，特别对不便于运输的大型容器更为有利。 图 1 液压钳机械手 该高压容器的结构形式引起了国内外专家的高度重视。但是，Krupp 公司采用整体多层 夹紧式结构制造了工作温度可达 500的加氢反应器。
