Q/ZTG 11-2017 超高压容器设计技术规定 , 该文件为pdf格式 ,请用户放心下载!
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资源简介
以下是《超高压容器设计技术规定》（Q/ZTG 11-2017）的详细内容总结：
一、标准基本信息
- 标准号：Q/ZTG 11-2017
- 替代标准：Q/ZTG 11-2013
- 主要修订内容：
- 新增风险评估报告编制与审查规定；
- 新增压力容器设计条件审查规定；
- 新增安全附件设计与选用规范；
- 修改引用文件。
- 归口单位：中原特钢股份有限公司标准化室
- 起草单位：中原特钢股份有限公司压力容器室
二、核心设计规定
1. 设计条件审查（4.1）
设计前需审查以下内容：
- 操作参数（压力、温度、载荷等）；
- 环境条件（抗震烈度、风雪载荷）；
- 介质组分与特性；
- 预期使用年限；
- 几何参数及管口方位；
- 设计委托单位需在合同中明确设计条件。
2. 风险评估报告（4.2）
- 必备内容：
- 设计参数（压力、温度、材料、介质）；
- 失效模式分析（爆炸、泄漏、腐蚀等）；
- 非标失效模式的计算方法；
- 泄漏与爆炸处置措施；
- 人员防护要求；
- 运输安装要求。
- 签署要求：需经设计、校核、审核等五级签署。
三、强度计算与校核
1. 筒体设计（4.3）
- 失效准则：采用爆破失效准则。
- 爆破安全系数：
- 一般容器
n_b \geq 2.2； - 超高压水晶釜
n_b \geq 2.4。
- 一般容器
- 关键公式：
- 爆破压力（福贝尔公式）：
P_b = \frac{2}{\sqrt{3}} R_{p0.2}^t \left(2 - \frac{R_{p0.2}^t}{R_m^t}\right) \ln K - 壁厚计算：
\delta = \frac{d}{2} \left\{ \exp \left[ \frac{\sqrt{3} n_b p}{2 R_{p0.2}^t \left(2 - \frac{R_{p0.2}^t}{R_m^t}\right)} \right] - 1 \right\} - 盲孔底部厚度：
t = \frac{D}{2} \sqrt{\frac{P F n_b}{2 R_{p0.2}}} + C
- 爆破压力（福贝尔公式）：
2. 温差应力计算（4.5）
- 外加热时内壁应力：
\sigma_t^T = \sigma_z^T = \frac{\alpha E (T_i - T_o)}{2(1-\mu)} \left( \frac{1}{\ln K} - \frac{2K^2}{K^2-1} \right)
3. 关键元件强度校核
- 螺套类（4.6）：环向截面当量应力
\sigma_{eq} = \sigma_{ma} + \sigma； - 螺纹压环类（4.7）：挤压应力
\sigma_{jy} = \frac{4F}{\pi (D_0^2 - d_i^2) n}； - 密封塞类（4.8）：切应力
\tau = \frac{F}{\pi D_2 h}。
四、安全附件设计（第5章）
1. 装设要求
- 超压泄放装置需可靠安装（特殊情况下可外置）；
- 易爆/剧毒介质需设置排放导管；
- 爆破片与安全阀组合时，爆破片不得产生碎片。
2. 选用规范
- 安全阀：
- 适用清洁、低粘度介质；
- 整定压力偏差 ≤ ±2.5% 或 ±5 MPa；
- 设计压力
p \geq p_z（整定压力）。
- 爆破片：
- 适用压力快速增长或密封要求高的场景；
- 设计压力
p \geq p_b + \text{制造范围上限}。
- 材料选择：
- O型圈材料需匹配介质（如氟橡胶耐酸、硅橡胶耐高温）。
3. 泄放量计算
- 安全泄放量：
W_s = \frac{\rho V \times 10\%}{t} \quad (\text{kg/h}) - 爆破片额定泄放量：
W = 5.2 \lambda C_s A P \quad (W \geq W_s)
五、制造与检验要求（第6-8章）
1. 锻件材料要求
- 化学成分：P ≤ 0.012%，S ≤ 0.005%；
- 力学性能：
KV_2 \geq 47 \, \text{J}，A \geq 14\% \sim 16\%；- 断裂韧性
K_{IC} \geq 130 \, \text{MPa} \cdot \sqrt{\text{m}}。
2. 无损检测
- 耐压试验后需进行 100%磁粉检测 + 20%超声波检测；
- 锻件需满足晶粒度≥5级、夹杂物等级要求。
3. 设计使用年限
- 有疲劳数据时：取筒体疲劳寿命的 1/15；
- 无数据时：参考同类容器经验设计。
六、其他关键条款
- 试验压力（4.4）：
P_T = \eta P \frac{R_{p0.2}}{R_{p0.2}^t} \quad (\eta = 1.10 \sim 1.25) - 密封设计（4.9）：
- 金属密封分单边/双边倾斜楔环，提供法向力与挤压应力公式；
- O型圈选型表明确介质适用温度范围（如硅橡胶：-60~260℃）。
总结
本标准系统规范了超高压容器从设计条件审查、风险评估、强度计算（筒体/螺纹元件/密封）、安全附件选型到制造检验的全流程。核心特点包括：
- 严格的安全系数（水晶釜
n_b \geq 2.4）； - 失效模式全覆盖（爆破、泄漏、温差应力）；
- 安全附件组合使用规则（爆破片+安全阀）；
- 材料与制造高要求（锻件纯净度、无损检测比例）。
适用于石油化工、水晶制造等领域超高压容器的设计与安全管控。
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