HGT 20583-2020 钢制化工容器结构设计规范.pdf

1.0.1为了优化和规范化工容器的结构设计，特制定本规范。 1.0.2本规范适用于化工工艺过程钢制容器设计中的通用性结构。对于其他工艺过程和其他材料 制容器仅供参考。

2.1.2 公称压力nominalpressurenominalinnameorformbutnotinreality 指标准容器或元件在基准温度下的耐压强度，与标准容器或元件的力学性能和尺寸特性相关， 2.1.3 公称尺寸nominalsize 指容器或元件规格名义尺寸。通常用于表达容器或元件的直径、长度、厚度等规格，是接近 实际尺寸的数值。

公称尺寸nominalsize 指容器或元件规格名义尺寸。通常用于表达容器或元件的直径、长度、厚度等规格，是接近 实际尺寸的数值。

突面 raised face

法兰密封面的一种形式，突起的窄密封平面，与垫片的接触面位于螺栓孔的内侧，代号为RF 2.1.5 全平面fullface 法兰密封面的一种形式，也称宽密封面，与垫片的接触面位于螺栓孔的内外两侧，代号为FF 2.1.6 焊接welding 通过加热或加压建筑软件、计算，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。 2.1.7 焊接结构weldingstructure 利用焊接方法制造的连接结构称为焊接结构。容器的元件本体焊接所形成的结构也属焊接结构 2.1.8 焊缝weldedseam 焊接元件间经焊接熔合后所形成的结合处部分。依据焊接件之间的相对位置和所形成的焊 形式大致可分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝和端接焊缝。 2.1.9 煌缝全高waldreinforcement

焊缝余高weldreinforcement

对接焊缝表面两焊趾连线以上部分金属高度。

焊接接头weldjoint

指两个或两个以上零件用焊接方法连接的接头，包括焊缝、熔合区和热景

3.1.1圆筒形容器及其元件的公称直径DN的选取宜符合现行国家标准《压力容器公称直径》GB/T 9019的规定。筒体采用钢板卷压焊接制作时，公称直径DN应以内径数值为基准，300mm1000mm 以50mm为一个规格单位，1000mm以上以100mm为一个规格单位；筒体采用钢管制作时，公称 直径DN以接近钢管实际内径的整数值来表示。现行国家标准《压力容器公称直径》GB/T9019中 公称直径DN最小规格为DN150，最大规格为DN13200。当不考虑与标准封头或标准法兰等匹配时， 可不受此限制。 3.1.2筒体采用堆焊结构或松衬复合结构时，公称直径宜以基层内径数值为基准。筒体采用复合 板时，公称直径宜以复层内径数值为基准。 3.1.3特殊场合或与国外工程匹配的容器筒体的公称直径也可采用特殊尺寸系列或英制单位的国 外公称直径系列。

可不受此限制。 3.1.2筒体采用堆焊结构或松衬复合结构时，公称直径宜以基层内径数值为基准。筒体采用复合 板时，公称直径宜以复层内径数值为基准。 3.1.3特殊场合或与国外工程匹配的容器筒体的公称直径也可采用特殊尺寸系列或英制单位的国 外公称直径系列。

3.2.1中、低压圆筒形压力容器的封头型式优先采用标准型椭圆形封头，也可采用碟形封头、球 冠形封头、平盖、锥形封头以及球形封头。标准封头选用可按现行国家标准《压力容器封头》GB/T 25198的规定

3.2.7采用钢板作立式容器的顶盖或承受压力较低的承压部件临时性试验封头时，当筒体直径DN >1600mm时，顶盖宜考虑增设加强筋来提高封头刚性降低平板厚度。平板厚度及加强筋规格应根 据计算确定。加强筋的布置可采用平行布置、井字形布置以及环向和径向组合布置。

但不得大于Z3：4。顶板厚度应根据计算确定

3.3.1球冠形封头、无折边锥形封头与筒体或法兰焊接的焊缝应采用全焊透结构。 3.3.2以外径为基准的标准椭圆形封头与标准管法兰连接时，宜选用带颈对焊型管法兰，封头壁 厚应与法兰连接端部壁厚相适宜，在结构尺寸不受限制时，应采用增设简体短节连接。 3.3.3以内径为基准的标准椭圆形封头、碟形封头、折边锥形封头、平底形封头与标准压力容器 法兰连接时，封头的壁厚和直边高H应符合法兰连接的要求。当不能满足要求时，应采用增设简体 短节的方法。

4.1.1容器筒体的分段分节或端封头与简体的连接，可选用法兰连接。但法兰连接不宜在筒体直 径DN>3000mm，或设计压力pa>6.4MPa和设计温度Ta>350℃的场合使用。 4.1.2非密闭性要求的容器，其端盖与筒体的连接或筒体分段分节间的连接可采用角钢兼做法兰。 角钢兼做法兰时螺栓数量设置宜取4的倍数，螺栓孔的布置及螺栓孔的尺寸应符合相应规格角钢的 螺栓连接规线要求。 4.1.3以内径为公称直径的容器筒体间的连接或筒体与封头的连接所用法兰宜按现行行业标准《压 力容器法兰、垫片、紧固件》NB/T47020～47027一2012的规定选用；以钢管制作容器筒体时，筒体 间的连接或筒体与封头的连接法兰宜按现行行业标准《钢制管法兰》HG/T20592中PN系列标准选用。 4.1.4以英制单位为公称直径的容器筒体（含钢管做筒体）间的连接或筒体与封头的连接所用法 兰宜按现行行业标准《钢制管法兰》HG/T20615中Class系列和现行行业标准《大直径钢制管法兰》 HG/T20623中Class系列标准选用。 4.1.5真空容器的简体间连接或筒体与封头连接采用法兰连接时，可选用真空法兰标准，也可选 用压力容器法兰标准和钢制管法兰标准。选用压力容器法兰和钢制管法兰时，真空度为600mmHg 以下时，法兰的公称压力等级应大于等于0.6MPa；真空度≥600mmHg时，法兰的公称压力等级应 大于等于1.0MPa。 4.1.6对于盛装易爆介质和中度毒性危害介质的容器，容器法兰的公称压力等级选用不应低于 0.6MPa；对于盛装介质为极度和高度毒性危害介质、强渗透性介质的容器，容器法兰的公称压力等 级选用不应低于1.0MPa。 4.1.7连接法兰的密封面型式选用凹凸面或槽面，设备垂直布置时，凹面或槽面应向上；设备 水平布置时，凹面或槽面宜位于筒体上或固定不动的零部件上。 4.1.8当密封垫对密封面的表面粗糙度要求高于压力容器法兰标准中的规定时，应以密封垫的要 求为基准确定容器法兰密封面的表面粗糙度。

接尺寸可与国内或国外相同等级的英制法兰标准匹配，可匹配的国内或国外法兰标准参见现行行业 标准《钢制管法兰》HG/T20615一2009中Class系列标准附录D；现行行业标准《大直径钢制管法 兰》HG/T20623中Class系列的连接尺寸可与国内或国外相同等级的英制法兰标准匹配，可匹配的 国内或国外法兰标准参见现行行业标准《大直径钢制管法兰》HG/T20623一2009中Class系列标准 府录B。 4.2.2容器的接管法兰密封面型式选用凹凸面或样槽面时，设在容器顶部和侧面的接管应选用凹 面或槽面法兰；设在容器底部的接管应选用凸面或稗面法兰。 4.2.3对于盛装爆炸危险介质和中度毒性危害介质的容器，容器接管法兰的公称压力等级选用不 应低于1.6MPa；对于盛装极度和高度毒性危害介质、强渗透性介质的容器，容器接管法兰的公称压 力等级选用不应低于2.0MPa 4.2.4对于盛装极度和高度毒性危害介质、强渗透性的中度毒性危害介质、液化石油气的容器， 其接管法兰应选用带颈对焊法兰。 4.2.5对于低温工况、高温工况以及疲劳工况下的容器的接管法兰应选用带颈对焊管法兰。 4.2.6高压专用螺纹法兰、透镜垫及其紧固件可按相应现行行业标准选用。 4.2.7接管法兰密封面的表面粗糙度应以所选用的密封垫确定。常用密封垫的法兰的密封面表面 日新声可公老利信培国制篮注兰热山限国件洗西城产

4.3.1高压容器的筒体端部或容器特定接管连接端部的连接法兰宜根据所选密封结构型式进行法 兰、法兰盖或端盖、紧固件的设计。 4.3.2高压、高温、温度变化频繁、高冲蚀以及机械振动等场合的法兰连接宜采用有成熟使用经 捡的法兰。

4.4.1角钢法兰用垫片应选择全平面软垫片型式，垫片材料应根据介质特性选用，垫片厚度不得 小于1.5mm。 4.4.2压力容器法兰用垫片宜选用标准垫片，常用垫片标准包括现行行业标准《非金属软垫片》 NB/T47024、现行行业标准《缠绕垫片》NB/T47025、现行行业标准《金属包垫片》NB/T47026 现行国家标准《管壳式热交换器用垫片第1部分：金属包垫片》GB/T29463.1、现行国家标准《管 壳式热交换器用垫片第2部分：缠绕式垫片》GB/T29463.2、现行国家标准《管壳式热交换器用 热片第3部分：非金属软垫片》GB/T29463.3.

4.4.5接管法兰用垫片与介质等参数的匹配可参照附录B。 4.4.6压力和温度低的场合宜采用非金属软垫片和金属包覆垫片；压力和温度高的场合宜采用金 属垫片和金属复合垫片或金属缠绕垫片；压力和温度有波动的场合宜采用回弹性好和具有一定自紧 式作用的垫片。 4.4.7介质为环氧乙烷的场合，垫片宜选用聚四氟乙烯材料；钛材设备介质为盐水、湿氯气的场 合，垫片应选用乙丙橡胶材料。 4.4.8介质不允许微量纤维混入的场合不应采用含纤维性垫片。 4.4.9存在氢腐蚀的场合，金属垫片或非金属垫片的金属骨架和金属包敷材料宜采用奥氏体不锈钢 4.4.10高压容器宜采用自紧式或半自紧式垫片。 4.4.11 常用金属和非金属垫片的耐化学品性能可参照附录C，常用金属垫片使用的物理性能可参 照附录D。 44洗用

4.5.1压力容器法兰用螺柱应按现行行业标准《压力容器法兰用紧固件》NB/T47027选用。螺柱 与螺母材料的匹配应符合现行行业标准《压力容器法兰分类与技术条件》NB/T47020一2012中表2 法兰、垫片、螺柱、螺母材料匹配表的规定。 4.5.2钢制管法兰用螺栓、螺柱及螺母应按现行行业标准《钢制管法兰用紧固件》（PN系列）HG/T 20613和现行行业标准《钢制管法兰用紧固件》（Class系列）HG/T20634选用。钢制管法兰、垫 片、紧固件的匹配应符合现行行业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件选配规定》（PN系列)HG/T20614 和现行行业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件选配规定》（Class系列）HG/T20635的规定。 4.5.3角钢法兰用螺栓根据连接厚度可采用全螺纹六角头螺栓或六角头螺栓。 4.5.4奥氏体不锈钢法兰用螺栓、螺柱和螺母宜采用低于或与其有相近线膨胀系数的材料。 4.5.5高温、高压以及低温和疲劳工况下压力容器法兰用紧固件应采用中部较细的光杆式双头螺 柱或全螺纹螺柱。 4.5.6高温以及疲劳工况下法兰用紧固件不宜选用奥氏体不锈钢材料。 4.5.7M48及以上直径的紧固件应采用带控制上紧载荷的上紧装置，避免过大的上紧载荷。M48 及以上直径的螺母应配硬化平垫圈。 。幅松问距声满岛上坚法星的西格获的 主

4.5.6高温以及疲劳工况下法兰用紧固件不宜选用奥氏体不锈钢材料。 4.5.7M48及以上直径的紧固件应采用带控制上紧载荷的上紧装置，避免过大的上紧载荷。M48 及以上直径的螺母应配硬化平垫圈。

图4.5.8法兰径向尺寸及螺栓间距最小值

表4.5.8法兰径向尺寸及螺栓间距最小值

5.1.1容器需定期进行内部整理或检查时应设置专门的供出人或观察用的人孔、手孔或检查孔。 人孔和手孔宜按现行行业标准《钢制人孔和手孔》HG/T21514～HG/T21535和现行行业标准《衬 不锈钢人孔、手孔分类与技术条件》HG/T21594、现行行业标准《衬不锈钢人孔和手孔》HG/T21596～ HG/T21604的规定选用。 5.1.2容器公称直径大于等于1000mm时宜设置人孔。 5.1.3容器公称直径小于1000mm时宜考虑设置手孔或检查孔。 5.1.4容器上DN≥80mm的管口如能起到检查孔的作用，可不单独设置检查孔。 5.1.5容器公称直径小于等于300mm时可不设置检查孔。 5.1.6管壳式热交换器的壳程侧可不设置检查孔。

5.2.1容器及容器的每个分隔空间如不能利用管口或容器法兰对容器内部进行检查，应按表5.2.1 规定的数量设置检查孔。

表5.2.1检查孔设置的最少数量

5.3.1人孔、手孔、检查孔的设置位置应便于操作人员进出和检查。 5.3.2小直径立式容器的人孔、手孔或检查孔宜设置于顶盖上。大直径立式容器的人孔、手孔允 许设置于筒体上。容器设置2个或2个以上人孔时，立式容器宜分别设置于顶盖和筒体上。卧式容 器设置2个人孔时宜分别设置于筒体的两端。 5.3.3人孔、手孔用作容器装卸填料或触媒时，其轴线允许不垂直于筒体或封头经线。填料塔散

堆填料每段上下部应设置人孔或手孔，规整填料段下部可不设人孔或手孔。 5.3.4板式塔人孔间距不宜大于8m。 5.3.5球形容器的人孔设置应符合现行国家标准《钢制球形储罐》GB/T12337的规定。特殊场合 球罐底部可不设人孔。 5.3.6多层包扎高压容器的人孔宜设置在封头上。 5.3.7盛装固体物料的容器人孔宜设置在最高料位以上部位，固体物料范围内人孔应设置挡板。 5.3.8长圆形人孔或椭圆形人孔的长轴布置应位于圆简壳的纬线方向

5.4.1人孔、手孔的结构型式应根据设置于容器上的空间位置、开闭频繁程度、密封性要求以及 孔盖的质量等因素选择。 5.4.2开闭频繁时宜选用快开式人孔、手孔。空间位置狭小场合宜选用回转盖式人孔、手孔或吊 盖式人孔、手孔。 5.4.3孔盖质量大时宜选用吊盖式人孔。 5.4.4人孔、手孔造成介质不流动或流动差的死区对工艺操作产生影响时，宜选用筒节内设置挡 板的人孔、手孔。 5.4.5为保护人孔、手孔，并在不卸出填料或催化剂的情况下更换人孔、手孔垫片，宜采用筒节 内设置挡板的人孔、手孔。 批山丽热

5.4.1人孔、手孔的结构型式应根据设置于容器上的空间位置、开闭频繁程度、密封性要求以及 孔盖的质量等因素选择。 5.4.2开闭频繁时宜选用快开式人孔、手孔。空间位置狭小场合宜选用回转盖式人孔、手孔或吊 盖式人孔、手孔。 5.4.3孔盖质量大时宜选用吊盖式人孔。 5.4.4人孔、手孔造成介质不流动或流动差的死区对工艺操作产生影响时，宜选用筒节内设置挡 板的人孔、手孔。 5.4.5为保护人孔、手孔，并在不卸出填料或催化剂的情况下更换人孔、手孔垫片，宜采用筒节 内设置挡板的人孔、手孔。 54批部热动设久 营电活

5.5.1容器公称直径小于等于1000mm时宜选用不天于DN450的人孔。 5.5.2容器公称直径大于1000mm时应选用不小于DN500的人孔。 5.5.3北方地区或寒冷地区宜选用DN600的人孔。 5.5.4真空容器、储存毒性危害程度为极度、高度危害介质的或液化石油气的容器，储存强渗透 介质的压力容器，公称压力为中压、高压的容器宜选用公称直径小的人孔。 5.5.5手孔的公称直径不宜小于DN150。 5.5.6检查孔的公称直径不应小于DN80

人孔设在容器筒体上时，为进出方便在筒体内壁可附设梯子和把手，腐蚀性强的场合不 筒体内壁附设固定梯子和把手。 梯子和把手的结构布置与尺寸可参风图562.1和图562.

6 开孔、开孔补强、接管

6.1.1压力容器的圆筒、圆锥上开设长圆或椭圆孔时，孔的短轴宜与圆筒或圆锥的经线方向一致。 6.1.2凸形封头上开设长圆或椭圆孔时，开孔大小应按长圆或椭圆孔的长轴计算；筒体或圆锥上 开设长圆或椭圆孔，且短轴与圆筒或圆锥的经线方向一致时，开孔大小应按长圆或椭圆孔的短轴 计算。 6.1.3开孔接管的轴线不垂直于壳体经线时，开孔大小应按在经线方向的开孔尺寸计算。 6.1.4开孔位于圆筒体上在下列情况下，开孔边缘与相邻不连续点的最小距离W宜取2.5VD.5，和 36两者中较大值： 1圆筒体与椭圆形封头、碟形封头、半球形封头的连接； 2圆筒体与带折边或不带折边的正圆锥形封头、变径段的连接； 3圆筒体与带折边或不带折边的平封头或平板的连接； 4圆筒体与波形膨胀节的连接； 5圆筒体与法兰的连接。 6.1.5开孔位于正圆锥壳体上，且圆筒体是与圆锥壳的大端相连，开孔边缘与不连续点沿经线上 的最小距离W应取2.5VD/cosα和30n1两者中较大值。 6.1.6开孔位于正圆锥壳体或变径段上，且圆筒体是与圆锥壳的小端相连，开孔边缘与不连续点 没经线上的小距离W应大王等王25DS/cOSα

6.2.1局部补强可采用补强圈、厚壁管、锻制管，需要时也可采用补强圈和厚壁管联合补强结构 见图6.2.1。其补强面积按现行国家标准《压力容器第3部分：设计》GB/T150.3计算确定

部补强可采用补强圈、厚壁管、锻制管，需要时也可采用补强圈和厚壁管联合补强结构， 其补强面积按现行国家标准《压力容器第3部分：设计》GB/T150.3计算确定。

图6.2.1联合补强结构

6.2.7DN50及以下规格的接管开

6.3.1压力容器的接管应采用无缝钢管制作，当接管的公称直径DN>300mm时也可采用钢板卷制 6.3.2输送固体物料的管口内直径宜与对外连接的管道内径一致。 6.3.3压力容器接管的最小外伸长度不宜小于/DN·。 6.3.4接管及其连接法兰的伸出长度宜按下列尺寸考虑： 1接管轴线垂直于壳体经线时，接管及其连接法兰的密封面到经线外表面的长度值1可按 表6.3.4选取：

5.3.5接管与壳体连接形式可采用内伸式或平 采用内伸式结构，插人深度可按图6.3.5的要

6.3.5接管与壳体连接形式可采用内伸式或平齐式。采用内伸式结构，插人深度可按图6.3.5的要

图6.3.5接管与壳体连接形式

6.3.6容器上的小直径接管为避免受外部载荷影响产生弯曲应予以加强。接管加强推荐按下列方 式和尺寸考虑。 1接管公称尺寸DN≤25，伸出长度1≥150mm或DN≤45，伸出长度1≥200mm时，可采用 变径管方式加强或者设置筋板予以支撑； 2筋板截面尺寸可根据筋板长度按表6.3.6选取，筋板支撑按图6.3.6的要求布置

表6.3.6筋板支撑尺

图6.3.6接管筋板加强图

6.3.7平顶容器顶部液下泵口的加固形式见图6.3.7，筋板厚度一般为6mm～12mm，筋板数量可 采用4个或多个，筋板跨法兰螺栓布置。

6.3.8容器内伸接管端部分为自由端和固定端，固定形式见图6.3.8。

3容器内伸接管端部分为自由端和固定端，固定形式见图6.3.8。

图6.3.7液下泵口筋板加强图

图6.3.8内伸接管固定端固定形式图

液面计、视镜、温度计、压力表

7.1.1容器中盛装有液体、液化气体和气液共存物时应装设液面计。液面计分为就地显示液面计 和仪表室显示液面计，本规范仅适用于就地显示液面计。

7.1.2就地显示液面计可按表7.1.2送

表7.1.2液面计型式和适用范围

.1.3容器中盛装易爆介质和毒性危害程度为中度、高度、极度介质时不应选用玻璃管液面计和 玻璃浮子液面计。 7.1.4容器中盛装的液体流动受环境影响时宜选用带保温型或加热型结构的液面计。 7.1.5单一液面计高度不能够满足时也可采用多个液面计交错布置。 7.1.6单一磁性液面计的高度大于4m时应设中间支承。 7.1.7就地液面计与容器接管法兰之间宜设置截止阀门。 7.1.8容器上液面计接管的尺寸公差应符合相应标准的要求。 7.1.9液面计应远离进出料口，如无法避免宜设置防止液面波动结构

7.2.1需要随时直接观察容器内的操作状态 和界闻压装设视镜 7.2.2视镜可按下列现行行业标准选用： 1《压力容器视镜》NB/T47017

2 《带颈视镜标准图》HG/T21620； 3 《钢与玻璃烧结视镜》HG21605； 4 《衬里视镜标准图》HG/T21622。 7.2.3视镜宜配置不少于2个或者配置带灯的视镜，以便透光。 7.2.4对易挂壁或易起雾介质应装设视镜冲洗装置。 7.2.5当被观察的液位变化范围很小时，可采用视镜指示液面替代液面计。

7.3.1容器内介质温度或容器的器壁温度需要监测时应装设温度计或测温仪表。 7.3.2插入催化剂和填料中的温度计应设置保护套管。 7.3.3用于监测金属壁温的测温仪表触头的布置和固定方式应由设备专业和自控仪表专业共同确定，

7.4.1压力表接管宜铅直装设于容器顶部空间。 7.4.2容器内介质为气液共存物时，压力表宜装设于气相空间。 7.4.3压力表应避免装设在容器介质的进出口附近或有压力波动部位。

8.1.1压力容器在操作过程中出现超压时应装设安全超压泄放装置。超压泄放装置指安全阀、爆 破片装置、安全阀与爆破片装置的组合装置。 8.1.2压力容器的压力源来自压力容器外部，且能得到可靠控制时，安全超压泄放装置可不直接 装设在压力容器上。 8.1.3压力容器中介质为清洁、无颗粒、低黏度流体时宜选用安全阀。 8.1.4压力容器中介质为易沉淀、易结晶、易聚合、压力增长迅速、含有颗粒、有强腐蚀性和高 黏度流体时宜选用爆破片装置。 8.1.5为了最大限度地减少贵重介质、有毒介质或其他危害性介质通过安全阀向外泄漏，或为了 防止来自泄放管线的腐蚀性气体进人安全阀内部风电场标准规范范本，宜选用安全阀与爆破片装置的组合装置。

8.1.3压力容器中介质为清洁、无颗粒、低黏度流体时宜选用安全阀。

8.2泄放接管管口设置与面积

8.2.1压力容器上的超压泄放接管管口设置应是铅直的。泄放接管管口布置应避免位于介质的进 出口附近或有压力波动部位。 8.2.2压力容器上的超压泄放接管管口与超压泄放装置之间不应装设截止用阀门等。 8.2.3压力容器上的超压泄放接管的内截面积应根据现行国家标准《压力容器第1部分：通用 要求》GB/T150.1和有关规定确定。

将泄放物引至安全地点。 8.3.2泄放导管的直径应大于泄放装置的出口直径，并应依据泄放流速和距离计算确定 8.3.3泄放导管宜是铅直的。泄放导管直接引人室外排放时应设有防止雨、雪、尘等聚集在出口 处的装置。

布线标准将泄放物引至安全地点。

9.1.1鞍式支座适用于卧置圆筒形容器的支承。钢制鞍式支座可按现行行业标准《容器支座第1 部分：鞍式支座》NB/T47065.1选用。鞍式支座应按双支座支承考虑。鞍式支座底板中心线至封头 切线距离A宜取A≤0.2L，且A≤R/2，见图9.1.1。

9.1.1鞍式支座适用于卧置圆筒形容器的支承。钢制鞍式支座可按现行行业标准《容器支座第1