第3章 压力容器安全基础知识

1、第第3章章 压力容器安全基础知识压力容器安全基础知识 3.1 3.1 压力容器的定义压力容器的定义3.2 3.2 压力容器的压力来源、用途及特点压力容器的压力来源、用途及特点3.3 3.3 压力容器的参数压力容器的参数3.4 3.4 压力容器的分类压力容器的分类 3.5 3.5 压力容器的基本结构压力容器的基本结构 3.6 3.6 压力容器的安全性能要求压力容器的安全性能要求 3.7 3.7 压力容器的安全附件及保护装置压力容器的安全附件及保护装置 3.8 3.8 对压力容器介质的要求对压力容器介质的要求 3.9 3.9 压力容器的生产过程简介压力容器的生产过程简介 3.10 3.10 压力容

2、器的使用、检验与安全管理要求压力容器的使用、检验与安全管理要求3.11 3.11 压力容器的常见事故压力容器的常见事故3.12 3.12 压力容器安全技术规范和常用标准压力容器安全技术规范和常用标准3.1 压力容器的定义压力容器的定义 3.1.1 压力容器的定义压力容器的定义特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例所定义的压力容器是指盛装气体所定义的压力容器是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于于或者

3、等于2.5MPa的气体、液化气体和最高工作温度高于的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于乘积大于或者等于1.0MPaL的气体、液化气体和标准沸点等的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于于或者低于60液体的气瓶；氧舱等。液体的气瓶；氧舱等。压力容器的含义中包括其附属的安全附件、安全保护装置和压力容器的含义中包括其附属的安全附件、安全保护装置和与安全保护装置相关的设施。与安全保

4、护装置相关的设施。3.1 3.1 压力容器的定义压力容器的定义 3.1.2 3.1.2 固定式压力容器安全技术监察规程固定式压力容器安全技术监察规程规定的压力规定的压力容器监察范围容器监察范围包括压力容器本体和包括压力容器本体和安全附件。安全附件。压力容器本体：压力容器本体：（1 1）压力容器与外部管道或装置焊接连接的第一道环向接）压力容器与外部管道或装置焊接连接的第一道环向接头的坡口面、螺纹连接的第一个螺纹接头面、法兰连接的第一头的坡口面、螺纹连接的第一个螺纹接头面、法兰连接的第一个法兰密封面、专用连接件或管件连接的第一个密封面；个法兰密封面、专用连接件或管件连接的第一个密封面；（2）压力容

5、器开孔部分的承压盖及其紧固件；）压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件；（3）非受压元件与压力容器的连接焊缝。）非受压元件与压力容器的连接焊缝。 安全附件：安全附件： 压力容器的安全附件，包括直接连接在压力容器上的安压力容器的安全附件，包括直接连接在压力容器上的安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、安全联锁装置、压力表、全阀、爆破片装置、紧急切断装置、安全联锁装置、压力表、液位计、测温仪表等。液位计、测温仪表等。 3.2 3.2 压力容器的压力来源、用途及特点压力容器的压力来源、用途及特点3.2.1 3.2.1 压力容器的压力来源压力容器的压力来源压力容器的压力来源分为来自容器外部和来自压力容器的压力

6、来源分为来自容器外部和来自容器内部（容器内部（在容器内产生或增大）两种情况。在容器内产生或增大）两种情况。3.2.2 3.2.2 压力容器的用途压力容器的用途压力容器的用途极为广泛，它在基本建设、医疗卫生、地压力容器的用途极为广泛，它在基本建设、医疗卫生、地质勘探、石油化工、能源工业、科研、民用及军事工业等都质勘探、石油化工、能源工业、科研、民用及军事工业等都起着重要的作用。起着重要的作用。3.2.3 3.2.3 压力容器的特点压力容器的特点（1 1）固定式压力容器的特点）固定式压力容器的特点一般来说，固定式压力容器具有下列特点：一般来说，固定式压力容器具有下列特点： 具有爆炸的危险性。具有爆

7、炸的危险性。 介质种类繁多，千差万别。易燃易爆介质一旦泄漏，可介质种类繁多，千差万别。易燃易爆介质一旦泄漏，可引起爆燃。有毒介质泄漏，能引起中毒。一些腐蚀性强的介引起爆燃。有毒介质泄漏，能引起中毒。一些腐蚀性强的介质，会使容器很快发生腐蚀失效。质，会使容器很快发生腐蚀失效。 不同容器的工作条件差别大。有的容器承受高温高压；不同容器的工作条件差别大。有的容器承受高温高压；有的容器在低温环境下工作；有的容器投入运行后要求连续有的容器在低温环境下工作；有的容器投入运行后要求连续运行。运行。 材料种类多。材料种类多。（2 2）移动式压力容器的主要特点）移动式压力容器的主要特点活动范围大，运行环境条件复

8、杂，在运输和装卸过程中易活动范围大，运行环境条件复杂，在运输和装卸过程中易受冲击、振动，有时还可能发生碰撞、倾翻。受冲击、振动，有时还可能发生碰撞、倾翻。介质绝大多数是易燃、易爆以及有毒等液化气体，一旦发介质绝大多数是易燃、易爆以及有毒等液化气体，一旦发生事故，造成的损失大、社会影响大。生事故，造成的损失大、社会影响大。活动场所不固定，监督管理难度大。活动场所不固定，监督管理难度大。（3 3）气瓶的特点）气瓶的特点 容积小、结构相对简单、数量多，流动性大。容积小、结构相对简单、数量多，流动性大。 事故多数发生在充装环节。事故多数发生在充装环节。 充装单位、检验机构数量多，使用单位也多，还涉及千

9、家充装单位、检验机构数量多，使用单位也多，还涉及千家万户，监督管理难度大。万户，监督管理难度大。（4 4）医用氧舱的特点）医用氧舱的特点 是载人压力容器，运行时患者在医舱中，一旦发生事故，是载人压力容器，运行时患者在医舱中，一旦发生事故，就会有人员伤亡。就会有人员伤亡。 内部为高压氧，氧气浓度高，易发生火灾事故。内部为高压氧，氧气浓度高，易发生火灾事故。3.3 3.3 压力容器的参数压力容器的参数压力容器的主要工艺参数为压力、温度、介质。此外，容积、压力容器的主要工艺参数为压力、温度、介质。此外，容积、直径、壁厚也是重要的特性指标。直径、壁厚也是重要的特性指标。3.3.1 3.3.1 压力压力

10、 （1 1）工作压力）工作压力 工作压力指的是压力容器在正常工作情况下，顶部可能达工作压力指的是压力容器在正常工作情况下，顶部可能达到的最高压力（表压力。到的最高压力（表压力。 （2 2）设计压力）设计压力 设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于最高工作压力。度一起作为设计载荷条件，其值不低于最高工作压力。 （3 3）计算压力）计算压力 计算压力指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力计算压力指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。，其中包括液柱静压力。 （4 4）试验压力

11、）试验压力 试验压力指在压力试验时，容器顶部的压力。试验压力指在压力试验时，容器顶部的压力。 （5 5）实际最高工作压力）实际最高工作压力 实际最高工作压力是指在实际使用条件下的最高工作压力实际最高工作压力是指在实际使用条件下的最高工作压力。3.3.2 3.3.2 温度温度（1 1）设计温度）设计温度 设计温度系指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度设计温度系指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。设计温度与设计压力一起作（沿元件金属截面的温度平均值）。设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。为设计载荷条件。（2 2）试验温度）试验温度 试验温度指的是

12、压力试验时，壳体的金属温度。试验温度指的是压力试验时，壳体的金属温度。（3 3）实际工作温度）实际工作温度 实际工作温度是相对设计温度而言的一个参数，是容器在实际实际工作温度是相对设计温度而言的一个参数，是容器在实际工作情况下，元件的金属温度。工作情况下，元件的金属温度。3.3.3 3.3.3 介质介质压力容器的介质按物态可分为液态、气态和气液共存；按化压力容器的介质按物态可分为液态、气态和气液共存；按化学特性分为不燃、可燃、易燃、易爆介质等；按毒性程度分为学特性分为不燃、可燃、易燃、易爆介质等；按毒性程度分为极度危害、高度危害、中度危害和轻度危害（介质毒性程度不极度危害、高度危害、中度危害和

13、轻度危害（介质毒性程度不同时，其最高容许浓度不同）。同时，其最高容许浓度不同）。设计压力容器时，要确定其盛装何种介质。介质的特性，对设计压力容器时，要确定其盛装何种介质。介质的特性，对压力容器安全有很大影响。压力容器安全有很大影响。3.3.4 3.3.4 容积容积压力容器的大小，通常用其容积来表示。压力容器的容积指压力容器的大小，通常用其容积来表示。压力容器的容积指的是压力容器的几何容积，即由设计图标注的尺寸计算（不考的是压力容器的几何容积，即由设计图标注的尺寸计算（不考虑制造公差）并圆整，一般应当扣除永久连接在压力容器内部虑制造公差）并圆整，一般应当扣除永久连接在压力容器内部的内件体积。的内

14、件体积。3.3.5 3.3.5 直径直径公称直径是一种经标准化后的直径尺寸，它是按容器的直径公称直径是一种经标准化后的直径尺寸，它是按容器的直径尺寸大小排列成的具有一定数量的系列数值。该系列中各直径尺寸大小排列成的具有一定数量的系列数值。该系列中各直径值称为公称直径。对用钢板卷制的容器，其公称直径指内径；值称为公称直径。对用钢板卷制的容器，其公称直径指内径；而对于采用无缝钢管所制造的容器壳体，其公称直径指的是外而对于采用无缝钢管所制造的容器壳体，其公称直径指的是外径。径。3.3.6 3.3.6 厚度厚度计算厚度：计算厚度指按计算厚度：计算厚度指按GB 150GB 150和和GB 151GB 1

15、51标准有关公式计算标准有关公式计算得到的厚度。得到的厚度。设计厚度：系指计算厚度与腐蚀裕量之和。设计厚度：系指计算厚度与腐蚀裕量之和。名义厚度：系指设计厚度加上钢材负偏差后向上圆整至钢材名义厚度：系指设计厚度加上钢材负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度。标准规格的厚度。有效厚度：系指名义厚度减去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差。有效厚度：系指名义厚度减去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差。最小厚度：当压力容器设计压力较低时，根据强度计算所选最小厚度：当压力容器设计压力较低时，根据强度计算所选定的厚度较小，在制造、运输、安装或者使用时，容易变形，定的厚度较小，在制造、运输、安装或者使用时，容易变形，所以受压元件

16、的壁厚在满足强度计算所选定厚度的同时，还需所以受压元件的壁厚在满足强度计算所选定厚度的同时，还需满足一个规定厚度，这个厚度即为最小厚度。例：对碳素钢、满足一个规定厚度，这个厚度即为最小厚度。例：对碳素钢、低合金钢容器，不小于低合金钢容器，不小于3mm3mm，对高合金钢容器，不小于，对高合金钢容器，不小于2mm2mm。3.3.7 3.3.7 气瓶的技术参数气瓶的技术参数（1 1）公称工作压力和水压试验压力公称工作压力和水压试验压力 气瓶的公称工作压力，对于盛装永久气体的气瓶，系指在基气瓶的公称工作压力，对于盛装永久气体的气瓶，系指在基准温度时（一般为准温度时（一般为2020），所盛装气体的限定充

17、装压力；对于），所盛装气体的限定充装压力；对于盛装液化气体的气瓶，系指温度为盛装液化气体的气瓶，系指温度为6060时瓶内气体压力的上限时瓶内气体压力的上限值。盛装高压液化气体的气瓶，其公称工作压力不得小于值。盛装高压液化气体的气瓶，其公称工作压力不得小于8 8MPaMPa。盛装有毒和剧毒危害的液化气体的气瓶，其公称工作压力的。盛装有毒和剧毒危害的液化气体的气瓶，其公称工作压力的选用应适当提高。选用应适当提高。常用气体气瓶的公称工作压力和水压试验压力系列如表常用气体气瓶的公称工作压力和水压试验压力系列如表3-13-1规规定。从表中可看出，水压试验压力是公称工作压力的定。从表中可看出，水压试验压力

18、是公称工作压力的.5.5倍。倍。常用气体气瓶的公称工作压力见表常用气体气瓶的公称工作压力见表3 3- -2 2。 （2 2）气瓶的公称容积）气瓶的公称容积 气瓶的公称容积系列，在相应的产品标准中规定。气瓶的公称容积系列，在相应的产品标准中规定。3.4 3.4 压力容器的分类压力容器的分类压力容器的分类方法很多，举例如下。压力容器的分类方法很多，举例如下。3.4.1 3.4.1 固定式压力容器和移动式压力容器固定式压力容器和移动式压力容器压力容器按与地面固定或相对移动分成固定式压力容器和移压力容器按与地面固定或相对移动分成固定式压力容器和移动式压力容器。动式压力容器。 3.4.2 3.4.2 按

19、压力分类按压力分类 压力容器按设计压力分为低压容器、中压容器、高压容器压力容器按设计压力分为低压容器、中压容器、高压容器、超高压容器四种压力等级。压力等级的具体划分如下：、超高压容器四种压力等级。压力等级的具体划分如下： 低压（代号低压（代号L L），），0.1MPap0.1MPap1.6MPa1.6MPa； 中压（代号中压（代号M M），），1.6 MPap1.6 MPap10MPa10MPa； 高压（代号高压（代号H H），），10MPap10MPap100MPa100MPa； 超高压（代号超高压（代号U U），），p100MPap100MPa。3.4.3 3.4.3 按承压方式分类按承压

20、方式分类依照承压方式的不同，压力容器可分为内压容器和外压容器两依照承压方式的不同，压力容器可分为内压容器和外压容器两大类。大类。3.4.5 3.4.5 按外形分类按外形分类按照外形的不同，压力容器可分为圆筒形容器、球形容器、圆按照外形的不同，压力容器可分为圆筒形容器、球形容器、圆锥形容器和组合形容器。锥形容器和组合形容器。3.4.6 3.4.6 按制造方式分类按制造方式分类按照制造方式的不同，压力容器一般可分为焊接容器、铆接容按照制造方式的不同，压力容器一般可分为焊接容器、铆接容器、铸造容器、锻造容器及采用组合方式制造的容器。器、铸造容器、锻造容器及采用组合方式制造的容器。3.4.7 3.4.

21、7 按制造容器所用的材料分类按制造容器所用的材料分类根据制造容器所用材料的种类，可将压力容器分为金属容器和根据制造容器所用材料的种类，可将压力容器分为金属容器和非金属容器。其中金属容器又分为钢制压力容器和有色金属容器非金属容器。其中金属容器又分为钢制压力容器和有色金属容器。而钢制压力容器又分为碳钢容器、低合金钢容器和不锈钢容器。而钢制压力容器又分为碳钢容器、低合金钢容器和不锈钢容器。3.4.8 3.4.8 按容器承受压力时所处的应力状态分类按容器承受压力时所处的应力状态分类容器承受压力时，主要有两种应力状态，一是二向应力状态，容器承受压力时，主要有两种应力状态，一是二向应力状态，一是三向应力状

22、态。一是三向应力状态。在二向应力状态下工作的容器，又称为薄壁容器。在三向应力在二向应力状态下工作的容器，又称为薄壁容器。在三向应力状态下工作的容器，又称为厚壁容器。一般以容器外径与内径比状态下工作的容器，又称为厚壁容器。一般以容器外径与内径比值值K K的大小来划分厚壁与薄壁容器，的大小来划分厚壁与薄壁容器，K K1.11.11.21.2者为薄壁容器，者为薄壁容器，超过这个范围的为厚壁容器。超过这个范围的为厚壁容器。3.4.9 3.4.9 按壁温分类按壁温分类根据容器的设计温度，分为常温容器、高温容器和低温容器。根据容器的设计温度，分为常温容器、高温容器和低温容器。温度低于或等于温度低于或等于-

23、20-20条件下工作的容器为低温容器。条件下工作的容器为低温容器。3.4.10 3.4.10 按受热方式分类按受热方式分类按受热方式可分为直接受火加热容器与不直接受火加热容器。按受热方式可分为直接受火加热容器与不直接受火加热容器。3.4.11 3.4.11 按结构形式分类按结构形式分类根据结构形式可分为单层容器、多层容器、衬里容器、复合容根据结构形式可分为单层容器、多层容器、衬里容器、复合容器、夹套容器等。器、夹套容器等。3.4.12 3.4.12 按在生产工艺过程中的作用原理来分类按在生产工艺过程中的作用原理来分类按压力容器在生产工艺过程中的作用原理可以将压力容器分为按压力容器在生产工艺过程

24、中的作用原理可以将压力容器分为反应压力容器（代号反应压力容器（代号R R）、换热压力容器（代号）、换热压力容器（代号E E）、分离压力容）、分离压力容器（代号器（代号S S）和储存压力容器（代号）和储存压力容器（代号C C，其中球罐代号，其中球罐代号B B）。）。尽管压力容器的应用相当广泛，但是就其在生产工艺过程中发尽管压力容器的应用相当广泛，但是就其在生产工艺过程中发挥的作用而言，主要有四种作用，挥的作用而言，主要有四种作用，一是主要用于完成介质的物理、化学反应；图一是主要用于完成介质的物理、化学反应；图3 3- -1 1二是主要用于完成介质的热量交换；图二是主要用于完成介质的热量交换；图3

25、 3- -2 2三是主要用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体的净化分离三是主要用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体的净化分离；图；图3 3- -3 3四是主要用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质。图四是主要用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质。图3 3- -4 4图图3 3-1 1 反应压力容器反应压力容器 图图3 3-2 2 换热压力容器换热压力容器 图图3 3-3 3 分离压力容器分离压力容器 图图3 3-4 4（a a）球形储罐）球形储罐图图3 3-4 4（b b）卧式储罐）卧式储罐 3.4.13 固定式压力容器安全技术监察规程分类方法 固定式压力容器安全技术监察规程由设计压力、

26、容积和介质危害性三个因素决定容器类别，仍划为为三类（类、类和类），利用pV值在不同介质分组坐标图上查取相应的类别。 介质毒性危害程度和爆炸危险程度按照HG206602000压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危害程度分类确定。没有规定的，由设计单位参照GB504485职业性接触毒物危害程度分级的原则，决定介质组别。3.4.14 3.4.14 从压力容器中区分出简单压力容器从压力容器中区分出简单压力容器简单压力容器是一个新增加的概念，纳入简单压力容器管理简单压力容器是一个新增加的概念，纳入简单压力容器管理的压力容器，其材料、设计、制造、检验检测和使用均应符合的压力容器，其材料、设计、制造、检验检测和

27、使用均应符合简单压力容器安全技术监察规程简单压力容器安全技术监察规程的要求。的要求。简单压力容器应同时具备以下条件：简单压力容器应同时具备以下条件：（1 1）容器由筒体和平封头、凸形封头（不包括球冠形封头）容器由筒体和平封头、凸形封头（不包括球冠形封头），或者由两个凸形封头组成；，或者由两个凸形封头组成；（2 2）筒体、封头、接管等主要受压元件的材料为碳素钢、奥）筒体、封头、接管等主要受压元件的材料为碳素钢、奥氏体不锈钢；氏体不锈钢；（3 3）设计压力小于或者等于）设计压力小于或者等于1.61.6MPaMPa；（4 4）容积小于或者等于）容积小于或者等于10001000L L；（5 5）工作压

28、力与容积的乘积大于或者等于）工作压力与容积的乘积大于或者等于2.52.5MPaMPaL L，并且小，并且小于或者等于于或者等于10001000MPaMPaL L； （6 6）介质为空气、氮气和医用蒸馏水蒸发而成的水蒸气；）介质为空气、氮气和医用蒸馏水蒸发而成的水蒸气；（7 7）设计温度大于或者等于）设计温度大于或者等于2020，最高工作温度小于或者，最高工作温度小于或者等于等于150150；（8 8）非直接火焰的焊接容器。）非直接火焰的焊接容器。3.4.15 3.4.15 医用氧舱的分类医用氧舱的分类医用氧舱医用氧舱按规格分为大型舱、中型舱、小型舱和单（双）人舱；按规格分为大型舱、中型舱、小型

29、舱和单（双）人舱；按结构型式分为卧式加压舱、立式加压舱、卧式卧式加压按结构型式分为卧式加压舱、立式加压舱、卧式卧式加压舱群和卧式立式加压舱群；舱群和卧式立式加压舱群；按治疗人数分为多人氧舱、双人氧舱和单人氧舱；按治疗人数分为多人氧舱、双人氧舱和单人氧舱；按加压介质分为空气加压舱和氧气加压舱；按加压介质分为空气加压舱和氧气加压舱；按舱体材料分为金属材料壳体、有机玻璃材料壳体、帆布材按舱体材料分为金属材料壳体、有机玻璃材料壳体、帆布材料壳体等氧舱；料壳体等氧舱；按氧舱用途分为治疗舱、手术抢救舱和过渡舱等。按氧舱用途分为治疗舱、手术抢救舱和过渡舱等。3.4.16 3.4.16 气瓶的分类气瓶的分类（

30、1 1）按结构分类按结构分类从结构上可将气瓶分为无缝气瓶和焊接气瓶。从结构上可将气瓶分为无缝气瓶和焊接气瓶。氧、氮、氢等永久气体或二氧化碳、乙烷、氧化亚氮等高压氧、氮、氢等永久气体或二氧化碳、乙烷、氧化亚氮等高压液化气体，均使用无缝气瓶进行充装，其结构如图液化气体，均使用无缝气瓶进行充装，其结构如图3-243-24。而氨、氯、氟氯烷、而氨、氯、氟氯烷、LPGLPG等低压液化气体和溶解乙炔均使用焊等低压液化气体和溶解乙炔均使用焊接气瓶进行充装，其代表性结构如图接气瓶进行充装，其代表性结构如图3-263-26。（2 2）按材质分类）按材质分类如果以制造气瓶用的材料来分类，可分为：如果以制造气瓶用的

31、材料来分类，可分为：钢质气瓶、铝合金气瓶、复合气瓶、其他材料气瓶。钢质气瓶、铝合金气瓶、复合气瓶、其他材料气瓶。（3 3）按充装介质分类）按充装介质分类 按气体充装时的状态，可以分成永久气体气瓶、液化气体按气体充装时的状态，可以分成永久气体气瓶、液化气体气瓶和溶解气体气瓶。瓶装气体的临界温度小于气瓶和溶解气体气瓶。瓶装气体的临界温度小于-10-10的为永久的为永久气体；而临界温度大于或等于气体；而临界温度大于或等于-10-10，且小于或等于，且小于或等于7070的为高的为高压液化气体；临界温度大于压液化气体；临界温度大于7070的为低压液化气体。的为低压液化气体。 （4 4）按压力分类）按压力

32、分类 按公称工作压力或水压试验压力分为：高压气瓶、低压气按公称工作压力或水压试验压力分为：高压气瓶、低压气瓶。瓶。3.5 3.5 压力容器的基本结构压力容器的基本结构3.5.13.5.1 压力容器的零部件压力容器的零部件（1 1）概述）概述压力容器一般由壳体、接管和法兰、支座、内件和安全附件压力容器一般由壳体、接管和法兰、支座、内件和安全附件等几部分组成。等几部分组成。压力容器的零部件可分为受压元件和非受压力元件。压力容器的零部件可分为受压元件和非受压力元件。其中受压元件又分为主要受压力元件和非主要受压元件。其中受压元件又分为主要受压力元件和非主要受压元件。主要受压元件为壳体、封头（端盖）、膨

33、胀节、设备法兰，主要受压元件为壳体、封头（端盖）、膨胀节、设备法兰，球罐的球壳板，换热器的管板和换热管，球罐的球壳板，换热器的管板和换热管，M36M36以上的设备主螺以上的设备主螺栓及公称直径大于等于栓及公称直径大于等于250250mmmm的接管和管法兰。的接管和管法兰。 （2 2）壳体）壳体对于球型容器，壳体即球体。对于数量最大的圆筒形容器对于球型容器，壳体即球体。对于数量最大的圆筒形容器，壳体主要由筒体和封头组成。有设备法兰的容器，设备法，壳体主要由筒体和封头组成。有设备法兰的容器，设备法兰也属于壳体的组成部分。兰也属于壳体的组成部分。 筒体筒体单层卷焊式是应用最为广泛的整体式筒体结构。它

34、是由卷单层卷焊式是应用最为广泛的整体式筒体结构。它是由卷板机将钢板卷成圆筒或用水压机将钢板压制成两个半圆，然板机将钢板卷成圆筒或用水压机将钢板压制成两个半圆，然后焊上纵焊缝制成筒节，最后通过焊接环焊缝将若干筒节与后焊上纵焊缝制成筒节，最后通过焊接环焊缝将若干筒节与筒节及封头组合起来，形成压力容器的外壳。筒节及封头组合起来，形成压力容器的外壳。 封头封头封头分为凸形封头、锥形封头和平盖。凸形封头包括椭圆封头分为凸形封头、锥形封头和平盖。凸形封头包括椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头和半球形封头（见图形封头、碟形封头、球冠形封头和半球形封头（见图3-53-5）。）。其中椭圆形封头使用的最为广泛。其中

35、椭圆形封头使用的最为广泛。 设备法兰设备法兰容器的可拆连接结构一般都是采用法兰连接。设备法兰多容器的可拆连接结构一般都是采用法兰连接。设备法兰多数是标准件，按照数是标准件，按照压力容器法兰分类与技术条件压力容器法兰分类与技术条件（JB/T JB/T 4700470020002000）的要求进行制造。）的要求进行制造。 （a a）椭圆形封头）椭圆形封头 （b b）碟形封头）碟形封头 （c c）球冠形封头）球冠形封头图图3 3-5 5 三种凸形封头示意图三种凸形封头示意图（3 3）开孔补强）开孔补强 压力容器开孔之后，由于截面的削减和结构连续性被破压力容器开孔之后，由于截面的削减和结构连续性被破坏

36、，再加上接管的因素，会产生较大的应力集中，使得开坏，再加上接管的因素，会产生较大的应力集中，使得开孔接管处成为压力容器的薄弱环节。为消除这个薄弱环节孔接管处成为压力容器的薄弱环节。为消除这个薄弱环节，对开孔处经常采用补强结构。常用的补强结构有补强圈，对开孔处经常采用补强结构。常用的补强结构有补强圈、厚壁管补强和整体补强三种（见图、厚壁管补强和整体补强三种（见图3-63-6）。）。（4 4）支座）支座 压力容器的支座一般分为直立设备支座、卧式设备支座压力容器的支座一般分为直立设备支座、卧式设备支座和球形容器支座。直立设备支座分为耳式支座、支承式支和球形容器支座。直立设备支座分为耳式支座、支承式支

37、座和裙式支座。球形容器支座国内比较常见的有柱式支座座和裙式支座。球形容器支座国内比较常见的有柱式支座和裙式支座两大类。卧式设备支座分为鞍座、圈座和支承和裙式支座两大类。卧式设备支座分为鞍座、圈座和支承式支座。式支座。（5 5）压力容器的密封）压力容器的密封 密封结构分成强制密封、半自紧密封和自紧密封。常见密封结构分成强制密封、半自紧密封和自紧密封。常见的法兰连接即是一种强制密封。的法兰连接即是一种强制密封。（6 6）压力容器的安全附件）压力容器的安全附件（a a）补强圈）补强圈 （b b）整体锻件补强）整体锻件补强 （c c）厚壁管补强结构）厚壁管补强结构图图3 3-6 6 开孔补强的三种型式

38、开孔补强的三种型式3.5.23.5.2 压力容器的基本结构压力容器的基本结构（1 1）固定式压力容器的基本结构固定式压力容器的基本结构 薄壁圆筒形卧式容器薄壁圆筒形卧式容器图图3-73-7为卧式储罐，它由筒体、封头、人孔、接管、支座等为卧式储罐，它由筒体、封头、人孔、接管、支座等组成。组成。 立式高压容器立式高压容器立式高压容器的结构见图立式高压容器的结构见图3-83-8。绕带式高压容器绕带式高压容器绕带式高压容器的结构见图绕带式高压容器的结构见图3-93-9。 超高压容器超高压容器典型的超高压容器为人造水晶釜，其结构见图典型的超高压容器为人造水晶釜，其结构见图3-103-10。 塔式容器塔式

39、容器塔式容器的结构见图塔式容器的结构见图3-113-11。图。图3-123-12是石化装置中的塔式容器是石化装置中的塔式容器实物照片。实物照片。 球形储罐球形储罐球形储罐的结构见图球形储罐的结构见图5-135-13。图图37 37 卧式储罐卧式储罐1.1.接管；接管；2.2.人孔；人孔；3.3.封头；封头；4.4.筒体；筒体；5.5.支座支座;6.;6.液面计液面计图图38 38 立式高压容立式高压容器器1.高压螺栓；2.主螺母；3.顶盖；4.密封垫；5.主螺栓；6.顶法兰；7.内胆；8.层板；9.底封头 图图39 39 绕带高压压力容器绕带高压压力容器1.1.简体（单层）；简体（单层）；2.

40、2.钢带；钢带；3.3.钢带层钢带层 图图310 310 人造水晶人造水晶釜釜1.1.起吊环；起吊环；2.2.顶部压环；顶部压环；3.3.螺纹；螺纹；4.4.密封环；密封环；5.5.釜体；釜体；6.6.堵底螺帽；堵底螺帽；7.7.螺纹；螺纹；8.8.固定螺孔固定螺孔 图图3-11 3-11 板式塔板式塔1.1.裙座；裙座；2.2.裙座人孔；裙座人孔；3.3.塔底液体出口；塔底液体出口； 4.4.裙座排气孔；裙座排气孔；5.5.塔体；塔体；6.6.人孔；人孔；7.7.蒸汽入口；蒸汽入口；8.8.塔盘；塔盘；9.9.回流口；回流口；10.10.吊柱；吊柱；11.11.塔顶蒸汽出口；塔顶蒸汽出口；1

41、2.12.进料口进料口图图312 塔式塔式容器容器 （a a）球罐整体）球罐整体 （b b）支座）支座图图3 313 13 球罐球罐（a a）1.1.上极；上极；2.2.上温带；上温带；3.3.赤道带；赤道带；4.4.下温带；下温带；5.5.下极；下极；6.6.接管、人孔；接管、人孔；7.7.拉杆；拉杆；8.8.支柱；支柱；9.9.梯子平台；梯子平台；10.10.安全附件。安全附件。（b b）1.1.球壳；球壳；2.2.通气口；通气口；3.3.下支耳；下支耳；4.4.地脚螺栓；地脚螺栓；5.5.基础；基础；6.6.底板；底板；7.7.接地板；接地板；8.8.沉降测定仪；沉降测定仪；9.9.下支

42、段支柱；下支段支柱；10.10.防火层；防火层；11.11.上支耳；上支耳；12.12.上段支柱上段支柱 卧式硫化罐卧式硫化罐卧式硫化罐是典型的快开门式压力容器，其结构见图卧式硫化罐是典型的快开门式压力容器，其结构见图3-143-14。它由罐体它由罐体1 1、罐底、罐底2 2、错齿式罐盖、错齿式罐盖3 3组成，整个硫化罐支承在支组成，整个硫化罐支承在支座座5 5上。卧式硫化罐的快开门应当装设联锁装置。上。卧式硫化罐的快开门应当装设联锁装置。 夹套式压力容器夹套式压力容器夹套式压力容器的结构见图夹套式压力容器的结构见图3-153-15。 管壳式换热器管壳式换热器管壳式换热器分为固定板式换热器、管

43、壳式换热器分为固定板式换热器、U U形管式换热器、浮头形管式换热器、浮头式换热器、填料函式换热器。式换热器、填料函式换热器。固定管板式列管换热器的结构见图固定管板式列管换热器的结构见图3-163-16。 铸铁烘缸铸铁烘缸图图3-173-17所示为铸铁烘缸，它由圆筒形缸体所示为铸铁烘缸，它由圆筒形缸体1 1和可拆的两端缸和可拆的两端缸盖盖2 2组成。烘缸一端有齿轮传动组成。烘缸一端有齿轮传动5 5，使其绕盖中心的轴颈转动，使其绕盖中心的轴颈转动，另一端中心轴内设有蒸汽导入管另一端中心轴内设有蒸汽导入管3 3及冷凝水导出管及冷凝水导出管4 4，冷凝水是，冷凝水是利用虹吸原理而导出缸外，操作时缸体连

44、续转动，蒸汽和冷凝利用虹吸原理而导出缸外，操作时缸体连续转动，蒸汽和冷凝水连续流入和排出。一侧端盖上设有人孔水连续流入和排出。一侧端盖上设有人孔6 6，以便进入缸内检，以便进入缸内检查及维修。查及维修。图图3-14 3-14 卧式硫化罐卧式硫化罐1.1.罐体；罐体；2.2.罐底；罐底；3.3.错齿式罐盖；错齿式罐盖；5.5.支座支座图图3-15 3-15 夹套式夹套式压力容器压力容器1.1.电机减速器；电机减速器；2.2.机座；机座；3.3.主螺栓；主螺栓；4.4.主螺母；主螺母；5.5.容器法兰；容器法兰；6.6.支座；支座；7.7.转轴；转轴；8.8.搅拌桨；搅拌桨；9.9.锥底；锥底；1

45、0.10.锥形夹套锥形夹套图图3-16 3-16 固定管板式固定管板式列管换热器列管换热器1.1.管箱；管箱；2.2.主螺栓；主螺栓；3.3.主螺母；主螺母；4.4.容器法兰；容器法兰；5.5.管板（兼作法兰）管板（兼作法兰）； 6.6.膨胀节；膨胀节；7.7.定距杆；定距杆；8.8.定距管；定距管；9.9.折流板；折流板；10.10.列管；列管；11.11.管板管板图图3-17 3-17 铸铁烘缸铸铁烘缸1.1.缸体；缸体；2.2.缸盖；缸盖；3.3.蒸汽导入管；蒸汽导入管；4.4.冷凝水导出管；冷凝水导出管；5.5.齿轮传动；齿轮传动；6.6.人孔人孔（2 2）移动式压力容器的基本结构）移

46、动式压力容器的基本结构 液化石油气汽车罐车液化石油气汽车罐车液化石油气汽车罐车的结构见图液化石油气汽车罐车的结构见图1-181-18。 液化气体铁路罐车液化气体铁路罐车液化气体铁路罐车的结构见图液化气体铁路罐车的结构见图3-193-19。（3 3）医用氧舱的基本结构）医用氧舱的基本结构医用氧舱一般由舱体，配套压力容器，供、排气系统，供、排医用氧舱一般由舱体，配套压力容器，供、排气系统，供、排氧系统，电气系统，空调系统，消防系统及所属的仪器、仪表氧系统，电气系统，空调系统，消防系统及所属的仪器、仪表和控制台等部分组成。和控制台等部分组成。图图3-203-20为双人氧气加压舱；为双人氧气加压舱；图

47、图3-213-21为中压空气加压舱；为中压空气加压舱；图图3-223-22为医用婴儿压力氧舱。为医用婴儿压力氧舱。 图图318 318 液化石油气汽车罐车液化石油气汽车罐车1.1.驾驶室；驾驶室；2.2.气路系统；气路系统；3.3.梯子；梯子；4.4.阀门箱；阀门箱；5.5.支架；支架；6.6.档泥板；档泥板；7.7.罐体；罐体；8.8.固定架；固定架；9.9.转栏；转栏；10.10.后保险杠尾灯；后保险杠尾灯；11.11.接地链；接地链；12.12.旋转式液面计；旋转式液面计；13.13.铭牌；铭牌；14.14.内装式安全阀；内装式安全阀；15.15.人孔人孔图图3 3-19-19 液化气体

48、铁路罐车液化气体铁路罐车1.1.底架；底架；2.2.罐车；罐车；3.3.拉紧带；拉紧带；4.4.遮阳罩；遮阳罩；5.5.中间托板；中间托板；6.6.操作台；操作台； 7.7.阀门箱；阀门箱；8.8.安全阀；安全阀；9.9.外梯；外梯；10.10.拉阀；拉阀；11.11.拉阀手柄拉阀手柄 图图3-20 3-20 双人氧气加压舱双人氧气加压舱 图图3-21 中型空气加舱内部照片中型空气加舱内部照片 图图322 322 医用婴儿压力氧舱医用婴儿压力氧舱 （4 4）气瓶的基本结构）气瓶的基本结构无缝气瓶、液化石油气钢瓶、焊接气瓶和溶解乙炔气瓶的基无缝气瓶、液化石油气钢瓶、焊接气瓶和溶解乙炔气瓶的基本结

49、构。本结构。无缝气瓶典型结构型式无缝气瓶典型结构型式无缝气瓶按其端部结构即底部形状分为无缝气瓶按其端部结构即底部形状分为H H型、凹形、凸形、型、凹形、凸形、带底座凸形、双口等五种型式。凹形底和带底座凸形底气瓶的带底座凸形、双口等五种型式。凹形底和带底座凸形底气瓶的结构及其主要附件，见图结构及其主要附件，见图3-233-23。无缝气瓶的附件较为简单，只有瓶阀、瓶帽和防震圈。无缝气瓶的附件较为简单，只有瓶阀、瓶帽和防震圈。 图图3 32 23 3 无缝气瓶无缝气瓶1.1.瓶帽；瓶帽；2.2.瓶阀；瓶阀；3.3.瓶口；瓶口；4.4.瓶颈；瓶颈；5.5.瓶圈；瓶圈； 6.6.瓶肩；瓶肩；7.7.筒体

50、；筒体；8.8.瓶根；瓶根；9.9.瓶底；瓶底；10.10.底座底座液化石油气钢瓶液化石油气钢瓶液化石油气钢瓶是从焊接气瓶中分离出来的，其单独有制液化石油气钢瓶是从焊接气瓶中分离出来的，其单独有制造标准。液化石油气钢瓶的结构型式如图造标准。液化石油气钢瓶的结构型式如图3-243-24。我国的液化石油气钢瓶有三种规格，即我国的液化石油气钢瓶有三种规格，即YSP10YSP10、YSP15YSP15和和YSP50YSP50。YSP15YSP15瓶体由上下两封头组成瓶体由上下两封头组成 （即两件组装型式），中（即两件组装型式），中间环焊缝，上下封头连接为一侧采用缩口型式，即将一封头间环焊缝，上下封头连

51、接为一侧采用缩口型式，即将一封头的端部缩径插入与之相焊接的另一封头的筒端，起榫插式对的端部缩径插入与之相焊接的另一封头的筒端，起榫插式对接环焊缝衬圈作用（早期的钢瓶二个封头连接为带衬圈的单接环焊缝衬圈作用（早期的钢瓶二个封头连接为带衬圈的单面焊）。阀座焊接在气瓶上封头上，用以装配瓶阀零件。瓶面焊）。阀座焊接在气瓶上封头上，用以装配瓶阀零件。瓶耳是连接护罩与瓶体并起定位作用的零件。底座是为使凸形耳是连接护罩与瓶体并起定位作用的零件。底座是为使凸形底气瓶能稳定站立，与瓶体固定连接的座圈式零件，但底座底气瓶能稳定站立，与瓶体固定连接的座圈式零件，但底座上一定要钻孔或留有开口处。因为气瓶立于地面上，瓶

52、底与上一定要钻孔或留有开口处。因为气瓶立于地面上，瓶底与地平面有一空间，容易存有湿气以及由于昼夜温差而形成的地平面有一空间，容易存有湿气以及由于昼夜温差而形成的水珠和雨水，底座上有孔，可以防止其产生腐蚀作用。水珠和雨水，底座上有孔，可以防止其产生腐蚀作用。液化石油气钢瓶的附件有护罩和瓶阀。液化石油气钢瓶的附件有护罩和瓶阀。图图3-24 3-24 液化石油气钢瓶液化石油气钢瓶1.护罩；2.瓶阀；3.瓶耳；4.阀座；5.缩口；6.底座焊接气瓶焊接气瓶焊接气瓶的典型结构见图焊接气瓶的典型结构见图3-253-25。溶解乙炔气瓶溶解乙炔气瓶溶解乙炔气瓶的典型结构见图溶解乙炔气瓶的典型结构见图3-263-

53、26。气瓶附件气瓶附件气瓶附件是指瓶帽、瓶阀、易熔合金塞和防震圈。气瓶附气瓶附件是指瓶帽、瓶阀、易熔合金塞和防震圈。气瓶附件是气瓶的重要组成部分，对气瓶安全使用起着非常重要的件是气瓶的重要组成部分，对气瓶安全使用起着非常重要的作用。作用。图图3-25 3-25 焊接气瓶焊接气瓶1.1.瓶帽；瓶帽；2.2.瓶阀；瓶阀；3.3.阀座；阀座；4.4.护罩；护罩；5.5.导管；导管；6.6.衬圈；衬圈； 7.7.筒体；筒体；8.8.易熔塞座；易熔塞座；9.9.易熔合金塞易熔合金塞 图图3-26 3-26 溶解乙炔气瓶溶解乙炔气瓶 无缝：无缝：1.1.瓶帽；瓶帽；2.2.瓶阀；瓶阀；3.3.颈圈；颈圈；

54、4.4.瓶肩；瓶肩；5.5.填料；填料；6.6.筒体；筒体；7.7.瓶座瓶座焊接：焊接：1.1.瓶帽；瓶帽；2.2.瓶阀；瓶阀；3.3.瓶颈；瓶颈；4.4.上封头；上封头；5.5.填料；填料；6.6.下封头；下封头；7.7.底座底座 气瓶的颜色标志和钢印标志气瓶的颜色标志和钢印标志气瓶的颜色标志系指气瓶外表面的瓶色、字样、字色和色环，气瓶的颜色标志系指气瓶外表面的瓶色、字样、字色和色环，其作用是气瓶种类识别根据。气瓶外表面的颜色、字样和色环其作用是气瓶种类识别根据。气瓶外表面的颜色、字样和色环，必须符合，必须符合GB 7144GB 7144气瓶颜色标志气瓶颜色标志的规定，并在瓶体上以的规定，并

55、在瓶体上以明显字样注明产权单位和充装单位。常见介质气瓶颜色标志见明显字样注明产权单位和充装单位。常见介质气瓶颜色标志见表表3-33-3。3.6 3.6 压力容器的安全性能要求压力容器的安全性能要求以下主要介绍以下主要介绍压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程的相关内容。的相关内容。医用氧舱、非金属压力容器（非金属材料有石墨、玻璃钢、塑医用氧舱、非金属压力容器（非金属材料有石墨、玻璃钢、塑料）和气瓶的安全性能要求以及移动式压力容器的一些其他安料）和气瓶的安全性能要求以及移动式压力容器的一些其他安全性能要求可查阅相应的安全技术监察规程。全性能要求可查阅相应的安全技术监察规程。3.6.1

56、3.6.1 压力容器的基本要求压力容器的基本要求压力容器应当达到以下基本要求：压力容器应当达到以下基本要求：（1 1）运行安全可靠。）运行安全可靠。（2 2）使用年限达到要求。）使用年限达到要求。（3 3）制造、安装、操作、维修及运输方便。）制造、安装、操作、维修及运输方便。3.6.2 3.6.2 压力容器承压部分的安全性能要求压力容器承压部分的安全性能要求 压力容器对以下项目有相应的规定，保证容器安全性能符压力容器对以下项目有相应的规定，保证容器安全性能符合要求：合要求：（1 1）整体要求）整体要求 设计压力、设计压力、强度、刚度、稳定性、耐久性、密封性强度、刚度、稳定性、耐久性、密封性设计

57、压力不得低于最高工作压力，装有安全泄放装置的设计压力不得低于最高工作压力，装有安全泄放装置的压力容器，其设计压力不得低于安全阀的开启压力或爆破片压力容器，其设计压力不得低于安全阀的开启压力或爆破片的爆破压力。的爆破压力。压力容器必须具有足够的强度，否则，受压元件在压力压力容器必须具有足够的强度，否则，受压元件在压力作用下会产生塑性变形，直径增大，壁厚变薄，最后导致容作用下会产生塑性变形，直径增大，壁厚变薄，最后导致容器破裂失效。钢制压力容器、有色金属制压力容器、铸钢压器破裂失效。钢制压力容器、有色金属制压力容器、铸钢压力容器、铸铁压力容器受压元件的强度计算依据的标准不同力容器、铸铁压力容器受压

58、元件的强度计算依据的标准不同，其中钢制压力容器受压元件的强度计算，以及许用应力的，其中钢制压力容器受压元件的强度计算，以及许用应力的选取，应按选取，应按钢制压力容器钢制压力容器（GB 1501998）、）、管壳式管壳式换热器换热器（GB 1511999）、）、钢制球形储罐钢制球形储罐（GB 123371998）和）和钢制压力容器钢制压力容器分析设计标准分析设计标准（JB 47321995）等标准的有关规定执行。等标准的有关规定执行。 压力容器必须具有足够的刚度，否则会由于弹性变形过大压力容器必须具有足够的刚度，否则会由于弹性变形过大丧失正常的工作能力。丧失正常的工作能力。 压力容器必须具有足够

59、的稳定性，否则，会因几何形状突压力容器必须具有足够的稳定性，否则，会因几何形状突然改变而失效。然改变而失效。 耐久性是指容器的使用寿命。即能否长时间使用的性能。耐久性是指容器的使用寿命。即能否长时间使用的性能。设计压力容器时，应有足够的腐蚀裕量。在设计压力容器时，设设计压力容器时，应有足够的腐蚀裕量。在设计压力容器时，设计者一般要先确定一个使用年限（计者一般要先确定一个使用年限（10年、年、20年等）。该使用年限年等）。该使用年限与容器的实际使用年限是不同的，压力容器的实际使用年限取决与容器的实际使用年限是不同的，压力容器的实际使用年限取决于容器的疲劳、腐蚀或磨蚀速率等因素。于容器的疲劳、腐蚀

60、或磨蚀速率等因素。 （2）材料）材料压力容器用金属材料和焊接材料的质量和规格均应符合相压力容器用金属材料和焊接材料的质量和规格均应符合相应的国家标准和行业标准。应的国家标准和行业标准。（3）容器结构）容器结构 受压元件焊缝不宜采用十字焊缝。相邻两筒节间的纵缝受压元件焊缝不宜采用十字焊缝。相邻两筒节间的纵缝和封头拼接焊缝与相邻筒节的纵缝应错开，焊缝中心线之间和封头拼接焊缝与相邻筒节的纵缝应错开，焊缝中心线之间的外圆弧长一般应大于筒体厚度的的外圆弧长一般应大于筒体厚度的3倍，且不小于倍，且不小于100 mm。 （4）焊接接头）焊接接头 焊接接头型式焊接接头型式 焊制压力容器的筒体纵向接头、筒节与筒