压力容器安全基础知识

1、压力容器安全基础知识王昕 渭南特检所一、 概论特种设备：是涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施。特种设备的分类及基本概念：锅炉、是提供蒸汽或热水介质及提供热能的特种设备。我国同世界上其它国家一样，对锅炉安全非常重视。由质量技术监督部门对其安全进行监督。锅炉的设计、制造、安装、运行、维修、改造、检验等必须依照国家颁发的规范、标准进行。压力容器、是在一定的温度和压力下进行工作且介质复杂的特种设备，使用领域广阔，危险性高。为保证压力容器的质量，检验活动从设计开始，经制造、安装和维修直至在役定期检验。压力管道、是生产活动中广泛使用的可能引

2、起爆炸或中毒等危险性较大的特种设备，分布极广，已经成为流体输送到重要工具。压力管道的安全同样涉及设计、制造、安装、检验、使用、修理等多个环节。电梯、服务于规定楼层的固定式提升设备。随着国民经济与城市建设的发展，电梯的使用量与日俱增，已成为现代建筑中不可缺少的交通工具，成为衡量一个城市现代化程度的标志。游乐设施、是指用于经营目的，在封闭的区域内运行，承载有游客游乐的设施。随着科学的发展，社会的进步，现代游艺机和游乐设施充分运用了机械、电、光、声、水、力等先进技术，集知识性、趣味性、科学性、惊险性于一体，深受广大青少年、儿童的普遍喜爱。对丰富人们的娱乐生活，锻炼人们的体魄，陶冶人们的情操，美化城市

3、环境，发挥了积极的作用。起重机械、是指用于垂直升降或垂直升降并水平移动重物的机电设备。客运索道、是指动力驱动，利用柔性绳索牵引箱体等运载工具运送人员的机电设备。，包括客运架空索道、客运缆车、客运拖牵索道等。场（厂）内专用机动车辆，是指除道路交通、农用车辆以外仅在工厂厂区、旅游景区、游乐场所等特定区域使用的专用机动车辆。二、 压力容器1、 定义（1）从压力容器名称上理解，凡承受流体介质压力的密闭腔体都可称作压力容器。但是，具备这种特点的设备很多，其危险性有很大区别，它们中的一部分划入了特种设备安全监察范围。 （ 2）、按国标150-98钢制压力容器的规定： 设计压力0.1MPa为常压压力容器，

4、设计压力0.1MPa为压力容器。 （ 3）、从安全角度讲，单纯以压力高低来定压力容器是不够全面的，因为压力不是表征安全性能的唯一表志。 在相同压力下，容器的容积越大，其积蓄的能量就越大，气体的危害程度大于液体，尤其易燃易爆气体或液化气体。如果发生爆炸，除爆炸造成的损失外，由于介质泄漏或扩散而引起的化学爆炸，起火燃烧，中毒污染，导致的后果其及严重，所以压力、容积、介质特性是与安全相关的三大重要参数。 （4）、从容规上讲，同时具备三个条件 1）、P0.1MPa（不含液体静压力）； 2）、容积V0.025M3,内直径（非圆形截面指其最大尺寸）0.15M; 3、盛装介质为气体、液化气体、或最高工作温度

5、高于等于标准沸点的液体。 （5）、从条例上讲 盛装气体或液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力PW0.1MPa（表压），且P×V2.5MPaL气体或液化气体和最高工作温度高于或等于标准沸点的液体的固定式容器或移动式容器； 盛装公称压力0.2MPa（表压），且P×V1.0MPaL的气体、液化气体和标准沸点等于或低于60的液体的气瓶、医用氧舱等。 条例解释最具有权威性，只要符合上述规定的即为压力容器，其设计、制造、安装、使用、检验、修理、改造和管理都必须接受安全监察。压力容器的含义中包括其附属的安全附件、安全保护装置和安全保护装置相关的设施。注意：条例和容规关于

6、压力容器定义是有区别的，前者大于后者。2、容规规定的压力容器监察范围监察范围除本体外，还包括：（1） 压力容器与外部管道或装置焊接连接的第一道环向焊缝的焊接坡口、螺纹连接的第一个螺纹接头、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；（2） 压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件；（3） 非受压组件与压力容器本体连接的焊接接头；（4） 压力容器上所用的安全附件。三、 压力容器的压力来源压力来源分为来自容器外部和容器内部（在容器内产生或增大）两种情况：1、 来自容器外部 由各类气体、液化气体压缩机泵供给压力，工作压力取决于压缩机出口和泵出口的压力。 由蒸汽锅炉、废热锅炉供给的压力。

7、工作压力取决于锅炉出口的蒸汽压力或经减压后的蒸汽压力。2、 来自容器内部 气态介质由于温度升高导致体积膨胀受限，产生压力或是压力增大。 液体介质受热汽化，压力既为该温度下的饱和蒸气压。以水为例，当工作温度为120，饱和蒸气压约为0.2MPa，当工作温度为200时，饱和蒸气压约为1.56 MPa。 液化气体介质，以气液两相共存，压力就是随着温度变化的饱和蒸气压。各种不同液体在不同温度下有不同饱和蒸气压，例如液氨20时的饱和蒸气压是0.75 MPa，50时的饱和蒸气压是1.93 MPa；丙烷50时的饱和蒸气压是1.704 MPa。 充满液态介质，由于温度升高导致液体体积膨胀，容器的压力取决于液体的

8、体积膨胀系数。例如液化石油气的体积膨胀系数是水的1016倍，当液化石油气以液态充满整个容器时，压力随温度上升十迅速。温度每上升1时，压力将上升2.183.18 MPa，因此在容器内过量充装液化石油气是十分危险的。 由于化学反应产生压力或压力增大。四、 压力容器的用途1 是承压类的一种特种设备，应用十分广泛。广泛应用于化工、石油、机械、冶金、轻工、航空、国防部门的生产以及人民的生活，在化肥、炼油、化工、农药、医药、有机合成等行业，压力容器是主要设备。压力容器在基本建设、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起着重要作用。其用途有：用于盛装压缩空气的压力容器，如储气罐、气

9、体冷却器、油水分离器、干燥器和过滤器等；用于盛装工业生产中所使用的各种气体，如氯气、氧气、氢气、氮气、液化气体（液氯、液氨等）的压力容器。最常见的有压缩气体和液化气体储罐、气瓶、铁路罐车和汽车罐车。制冷装置中的多数设备都是压力容器，如冷凝器、蒸发器、液体冷冻剂储罐等。工业生产中用来对物料进行加热的蒸气夹套、蒸压釜、蒸煮锅、消毒器等也都是压力容器。化工生产中使用的反应设备大部分是压力容器，其生产中的合成、精制、加热、冷却等工艺过程所使用的设备也是压力容器。在石化工业中，许多化学反应过程都需要在有压力的条件下进行，或者用增高压力的方法来加快反应速度。只作为盛装用的压力容器时，如液氨储罐，有时单独构

10、成设备。有时压力容器必须和某些工艺装置即内件共同发挥作用才能构成完整的设备，如石化工业中普遍应用的各类反应器、换热器、塔器、分离器等；化肥工业中的合成塔、尿素合成塔、二氧化碳吸收塔、氨分离器等；在石油精炼装置中的加氢脱硫反应器、加氢裂化反应器等；在乙烯装置中的各种低温压力容器；在聚乙烯装置中的各种超高压容器。压力容器在能源工业及其它领域也有广泛的应用。压力容器中的医用氧舱，则是一种特殊的载人压力容器，属于医疗设备。气瓶主要用于盛装气体，在工业、国防、医疗、生活等领域均有广泛应用。等等。五、 压力容器的特点1、 固定式压力容器的特点具有爆炸或中毒等危险性较大事故的特种设备。 当设备发生破坏或爆炸

11、时，设备内介质迅速膨胀，释放出极大的内能，这些能量不仅是设备本身遭到破坏，瞬时间释放出巨大能量还将产生冲击波，使周围设施破坏和建筑物遭到破坏，危及人民生命安全。如果容器装的是易燃或有毒介质，一旦突然发生爆炸，将造成恶性的连锁反应，后果不堪设想，所以比一般设备有更高的要求。所以容规的第一条制定的目的、性质讲的很清楚，就是为了保障压力容器安全运行，保护人民生命和财产的安全，促进国民经济的发展。 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。一些腐蚀性很强的介质，会是容器很快发生腐蚀生效。 不同容器的工作条件差别很大，有的容器承受高温高压；有的容器在低温环境下工

12、作；有的容器投入运行后要求连续运行。 材料种类多。它本身承受静载荷、动载荷或者是交变载荷，有些还有附加的机械载荷、温度载荷等。 因为运行温度和压力变化范围相当宽广，T、从-100以下的低温1000的高温。P、从真空100MPa以上的超高压。运行条件尤为苛刻，如合成氨的操作压力为10100MPa,高压聚乙烯装置的操作压力为100200MPa. 介质：气体、液化气体、最高温度标准沸点的液体，多达数千个品种。有些介质是易燃、有毒、腐蚀等有害物质。 由于上述这些因素使压力容器从设计、制造、安装、使用、维修都不同于一般的机械设备。2、 移动式压力容器的特点 活动范围大，运行环境条件复杂，在运输和装卸过程

13、中易受冲击、震动，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。3、 气瓶的特点 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，主要是超装、混装造成的。 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。4、 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，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。六、 压力容器的工艺参数：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参数。1、 压力P

14、，主要来自介质。确切的说是介质和周围环境的压力差，介质的压力是压力容器在工作时所承受的主要外力。通常所说的压力，其实质是物理学的压强，指的是垂直作用于物体单位面积上的力，单位用“MPa”来表示。压力表上的压力是指表压力，还有绝对压力的概念，其值是表压力值加上容器周围的大气压力。压力容器所承受的压力有外压和内压之分有压力的几个术语：工作压力、设计压力、试验压力、实际最高压力、公称压力 工作压力 P工 是指容器顶部在正常操作时的压力； 最高工作压力Pw 是指在正常使用过程中，顶部可能出的最高压力（指内压容器），压力容器在正常使用过程中可能出现的最高压力差值（外压容器）；对夹套容器指夹套顶部可能出现

15、的最高压力差值。 设计压力P 在相应设计温度下，用于确定计算壁厚及其组件尺寸的压力。 试验压力 在压力试验时，容器顶部的压力。 实际最高工作压力 在实际使用条件下的最高工作压力。 公称压力 是一种经标准化的压力数值，即把众多的压力数值按等级归纳成一定数目的系列，该系列中的各压力数值称为公称压力。如压力容器的标准件象封头、法兰、螺栓等都采用公称压力。常用的公称压力系列为0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4、10、16、20、22、32MPa.2、 温度T：涉及环境温度、介质温度、金属温度、工作温度、和试验温度等概念。设计温度，容器在正常工作情况下，设定的组件的金属温度。其值不

16、得低于组件金属可能达到的最高金属温度。设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。 工作温度、容器运行时，测温仪表测得工作介质的温度。试验温度 指的是压力试验时，壳体的金属温度。实际工作温度 是相对设计温度而言的一个参数。是容器在实际工作情况下，组件的金属温度。3、 介质： 压力容器的介质按物态可分为液态、气态和气液共存。按化学特性可分为不然、可燃、易燃、易爆介质易燃介质：与空气混合爆炸下限小于10，与爆炸上限与下限之差值20的气体。如、氢、甲烷等。 按毒性程度分为极度危害、高度危害、中度危害、和轻度危害（介质毒性程度不同时，其最高容许浓度不同） 毒性介质：压力容器中化学介质毒性程度和易燃介质划分

17、参照HG压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危害程度分类规定，无规定，按下述确定毒性程度： 1）、极度危害（级）最高容许浓度0.1mgm3; 2)、高度危害（级）最高容许浓度0.11.0 mg m3; 3）、中度危害（级）最高容许浓度1.010mg m3; 4）、轻度危害（级）最高容许浓度10mg m3;。 设计压力容器时，要确定盛装何种介质，介质的特性，对压力容器安全有很大影响。4、 容积压力容器的大小，通常用容积来表示。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（不考虑制造公差）并圆整，且不扣除内件体积的容积。 5、直径压力容器的直径分为内径、外径、公称直径等概念。公称直

18、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，该系列中各直径值称为公称直径。对用钢板卷制的压力容器，其公称直径指的是内径；而对于用无缝钢管所制造的容器壳体，其公称直径指的是外径。在材料、壁厚等其它条件不变的情况下，直径越大，容器所能承受的压力越低，反之，直径越小，所能承受的压力越大。6、厚度指的是容器组件的壁厚。不同的组件，往往其厚度不同。厚度分为计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度、最小厚度等概念。计算厚度：系指按GB150和GB151标准有关公式计算得到的厚度。设计厚度：系指计算厚度与腐蚀余量之和。名义厚度：系指设计厚度加上钢材负偏差后向上圆整至

19、钢材标准规格的厚度。有效壁厚：系指名义厚度减去腐蚀余量和钢材厚度负偏差。最小壁厚：当压力容器设计压力最低时，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，所以压力容器受压组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，这个厚度即为最小壁厚。七、气瓶技术参数（1）公称工作压力和水试验压力气瓶的公称工作压力： 对于盛装永久气体的气时瓶，系指在基准温度时（一般为20），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60瓶内气体压力的上限值。 对于盛装高压液化气体的气瓶，其公称工作压力不得小于8MPa。 对于盛装有毒和剧毒危害的液化气体的气瓶，其

20、公称工作压力的选用应适当提高。常用气瓶公称工作压力和水压试验压力系列类别压力 高压低压公称工作压力（MPa）30 20 15 12.5 85 3 2 1水压试验压力(MPa)45 30 22.5 18.5 127.5 4.5 3 1.5从表中可以看出，水压试验压力是公称压力的1.5倍常用气体气瓶的公称工作压力气体类别公称工作压力MPa常用气体永久气体Tc-1030空气、氧、氢、氮、氩、氦、氖、氪、甲烷、煤气、天然气、氟。2015空气、氧、氢、氮、氩、氦、氖、氪、甲烷、煤气、三氟化硼、四氟甲烷、一氧化碳、氪等。20二氧化碳、一氧化氮（氧化亚氮）、乙烷、乙烯、硅烷、磷烷、乙硼烷等。15液化气体Tc

21、-10高压液化气体-10Tc7012.5氙、氧化氩氮、六氟化硫、氯化氢、乙烷乙烯、三氟氯甲烷、三氟甲烷、六氟乙烷、偏二氟乙烯、氟乙烯、三氟溴甲烷等。8六氟化硫、三氟氯甲烷、偏二氟乙烯、六氟乙烷、氟乙烯、三氟溴甲烷等。低压液化气体Tc705溴化氢、硫化氢、碳酰二氯（光气）等。3氨、丙烷、丙烯、二氟氯甲烷、三发乙烷等。2氯、二氧化硫、环丙烷、六氟丙烷、二氯二氟甲烷、偏二氟乙烷、三氟氯乙烯、氯甲烷、甲醚、四氧化氮、氟化氢、溴甲烷等。1正丁烷、异丁烷、异丁烯、丁烯-1、丁二烯-1，3、二氟氟甲烷、二氯四氟乙烷、二氟氯乙烷、二氟溴氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯、溴乙稀、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、乙烯基甲胺、环

22、氧乙烷等。Tc-临界温度、（1）气瓶的公称容积 气瓶的公称容积在相应标准下规定为：一般情况下， 12L(含12L)以下为小容积；12L-100L(含100L)为中容积；100L以上为大容积。 钢制无缝气瓶的容积，以40L气瓶最为常见。 钢制焊接气瓶容积，溶解乙炔气瓶40L最为普遍。 液氯钢瓶以800L、400L最为普遍。 液化石油气钢瓶的容积以35L、5L用量最多，其原因是以0.42Kg/L重装系数计算，此类气瓶正好重装15Kg液化石油气。八、分类 压力容器形式多样，品种繁多，分类方法也很多。 1）、按材质分; 有钢制压力容器； 铝制焊接压力容器；容规18条，专讲铝和铝合金的受压组件要求。设计

23、压力不大于8MPa,设计温度范围为269200；其二，设计温度大于60时，一般不选用含美量大于等于3的铝合金。 钛制焊接压力容器；容规20条，讲对钛制压力容器要求。 非金属压力容器。 2)、按制造方法分； 板焊压力容器； 锻焊压力容器； 铸造压力容器；容规15条有要求。 包扎式压力容器； 绕带式压力容器。 3）、按壳体承压方法分； 内压容器；壁厚是根据强度计算确定的。 外压容器。设计主要考虑失稳问题。 4）、按壁厚分； 薄壁容器； 外经内经1.2 厚壁容器。 外经内经1.2 5）、按设计压力分； 低压、 L0.1MPa P 1.6MPa 中压、 M1.6mPa P 10MPa 高压、 H10M

24、Pa P 100MPa 超高压、 U P 100MPa 6）、按生产过程中的作用原理分； 反应压力容器、 R 主要完成介质物理、化学反应的。 换热压力容器、 E 热量交换的。 分离压力容器、 S .流体压力平衡缓冲和气体净化分离。 储存压力容器、 C 储存、盛装气体、液体、液化气体等介质。（其中球罐 B ） 7)、按综合分类； 1、普通固定式压力容器 （100MPa以下） 2、 超高压力容器 （100MPa以上） 3、 移动式压力容器 （ 汽槽 铁槽等） 4、气瓶类 （量大、移动性强、有长距里、短距离，危险性大） &按结构分为无缝气瓶和有缝气瓶 &按材质分为钢制（碳钢、锰钢、铬

25、钼钢气瓶和不绣钢气瓶）、铝合金、复合气瓶和其他材料气瓶。 &按充装介质分可分为永久气瓶（瓶装气体的临界温度小于-10）、液化气瓶（临界温度-10，且70的为高压液化气瓶，临界温度70的为低压液化气瓶。 按制造方法分为冲拔拉伸气瓶、管子收口气瓶、冲压拉伸气瓶、焊接气瓶、绕丝气瓶。 按压力分，按公称压力或水压试验压力可将气瓶分为高压气瓶和低压气瓶。 按使用要求分，分为一般气瓶和特殊气瓶。 一般气瓶指无特殊要求的气瓶；而特殊气瓶指电子工业、航空、医疗、安全抢救等用气瓶。这种气瓶在在结构、材料、制造上有特殊要求，或者在性能上有特殊要求。 5、医用氧舱 按规格分大型、小型、中型和单（双）舱； 按

26、结构形式分为卧式加压舱、立式加压舱、卧式+卧式加压舱群和卧式+立式加压舱群； 按治疗人数分多人氧舱、双人氧舱和单人氧舱； 按加压介质分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、帆布材料壳体等氧舱； 按用途分为治疗舱、手术抢救舱和过度舱等。 8）、按容规分；对所管辖压力容器根据压力、压力与容积乘积、介质特性、用途以及设计、制造特点进行综合分类为 三个类别。 1.三类容器 §1、高压容器 §2、中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质） §3、中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且P×V10MPa×M3）

27、 §4、中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且P×V0.5MPa×M3） §5、低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质且PV乘积大于等于0.2MPa×M3）; §6、高压、中压管壳式余热锅炉； §7、中压唐玻璃压力容器； §8、使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa）的材料制造的压力容器； §9、移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车（液化气体运输【半挂】车、低温液体运输【半挂】车、永久气体运输【半挂】车）和罐式集装箱（介质为液化气

28、体、低温液体）等； §10、球形储罐（容积大于等于50M3）; §11、低温液体储存容器（容积大于5M3）.2、二类容器 §1、中压类器； §2、低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； §3、低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）； §4、低压管壳式余热锅炉； §5、低压搪玻璃压力容器。3、一类压力容器 低压容器和三、二类压力容器除外。简单压力容器9）、简单压力容器是指结构简单、危险性较小的压力容器。军事装备、核设施、航空航天器、海上设施和船舶使用的压力容器；机器上非独立的承压部件（如压缩

29、机缸体等）;危险化学品包装物；灭火器；快开门式压力容器；移动式压力容器不适用简单压力容器的概念。简单压力容器是一个新的概念，纳入简单压力容器管理的压力容器，其材料、设计、制造、检验检测和使用均符合简单压力容器安全技术监察规程的要求。简单压力容器应同时具备以下条件：容器由封头和平封头、凸形封头（不包括球冠形封头），或者由两个凸形封头组成；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；设计压力小于或等于1.6MPa；容积小于或等于1000L；工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa×L，并且小于或等于1000MPa*L;介质为空气、氮气和医用蒸馏水蒸发而成的水蒸气；设计

30、温度大于或者等于-20，最高工作温度小于或者等于150；非直接火焰的焊接容器。九、压力容器的基本结构1）、结构形式结构形式多种多样常见的有球形、圆筒形、箱形、锥形等。1.球形容器；如图；2.圆筒形容器；3.箱形容器；4.锥形容器；2）、组成压力容器一般由筒体、封头（端盖）、管板、球壳板、法兰、接管、人（手）孔、支座等部分组成。1. 筒体2. 封头（端盖）3. 法兰4. 接管5. 人孔、手孔7.支座 3）压力容器的零部件 1.概述 压力容器一般由壳体、接管、法兰、支座、内件和安全附件等几部分组成。除这几部分，容器部件采用可拆连接，如设备法兰的连接、螺纹的连接等，还需有密封件。 压力容器的零部件可

31、分为受压元件和非受压元件。其中受压元件又分为主要受压元件和非主要受压元件。容规定义主要受压元件为筒体、封头（端盖）、人孔盖、人孔法兰、人孔接管、膨胀节、开孔补强圈、设备法兰；球罐的球刻板；换热器的管板和换热管；M36以上的设备螺栓及公称直径大于等于250MM的接管和管法兰，这些主要受压元件不一定在同一台设备上同时出现。 2、壳体对于球形容器，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，设备法兰也属于壳体的组成部分。筒体按其结构形式分可分为整体式和组合式两大类。整体式又分为单层卷焊、整体锻造、锻焊、铸-锻-焊以及电渣重熔等几种。其中单层卷焊式是应用最为广泛的

32、整体式筒体结构。它是由卷板机将钢板卷成筒体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个筒节与筒节及封头组合起来，形成压力容器的外壳。单层卷焊式应用最为广泛，但是，它的壁厚往往受钢材轧制和卷制能力的限制。一般低、中压容器和器壁不太厚的高压容器，大多采用这种形式。组合式筒体结构分为多层结构和绕制结构两大类。多层结构包括包扎、多层热套、多层绕板、螺旋包扎等。在多层结构中，多层包扎是目前应用最为广泛的组合式筒体结构。多层包扎的包扎过程是先用1320MM厚的钢板卷制焊成内筒，然后再将612MM厚的层板预弯成半圆形或瓦片形，用钢丝绳扎紧并点焊固定在内筒上，焊好纵焊缝并

33、把其外表面修磨光滑，接着按此方法逐层包扎直至到规定厚度。封头十、运行特性 压压力容器是在特殊条件下运行的一种特种设备，所谓特殊，是指压力、温度、介质的物理特性和化学特性。1、物理特性；力参数是容器运行中最主要的特性参数，容器内承受压力载荷，主要是客体产生一次拉应力，当一次拉应力超过客体材料强度极限时会导致容器破裂，发生爆炸事故。 因为压力变化与温度和介质物理特性紧紧相关，所以，研究压力时，必须同时考予温度条件和介质其它的物理条件。 压力的来源； §1、来自容器的外压； （1）、各压缩机泵供给压力。 （2）、蒸汽锅炉、废热锅炉供给压力。 §2、容器内产生压力； （1）、密闭容

34、器中气态介质，由于温度升高导致体积膨胀，由于受到器壁内空间限制而产生压力，是压力增大。 （2）、密闭容器中的液体介质，当温度升高到标准沸点，液体就沸腾气化，体积膨胀，但受到壳体限制而产生压力或压力增大，此时的压力取决于该温度下的饱和蒸汽压力，如、水，当温度为120时，器内压力为0.2MPa;若温度到200时，器内压力为1.56MPa。 （3）、密闭容器中液化气体介质；气液两相共存。 在有足够气相空间条件下，容器内的压力随温度饱和蒸汽压，各种不同液体在不同温度下又不同饱和蒸汽压，如、液氨在20时的饱和蒸汽压是0.75MPa,50时的饱和蒸汽压是1.93MPa。 （4）、密闭容器中如果充满介质；

35、由于温度升高，导致液体体积膨胀，但受到器壁限制而产生压力取决于液体的膨胀系数，如；液化石油气，膨胀系数是水的1016倍。 （5）、由于化学反应产生压力或增大压力； 反应容器中两种或两种以上的单体化学物质，在一定温度和压力条件下进行化学反应，生成聚合物或另一种单体化合物。由于反应物体积和温度变化会使反应器内的压力增大。 此外，固态或液态高分子聚合物如在容器内受热解聚，变成单分子的气体，也会体积膨胀，是器内产生压力，如、聚甲醛（固体），比容0.7LKg,当它解聚变为甲醛气体比容746LKg,体积增大上千倍。 2、介质的化学特性。 主要是易燃、易爆和有毒。 压力容器介质是由用途和生产工艺决定。 特性

36、分类；按易燃、易爆性质分； 四种； 可燃 易燃 一般系指“爆炸危险介质”。 惰性 助燃 按毒性程度分； 极度危害， 最高容许浓度0.1mg/m3; 高度危害； 最高容许浓度0.11.0mg/m3; 中度危害； 最高容许浓度1.010mg/m3; 轻度危害； 最高容许浓度10mg/m3; 3、使用特征； （1）、生产工艺要求高；由于石化行业，生产线长，数量多、相互关联，且多为连续性生产，随者生产的发展、科技进步，采取集中控制、自动调节日趋广泛，对设备运行的可靠性要求愈来愈高。 （2）、使用条件比较恶劣；、为适应生产工艺的需要，压力容器承受一定压力，甚至是较高压力；、由于间歇式操作或交替加入不同介

37、质的原因，容器承受压力大幅度波动；、容器承受不同温度，有的0以下，有的很高。有的间歇式操作以及加热冷却交替进行的容器温度幅度变化大；、介质腐蚀的影响；有的介质是易燃、易爆。 （3）、压力容器承受多种载荷；、介质压力（内压、外压或压差）和压力波动，这是主要载荷；、液体的静压力；、容器自重（内件、填料）以及正常操作条件下或试验状态下，内装物料的重力载荷；、装在容器上的附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；、风载荷、雪载荷及地震载荷，尤是室外安装的高大塔类设备；、其他因素的载荷；A、 支座及支撑件的5作用力；B、 连接管道其及他部件，振动引起的载荷；C、 温差引起的载荷，特别是间歇

38、操作或交替使用的冷热的容器，各部位的温度不同，同时受邻近部件的约束，不能自由的伸缩造成的载荷；D、 冲击反力，如流体冲力引起的反力等；E、 运输或吊装引起的作用力。 （4）、操作要求高。容器运行主要依靠仪表监视。容器内的温度、压力的变化往往在瞬间发生，且影响因素较多，一但操作失误，就会发生事故。所以，一定要有责任心，技术素质，严格执行操作规程，遇紧急情况及时排除，防止事故发生。4、操作要点；几种常见单元工艺简介 （1）、加热 加热是利用热载体（热流体）放出的显热或潜热来提提高物料的温度，使之满足工艺需要的一种单元工艺。如食品、药物的蒸煮，固体物料的熔融；为加速物料的溶解和提高溶解度，或者为保证

39、一些化学反应的顺利进行等，需对物料预热到一定温度等都要采用加热工艺。常用的热载体有热水、蒸汽、烟道气、联苯、联苯醚混合物（道生油）、导热油、矿物油、熔融金属、熔盐等。选用何种热载体需视加热温度等具体情况而定。加热方式有直接加热、间接加热。用于常见的压力容器有夹层锅、各种形式的管壳式热交换器、板式热交换器、管壳式余热锅炉、夹套容器等。（2）、冷却与冷凝；冷却是利用冷载体（冷却剂）吸收物料的热量以降低物料温度，使之满足工艺需要的一种单元工艺。冷却是利用冷载体吸收气体物料的热量（包括显热和气化潜热），使物料完成由气态凝结成液态的相变过程。常用的冷载体有空气、河水、自来水、深井水、冷冻盐水、液氨、液氮

40、、液态氟利昂等。有时采用较低温度作为冷载体来冷却较高温度的物料，以回收冷量。按冷却、冷凝的方法不同；冷却分为直接冷却与间接冷却；冷凝也分为直接冷凝和间接冷凝；其中间接冷却与间接冷凝在容器中使用中较为常用。（3）、反应反应指介质的物理、化学反应。物理反应过程中没有新物质生成，物质的化学性质不发生变化；化学反应过程中有新物质生成，物质的组成和化学性质都发生改变，并伴随能的变化。生产中用压力容器来完成反应的大多是化学反应，如化合、聚合、分解、复分解、取代等反应。用于反应工艺的压力容器是各种形式的反应器。如、反应釜、分解锅、反应锅；高压釜、聚合釜；变换炉等等。（4）、蒸发蒸发是液体表面发生的气化现象。

41、蒸发常用的是蒸发器及夹套容器等。（5）、蒸馏与精馏蒸馏是利用液体混合物中各组分水点不同以分离组分的方法。当液体混合物至水腾时，生成的蒸汽与原混合物相比含较多的低水点组分，而剩余的混合物中则含较多的高水点组分。这样可是混合物的组分得部分或完全分离。精馏又称分馏，是蒸馏方法的一种。精馏在一个设备内同时进行多次部分气化和部分冷凝，以分离混合物中的组分，达到精制和提纯的目的。蒸馏与精馏常用的压力容器是带夹套的容器及分馏塔等塔类设备。（6）、萃取萃取是利用不同物质在溶剂中的溶解度不同，达到分离混合物组分的一种工艺。由于溶解一般需控制适当的温度，故通常需对物料进行加热或冷却。萃取工艺常用的压力容器也是带夹

42、套容器或带夹套的塔类设备。（7）、储存储存是生产工艺中不可缺少的部分。生产中为便于原料、产品或中间产品的运输、储存、收集、添加等需使用各种储存容器，如槽罐（车）、储存罐等。 十一、材料§1.材料1） 材料选用的要求压力容器受压组件用材应满足机械性能、工艺性能、耐腐蚀性能的要求。1. 机械性能压力容器用材要求有一定的强度指标、塑性指标、韧性指标。强度主要指屈服极限和强度极限。 2. 工艺性能 工艺性能是材料的冷塑性与焊接性能的统称。3. 耐腐蚀性能 是指材料在使用条件下抵抗工作介质腐蚀的能力。2）、选材的有关要求§2.新材料标准牌号GB713-2008(锅炉和压力容器用钢板)

43、代替GB713-1997.GB6654-1996发布时间为2008-03-31实施时间：2008-9-1截至时间：2009-8-31新旧标准牌号对照GB713-2008GB713-1997.GB6654-1996Q245R20g20RQ345R16Mng 19Mng16MnRQ370R15MnNbR18MnMoNbR18MnMoNbR13MnNiMoR13MnNiGrMoNbg13MnNiMoNbR15GrMoR15GrMog15GrMoR12Gr1MoVR12Gr1MoVg14Gr1MoR12Gr2Mo1R十二、基本要求压力容器是多种生产工艺中不可缺少的重要设备。操作人员熟悉和掌握常见的生产

44、工艺及压力容器在生产工艺中的作用原理，是正确操作压力容器的基础，为保证压力容器安全运行，除要求使用单位按照安全使用管理要求并结合本单位生产工艺特点制定操作规程外，还必须做到以下几点：1、 凡需登记的压力容器，使用单位应在设备投运前30日内，向直辖市或设区的市特种设备安全管理部门办理登记手续。2、 压力容器必须按规定进行定期检验，保证容器在有效的检验期内使用，否则不得继续使用。3、 压力容器操作人员应当按照国家有关规定，经特种设备安全监督管理部门考核合格。取得国家统一格式的特种设备作业人员证书，方可从事相应的压力容器操作。4、 容器操作人员应当严格遵守安全操作规程和有关的安全规章制度，做到平稳操

45、作。严禁超温、超压运行。5、 要求容器操作人员加强容器运行期间的巡回检查（包括工艺条件、容器状况及安全装置等），发现不正常情况立即采取相应措施进行调整或排除，以免恶化；当发现容器出现故障或问题时应立即处理，并及时报告本单位负责人。以上几点是压力容器安全操作的一般要求，对于不同工艺用途的容器，还必须注意其特殊的操作要点。十三、检验1、压力容器是一种使用且具有爆炸危险的一种特殊设备，它承受着一定的压力、温度，且盛装的多是易燃、易爆有毒的介质，在使用中虽然没有运转机械那样的剧烈磨损、振动或高周次疲劳，但其工作条件十分恶劣，在使用中损坏的可能性非常大，这是因为：(1)容器使用的温度、压力的波动或频繁加

46、载、卸压，使器壁受到较大的交变应力，因此，在结构不连续部位（如焊接缺陷部位等应力集中处）会引起疲劳裂纹；(2)腐蚀介质使器壁减薄，造成受压时容器薄膜应力加大，或由于晶间腐蚀使材料的塑性、韧性变差；(3)部分容器的器壁长期在高温下承受压力载荷的作用，材料会发生蠕变；(4)用碳素钢、普通低合金钢等制造低温容器时，因这类钢材的韧性在低温下会大大降低，有脆性破裂的可能；(5)由于容器的支座、管道的安装不当或受振动造成容器附加应力增大；6、 压力容器停用时维护保养不当，器壁内外部将受到腐蚀，腐蚀，而且腐蚀速度又往往比使用时更快；7、 压力容器由于结构不合理或制造原因存在着一些缺陷，这些缺陷有可能在使用中

47、不断发展。8、 医用氧舱由于舱内的安全设施不全，或不符合安全要求，曾多次发生氧舱内起火事故，造成人员严重伤亡。事故举例：由于上述种种因素，即使一台设计、制造质量符合规范的容器，随着时间的延长，也会不断产生这样或那样的缺陷，因此必须对每台容器进行定期检验，以便通过定期检验，及早发现缺陷，及时消除，确保压力容器安全运行，防止事故的发生。事故举例：2、 定检分类 定检包括全面检验和耐压试验。 、全面检验是指停机时的检验，检验周期为： 安全状况等级为1、2级的，一般为6年检验一次 安全状况等级为3级的，一般为3-6年检验一次安全状况等级为4级的，由检验机构定。 、耐压试验是压力容器全面检验合格后，所进

48、行的超过最高工作压力的液压试验或气压试验。每两次全面检验原则上进行一次耐压试验。 、压力容器投运满三年时进行首次全面检验。十四、安全附件是专门为了使压力容器能够安全运行而装设在容器上的附属装置。所以也叫安全装置。常用的安全泄压装置有安全阀、爆破片；计量显示装置有压力表、液面计；§1、设置原则1、 压力来源于压力容器外部且得到控制时，可以不直接安装在压力容器上。2、 安全阀不能可靠工作，应装设爆破片或采用爆破片装置与安全阀组合共用结构。3、 对易燃介质或毒性程度为极度、高度、或中度危害介质的压力容器，应在安全阀或爆破片的排出口装设导管，把排放的介质引至安全地点，并进行处理，不得排放大地

49、。4、 压力容器最高工作压力低于压力源压力时，在通向压力容器进口的管道上必须装设减压阀；如介质条件影响减压阀可靠的工作，可用调节阀代替减压阀，在减压阀和调节阀的低压则，必须装安全阀和压力表。5、 压力容器的液面计应根据压力容器的介质、最高工作压力和温度正确选用。6、 超高压力容器安全装置的设置，应符合（超高压力容器安全监察规程）的要求。7、 医用氧舱的安全装置的设置的设置应符合（医用氧舱安全管理）中的有关规定。§2、安全装置分类压力容器的安全装置按其功能大致可分为三类：1、 显示装置：用于显示介质的实际状况，如温度计、液面计、压力表等。2、 控制或显示控制装置：能依照设定的工艺参数自

50、行调节，保证该工艺参数稳定在一定范围的装置，如减压阀、调节阀、电接点压力表、自动液面计等。3、 安全泄放装置：当容器或系统内介质的压力超过所定压力时，该装置自动泄放部分或全部气体，以防止压力增高而造成破坏，如安全阀、爆破片等。§3、选用要求 一、安全阀的选用要求1、 选用的依据：以工作压力、工作温度、介质特性（如黏性、清洁程度、毒性、腐蚀性）以及容器有无振动等因素综合决定。2、 选用时应注意事项、压力较低、温度较高且无振动可采用杠杆式安全阀。、对一般低、中、高压力容器选用弹簧式安全阀。（3）、对有毒介质、易燃、易爆介质的压力容器采用封闭式安全阀并将排放管导入回收容器内或引至安全地点，

51、以避免中毒、燃烧、爆炸事故发生。（4）、对蒸汽、压缩空气类介质的压力容器可选用敞开式或半封闭式安全阀。（5）、高压容器及安全泄放量较大又不太富裕的中、低压容器最好采用全启式安全阀，而安全泄放量较小和要求压力平稳的容器宜采用微启式安全阀。（6）、对黏性大或有腐蚀性介质的压力容器宜采取爆破片。（7）、安全阀规格的选用 、安全阀的排放能力必须大于等于容器安全泄放量。、考于安全阀工作泄放量范围与容器相适应。A、 安全阀的公称压力应不小于压力容器的设计压力。B、 安全阀弹刚度应能满足开启压力调整范围。 （8）、适用安全阀时，需根据介质特性确定阀芯、阀体的材料。 （9）、对于开启压力大于3MPa的蒸汽用安全阀或介质温度超过235的气体用安全阀，宜采用散热器的安全阀，以防止泄放介质直接冲蚀弹簧。 （10）、当安全阀有可能承受附加背压时，应选用带波纹管安全阀。 （11）、医用氧舱舱体和配套的压力容器上必须装设安全阀，多人医用氧舱舱体上的安全阀应选用带扳手的弹簧直接载荷式安全阀。 要求：（1）安全阀每一年至少校验一次。 （2）安全阀的排放能力必须大于等于压力容器的安全泄放量。 （3）、安全阀与爆破片