压力容器操作工培训讲义1

1、压力容器操作人员培训讲义山东省特检院枣庄分院- 石峰第一部分压力容器的法规标准介绍第一节：我国压力容器的法规标准体系法律行政法规部门规章规范性文件（技术法规）标准第二节：我国常用的压力容器法律、行政法规、部门规章、规范性文件（技术法规）、相关标准：1、 法律：由人大常委会立法，以国家主席令的形式颁布实施中华人民共和国安全生产法（2002年6月29日第九届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议通过 2002年6月29日中华人民共和国主席令第70号公布 自2002年11月1日起施行）中华人民共和国劳动合同法(2007年6月29日第十届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议通过)中华人民共和国节

2、能法2、行政法规：由国务院颁布，总理签发实施。特种设备安全监察条例由温家宝总理颁布的国务院令第549号中公布的，条例由2009年1月14日国务院第46次常务会议签署，自2009年5月1日。危险化学品安全管理条例3、部门规章：以国家质检总局局长令形式发布的办法、规定、规章。锅炉压力容器制造监督管理办法锅炉压力容器使用登记管理办法特种设备作业人员监督管理办法国家质量监督检验检疫总局关于修改<特种设备作业人员监督管理办法>的决定已经2010年11月23日国家质量监督检验检疫总局局务会议审议通过，现予公布，自2011年7月1日起施行。特种设备事故报告和调查处理规定特种设备安全监察行政处罚规

3、定等4、规范性文件（技术法规）：各类安全监察规程、管理规定、考核规则、检验规则。由行政管理部门颁布的包含技术要求，相关管理规定等，并要求强制遵守的技术规章（四大类：安全监察规程、技术检验规则、资格认可规则、监督管理办法）固定式压力容器安全技术监察规程压力容器使用管理规则超高压容器安全监察规程非金属压力容器安全技术监察规程压力容器定期检验规则压力容器、压力管道设计单位资格许可与管理规则等5、相关标准：技术法规引用的标准一、标准：企业标准应高于行业标准，更应高于国家标准。标准是相应压力容器产品的设计、制造、检验和验收的最基本要求，除另有规定的特殊行业外，行业中的企业标准和生产技术条件均不得低于标准

4、的要求。通过政府立法，使标准成为强制性标准。标准实施后，政府的压力容器安全监察机构将依据政府行政部门颁布的压力容器安全法规，根据压力容器产品所使用标准的规定来控制、监督压力容器的设计、制造和检验等各个环节，保证产品的质量及安全使用。因此，压力容器标准一般与政府行政部门颁布的安全监察法规同时实施，二者相辅相成，构成压力容器产品的完整的国家标准、法规体系。由于各国的管理体系不一致，其标准的法规地位、压力容器分类管理方法、标准体系构造各不相同。我国压力容器标准体系是以GB150钢制压力容器为核心，主要标准有：JB4732钢制压力容器分析设计标准、GB151管壳式换热器、GB12337钢制球形储罐、N

5、B/T47014-2011承压设备焊接工艺评定、NB/T47015-2011压力容器焊接规程NB/T47016-2011承压设备产品焊接试件的力学性能检验、NB/T47018-2011承压设备用焊接材料订货技术条件、JB4730压力容器无损检测 形成了从设计计算到焊接、检验和验收的完整体系。二、我国标准表示方法：我国国家标准分为强制性标准和推荐性标准，强制性标准表示方法为GB¡¡¡¡-¡¡，而推荐性标准表示方法为GB/T¡¡¡¡-¡¡。另外还有企业标准和行业标准如：JB

6、61;¡¡¡-¡¡、JB /T¡¡¡¡-¡¡。三、常用标准：GB150钢制压力容器GB151管壳式换热器JB4732钢制压力容器分析设计标准GB12337钢制球形储罐NB/T 47014-2011承压设备焊接工艺评定，2011年10月1日起实施，自本文发布之日起，锅炉、压力容器（不含气瓶）制造、安装、改造单位（以下简称生产企业），进行新的焊接工艺评定以及修改原有焊接工艺评定时应当执行NB/T 47014。JB4730压力容器无损检测等2、压力容器管理及操作人员的相关法规介绍： 法律：

7、中华人民共和国安全生产法行政法规：特种设备安全监察条例部门规章：特种设备作业人员监督管理办法规范性文件、技术规范： TSG Z6001-2005 特种设备作业人员考核规则TSG R6001-2011 压力容器安全管理人员和操作人员考核大纲TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程TSG R0003-2007 简单压力容器安全技术监察规程TSG R7001-2004 压力容器定期检验规则TSG R5002-2010 压力容器使用管理规则 （讨论稿）特种设备安全技术规范（TSG）目录综合 Z（15项）TSG Z0001-2009特种设备安全技术规范制定程序导则TSG Z0002-

8、2009特种设备信息化工作管理规则TSG Z0003-2005特种设备鉴定评审人员考核大纲TSG Z0004-2007特种设备制造安装改造维修质量保证体系要求TSG Z0005-2007特种设备制造安装改造维修许可鉴定评审细则TSG Z0006-2009特种设备事故调查处理导则TSG Z6001-2005特种设备作业人员考核规则TSG Z7001-2004特种设备检验检测机构核准规则TSG Z7002-2004特种设备检验检测机构鉴定评审细则TSG Z7003-2004特种设备检验检测机构质量管理体系要求TSG ZB001-2008燃油（气）燃烧器安全技术规则TSG ZB002-2008燃油（

9、气）燃烧器型式试验规则TSG ZC001-2009锅炉压力容器专用钢板（带）制造许可规则TSG ZF001-2006安全阀安全技术监察规程TSG ZF002-2005安全阀维修人员考核大纲锅炉G（8项）TSG G1001-2004锅炉设计文件鉴定管理规则TSG G3001-2004锅炉安装改造单位监督管理规则TSG G5001-2008锅炉水处理监督管理规则               TSG G5002-2008锅炉水处理检验规则       

10、            TSG G5003-2008锅炉化学清洗规则                      TSG G6001-2009锅炉安全管理人员和操作人员考核大纲TSG G6003-2008锅炉水处理作业人员考核大纲TSG G7001-2004锅炉安装监督检验规则压力容器R（17项）TSG R0001-2004非金属压力容器安全技术监察规程TSG R0002-2005超高压容

11、器安全技术监察规程TSG R0003-2007简单压力容器安全技术监察规程TSG R0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程TSG R0009-2009车用气瓶安全技术监察规程TSG R1001-2008压力容器压力管道设计许可规则TSG R1003-2006气瓶设计文件鉴定规则TSG R3001-2006压力容器安装改造维修许可规则TSG R4001-2006气瓶充装许可规则TSG R5001-2005气瓶使用登记管理规则TSG R6001-2011压力容器安全管理人员和操作人员考核大纲TSG R6002-2006医用氧舱维护管理人员考核大纲TSG R6003-2006压力容器压力管

12、道带压密封作业人员考核大纲TSG R6004-2006气瓶充装人员考核大纲TSG R7001-2004压力容器定期检验规则（含修改单）TSG R7002-2009气瓶型式试验规则TSG RF001-2009气瓶附件安全技术监察规程4压力管道 D（8项）TSG D0001-2009压力管道安全技术监察规程工业管道TSG D3001-2009压力管道安装许可规则TSG D5001-2009压力管道使用登记管理规则（新）TSG D2001-2006压力管道元件制造许可规则TSG D2002-2006燃气用聚乙烯管道焊接技术规则TSG D6001-2006压力管道安全管理人员和操作人员考核大纲TSG

13、D7001-2005压力管道元件制造监督检验规则(埋弧焊)TSG D7002-2006压力管道元件型式试验细则5电梯 T（3项）TSG T5001-2009电梯使用管理与维护保养规则TSG T6001-2007电梯安全管理人员和作业人员考核大纲TSG T7001-2009电梯监督检验和定期检验规则（曳引与强制驱动电梯）6 起重机 Q（19项）TSG Q0002-2008起重机械安全技术监察规程-桥式起重TSG Q5001-2009起重机械使用管理规则（新）TSG Q6001-2009起重机械安全管理人员和作业人员考核大纲TSG Q7001-2006起重机械制造监督检验规则TSG Q7002-2

14、007桥式起重机型式试验细则TSG Q7003-2007门式起重机型式试验细则TSG Q7004-2006塔式起重机型式试验细则TSG Q7005-2008流动式起重机型式试验细则TSG Q7006-2007铁路起重机型式试验细则TSG Q7007-2007门座起重机型式试验细则TSG Q7008-2007升降机型式试验细则TSG Q7009-2007缆索起重机型式试验细则TSG Q7010-2007桅杆起重机型式试验细则TSG Q7011-2006旋臂起重机型式试验细则TSG Q7012-2008轻小型起重设备型式试验细则TSG Q7013-2006机械式停车设备型式试验细则TSG Q701

15、4-2008起重机械安全保护装置型式试验细则TSG Q7015-2008起重机械定期检验规则                 TSG Q7016-2008起重机械安装改造重大维修监督检验规则 7 客运索道 S（7项）TSG S1001-2008客运索道设计文件鉴定规则TSG S6001-2008客运索道安全管理人员和作业人员考核大纲TSG S7001-2004客运托牵索道安装监督检验与定期检验规则TSG S7002-2005客运缆车安装监督检验与定期检验规则TSG S7003

16、-2005客运索道型式试验规则TSG S7004-2005客运拖牵索道型式试验细则TSG S7005-2005客运索道部件型式试验细则8 大型游乐设施Y（1项）TSG Y6001-2008大型游游乐设施安全管理和作业人员考核大纲9 场（厂）内专用机动车辆 N第二部分：压力容器的安全管理与运行第一章：基础知识第一节 压力的一般概念一、压力垂直均匀作用在单位面积上的力，称为压强，人们常把它称为压力，用符号“P”表示。压力的单位是牛顿/平方米，即表示将1牛顿的力均匀垂直地作用在1平方米的面上所产生的压力，又称为帕斯(Pa)，简称帕。由于“帕”这个单位太小，因而常用“兆帕”（MPa）作为压力的基本单位

17、。即1MPa=106Pa。1巴=1.02 kgf/cm2 0.1MPa工程上过去习惯用的压力单位是千克/厘米2（Kgf/cm2）。压力的工程单位与法定计量单位之间的换算关系为：1MPa=10.2kgf/cm21 Kgf/cm2=0.0981MPa0.1MPa二、压力的测量压力的测量有两种标准方法，一种叫绝对压力，即以压力等于零作为测量起点。一种叫相对压力，即以当时当地的大气压力作为测量起点，也就是压力表测得的数值，所以相对压力也称为表压力，绝对压力和表压力之间的关系可用下式表述：P=P+P因为我们地区大气压力近似等于0.1MPa。故PP+P三、压力容器的压力来源压力容器的压力来源可分为两大类四

18、个方面。第一类，气体的压力是在器外产生的。特点：压力源在器外产生：这类压力容器可能达到的最高压力一般限于保持和控制压力源出口的气体压力的大小。包含两个方面：（1）空压机、冷冻机产生的气体压力（2）蒸汽锅炉产生的气体压力第二类，气体的压力是在器内产生的。压力源在器内产生。包含两个方面（1）物理变化（如：液化气体压力容器随温度升高压力增大现象）（2）化学反应（反应类压力容器物料发生化学反应后，压力升高现象）四、工作压力是指在正常工作情况下，其顶部可能达到的最高压力（表压力）。五、设计压力是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，其值不低于工作压力。六、最大允许工作压力 是

19、根据容器的有效厚度计算得到的容器实际可承受压力。七、计算压力指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，并且应当考虑液柱静压力等附加载荷。八、试验压力指压力容器在压力试验时，容器顶部的压力。（固定式压力容器:液压，1.25倍的设计压力，压力容器铭牌上规定的最大允许工作压力（对在用压力容器为工作压力）；气压，1.10倍的设计压力或压力容器铭牌上规定的最大允许工作压力（对在用压力容器为工作压力）。移动式压力容器：液压，1.5倍的设计压力；气压，1,15倍的设计压力。）第二节 温度的一般概念一、温度及温度的测量仪器温度是表示物体冷热程度的物理量，它是对物质分子平均动能的度量，所以温度是物体内部拥有能

20、量的表示。温度的测量仪器叫做温度计、常见的有水银温度计，酒精温度计，电阻温度计，热电偶温度计等。二、温度的表示方法摄氏温标是将在标准大气压下水的结冰温度（冰点）定为0度，把水的沸腾（沸点）温度定为100度，在两者之间等分成100格，每一格即为1度，故称百分温度，用符号“”来表示。华氏温标是将在标准大气压下水的冰点定为32度，沸点定为212度，两者等分成180格，每格作为1度，用符号“F”表示。绝对温标（开氏温标）是以水的三相点（即冰、水和水蒸汽三相平衡共存时的温度定为273.16K，其分度法与摄氏温标相同，即在摄氏温标相差一度时开氏温标也相差一度，用符号“K”（开尔文）表示，开氏温度又称热力学

21、温度或绝对温度。三种温标之间的互换关系式：摄氏温标=5/ 9×（华氏温标-32）= 开氏温标 273.16华氏温标 =9/5 ×摄氏温标 + 32=9/5 ×（开氏温标出- 273.16）+32开氏温标 = 摄氏温标 +273.16=5/ 9×（华氏温标- 32）+273.16专业名词解释：（1）金属温度：指容器受压元件沿截面厚度的平均温度。任何情况下，元件金属的表面温度不得超过钢材的容许使用温度。（2）设计温度：指容器在正常操作情况和在相应设计压力下，设定的受压元件的金属温度。容器设计温度（即标注在容器铭牌上的设计温度）不得低于元件金属在工作状态可能达

22、到的最高温度；对于0以下的金属温度，设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。（3）试验温度：指压力试验时，容器壳体的金属温度。第三节 压力容器的含义及分类一、压力容器的含义压力容器从广义上讲应该包括所有承受压力的密闭容器。但我们所指的压力容器只是其中的一部分，即为固定式压力容器安全技术监察规程、移动式式压力容器安全技术监察规程所辖范围内的压力容器。因为这部分压力容器事故率高，特别是事故破坏性大，损失严重。所以，各级特种设备安全监察机构加强了对压力容器生产（设计，制造、安装、修理、改造）销售、检验的个环节的监督检查，以确保压力容器安全运行。特种设备安全监察条例对压力容器的定义：压力容器，是指

23、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压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L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；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa·L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60液体的气瓶；氧舱等。 压力容器包括：固定式压力容器、移动式压力容器、气瓶、氧舱四类。二、固定式压力容器安全技术监察规程管辖范围内的压力容器：第二条固定式压力容器是指安装在固定位置，或者仅在使用单位内部区域使用的压力

24、容器，本规程适用于同时具备下列条件的固定式压力容器（以下简称压力容器）(一)工作压力大于或者等于0.1MPa（表压，不含液体静压力，下同）；（注1）(二)设计压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L；(注2)(三)盛装介质为气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体。第三条超高压压力容器应当符合超高压压力容器安全技术监察规程的规定；非金属压力容器应当符合非金属压力容器安全技术监察规程的规定；简单压力容器应当符合简单压力容器安全技术监察规程的规定。第四条 本规程适用范围内的下列压力容器，只需要满足本规程第三章、第四章和第五章的有关规定：（第三章设计、第四章制造、第五章安

25、装、改造、维修与使用管理）(一)容积小于0.025m³的压力容器；(二)深冷装置中非独立的压力容器、直燃型吸收式制冷装置中的压力容器、铝制板翅式热交换器；(三)螺旋板换热器、钎焊板式热交换器；(四)水力自动补气气压给水（无塔上水）装置中的气压罐，消防装置中的气体或气压给水（泡沫）压力罐；(五)水处理设备中的离子交换或过滤用压力容器、热水锅炉用膨胀水箱；(六)电力行业专用的全封闭式组合电器（电容压力容器）；(七)橡胶行业使用的轮胎硫化机及承压的橡胶模具。第五条本规程适用范围内压力容器所用的安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、安全联锁装置、压力表、液位计、测温仪表等安全附件也应当满足本规程

26、的要求。第六条压力容器的主要受压元件包括筒体、封头（端盖）、人孔盖、人孔法兰、人孔接管、膨胀节、设备法兰；球罐的球壳板；换热器的管板和换热管；M36 以上的设备主螺柱及公称直径大于等于250mm的接管和管法兰。本规程适用范围内的压力容器除本体外还包括：(一)压力容器与外部管道或装置焊接连接的第一道环向焊接接头的焊接坡口、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；(二)压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件；(三)非受压元件与压力容器本体连接的连接焊缝。第七条本规程不适用于下列压力容器：(一)核装置中直接接受辐射的压力容器、安装在船舶和铁路机车上的压力

27、容器、国防或军事装备用的压力容器、真空下工作的压力容器（不含夹套压力容器）、锅炉安全技术监察规程适用范围内的直接受火加热的设备（例如以余热利用为目的的烟道式、复合式余热锅炉等）。(二)正常运行最高工作压力小于0.1MPa 的压力容器（包括在进料或出料过程中需要瞬时承受压力大于等于0.1MPa的压力容器）。(三)机器上非独立的承压部件（包括压缩机、发电机、泵、柴油机的气缸或承压壳体等）。(四)可拆卸垫片式板式热交换器（包括半焊式板式热交换器）、空冷式热交换器、冷却排管。三、压力容器的分类压力容器分类的方法很多，主要分类方法有：1、按使用位置分按容器的使用位置可分成两大类，即固定式压力容器及移动式

28、压力容器（如液化气罐车）。固定式容器，有固定的安装和使用地点，一般不单独装设，而是用管道与其他设备相连，工艺条件及操作人员相对固定；而移动式容器无固定的安装、使用地点。2、按设计压力分类按设计压力P的高低，容器可分为低压、中压、高压及超高压四个等级。其划分的范围及代号见表163、按压力容器在生产工艺过程中的作用原理分类按压力容器在生产工艺过程中的作用原理，可分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器及储存压力容器四种。具体划分如下：（1）反应压力容器（代号R）：主要用于完成介质的物理、化学反应的压力容器。如反应器、反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合釜、高压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮

29、锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等。（2）换热压力容器（代号E）：主要是用于完成介质的热量交换的压力容器。如管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热锅、蒸锅、蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套等。（3）分离压力容器（代号S）：主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离等的压力容器。如分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等。（4）储存压力容器（代号C，其中球罐代号B）：主要是用于盛装生产用的原料气体、液体、液化气体等的压力容器。如各种形式的储罐。需要说明的是一种压力容器中，

30、如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应按工艺过程中的主要作用来划分品种。4、按容器壁厚分类按容器壁厚可分为薄壁容器及厚壁容器两种。容器壁厚小于等于容器内径的1/10者为薄壁容器，容器壁厚大于容器内径的1/10者为厚壁容器，或按下列公式计算：K = D/ D式中D、D分别为容器的外径（mm）和内径（mm）。当K1.2时为薄壁容器；当K1.2时为厚壁容器。5、按容器的制造材料分类按容器的制造材料的划分见表17金属压力容器包括：6、按压力容器工作温度分类按压力容器工作温度可分为低温容器、常温容器及高温容器三种。7、按压力容器等级、品种及介质的危害程度分类固定式压力容器安全技术监察规程对压力容器的分类

31、：附件A 固定式压力容器的分类 一、固容规P38-40内容、二、分类划分软件的介绍第四节 压力容器的介质分类及特性一、介质分类1、按易燃程度分类（1）爆炸极限可燃气体，可燃液体蒸汽或可燃粉尘与空气组成的混合物，并非任何混合比例下都可以爆炸，而是在固定浓度范围内，不同可燃物有不同的固定浓度范围。这一固定范围通常叫该物质的爆炸范围或爆炸极限，通常用可燃气体，可燃液体蒸汽、或可燃物粉尘在空气中的体积百分数表示。能够产生爆炸的最低浓度称为爆炸下限，最高浓度为爆炸上限。爆炸极限的数值越宽，爆炸下限越低，爆炸危险性越大。（2）最小点火能最小点火能是指能引起爆炸性混合物燃烧爆炸时所需的最小能量。最小点火能数

32、值愈小，说明该物质愈易被引燃。（3）闪燃与闪点可燃液体饱和蒸汽与空气的混合物在火焰接触时，能闪出火花，发生瞬间燃烧，这种现象称为闪燃，引起闪燃时的温度称作闪点。闪点愈低，该化学品愈易引起燃烧与爆炸。（4）燃点（着火点）可燃物质在空气充足条件下，达到某一温度与火焰接触即行着火，并在移去火焰之后仍能继续燃烧的最低温度称为该物质的燃点或着火点。（5）易燃介质易燃介质是指与空气混合的爆炸下限小于10%，或爆炸上限和下限之差值大于等于20%的气体。如一甲胺、乙烷、乙烯、氯甲烷、环氧乙烷、环丙烷、氢、丁烷、三甲胺、丁二烯、丁烯、丙烷、丙烯、甲烷、半水煤气、一氧化碳等均为易燃介质。2、按毒性程度分类压力容器

33、中化学介质毒性程度参照GB50441985职业接触性毒物危险程度分级、HG206602000压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危害程度分类标准的规定，无规定时，按下述原则确定毒性程度：（1）极度危害（级）最高允许浓度0.1mg/m3（2）高度危害（级）最高允许浓度0.11.0mg/m3（3）中度危害（级）最高允许浓度1.010mg/m3（4）轻度危害（级）最高允许浓度10mg/m33、介质危害性介质危害性指设备在生产过程中因事故致使介质与人体大量接触、发生爆炸或因泄漏引起职业性慢性危害的严重程度，用介质毒性危害程度和爆炸危害程度表示。毒性程度：综合考虑急性毒性和最高容许浓度。极度危害最高容许浓度

34、小于0.1mg/m3；高度危害最高容许浓度0.11.0 mg/m3; 中度危害最高容许浓度1.010.0mg/m3; 轻度危害最高容许浓度大于等于10.0 mg/m3。易燃介质：指气体或液体的蒸汽、薄雾与空气混合形成的爆炸混合物，其爆炸下限小于10%，或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于等于20%。4.压力容器中常用气体的分类1、永久气体：临界温度小于-10的气体。（氧气、氢气、氮气、惰性气体、一氧化碳、甲烷等）2、液化气体：临界温度大于或等于-10的气体，包括高压液化气体和低压液化气体。高压液化气体临界温度大于或等于-10，且等于或小于70的气体。（二氧化碳、乙烷、乙烯）。低压液化气体临界温度大

35、于70的气体。（氯气、氨、氟利昂、液化石油气等）3、溶解气体：在压力下溶解于瓶内溶剂中的气体。（乙炔）。二、压力容器内常见介质的特性化工生产中压力容器内的介质种类繁多。这些介质中间不少是具有易燃、易爆、有毒、有害的特性。尤其是化工生产一般在高温、高压、深冷、真空等特殊条件下进行的，这些介质会随着工艺条件或外部环境的改变而变化，极易超温、超压、喷出、泄漏等，造成火灾、爆炸事故。因此，压力容器操作人员应该了解和熟悉本岗位压力容器内介质的特性，这对于压力容器的安全运行和事故防范是很重要的。在此简要介绍几种常见介质的特性。1、氢气（H）沸点：-252.8；自燃点：在空气中570，在氧气中560；爆炸极

36、限：空气中474.5%，氧气中494%。氢是无色、无嗅、无味的易燃易爆气体，是一种窒息气体，还是一种强的还原剂，可与许多物质进行化学反应，生成各种氢化物。2、氨（NH）沸点：-33.35；自燃点：在空气中651爆炸极限：空气中1527%，氧气中1479%。中毒浓度0.2mg/L。氨是一种无色有强烈刺激性臭味的气体，故泄漏时，易于察觉。氨能刺激人的眼睛和呼吸器引起流泪、剧烈咳嗽，使呼吸道粘膜充血发炎，对人体有较大的毒性。3、硫化氢（HS）沸点：-60.35；自燃点：260；爆炸极限：空气中444%硫化氢是一种具有恶臭味的有害气体，有剧毒。空气中硫化氢含量1mg/L时，可使人立即中毒，继而痉挛，失

37、去知觉而迅速死亡。硫化氢也是一种可燃气体。硫化氢与氧化剂会引起危险的化学反应，甚至发生爆炸。4、环氧乙烷（CHO）沸点：10.3；自燃点：在空气中430，闪点17.8；爆炸极限：在空气中3100%。环氧乙烷与空气混合能形成爆炸混合物，遇明火、高热能引起燃烧、爆炸。环氧乙烷有毒，有对中枢神经抵制作用，对皮肤、粘膜刺激等作用。环氧乙烷易产生静电。5、甲胺（CHN）沸点：-6.4；自燃点：在空气中430，闪点0；爆炸极限：在空气中4.9520.75%。甲胺对眼和呼吸道的刺激强烈，经常吸入引起中枢神经麻痹，空气中最高允许浓度为5mg/m3。6、甲醇（CHOH）沸点：64.8；自燃点：在空气中385，闪

38、点11.11；爆炸极限：在空气中6.736.0%。甲醇有毒，误饮入可使视力丧失，甚至死亡。空气中最高允许浓度为50mg/m3。7、苯（CH）沸点：80.1；自燃点：在空气中562.2，闪点-11；爆炸极限：在空气中1.37.1%。苯易挥发，有毒，空气中最高允许浓度为80mg/m3。8、氯气（Cl）密度（标准状态下）：3.214Kg/m3；沸点：-34.6；熔点：-120氯气是一种草绿色带有刺激性嗅味且毒性强的气体。氯是活泼的化学元素，容易和其它化学元素结合：遇水生成盐酸及次氯酸。9、甲醛（CHO）沸点：-19.44；闪点85度；自燃点：430，；爆炸极限：7.07.3%。甲醛具有腐蚀性，刺激性

39、和窒息性，吸入大量会急性中毒，空气中最高允许浓度为3mg/m3。10、乙醇（CHOH）沸点：78.32；闪点12.78；自燃点：423，；爆炸极限：3.319.0%。乙醇易燃,工业乙醇中含有其它有毒物质,一次饮用含有50100g乙醇的酒会中毒,严重时可致死。11、一氧化碳是一种毒性很强的无色易燃气体，在标准状态下密度为1.25Kg/m3,在空气中的爆炸极限为1.25%75%,在氧气中的爆炸极限为15.5%93.3%(对人体危害不易觉察)。12、液化石油气：是由丙烷、丙稀、正丁烷、异丁烷等为主要成份组成的混合物。是一种易燃介质，气态比空气重，其密度为空气的1.52倍。第二章： 压力容器的结构形式

40、及构成、压力容器用钢第一节 压力容器的结构形式压力容器是为介质的物理反应、化学反应、换热、储存、分离等提供一个密闭空间，其结构一般比较简单。压力容器根据其用途不同，结构形式也多种多样。常见的结构形式主要有球形、圆筒形、箱形、锥形等。现将容器常见结构形式介绍于下：一、球形容器球形容器（图21）的本体是一个球壳，此种结构由许多块预先按一定尺寸压制成形的球面板拼焊而成，直径较大。由于球壳是中心对称的结构，应力分布均匀，球壳体应力是相同直径圆筒形壳体应力的一半，压力截荷相同的情况下所需板材厚度最小，相同容积的结构表面积最小。因此可节省大量材料（与同压力截荷、同容积的圆筒形容器相比，可节约材料3040%

41、）。但由于制造工艺复杂、拼焊要求高，再加上内部工艺附件安装困难，故一般用于大型储罐，也有时用作蒸汽直接加热的容器。二、圆筒形容器圆筒形容器（图22）是轴对称结构，此种结构没有形状突变，应力比较均匀，受力虽不如球形容器，但比其他结构形式好得多，制造工艺较简单，便于内部工艺附件的安装，便于工作介质的流动，因而是使用最普遍的一种压力容器。圆筒形容器一般也采用焊接结构。三、箱形容器箱形结构可分为正方形结构和长方形结构两种。其几何形状突变，应力分布不均，在转角处局部应力较高。这类容器的结构不合理，除常用在压力较低的消毒柜（图23）、汽柜外，一般很少采用。四、锥形结构容器单纯的锥形结构容器没有，一般用到的

42、都是由圆筒体与锥形组合面的组合结构（图24）。由于锥体与圆筒体连接处结构不连续，产生较高局部应力，锥体的锥角大小也直接关系到容器受力状况。故这类容器通常是生产工艺有特殊要求时采用，如有结晶状或粒状物料需排出等。第二节 压力容器的基本构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。一、筒体筒体是压力容器的重要部件，与封头或管板共同构成承压壳体，为物料的储存和完成介质的物理，化学反应及共他工艺用途提供所必需的空间。筒体通常用金属板材卷制焊接而成。二、封头（端盖）封头是保证压力容器密闭的重要部件。凡是与筒体采用焊接联接而不可拆的称为封头；与筒体以法兰等联接

43、而可拆的，称为端盖。封头与端盖按其种类不同的分类见表21。1、 凸形封头：这是压力容器广泛采用的封头结构形式。有半球形封头、椭圆形封头、碟形封头及无折边球形封头等四种，详见图26。半球形封头实际上是一个半球体，受力时强度最大，在相同直径及相同压力下所需的厚度最小。但因其深度大，制造较困难，故除用于压力较高、直径较大的储罐及其他有特殊要求的容器外，一般较少采用。椭圆形封头由半椭球体及圆筒体（即直边）两部分组成。由于其曲率半径连续变化，受力状况也较好，与半球形封头相比，制造方便，因而被广泛采用。碟形封头又称带折边球形封头，它由几何形状不同的三个部分组成，中央为球面体，与筒体连接的部分为圆筒体，球面

44、体与圆筒体用过渡圆（即折边）连接。因过渡圆弧半径远小于球体半径，故其受力状况较上述两种封头差，通常只用于压力较低、直径较大的容器。无折边球形封头是一块深度较小的球面体，结构简单、制造方便。但在它与筒体的连接处由于形状突变而存在很高的局部应力，故只适用于直径较小、压力较低的容器上。2、锥形封头：介质中含有颗粒状、粉末状物质或粘稠液体的容器，为便于物料汇集及卸料，容器底部常采用锥形封头；有时为保证气体介质在容器中均匀分布或改变流体流速，也采用锥形封头。锥形封头有带折边和无折边等两种（图27略）。无折边锥形封头是一段圆锥体，圆锥体与圆筒体直接连接造成形状突变而引起局部应力过高，故适用于压力较低且锥体

45、半顶角小于30度的场合。带折边的锥形封头是在锥体与圆筒体之间有一圆弧的折边，可以降低局部应力。3、平板封头：受力时强度最低，相同直径、相同压力下所需厚度最大，除用作人孔盖、手孔盖外，一般很少采用。管壳式热交换器的管板起着壳程封头的作用。对管程起端盖作用。三、法兰由于生产工艺需要和安装检修的方便，不少容器需采用可拆的连接结构，如压力容器的端盖与筒体之间、接管与管道之间的连接。这时通常采用法兰结构。法兰通过螺栓、楔口等连接件压紧密封件保证容器的密封。故法兰连接是由法兰、螺栓、螺母及密封元件所组成的密封连接件。法兰按照所连接的部件可分为容器法兰及管法兰。前者用于容器的端盖与筒体连接；后者用于接管（管

46、道）与管道之间的连接。法兰按其整体性程度分成三种形式：整体法兰、松式法兰和任意式法兰。法兰按其密封面形式又可分为平面法兰、凹凸面法兰及榫槽面法兰。密封元件放在两法兰接触面之间或封头与筒体顶部的接触面之间，借助于螺栓等连接件压紧力可达到密封的目的。按其所用材料的不同分为非金属密封元件（石棉垫、橡胶O型环等）、金属密封元件（紫铜垫、铝垫、软钢垫等）和组合式密封元件（铁包石棉垫、钢丝缠绕石棉垫等）。按其截面形状又可分为平垫片、三角形垫片、八角形垫片、透镜式垫片等。不同的密封元件和不同的连接件相组配，构成了各种不同的密封结构。1、强制密封：通过坚固端盖与筒体法兰的联接螺栓等强制方式将密封面压紧，从而达

47、到密封的目的，如平垫密封、卡扎里密封等。2、自紧密封：利用容器内介质的压力使密封面产生压紧力来达到密封目的。它的密封力随着介质压力的增大而增大，因而在较高的压力下也能保持可靠的密封性能，如组合式密封、“O”形环密封、“C”形环密封、“B”形环密封、楔形密封、八角垫和椭圆垫密封、平垫自紧密封、伍德密封、氮气式密封等。3、半自紧密封：既利用容器内介质的压力，又利用坚固件的联接使密封面产生压紧力来达到密封的目的，如双锥密封就属于此。四、接管为适应压力容器安全运行及生产工艺的需要而设置于封头（端盖）及筒体上，用于介质的进出、安全附件的安装等。五、人孔、手孔根据结构、介质等情况，压力容器需设置人孔或手孔

48、等检查孔，用于容器的定期检验、检查或清除污物。人孔和手孔按其形状可分为圆形及椭圆形两种；按其封闭形式可分为外闭式及内闭式两种。六、支座支座是用于支承容器重量并将它固定在基础上的附加部件，其结构形式决定于容器的安装方式，容器重量及其他载荷，一般分为三大类：即立式容器支座、卧式容器支座及球形容器支座。立式支座中最常见的有悬挂式支座（耳式支座）、支承式支座及裙式支座主要用于高大的直立容器（塔类）。卧式容器支座的结构形式主要有鞍式支座、支承式支座等。支承式支座只适用于小型容器；鞍式支座常用于大中型容器；圈座适用于薄壁容器及多于两个支承的长容器。球容器中常见的有裙式支座和柱式支座。裙式支座一般用于小型的

49、球型容器。第三节 几种典型压力容器结构介绍一、搅拌式反应锅搅拌式反应锅是应用比较广泛的一种容器，通常称作反应容器，其结构如图213所示。搅拌反应锅通常由锅体、夹套或蛇形管、搅拌器、传动装置等组成。其操作一般是间歇式的。一种或几种反应物料由端盖上加料口加入，在搅拌器搅拌的条件下加速混合，完成物理、化学反应。如果因工艺需要加热或冷却，可在夹套或蛇形管内通入加热蒸汽或冷却水、冷冻剂。反应完成后物料由下部出料口排出。1、反应锅体锅体的筒体部分为圆筒形结构，端盖及下部封头（锅底）大多采用椭圆封头，也有时为半球形封头。端盖与筒体之间利用容器法兰连接。为适应生产工艺需要，端盖上设置进料口、窥视镜、照明灯孔、

50、安全附件接口、备用接口等，下封头底部设置出料口。锅体一般由碳钢制成；对需承受高温、高压的锅体可采用耐高温及高强度的材料制造；对于有腐蚀性或有特殊要求的介质常用不锈钢制造或采用搪瓷的方法。2、加热（冷却）装置为适应生产工艺需要，保证反应过程的顺利进行，经常需加热或冷却。反应锅是一种供加热或冷却的容器。它通常采用夹套结构，在夹套内通加热流体或冷却水（冷冻剂），有时还在锅内设置加热（冷却）蛇形管。夹套一般采用碳钢制作，夹套筒体亦为圆筒形。锅体下封头采用椭圆形或半球形封头。夹套体上设置加热（冷却）流体进、出口、测温孔等。蛇形管安装于锅内与物料直接接触，对于腐蚀性介质应采用耐腐蚀钢管制作。3、搅拌装置（

51、搅拌器）搅拌装置也是搅拌式反应锅的重要组成部分。搅拌的效果直接关系到化学反应的速度。针对物料性质的不同，采用的搅拌器形式也各不相同，常用的有锚式、桨式、涡轮式、推进式等。4、传动装置传动装置由电动机及减速机组成，它为搅拌装置提供动力。基型号、功率决定于工艺要求。5、搅拌式反应锅用的支座有两种：一是耳式支座；另一是支承式支座。具体可按安装位置而定。二、列管式换热器列管式换热器属于管壳式换热器；冷、热流体从管内（管程）及管间（壳程）流过，达到间接换热的目的。它是换热容器中常用的一种。列管式换热器的种类很多，根据结构特点的不同可分为刚性和具有温差补偿的两在类。对于温差不大的多采用刚性结构的固定管板式

52、换热器，这是最常见的一各结构形式。当管壁与壳壁温度相差较大时，必须装设补偿装置，常用的有带膨胀节的固定管板式、浮头式、填料涵式及U形管式换热器。列管式换热器主要由筒体、管板、管束、封头（端盖）等部分组成。1、筒体换热器的筒体通常用钢板卷制焊接而成，根据介质特性可用碳钢、低合金钢、不锈钢、有色金属制作，并设有流体进出口接管、仪表接管等。2、管束管束由无缝管组成，材质通常为优质碳素钢或不锈钢，管壁为冷热流体热量交换的界面。3、管板管板用于固定管束，有的管板还兼作容器法兰。管板与壳体焊接或用法兰连接后，共同构成管间压力空间（壳程）。管束在管板上固定时要考虑密封。常用的固定方法有胀接结合等方法。胀接是

53、目前常用的一种，它是利用胀管器使伸到管板中的管子端部直径扩大产生塑性变形，而管板只达到弹性变形，于是管板与管子之间产生挤压力，达到密封、紧固连接目的。胀接法一般用于压力低于4MPa、温度低于300的条件下。由于高温时管子及管板会发生蠕变，使管板与管子间的挤压力降低，导致连接处泄漏，因此对于高温、高压及易燃、易爆介质的换热器应采用焊接法。4、封头（端盖）换热器的封头通常为椭圆形或半球形，封头（端盖）与管内共同构成管内受压空间（管程）。多程换热器可在封头（端盖）内设置隔板，将封头（端盖）隔成几个区间以适应流体折流的需要。三、夹层锅夹层锅是食品制造行业及饮食等行业广泛使用的一种换热容器，通常用于料液

54、浓缩及食品的蒸制。夹层锅是食品制造行业及饮食等行业广泛使用的一种换热容器，通常用于料液浓缩及食品的蒸制。夹层锅由内胆、夹套、支脚部分组成，上面设有蒸汽进口、出料口和冷凝水排放口，其结构示意图215略。夹层锅是一种间歇式操作的容器，待浓缩的料液加入内胆（或在内胆底部加水，上部篦板安放待蒸食品），夹套内通入蒸汽，依靠内胆壁的间接换热，加热待浓缩液或使内胆下部的水沸腾产生蒸汽，完成料液浓缩或食品蒸制工作。内胆由直筒部分及半球形封头焊而成，通常从卫生要求出发，采用不锈钢制造。夹套也是由直筒与半球形封头构成的，开有蒸汽进口，冷凝水出口及安全阀接口等，其最高工作压力一般为0.4MPa以下。常见的夹层锅多为

55、敞口结构，在底部设置出料口，并配置齿轮传动的可倾结构，以方便浓缩物料的卸出。四、氨油分离器在氨压缩过程中，压缩机的部分润滑油变成油雾夹带在氨气中，如果压缩气体直接进入冷凝器和蒸发器，会污染传热面而导致传热效率降低，因此，氨压缩机后一般需设置氨油分离器。氨油分离器是一种结构较为简单的立式分离容器，通常由上封头（端盖）、下封头、筒体、支座、接管等部分组成。按其工作原理有填料式、离心式、洗涤式等几种。1、填料氨油分离器填料式氨油分离器的下封头与筒体焊接，筒内装有填料，上封头采用端盖结构，有法兰与筒体连接。压缩机排出的气体由分离器筒体下部的进口管进入分离器，与填料表面接触，油雾附着于填料表面，氨气由端盖上部排气管排出，从而达到氨、油分离的目的。2、离心式氨油分离器离心式氨油分离器的上、下封头均直接与筒体焊接，在分离器内部焊有螺旋状隔板，并在器内中间引出管的底部增设了多孔挡液板。自压缩机排出来的带有油蒸气及油滴微粒的氨气，由于螺旋隔板的作用，首先在器内自上而下作螺旋运行，在运动过程中产生的离心力将油滴甩向器壁，并沿器壁流聚分离器底部，达到油、气分离的目的。还有的在油分离器外部设有冷却水套，使气体受到冷却，油蒸气变成油滴，然后流经多孔挡液板，再一次进行分离，提高分离效果。3、洗涤式氨油分离器洗涤式氨油分