新压力容器专业知识 张琼

1、压力容器知识压力容器作业人员培训 张琼1、含义、含义2、分类、分类3、结构组成、结构组成4、材料、材料5、主要的工艺流、主要的工艺流程程6、安全附件、安全附件7、常用阀门及密、常用阀门及密封件封件1、介质特性、介质特性2、气体特性、气体特性3、常用介质特性、常用介质特性与防护与防护1、安全管理体系、安全管理体系2、使用登记和变更、使用登记和变更3、年度检查、定期、年度检查、定期检验检验4、一般要求、一般要求5、投用前的准备、投用前的准备6、运行检查、运行检查7、开停车操作、开停车操作8、日常维护、日常维护9、故障判断和处理、故障判断和处理10 、事故预案处理、事故预案处理分析分析基础知识基础知

2、识专业知识专业知识管理与操作管理与操作第一章 压力容器基础知识 一、压力 1.定义：均匀垂直作用在物体表面上的力，均匀垂直作用在物体表面单位面积上的压力称为压强。 2.单位：1Pa=1N/ 1MPa=106Pa 3.换算关系：1bar=0.1MPa 4.表示方法：二、温度1、摄氏温度：它是将标准大气压下水的结冰温度（冰点）定为0度，把水的沸腾温度（沸点）定为100度，在两者之间等分100格，每一格即为1度，用表示。2、华氏温度：它是将标准大气压下水的冰点定位32度，沸点定为212度，两者之间等分为180格，每格作为1度，用F表示。3、绝对温标（开氏温标）：取摄氏温标的零下273.15作为0度，

3、它是以水的三相点定为273.15K，分度法与摄氏温标相同，用K表示。4.三者关系：=5/9（F-32） =K-273.15 三、介质特性介质特性 燃烧性 爆炸性 毒性 腐蚀性 介质按照毒性划分：（GB5044职业性接触毒物危害程度分级规定） 极度危害 高度危害 中度危害 轻度危害 按照爆炸危害程度划分： 不燃介质:不会发生燃烧爆炸的介质。 自燃介质：在低于100下与空气或氧化剂接触能发生自行燃烧的介质 可燃介质：爆炸下限10%，且爆炸上下限差20% 易燃介质：爆炸下限小于10%，或爆炸上下限差20%毒 物 形 态气 体蒸 汽 烟 尘粉 尘雾气体蒸汽雾指在常温常压下呈气态的物质，逸散于生产场所的

4、空气中，如氯、一氧化碳、二氧化硫、烯烃等。 由液体蒸发或固体升华而形成。前者如苯蒸汽、汞蒸汽，后者如碘蒸汽等。 是指混悬在空气中的液体微滴，多为蒸汽冷凝或液体喷散所形成。如喷漆时所形成的含苯漆雾、酸洗作业时所形成的硫酸雾等。 烟尘粉尘又称烟雾或烟气，是指悬浮在空气中的烟状固体微粒，其直径往往小于0.1微米，金属熔化时产生的蒸汽在空气中氧化冷凝时可形成烟，如铅块加熟熔解时在空气中形成的氧化铅烟，有机物加热或燃烧时也可以产生烟，如煤和石油的燃烧、塑料热加工时产生的烟等。 是能较长时间飘浮于空气中的固体微粒，直径大于0.1mm 大都是固体物质经机械加工而形成的，如塑料粉尘等。 （四）、毒物侵入人体的

5、途径 呼吸道消化道皮 肤呼吸道皮 肤消化道呼吸道皮 肤第二章 压力容器专业知识一、何谓压力容器？ （1）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2.5MPaL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1.0MPaL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 条例 （2）固定式压力容器是指安装在固定位置使用的压力容器（以下简称压力容器,注1-1） 本规程适用

6、于同时具备下列条件的压力容器 ( 一 ) 工作压力大于或者等于 0.1MPa；（注1-2） ( 二 ) 工作压力与容积的乘积大于或者等于 2.5MPa L； （注1-3） (三)盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体。 （注1-4） （固容规）注1-1：对于为了某一特定用途、仅在装置或者场区内部搬动、使用的压力容器，以及移动式空气压缩机的储气罐按照固定式压力容器进行监督管理。 注1-2：工作压力，是指压力容器在正常工作情况下，其顶部可能达到的最高压力(表压力)。 注1-3：容积，是指压力容器的几何容积，即由设计图样标注的尺寸计算(不考虑制造公差)并且圆整。一般应

7、当扣除永久连接在压力容器内部的内件的体积。 注1-4：容器内介质为最高工作温度低于其标准沸点的液体时，如果气相空间的容积与工作压力的乘积大于或者等于25MPaL时，也属于本规程的适用范围。 （3） 移动式压力容器 移动式压力容器是指由压力容器罐体或者钢制无缝瓶式压力容器(以下简称瓶式容器)与走行装置或者框架采用永久性连接组成的罐式或者瓶式运输装备，包括铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱和管束式集装箱等。 本规程适用于同时具备下列条件的移动式压力容器： (1)具有充装与卸载(以下简称装卸)介质功能，并且参与铁路、公路或者水路运输； (2)罐体或者瓶式容器工作压力大于或者等于O.1MPa (

8、3)罐体容积大于或者等于450L，瓶式容器容积大于或者等于1000L； (4)充装介质为气体以及最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。移容规 压力容器的应用二、分类 1、按安装位置： 固定式和移动式 2、按设计压力： (1)低压(代号L)，0.1MPa (p)1.6MPa； (2)中压(代号M),1.6MPa(p)10.0MPa； (3)高压(代号H),10.0MPa(p)100.0MPa (4)超高压(代号U)， (p) 100.0MPa。 3、按设计温度分类 低温容器（t -20） 、常温容器（ -20 t450 ） 和高温容器（450 t） 4、按容器品种： (1)反应压力容器(代号

9、R):各种反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、煤气发生炉等 (2)换热压力容器(代号E)： (3)分离压力容器(代号S) (4)储存压力容器(代号C，其中球罐代号B) 4、按结构形式： 整体式、组合式、多层包扎、整体包扎、热套、钢带、绕丝、绕板等 5、按危险程度： 第类、第类、第类 A、 基本划分 压力容器类别的划分应当根据介质特性，按照以下要求选择类别划分图，再根据设计压力p(单位MPa)和容积V(单位L)，标出坐标点，确定压力容器类别： (1)第一组介质：毒性程度为极度危害、高度危害级化学介质，易爆易燃介质，液化气体。（压力容器类别的划分见图A-1） (2)第二组介质：除第一组介质以外

10、的介质。（压力容器类别的划分见图A-2。） 举例：设计压力9.8 MPa，容积0.99m3, 介质：天然气(p7-135) （小软件） B、多腔压力容器(如换热器的管程和壳程、夹套容器等)按照类别高的压力腔作为该容器的类别并且按照该类别进行使用管理。但是应当按照每个压力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。对各压力腔进行类别划定时，设计压力取本压力腔的设计压力，容积取本压力腔的几何容积 C、同腔多种介质压力容器类别划分 一个压力腔内有多种介质时，按照组别高的介质划分类别。 D、 介质含量极小的压力容器类别划分 当某一危害性物质在介质中含量极小时，应当根据其危害程度及其含量综合考按照压力容器设

11、计单位决定的介质组别划分类别。 E、 特殊情况的类别划分 (1)坐标点位于图A-1或者图A-2的分类线上时，按照较高的类别划分其类别； (2)本规程14范围内的压力容器统一划分为第1类压力容器三、压力容器基本结构 1、基本结构 球形结构 圆筒结构 箱形（矩形）结构 圆锥形结构 2、压力容器的基本组成压力容器一般由筒体(又称壳体)、封头(又称端盖)、法兰、密封元件、开孔与接管(人孔、手孔、视镜孔、物料进出口接管、液位计、流量计、测温管、安全阀等)和支座以及其他各种内件所组成。 固定式压力容器主要受压元件：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、M36以上（含）的

12、设备主螺栓、公称直径大于等于250mm的接管和管法兰。 移动式压力容器的主要受压元件：筒体、封头、人孔盖、凸缘、螺栓及公称直径大于等于250mm的接管。 封头封头（1）凸形封头 1.半球形封头；2.蝶形封头；3.椭圆形封头；4.无折边球形封头（2）锥形封头 1.无折边锥形封头；2.带折边锥形封头 法兰连接结构法兰连接结构法兰的连接与密封作用原理特点：拆卸方便、强度高、密封性能好。法兰与筒体的连接形式1.整体法兰；2.松式法兰；3.任意式法兰。法兰密封面及垫片1.法兰密封面（平面密封面、凹凸性密封面、榫槽型密封面、自紧式密封面）；2.垫片（非金属软垫片、缠绕垫片、金属包垫片和金属垫片等多种）法兰

13、连接的紧固形式1.螺栓紧固；2.带铰链的螺栓紧固；3.“快开式”法兰紧固 密封结构密封结构（1）密封结构分类1.强制式平垫密封；2.自紧式平垫密封。（2）几种常见的密封结构1.平垫密封；2.卡扎里密封（外螺纹卡扎里密封、内螺纹卡扎里密封、改良卡扎里密封）；3.双锥密封；4.伍德密封；5.O形环密封。支座支座 （1）立式容器 1、悬挂式支座；2.支承式支座；3.裙式支座。（2）卧式容器支座 1.鞍式支座；2.圈座；3.支承式支座。（3）球形容器支座 1.赤道正切柱式支承；2.其他类型的支座（V型柱式支座、圆筒式裙式支座、钢筋混凝土式连续基础支承式支座）四、压力容器划定范围 压力容器使用特征： 1

14、、生产工艺要求高 2、使用条件比较恶劣 3、承受多种载荷 4、操作要求高压力容器的安全性能：五、压力容器的基本参数五、压力容器的基本参数1、压力、压力 2、温度 3、介质 介质就是媒介物，是系统借助于传递热量、力、载荷等的媒介物。 介质的主要物理和化学性质有临界温度、临界压力、可燃性、毒性、比热、饱和压力、化学稳定性、绝缘性、密度、和黏度等。 4、容积 容积是指容积所能容纳物体的体积。 由于结构原因，对于换热容器，一般以换热面积为单位。常用材料力学性能化学性能物理性能工艺性能材料性能材料性能碳素钢、低合金钢不锈钢低温容器用钢高温容器用钢常用阀门 1、型号表示方法 2、动画演示 3、分类： 按照

15、工作原理和结构分：闸阀、截止阀、节流阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、旋塞阀、止回阀、安全阀、减压阀、疏水阀、柱塞阀等 按照用途和作用分：截断类、调节类、止回类、分流类、安全类、其他类 按公称压力分：真空阀、低压阀、中压阀、高压阀、超高压阀 按驱动方式分：手动阀、动力驱动阀、自动阀 按阀门与管道连接方法分：法兰、螺纹、焊接、卡套、夹箍第三章 压力容器安全管理和操作知识 一、安全管理 1、意义 2、主要内容 （1）贯彻有关法规和技术规范 （2）健全管理制度，制定操作规程 （3）办理登记、建立档案 （4）负责全程 （5）组织月度检查、实施年度检查、落实定期检验 （6）报告事故、组织救援、协助调查和善后处理

16、（7）组织人员教育 （8）制定救援和演练压力容器的使用登记和变更 一、使用登记 按照条例规定：特种设备在投入使用前或投入使用后30日内，使用单位应向直辖市或者设区的市特种设备安全监察管理部门登记。 二、变更登记 1、压力容器变更登记 （1）安全状况变更 （2）长期停用变更：拟停用1年以上 （3）移装或过户变更 2、不得申请变更登记 （1）在原使用地未办理使用登记的 （2）在原使用地未进行定期检验的 （3）在原使用地已经报废的 （4）擅自变更使用条件进行过非法修理改造的 （5）无技术资料和铭牌的 （6）存在事故隐患的 （7）安全状况等级为45级的或者使用时间超过20年的压力容器压力容器的维护与保

17、养 一、压力容器完好标准 1、运行正常，效能良好 2、内部机件无损坏，质量符合要求 3、本体整洁、完好，附件齐全、可靠 4、设备档案资料齐全、准确 二、维护保养 1、保持完好的防腐层 2、消除产生腐蚀的因素 3、防止压力容器内的介质“跑、冒、滴、漏” 4、认真做好停用压力容器的维护保养 5、加强安全附件、安全保护装置等的维护保养常见缺陷、维修与改造 一、缺陷分类： 先天性缺陷: 设计、制造、安装 后天性缺陷：使用、维修、改造 使用过程中常产生的缺陷主要有：裂纹、鼓包、腐蚀、材料裂化等 （一）裂纹：最危险的一种缺陷 容易产生的部位：1、焊缝2、热影响区3、局部应力过高 按其生成过程分成两类： 1

18、、原材料或制造中形成的裂纹 2、容器在使用中产生或扩展的裂纹 （二）腐蚀 按腐蚀反应机理分为化学腐蚀和电化学腐蚀 按腐蚀形态分为全面腐蚀和局部腐蚀 二、重大维修与改造 重大维修指：1、主要受压元件的更换、矫形、挖补 2、焊制压力容器筒体的纵向接头、筒节与筒节连接的环向接头，封头的拼接接头，球壳板间的焊接接头、应当采用全截面焊透的对接接头形式的补焊 改造： 1、改变主要受压元件的结构 2、改变压力容器运行参数 3、改变盛装介质 4、改变用途 维修改造总要求： 1、有相应资质 2、办理告知 3、方案经设计单位同意 4、选材准确 5、施工过程进行监督检验 6、内部有压力时，不得进行任何维修。带压密封

19、作业人员应经专业培训考核并持证上岗 常见缺陷的维修方法 1、打磨2、堆焊3、挖补或更换4、其他年度检查 定义：年度检查是指为了确保压力容器在检验有效期内的安全而实施的运行过程中在线检查，每年至少一次 检查项目：压力容器安全管理情况检查、压力容器本体及运行状况检查和压力容器安全附件检查 检查方法：以宏观检查为主，必要时进行测厚、壁温检查和腐蚀含量测定、真空度测试等压力容器定期检验1、目的及早发现缺陷，及时消除，保证压力容器安全运行，防止事故发生。2、定义压力容器定期检验是指压力容器停机时进行的检验和安全状况等级评定。3、检验周期首检：一般于使用后三年内进行安全状况等级为12级的，一般6年一次安全

20、状况等级为3级的，一般每36年一次安全状况等级为4级的，应当监控使用，检验周期由检验机构确定，累计监控使用时间不得超过3年。安全状况等级为5级的，应当对缺陷进行处理，否则不得继续使用。 检验周期可以适当的缩短或延长，详见定检规 检验内容：宏观检验、壁厚测定、表面缺陷检测、安全附件检验为主，必要时增加埋藏缺陷检测、材料分析、密封紧固件检验、强度校核、耐压试验、泄漏试验等项目 在用压力容器常用检验方法的分类检验方法宏观检验壁厚检验目测检验锤击检验量具检验理化检验无损探伤应力测定压力试验声发射化学成分分析光谱分析硬度测定金相检验表面检测内部检测耐压试验 泄漏试验液压试验气压试验气液组合气密性氨检漏卤

21、素检漏氦检漏Table 有下列情况之一的压力容器，定期检验或重大维修改造中应进行耐压试验 1、用焊接方法更换受压元件的 2、主要受压元件补焊深度大于1/2厚度的 3、改变使用条件，超过原设计参数并且经过强度校核后合格的 4、需要更换衬里的 5、停止使用2年后重新复用的 6、从外单位或者本单位移装的 7、定期检验过程中，使用单位或检验机构对压力容器安全状况有怀疑，认为应当进行耐压试验的 耐压试验通用要求： 1、保压期间不得采用连续加压维持试验压力不变，耐压试验过程中不得带压紧固螺栓或者向受压元件施加外力 2、耐压试验过程中，不得进行与试验无关的工作，无关人员不得在试验场地停留。 3、压力容器进行

22、耐压试验时，监检人员应当到现场进行监督检验。 4、耐压试验后，由于焊接接头或者接管泄露而进行返修的，或者返修深度大于1/2厚度的压力容器，应当重新进行泄漏试验。年度检查与定期检验对比安全附件测温仪表测温仪表安全联锁装置安全联锁装置安全阀安全阀液面计液面计压力表压力表爆破片爆破片紧急切断装置紧急切断装置1、显示与显示控制类、显示与显示控制类2、超压泄放类、超压泄放类3、紧急切断类、紧急切断类4、安全联锁类、安全联锁类按功能分类：按功能分类：主要包含主要包含 安全附件装设要求(P180)1、属固容规使用范围内的压力容器，应当根据设计要求装设超压泄放装置，压力来源于压力容器外部，并且得到可靠控制时，

23、超压泄放装置可以不直接安装在压力容器上。2、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应当装设减压阀，如因介质条件减压阀无法保证可靠地工作时，可用调节阀代替减压阀。在减压阀或调节阀的低压侧，应当装设安全阀和压力表。3、采用爆破片装置与安全阀组合结构时，应当符合有关规定。4、对易燃介质或毒性程度为极高、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，将排放介质引至安全地点，并进行妥善处理，不得直接排入大气。 超压泄放装置的分类 阀型超压泄放装置 破裂型超压泄放装置 熔化型超压泄放装置安全阀 一、分类 1、按工作原理分类 （1）直接载荷式 （2）平衡式 （3）先导式

24、（4）带动力辅助装置 2.按阀瓣开启高度分类 a.全启式安全阀；b.微启式安全阀。 3.按气体排放方式分类 a.全封闭式；b.半封闭式；c.开放式安全阀的选用1、选用依据工作压力、工作温度、介质特性、自控程度及容器有无震动2、选用（1）通常采用直接载荷式弹簧式（2）对有毒、易燃、易爆介质采用封闭式安全阀，并将排放管导入回收压力容器内引至安全地点（3）对蒸汽、空气等介质选用全启式安全阀（4）安全泄放量较小和要求压力平稳的采用微启式安全阀（5）对粘性大或有腐蚀性介质的压力容器，宜采用安全阀与爆破片组合使用的方式（6）液化气体汽车罐车必须装设内置全启式弹簧安全阀。 安全阀安装要求 铅直安装在压力容器

25、液面以上的气相空间部分，或装设在与压力容器气相空间相连的管道上 压力容器与安全阀之间的连接管和管件的通孔，其截面积不得小于安全阀的进口截面积，其接管应当尽量短而直 压力容器一个连接口上装设两个以上安全阀时，则该连接口入口的截面积，应当装设等于这些安全阀的进口截面积 压力容器与安全阀之间一般不宜装设截止阀门 新安全阀应当校验合格后才能安装使用。 校验 校验单位具有相应资格，校验人员应当取得安全阀维修作业人员资格。校验合格后应加铅封。 校验周期：一般每年至少校验一次。 停止使用并更换条件 1、阀瓣和阀座密封面损坏，已经无法修复 2、导向零件锈蚀严重，已经无法修复 3、调节圈锈蚀严重，已经无法进行调

26、节 4、弹簧腐蚀，已经无法使用 5、附件不全，而无法配置 6、历史记录丢失 7、选型不当爆破片装置 一、作用 爆破片的作用是在设定的爆破温度下，爆破片两侧压力差达到预定值时，爆破片即刻动作，泄放介质，防止压力容器事故的发生。 二、型式 平板型 正拱型 反拱型 三、爆破片不适用情况 经常超压或者温度波动过大的情况 反拱型爆破片装置不适用于高粘度介质的情况或有可能在拱面大面积产生结晶介质的 更换：根据使用条件、介质性质等具体影响因素或者设计预期使用年限确定 一般情况下爆破片更换周期为23年压力表 一、选用要求 1、选用的压力表应当与介质相适应 2、设计压力小于1.6MPa的压力表精度不得低于2.5

27、级，设计压力大于等于1.6压力容器的压力表精度不得低于1.6级。 3、压力表盘刻度极限值为工作压力的1.53倍，最好是2倍。 二、安装要求 1、装设位置应便于操作人员观察和清洗，且应避免受到辐射热、冻结或震动等不利影响 2、压力表与压力容器之间，应装设三通旋塞或针型阀 3、用于水蒸汽介质的压力表，在压力表与压力容器之间应当装设存水弯管。 三、停止使用 1、选型错误 2、表盘封面玻璃破裂或表盘刻度模糊不清 3、封印损坏或超过校验有限期限 4、表内弹簧管泄漏或压力表指针松动 5、指针扭曲断裂或外壳腐蚀严重 6、三通旋塞或针型阀开启标记不清或者锁紧装置损坏液位计 通用要求 1、根据压力容器的介质，最

28、高允许工作压力和设计温度选用 2、在安装使用前，设计压力小于10MPa的压力容器用液位计，以1.5倍液位计公称压力进行液压试验，安装要求1、液位计应安装在便于观察的位置，否则应增加其他辅助设施2、大型压力容器还应当有集中控制的设施和报警装置3、液位计的最高和最低安全液位应当做出明显的标志停止使用1、超过规定检修期限2、玻璃板有裂纹、破碎3、阀件固死4、出现假液位5、液位计指示模糊不清6、选型错误7、防止泄漏的保护装置损坏测温仪表 一、分类（P211) 二、停止使用 超过规定的检定、检修期限 仪表及其防护装置破损 仪表量程选择错误紧急切断装置安全联锁装置压力容器安全运行操作 一、安全操作的一般要

29、求 1、操作人员应当持有效操作证操作 2、容器应当办理领取使用登记证 3、单位应当具备相应资质 4、压力容器在检验有效期内使用 5、操作人员严格执行操作规程和有关的安全规章制度 二、运行压力容器的安全操作要点（p249) 1、做到平稳操作 2、严禁超载 3、确保安全附件零活可靠 4、认真做好压力容器巡检 5、及时、正确处理介质泄漏 三、压力容器投运前的准备 投运前应对容器本体、附属设备、设施、安全装置等进行检查，符合要求后方可投运。主要检查 1、内部情况 2、水电气供给情况 3、本体外表面有无异常 4、容器与管道连接情况以及阀门开闭情况 5、附属设备及安全防护设施是否完好 6、安全附件、安全保护装置、仪器、仪表是否失灵和是否在有效期内 四、压力容器的投运 1.严格按照开车方案，开车时有专人负责，统一指挥，分工明确 2.操作人员进入现场前须穿戴防护用品，携带相关操作工具，安全管理部门应到现场监护，发现异常情况及时处理 3.投运前，应对设备阀门安全附件仪表水电气