压力容器操作工培训

压力容器培训压力容器基础知识压力的概念1定义：均匀垂直作用在物体表面上的力（牛顿）称为压力。均匀垂直作用在物体单位面积上的压力称为压强。我们工作中所指的压力实际上是压强。2、单位帕Pa、兆帕MPa、1MPa=106Pa3、国标单位和工程单位的关系1MPa=10.2kgf/cm2或1kgf/cm2=0.098MPa≈0.1MPa4、表压力和绝对压力表压力：是指压力表上所指示的压力又是指容器内的压力与容器外的压力的差值。绝对压力：实际作用在容器壁上的压力应该是压力表上指示的压力加上容器周围的大气压力，这个绝对真实的压力称为绝对压力。由于大气压力近似等于0.1兆帕故P绝≈P表+0.1MPa5、压力容器的压力来源1）在容器外产生（增大）压力2）在容器内产生（增大）压力二、温度的概念温度表示物体的冷热程度其表示方法有：摄氏温标、华氏温标、绝对温标三、压力容器的介质分类及特性（教材7-17页）生产过程所涉及的介质品种繁多，分类方法也有多种。按物质状态分类，有气体、液体、液化气体、单质和混合物等；按化学特性分类，则有可燃、易燃、惰性和助燃四种；按它们对人类毒害程度，又可分为极度危害（I）、高度危害（Ⅱ）、中度危害（Ⅲ）、轻度危害（Ⅳ）四级。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、乙烯等。毒性介质：《压力容器安全技术监察规程》（以下简称《容规》）对介质毒性程度的划分参照GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》分为四级。其最高容许浓度分别为：极度危害（I级）<0．1mg／m3；高度危害（Ⅱ级）0.1～<1．0mg／m3；中度危害（Ⅲ级）1．0～<10mg／m3；轻度危害（1V级）≥10mg／m3。压力容器中的介质为混合物质时，应以介质的组成并按毒性程度或易燃介质的划分原则，由设计单位的工艺设计部门或使用单位的生产技术部门决定介质毒性程度或是否属于易燃介质。腐蚀性介质，石油化工介质对压力容器用材具有耐腐蚀性要求。有时是因介质中有杂质，使腐蚀性加剧。腐蚀介质的种类和性质各不相同，加上工艺条件不同，介质的腐蚀性也不相同。这就要求压力容器在选用材料时，除了应满足使用条件下的力学性能要求外，还要具备足够的耐腐蚀性，必要时还要采取一定的防腐措施。四、压力容器的含义及分类一）压力容器的概念分两个说法按照《特种设备安全监察条例》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1）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；2）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；3）2）《压力容器安全技术监察规程》1．本规程适用于同具备下列条件的压力容器：

（1）最高工作压力（Pw）（注1）大于等于0.1Mpa(不含液体静压力,下同);

（2）内直径(非圆形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m,且容积(V)(注2)大于等于0.025m3;

（3）盛装介质为气体压力容器是内部或外部承受气体或液体压力、并对安全性有较高要求的密封容器。压力容器主要为圆柱形，少数为球形或其他形状。圆柱形压力容器通常由筒体、封头、接管、法兰等零件和部件组成，压力容器工作压力越高，筒体的壁就应越厚。二）压力容器分类按压力等级分类：压力容器可分为内压容器与外压容器。内压容器又可按设计压力（p）大小分为四个压力等级，具体划分如下：低压(代号L)容器0.1MPa≤p＜1.6MPa;中压(代号M)容器1.6MPa≤p＜10.0MPa;高压(代号H)容器10MPa≤p＜100MPa;超高压(代号U)容器p≥100MPa。按容器在生产中的作用分类:反应压力容器(代号R):用于完成介质的物理、化学反应。换热压力容器(代号E):用于完成介质的热量交换。分离压力容器（代号S):用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离。储存压力容器（代号C，其中球罐代号B）：用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质。在一种压力容器中，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。按安装方式分类：固定式压力容器：有固定安装和使用地点，工艺条件和操作人员也较固定的压力容器。移动式压力容器：使用时不仅承受内压或外压载荷，搬运过程中还会受到由于内部介质晃动引起的冲击力，以及运输过程带来的外部撞击和振动载荷，因而在结构、使用和安全方面均有其特殊的要求。上面所述的几种分类方法仅仅考虑了压力容器的某个设计参数或使用状况，还不能综合反映压力容器的危险程度。压力容器的危险程度还与介质危险性及其设计压力p和全容积V的乘积有关，pV值愈大，则容器破裂时爆炸能量愈大，危害性也愈大，对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。按安全技术管理分类:《压力容器安全技术监察规程》采用既考虑容器压力与容积乘积大小，又考虑介质危险性以及容器在生产过程中的作用的综合分类方法，以有利于安全技术监督和管理。该方法将压力容器分为I、II、III类：1.第III类压力容器，具有下列情况之一的，为第III类压力容器：高压容器；中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于10MPa·m3）；中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于0.5Pa·m3）；低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且乘积大于等于0.2MPa·m3）；高压、中压管壳式余热锅炉；中压搪玻璃压力容器；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；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（介质为液化气体、低温液体）等；球形储罐（容积大于等于50m3）；低温液体储存容器（容积大于5m3）。低温液体储存容器（容积大于5m3）2.第二类压力容器，具有下列情况之一的，为第二类压力容器：中压容器；低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；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）；低压管壳式余热锅炉；低压搪玻璃压力容器。3.第I类压力容器,除上述规定以外的低压容器为第I类压力容器。可见，国内压力容器分类方法综合考虑了设计压力、几何容积、材料强度、应用场合和介质危害程度等影响因素。例如：因盛放的介质特性或容器功能不同，即根据潜在的危害性大小，低压容器可被划分为第I类或第II类甚至第III类压力容器压力容器的使用特征生产工艺要求高使用条件比较恶劣承受多种载荷操作要求高、压力容器的参数及应力来源压力：最高工作压力、设计压力、最大允许工作压力。最高工作压力，多指在正常操作情况下，容器顶部可能出现的最高压力。设计压力，系是指在相应设计温度下用以确定容器壳体厚度的压力，亦即标注在铭牌上的容器设计压力，压力容器的设计压力值不得低于最高工作压力；当容器各部位或受压元件所承受的液柱静压力达到5％设计压力时，则应取设计压力和液柱静压力之和进行该部位或元件的设计计算；装有安全阀的压力容器，其设计压力不得低于安全阀的开启压力或爆破压力。容器的设计压力确定应按GB150的相应规定。温度：金属温度、设计温度金属温度，系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允许使用温度。设计温度，系指容器在正常操作情况下，在相应设计压力下，壳壁或元件金属可能达到的最高或最低温度。当壳壁或元件金属的温度低于—20℃，按最低温度确定设计温度；除此之外，设计温度一律按最高温度选取。设计温度值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度；对于0℃以下的金属温度，则设计温度不得高于元件金属可能达到的最低金属温度。容器设计温度（即标注在容器铭牌上的设计介质温度）是指壳体的设计温度。直径：一般指压力容器的内径。工程直径：指经标准化、系列化后的尺寸，以适应标准化、系列化的要求。不是实际内径五）公称直径公称直径(nominaldiameter)，又称平均外径(meanoutsidediameter)。指标准化以后的标准直径，以DN表示，单位mm，例如内径1200mm的容器的公称直径标记为DN1200。它主要分为三方面：1.压力容器的公称直径用钢板卷焊制成的筒体，其公称直径指的是内径。现行标准中规定的公称直径系列如表4-4所示。若容器直径较小，筒体可直接采用无缝钢管制作。此时，公称直径指钢管外径，如表4-5所示。设计时，应将工艺计算初步确定的设备内径，调整为符合表4-4或表4-5所规定的公称直径。封头的公称直径与筒体一致。2.管子的公称直径一般来说，管子的直径可分为外径、内径、公称直径。管材为无缝钢管的管子的外径用字母D来表示，其后附加外直径的尺寸和壁厚，例如外径为108的无缝钢管，壁厚为5MM，用D108*5表示，塑料管也用外径表示，如De63,其他如钢筋混凝土管、铸铁管、镀锌钢管等采用DN表示，在设计图纸中一般采用公称直径来表示，公称直径是为了设计制造和维修的方便人为地规定的一种标准，也叫公称通径，是管子（或者管件）的规格名称。管子的公称直径和其内径、外径都不相等，例如：公称直径为100MM的无缝钢管有102*5、108*5等好几种，108为管子的外径，5表示管子的壁厚，因此，该钢管的内径为（108-5-5）＝98MM，但是它不完全等于钢管外径减两倍壁厚之差，也可以说，公称直径是接近于内径，但是又不等于内径的一种管子直径的规格名称，在设计图纸中所以要用公称直径，目的是为了根据公称直径可以确定管子、管件、阀门、法兰、垫片等结构尺寸与连接尺寸，公称直径采用符号DN表示，如果在设计图纸中采用外径表示，也应该作出管道规格对照表，表明某种管道的公称直径，壁厚。为了使管子、管件连接尺寸统一，采用DN表示其公称直径（也称公称口径、公称通径)。化工厂用来输送水、煤气、空气、油以及取暖用蒸汽等一般压力的流体，管道往往采用电焊钢管，称有缝管。有缝管按厚度可分为薄壁钢管、普通钢管和加厚钢管。其公称直径不是外径，也不是内径，而是近似普通钢管内径的一个名义尺寸。每一公称直径，对应一个外径，其内径数值随厚度不同而不同。公称直径可用公制mm表示，也可用英制in表示，见表4-6。管路附件也用公称直径表示，意义同有缝管。工程中所用的无缝管，如输送流体用无缝钢管(GB8163-87)、石油裂化用无缝钢管(GB9948-88)、化肥设备用高压无缝钢管（GB6479-86)等，标记方法不用公称直径，而是以外径乘厚度表示。标准中称此外径与厚度为公称外径与公称厚度。输送流体用无缝钢管和一般用途无缝钢管分热轧管和冷拔管两种。冷拔管的最大外径为200mm；热轧管的最大外径为630mm。在管道工程中，管径超过57mm时，常采用热轧管。管径在57mm以内常选用冷拔管。3.容器零部件的公称直径有些零部件如法兰、支座等的公称直径，指的是与它相配的筒体、封头的公称直径。DN2000法兰是指与DN2000筒体(容器)或封头相配的法兰。DN2000鞍座是指支承DN2000mm容器的鞍式支座。还有一些零部件的公称直径是与它相配的管子公称直径表示的。如管法兰，DN200管法兰是指连接DN200mm管子的管法兰。另有一些容器零部件，其公称直径是指结构中的某一重要尺寸，如视镜的视孔、填料箱的轴径等。DN80(Dg80)视镜，其窥视孔的直径为80mm。压力管道标准规格DN-公称直径Ф－外径大外径系列DN15-ф22mm，DN20-ф27mmDN25-ф34mm，DN32-ф42mmDN40-ф48mm，DN50-ф60mmDN65-ф76(73)mm，DN80-ф89mmDN100-ф114mm，DN125-ф140mmDN150-ф168mm，DN200-ф219mmDN250-ф273mm，DN300-ф324mmDN350-ф360mm，DN400-ф406mmDN450-ф457mm，DN500-ф508mmDN600-ф610mm，小外径系列DN15-ф18mm，DN20-ф25mmDN25-ф32mm，DN32-ф38mmDN40-ф45mm，DN50-ф57mmDN65-ф73mm，DN80-ф89mmDN100-ф108mm，DN125-ф133mmDN150-ф159mm，DN200-ф219mmDN250-ф273mm，DN300-ф325mmDN350-ф377mm，DN400-ф426mmDN450-ф480mm，DN500-ф530mmDN600-ф630mm，第二章压力容器的基本结构及材料第一节压力容器的结构形式及组成压力容器的结构形式压力容器根据其用途不同，结构形式多种多样。常见的结构形式主要有球形、圆筒形、箱形、锥形等二、压力容器的组成（教材29-36页）压力容器一般由筒体、封头（盖板）、球壳板、法兰、密封元件、人手孔和接管、支座部分构成容器本体。此外，还配有安全装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。封头：凸形封头、锥形封头、平板封头凸形封头又分为半球形封头、蝶形封头、椭圆封头、无折边球形封头设置人手孔目的、支座形式选择立式、卧式球形。三、几种典型压力容器结构介绍（教材37-44页）四、压力容器材料知识压力容器的用途极广，工作条件也千差万别，因此在容器的设计过程中正确地选择材料是一件极为复杂而又特别重要的工作。很多压力容器造成事故的重要原因之一就是选用材料不当。例如，采用焊接性差的钢材焊制压力容器时，就容易在焊接接头中产生裂缝；有些镍铬不锈钢的压力容器，常因钢号或成分选用不当，在使用中发生晶间腐蚀、应力腐蚀等形式的破坏；选用铁素体钢制造低温压力容器时，如钢的转变温度高于容器的工作温度，则容器工作时就容易发生脆性破坏。所以，在选择压力容器用钢时，必须根据容器的工作条件(如壁温、压力、介质腐蚀性、介质对材料的脆化作用及其是否易燃、易爆、有毒等)选择具有合适力学性能、物理性能和耐腐蚀性能的材料，所选用的材料还必须考虑加工工艺的影响(可焊性、是否便于加工)，并考虑其经济合理性及来源等情况。对于压力容器的设计者，充分了解各种材料的性能(物理性能、力学性能等)以及影响材料性能的各种因素是十分必要的。一、材料的性能1．力学性能材料在一定温度条件和外力作用下，抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能。压力容器用材料的常规力学性能指标主要包括强度、硬度、塑性和韧性等。(1)强度

是指金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力。强度指标是设计中决定许用应力的重要依据，是材料抵抗外力作用能力的标志。常用的强度指标有屈服强度σs或σ0．2和抗拉强度σb，高温下工作时，还要考虑蠕变极限σn和持久强度σD，设计中许用应力都是根据这些数值决定的。另外，材料的屈强比(σs／σb)也是反映材料承载能力的一个指标，不同材料具有不同的屈强比，即使是同一种材料，其屈强比也随着材料热处理情况及工作温度的不同而有所变化。(2)塑性

是指金属材料在断裂前发生塑性变形的能力。塑性指标主要有伸长率δ、断面收缩率φ、冲击韧性ak等。用塑性好的材料制造容器，可以缓和局部应力的不良影响，有利于压力加工，不易产生脆性断裂，对缺口、伤痕不敏感，并且在发生爆炸时不易产生碎片。作为化工容器用的钢，要求伸长率δ不低于14％，冲击韧性ak在使用温度下不低于35J／cm2。(3)韧性

是指金属材料抵抗冲击负荷的能力。韧性常用冲击功Ak和冲击韧性值ak表示。Ak值或ak值除反映材料的抗冲击性能外，还对材料的一些缺陷很敏感，能灵敏地反映出材料品质、宏观缺陷和显微组织方面的微小变化。而且Ak对材料的脆性转化情况十分敏感，低温冲击试验能检验钢的冷脆性。表示材料韧性的一个新的指标是断裂韧性，它是反映材料对裂纹扩展的抵抗能力。(4)硬度

是衡量材料软硬程度的一个性能指标。硬度试验的方法较多，原理也不相同，测得的硬度值和含义也不完全一样。最常用的是静负荷压入法硬度试验，即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA，HRB，HRC)、维氏硬度(HV)，其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。而肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验，其值代表金属弹性变形功的大小。因此，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。材料力学性能的各因素之间是相互联系又相互制约的。有些材料强度较高，但它的伸长率及冲击韧性却很低。因此，选材时不能只看其单一的性能指标，而应对材料力学性能的诸因素作全面分析。2．物理性能在容器设计中，应注意到材料的物理性能。例如，在计算容器的温差应力时，就要用到材料的线胀系数α；在设计换热器及计算容器外壳热损失时，还要用到材料的热导率入等。因此，材料的使用场合不同，对材料物理性能亦有不同的要求。主要的物理性能指标有密度ρ，热导率λ，比热容c，熔点tm，线胀系数α，电阻率ρr，弹性模量E等。常用钢材的物理性能见表2—1。3．耐腐蚀性能化工厂中经常处理有腐蚀性的介质，故设计化工容器时，在很多场合下，耐腐蚀性对材料的选择起决定性的作用。材料的耐蚀程度会影响设备使用寿命、产品的质量，有时甚至影响化学反应的进行。因此，考虑材料的耐蚀性是化工容器材料选择中的一个重要问题。材料的腐蚀速度在工程上常用Ka(mm／a)来表示，材料腐蚀速度在1mm／a以下的，可认为能用于化工容器。有关材料的耐蚀性可在材料腐蚀和防腐手册中查得。4．制造工艺性能材料的制造工艺性能包括可锻性、可焊性、切削加工性及研磨、冲压性能、热处理性能等。对制造化工容器的钢材来说，焊接性能和压力加工性能就显得更为重要。(1)可焊性

是指金属材料在一定的焊接工艺条件下能否获得优良焊接接头的性能。一种金属，如果能用较普通又简便的焊接工艺获得优质接头，则认为这种金属具有良好的可焊性；反之，如果要用很复杂或特殊的焊接工艺才能获得优质接头，则认为它的可焊性差。通常，把金属材料在焊接时产生裂纹的敏感性及焊接接头区力学性能的变化作为评价材料可焊性的主要指标。钢材焊接性能的好坏主要取决于它的化学组成。而其中影响最大的是碳元素，也就是说金属含碳量的多少决定了它的可焊性。钢中的其他合金元素大部分也不利于焊接，但其影响程度一般都比碳小得多。钢中含碳量增加，淬硬倾向就增大，塑性则下降，容易产生焊接裂纹。所以含碳量越高，可焊性越差。所以，常把钢中含碳量的多少作为判别钢材可焊性的主要标志。含碳量小于0．25％的碳钢和低合金钢，一般都具有良好的可焊性。含碳量增加，大大增加焊接的裂纹倾向，所以，含碳量大于0．25％的钢材不应用于制造锅炉、压力容器。在特殊条件下，如选用含碳量超过0．25％的材料(有些低合金钢可焊性较差，必须采取特殊的焊接工艺)，必须得到设计单位总技术负责人批准。制造单位应对这类材料进行焊接性能试验和焊接工艺评定，合格后，报省级以上锅炉压力容器安全监察机构备案。制造一般受压容器所用钢材的含碳量最好不大于0．25％。(2)其他

材料成型的主要方法是滚卷与冲压。材料中的夹渣、气孔等缺陷易在加工过程中形成裂纹或微裂纹。材料的冷作硬化性会降低塑性指标，而且会在受热时出现结晶粗化，降低强度。一般材料的残余变形超过3％时，需经退火处理。5．价格与采源设备成本的很大一部分决定于材料的价格。因此，在选用材料时，应了解它们的价格。如果将碳素钢板Q235-A的价格定为1，其余的板材相对价格大致有如下关系，16MnR为1．4、20R(20g)为1．8、铬钢(1Cr13，2Cr13)为5．1、高合金钢0Cr18Ni10为14．1。当然，采用价廉的材料不一定在经济上就是合理的，因为价贵的材料可能具有较好的性能，用它可以制成器壁较薄而轻的容器，而且使用年限也比较长，经济效果更好。分析材料的经济性不能仅看它们的价格，同时要看国家的资源情况。应多用普通易取的材料，少用昂贵稀缺的材料；多用国产材料，少用或不用进口材料。二、影响材料性能的因素影响材料性能的因素主要有冶炼方法、合金元素、制造工艺、操作温度、介质的腐蚀性等。1．冶炼方法炼钢过程是把生铁中含有的大量有害杂质元素，在氧化反应作用下转变成氧化物进入炉气和炉渣中排除生产较纯金属的过程，所以炼钢过程也是氧化过程。根据冶炼方法和使用设备不同，可分平炉钢、转炉钢、电炉钢和坩埚钢。按炼钢炉炉衬不同，还可分为酸性钢和碱性钢。根据钢锭型式和脱氧情况，又可分镇静钢、半镇静钢和沸腾钢。目前，压力容器主要用碱性平炉钢和碱性电炉钢。由于碱性炉熔炼去磷能力很好，因此厚截面钢板一般都采用这种方法冶炼，使钢中磷含量降至最低。另外，电炉操作时，可以倾倒放渣，不断地调整炉渣量，使易氧化的元素，如铬和锰等具有较高的回收率，可以获得硫化物和氧化物夹杂很低的高纯净钢。其次，由于压力容器的操作压力和容器容积不断增加，特大型锻件的需要量也随之增多，这种锻件的压缩变形较小，热处理后不易获得此钢种应能达到的力学性能，因此提高钢的纯度是特别重要的。为了提高低合金钢的可焊性，消除白点和开裂，必须降低钢锭(尤其是大型锻件的钢锭)中的氢含量。目前，一般采用真空除气技术降低氢含量，改善锻件(尤其是特大型锻件)的纯度。除此而外，真空除气还能减少钢中的氧和氮含量。减少含氧量也就是减少了脱氧剂的用量，使钢更加纯净。经真空去气处理的钢，因非金属夹杂物减少，改善了钢的疲劳特性。2．合金元素为了提高钢的力学性能，必须在钢中添加一些合金元素，其中最主要的有锰、硅、铬、镍、钼、钛、铌、钒、铝和铜等。这些元素添加在钢中后，对钢的物理性能和力学性能影响很大。根据元素加入量多少和搭配关系，可以产生下述三种情况。①强度与碳钢相同时，韧性大大提高。②强度提高，韧性仍不低于碳钢。③强度和韧性都提高。(1)锰

是炼钢时用锰铁脱氧而残留在钢中的。作为合金元素加入钢中的锰，能够提高钢的强度性能和奥式体钢的组织稳定性，截面较大的工件可以获得较均匀的细化组织。如锰含量增加到10％～15％时，可获得韧性和强度都好的奥式体钢，耐腐蚀性也很好，因此压力容器用碳素钢锰含量都很高。锰的不利影响是增加钢的过热敏感性和回火脆性。锰是最便宜的合金元素，资源丰富，我国常用锰钢代替镍铬钢。(2)硅

通常钢中硅含量在0．2％～0．3％范围内。如钢中硅的含量超过0．5％时，则认为硅是作为特殊的合金元素加人的。硅能提高钢的强度、耐腐蚀性和耐热性。硅含量高达15％～20％时，即高硅铸铁，具有特别好的耐酸腐蚀性能。含硅钢在氧化气氛中加热时，表面形成一层SiO2，从而提高钢在高温时的抗氧化能力，因此在铬、铬铝、铬镍钢中加入一定量的合金元素硅，将增加这些钢的高温抗氧化能力。锰钢加硅也能提高它的抗氧化性能，但含量过高时，钢表面脱碳倾向加剧。硅易在钢中产生带状组织，从而使钢材横向性能低于纵向性能，脆性转变温度升高，韧性和可焊性降低。(3)铬

能提高钢的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性，铬钢具有良好的综合力学性能，经淬火回火处理的铬钢，铬元素一般不降低其韧性。铬是决定不锈钢耐腐蚀性能的主要元素，钢中铬含量越高，其抗腐蚀性能越好。通常，不锈钢的铬含量高于13％。由于铬能提高铬镍调质钢和高铬高碳钢的淬透性，因此冷却时要防止由组织应力而产生裂纹。高铬钢(含铬量超过12％～14％时)的导热性能很差，在热加工加热时应注意缓慢地升温，并有足够的保温匀热时间。高铬钢在成型加工时，每次变形量要小些。(4)镍

能使钢具有很高的强度、塑性和韧性。当镍含量少于20％时，其强度随镍含量增高而增加，塑性随镍含量增高而降低。当镍含量高于20％时，强度逐渐降低，但塑性提高。镍能提高钢的抗疲劳性能，减少钢对缺口的敏感性，降低钢的低温脆性转变温度。镍能够提高钢对大气、海水、酸(当镍含量超过15％～20％时，对硫酸、盐酸均有很高的耐腐蚀能力)、碱、盐等耐腐蚀性能。镍对钢的耐腐蚀性能的影响，通常是使它与铬配合时才能充分地表现出来。因为镍是形成奥氏体的合金元素，若在钢中只加入镍，而不加入铬，要使低碳镍钢获得纯的奥式体组织，只有镍含量超过24％时才能比较明显地提高钢的耐腐蚀性能。若镍和铬配合加入钢中，如在铁素体铬不锈钢中加入少量的镍，使金相组织由单相铁素体变为奥氏体和铁素体双相组织，从而显著地提高钢的耐腐蚀性。若对此钢进行热处理，则可提高强度。铬钢中加人的镍元素多一些，奥氏体和铁素体双相组织就变为单相奥式体钢(Cr18Ni9)。这种钢具有特别好的耐腐蚀性能和良好的形变、焊接性能。镍虽然属于稀贵金属，但是它是炼制高级合金钢的主要元素之一。在腐蚀条件下工作的压力容器以及需要保持被处理物质不变质的储槽或装置(如食品工业用)，还应当用铬镍钢制造。(5)钼

主要使钢具有耐热性和很高的高温力学性能。在结构钢中，钼的作用是消除回火脆性、细化晶粒，同时强烈提高钢的淬透性，使截面厚度较大的部件可以淬透、淬深。在含有导致回火脆性的元素，如锰、铬等钢中加入钼，能防止和减少钢的回火脆性，提高冲击韧性。在不锈钢中，加入钼后能进一步提高钢对有机酸、过氧化氢、亚硫酸、硫酸、酸性染料、漂白粉等的耐腐蚀性能。钼是较贵重的元素，用途也很广，因此钼钢(一般和铬配合使用)只能用于高温工作条件下的部件或重要的大截面构件，如高温高压容器的受力部件。(6)钛

是最好的脱氧剂和除气剂。若在钢中加入0．1％～0．2％的钛，可加强熔炼时钢的精练作用，降低钢热处理的过热趋势。钛能改善钢的热强性。在碳素钢和低合金钢中加入钛，能提高持久极限和蠕变极限。含铬量在4％～6％的铬钢中加入钛后，能提高高温时的抗氧化性能。不锈耐酸钢中加入钛，能避免晶界贫铬，减少晶间腐蚀倾向，提高钢的耐腐蚀性能和韧性，抑制钢在高温时晶粒长大倾向，改善钢的焊接性能。在锰钢中，加入少量的钛，能提高它的力学性能，特别是屈服极限；在铸钢中加入约0．2％的钛，可以细化铸态组织，提高铸钢的强度和韧性。(7)钒

在钢中的主要作用是细化晶粒，提高晶粒粗化温度，降低钢的过热敏感性，提高钢的强度和韧性。钒在高温溶入奥氏体时，能提高钢的淬透性。相反，若以碳化物形态存在时，将降低钢的淬透性。其次钒能增加淬火钢的回火稳定性，并产生二次硬化效应。(8)钨

其硬度和熔点都高，一般用来制造合金工具钢和高速钢。钨能增加钢的回火稳定性、红硬性和热强性，如在结构钢中加入0．2％～0．4％的钨，便能防止热处理时晶粒长大和粗化，降低回火脆化倾向，显著地提高钢的强度和韧性。在不锈钢中，如15A13MoWTi(钨含量为0．4％～0．6％)是一种不含铬镍的耐腐蚀钢，用于常压加热炉、裂化加热炉、减压加热炉、催化加热炉辐射段炉管和裂化分馏塔、焦化分馏塔内构件等，耐腐蚀性能很好，优于0Cr13钢。3．制造工艺压力容器用的钢材，除极个别的采用铸件外，绝大多数都是经轧制、锻造、成型、焊接和热处理等加工后才投入使用的。因此，了解加工过程对钢的综合性能影响，对正确选用材料是必不缺少的。(1)轧制、锻造

钢板轧制是在钢坯上进行的。轧制钢材越厚，钢材(钢坯或钢锭)的压缩变形量越小。锻造也是在钢坯上进行的。目前压力容器用锻件主要有两种，一种是芯棒锻造，另一种是环形轧制。芯棒锻造是使锻件逐渐拔长和扩孔的加工过程；环形轧制如普通轧制一样，是连续加工的过程。一般地说来，用环形轧制钢材与用芯棒锻造加工的钢材相比，其组织更为均匀，质量更好。这个影响，对于大型锻件尤为突出。(2)焊接

目前，绝大部分压力容器都是由基本零件如圆筒、封头、接管、支座等焊接而成，而基本零件也是由钢板、锻件等焊接制造的。选择焊接容器材料时，可焊性是决定性的因素。对于碳素钢，当含碳量低于0．25％时，其焊接性能很好，可以用各种焊接方法和工艺获得优质的焊缝接头，能够做到焊缝接头的金属性能与母材完全一样。然而对于含碳量大于0．28％的碳素钢和合金钢，其焊接性能就差得很远。通常会在焊缝中产生气孔或在焊缝和热影响区产生裂纹。冷裂是一种最危险的裂纹，能导致压力容器在液压试验时产生突然性破坏。所以，必须采取一切可能的措施防止冷裂的产生。就材料选择而言，首先应避免采用含碳量高于0．3％的碳钢或碳钼钢，以及含碳量超过0．2％的合金钢。此外，由于应力松弛而产生的裂纹也是焊接过程中常见的缺陷。其产生的主要原因是焊接接头设计不合理。焊接对钢的耐腐蚀性能起着不良的影响。一般有两个问题，一个是不稳定奥氏体铬镍钢的“焊缝蜕变”，另一个是奥氏体钢的应力腐蚀裂纹。焊缝蜕变主要是由于18-8不锈钢熔化焊缝热影响区中晶内碳化物析出而引起的，此敏感区在酸性介质中易被腐蚀。焊缝蜕变可以采用下述两种办法解决。第一，把碳含量降到0．03％以下；第二，在钢中加入少量的钛和铌。前者称超低碳钢，后者称稳定钢。防止奥氏体不锈钢焊缝应力腐蚀裂纹的惟一方法是使这种材料不直接同含有氯化物或氢氧化钠的水相接触，或者在900～1000℃4．腐蚀有些压力容器常常要同强烈的腐蚀介质如酸、碱、盐、有机质溶液和腐蚀气体相接触，这些介质强烈地腐蚀容器材料，使容器寿命缩短。同时，不少操作过程是在高温、高压和高流速下进行的，这就加快了金属材料的腐蚀速率。因此，设计容器时，必须根据具体操作情况，参考国内外同类型设备的使用经验和选材准则，合理地选择材料。除了介质腐蚀以外，压力容器经常碰到的、危害特别大的两种腐蚀分别为晶间腐蚀和应力腐蚀。①晶间腐蚀主要出现在奥氏体不锈钢中。防止其产生的措施有两个，其一为降低钢的含碳量，其二为添加能够形成稳定碳化物的元素，如钛、铌等。②应力腐蚀的产生主要是由于容器制造过程中产生的残余应力和工作应力。表2—2为产生应力腐蚀开裂的环境。解决的办法有很多，可参看有关资料，此处不再赘述。5．钢的氢破坏(氢脆)氢破坏主要有局部裂纹(或氢鼓泡)和氢脆化两种形式。对金属起破坏作用的主要是原子氢。在金属材料中受原子氢侵入的条件很多，如酸腐蚀、阳极保护、与石油接触、在潮湿天气中焊接和电镀等都能在金属中产生原子氢，或者常受氢气作用的设备在一定的条件(即一定的压力和温度)下，也会发生严重的氢破坏(腐蚀)。提高钢材抗氢脆能力的方法如下。①在钢中加入一些合金元素，如铬、钼、钨、钴、钒、铌等，形成稳定的碳化物，防止氢与钢中的碳作用。②降低钢中的碳含量，以减轻氢对碳的作用。③控制容器壁温，使金属的温度低于氢脆的开始温度。6．温度温度对钢材性能的影响是非常复杂的。在选择压力容器用钢材时，对温度的考虑主要从高、常、低温三个层次考虑。①对于高温容器，其材料的选择主要考虑强度和金相组织稳定性两个问题。②对于常温容器，其材料的选择主要考虑保证常温使用寿命和避免产生脆性断裂。③对于低温容器，主要考虑材料的低温脆性断裂。三、材料的选用1．一般原则①选择压力容器用钢材必须考虑设备的操作条件(如设计压力、设计温度、介质的特性)、材料的焊接性能、冷热加工性能、热处理以及容器的结构等。②选择压力容器用钢材必须在满足第①条的前提下，考虑经济合理性。一般情况下，下列规定是经济合理的。a．所需钢板厚度小于8mm时，在碳素钢与低合金高强度钢之间，应尽量采用碳素钢钢板(多层容器用材除外)。b．在刚度或结构设计为主的场合，应尽量选用普通碳素钢。在强度设计为主的场合，应根据压力、温度、介质等使用限制，依次选用Q235A、Q235B、20R(当20R供应有困难时，可采用20g)、16MnR等钢板。c．所需不锈钢厚度大于12mm时，应尽量采用衬里、复合、堆焊等结构形式。d．不锈钢应尽量不用作设计温度小于等于500℃e．珠光体耐热钢应尽量不用作设计温度小于等于350℃③本条所列的各类钢材选用对象是设计的指导准则，通常情况下应予执行。a．碳素钢用于介质腐蚀性不强的常压、低压容器，壁厚不大的中压容器，锻件、承压钢管、非受压元件以及其他由刚性或结构因素决定壁厚的场合。b．低合金高强度钢用于介质腐蚀性不强、壁厚较大(不小于8mm)的受压容器。c．珠光体耐热钢用作抗高温氢或硫化氢腐蚀，或设计温度在350～650℃d．不锈钢用于介质腐蚀性较高(电化学腐蚀、化学腐蚀)、防铁离子污染、设计温度大于500℃或设计温度小于～100e．不含稳定化元素，且含碳量大于0．03％的奥氏体不锈钢需经焊接或400℃④钢材应符合有关标准要求。⑤用作设备法兰、管法兰、管件、人手孔、液面计等化工设备标准零部件的钢材，应符合有关零部件的国家标准、行业标准对钢材的技术要求。2．碳素钢压力容器用碳素钢一般是含磷、硫杂质少，塑性好，焊接性能优异，抗冷脆性能高，时效倾向小的镇静钢。碳素钢是压力容器常用的材料，供应方便，价格低廉。压力容器用碳素钢包括普通碳素钢和优质碳素钢，常用于制造压力容器的普通碳素钢钢板有Q235-A·F、Q235-A、Q235-C、20R、20HP；优质普通碳素钢板有10、20、25、35、45；制造钢管的有10、20；用于锻件的材料有20、25、35、45；碳钢螺栓材料有Q235-A、35。3．低合金钢低合金钢具有较好的力学性能，强度高，塑性、韧性好，而且焊接性能及其他工艺性能也较好，由于钢中含有一定量的合金元素，所以耐蚀性远比碳素钢强。由于低合金钢的力学性能好，用它制造的压力容器重量比碳钢制造的轻20％～30％，成本也降低许多。常用的低合金钢钢板有16MnR、15MnVR、15MnVNR等；钢管有16Mn、15MnV、09Mn2V、16Mo等；锻件有16Mn、15MnV、10MnMo等；螺栓有16Mn、40MnB、40MnVB、40Cr等。4．高合金钢钢板高合金钢钢板在空气、水、酸、碱及其他化学侵蚀性介质中具有高度的稳定性。常用的高合金钢钢板有0Cr13、0Cr18Ni9、0Crl8Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2、OCr19Ni10等；钢管有0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2Ti等；锻件有0Cr13、1Cr18Ni9Ti等；螺栓有2Cr13、1Cr18Ni9Ti、0Crl8Ni12Mo2Ti等。5．复合钢板复合钢板是由碳钢或普通低合金钢为基层、不锈钢为复层组成的钢板。一般复层厚度为基层厚度的1／3～1／10。基层的作用是承受强度，复层则用作防腐层，与介质接触。应用不锈钢复合板，不仅节约了不锈钢，而且其热导率为单一不锈钢的1．5～2倍。因此，它特别适用于制造既要耐腐蚀又要传热效率高的设备。6．低温容器与高温容器用钢(1)低温容器

我国将设计温度小于或等于－20℃的压力容器定为低温容器。低温容器破坏的主要原因是由于承压部件在低温和应力作用下发生脆性断裂，所以，GB150—1998《钢制压力容器》中规定“低温容器受压元件用钢必须是镇静钢”(2)高温容器

在较高温度下承受载荷的金属材料，各种性能都与在常温下的性能有明显的区别。除了力学性能会随着温度的升高发生明显变化(一般表现为强度降低而塑性升高)外，钢材在高温下还会出现蠕变、松弛(最主要的是会产生蠕变)等异常现象。因此，对于高温承压部件材料的强度，不仅要考虑它的短期高温强度指标，更主要是考虑它的抗蠕变性能，即蠕变极限和持久强度。蠕变极限是材料在一定温度下，在规定的使用时间内，使试件产生一定量总变形的应力值。持久强度是指在给定温度下，使材料经过规定时间发生断裂的应力值。蠕变极限反映的是材料在高温下工作的变形量，持久强度反映的是材料在高温下长期工作的断裂抗力，它更好地反映了高温元件的失效特点，所以特别适用于高温承压部件。用于制造高温承压部件的材料，应具有足够高的强度和持久塑性、良好的组织稳定性、高的松弛稳定性、良好的抗氧化性等性能。目前，高压锅炉和高温压力容器所用的耐热钢一般都是低合金耐热钢，常用的有钼钢Mo、铬钼钢Cr-Mo及铬钼钒钢Cr-Mo-V三大类。它们的合金元素含量少、工艺性能好，广泛用于制造使用温度在600℃常用的高温用钢有16Mo、12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV等。一些承压部件工作温度可能更高些，则采用高合金镍铬钢，如0Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti等。7．有色金属(1)铝和铝合金

铝能抵抗浓硝酸、磷酸、醋酸、有机化合物、厂的氯和氯化氢、硫的化合物、硫蒸气等的腐蚀，但不耐碱和盐水的腐蚀。铝及铝合金常用于制造储罐、塔、热交换器、防污染设备及深冷设备。《压力容器安全技术监察规程》中规定，铝和铝合金用于压力容器受压元件应符合下列要求。①设计压力不应大于8kPa，设计温度为－269～200℃②设计温度大于75℃(2)铜和铜合金

铜在碱类水溶液中有很高的耐蚀性；在醋酸和其他有机酸中，铜也是耐腐蚀的；在浓度小于50％、温度小于60℃《压力容器安全技术监察规程》中规定，铜和铜合金用于压力容器元件时，一般应为退火状态。(3)钛和钛合金

钛和钛合金在中性和碱性溶液中或在氧化性酸、含有氧化剂的非氧化性酸中均具有优良的耐腐蚀性能，如在氯化物、硫酸盐、氯酸盐、湿氯气和有机酸中就完全耐蚀。可用于制造反应器、合成塔衬里、热交换器、蒸发器等压力容器。《压力容器安全技术监察规程》中规定，钛和钛合金用于压力容器受压元件应符合下列要求。①设计温度，纯钛板不应高于230℃，钛合金不应高于250℃，钛复合板不应高于②用于制造压力容器壳体的钛材应在退火状态下使用。8．紧固件紧固件的使用温度范围及其他限制应符合表2—4的规定。螺栓的硬度应比螺母稍高(HB30)，可通过选用不同钢材或不同热处理工艺而获得。四、其他要求1．质量证明书和标记(1)质量证明书

材料质量证明书上一般应有炉(罐)号、批号、规格；实测的化学成分和力学性能(包括σs、σb、φ、ak)；供货熔炼热处理状态。对于低温(不高于－20℃(2)钢板材料标记

材料标记一般应有钢板入厂验收的编号；材质(钢号)；规格(厚度)；检验确认印记；区别复验或未经复验的标记；领出后由车间打生产制令号。钢板切割下料前，必须作标记移植，且便于识别。2．材料代用压力容器承压部件的代用材料，应与被代用的材料具有相同或相近的化学成分、交货状态、检验项目、性能指标和检验率以及尺寸公差、外形质量等。最基本的代用原则是代用钢材的技术要求不低于被代用的钢材，个别在性能项目或检验率方面要求略低的代用钢材，则通过增加检验来进行代用。材料代用要履行下述手续。①凡压力容器承压部件的材料代用，必须经材料代用单位的技术部门(包括设计和工艺部门)同意，并将代用材料的质量证明书或复验报告报主管负责人审核批准。②压力容器的材料代用必须征得原设计单位的同意并取得证明文件。③压力容器出厂质量证明书和施工图上应注明代用材料的材质、规格和部位。3．采用进口材料的要求压力容器受压元件采用进口材料时，应符合下列要求。①应选用国外压力容器规范允许使用的材料，其使用范围应符合相应规范的规定，并有该材料的质量证明书。②制造单位首次使用前，应进行有关试验和验证，满足技术要求后，才能投料制造。第三章常见生产工艺及操作要点加热加热是利用热载体（热流体）放出的显热或潜热来提高物体的温度，使之满足工艺需要的一种单元工艺。方式有直接加热、间接加热等。如夹层锅、换热器、管壳余热锅炉、夹套式容器等二、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的温度使之满足工艺需要的一种单元工艺。冷凝是利用冷载体吸收气体物料的热量使物料完全由气态凝结成液态的过程。如热交换器等。冷却剂如氟利昂等三、反应指截止的物理、化学方应。物理反应没有新物质的形成物质的化学性质不会改变，化学反应过程中有性物质的形成，物质的组成和化学性质都发生改变并伴随着能的改变。化工生产中多数为反应容器。四、蒸发蒸发是液体表面发生的汽化现象。生产中料液的浓缩、脱水等五、蒸馏与精馏蒸馏是利用液态混合物中各组分沸点不同一分离组分的方法。精馏又称为分馏是蒸馏的一种方法。精馏在一个设备内同时进行多次部分汽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。如夹层锅、分馏塔等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方法。通过多次加热或冷却或冷凝，以达到分离提纯的目的。八、储存储存容器工艺生产（略）压力容器安全操作要点压力容器严禁超压、超温、超负荷运行：避免误操作、防止加料过量或加料中含有杂质（由化学反应而产生压力的）、防止超量充装或意外受热（液化气体）等；1、操作人员应精心按操作规程操作（工艺和安全操作规程）：2、运行过程要平稳操作（缓慢地进行加载、卸载、运行期间要保持载荷相对稳定、升降温也要缓慢）；3、带压时不拆卸压紧螺栓；4、换热器操作时应先引进冷流后进热流，同时引进的冷热流速度要慢；5、坚守岗位，注意观察工艺参数变化；6、坚持运行期间的巡回检查制度。要求在工艺方面检查操作条件（压力、温度、液位、介质的化学成分及配比、投料量等）；在设备方面检查设备状况（各连接部位有无泄漏、渗漏；设备有无塑性变形、腐蚀以及其它缺陷或可疑迹象；容器及管道有无震动、磨损）；在安全装置方面检查是否状态完好，是否在鉴定或校验有效期内。巡回检查要定时（定间隔时间）、定点（关键的设备、管线、机泵、阀门、容器、指示仪表以及曾经出现的故障的部位）、定路线（生产流程或事故易发生线路）；7、认真填写操作记录，要求认真及时准确真实地记录容器运行状况；8、跑、冒、滴、漏的处理；9、容器的紧急停止运行。10事故紧急处理措施和应急预案。1.精心操作，动作平稳2.禁止超温、超压、超负荷运行3.做好巡回检查，及时发现和消除缺陷

容器运行时，操作人员必须按规定的巡检路线和内容以及时间进行岗位巡检。若发现异常情况，应及时处理。容器的安全附件（如压力表.安全阀、温度计等）应保持灵敏、准确、可靠。同时，要如实地做好运行记录。

4.紧急停止运行

压力容器在运行中，如发生故障，出现下列情况之一，严重威胁安全时，操作人员应立即采取措施，停止容器运行，并尽快向有关主管领导报告。

⑴容器的压力或壁温超过操作规程规定的最高允许值，采取措施后仍不能使压力或壁温降下来，并有继续恶化的趋势；

⑵容器的主要承压元件产生裂纹、鼓包、变形或泄漏等缺陷，危及容器安全；

⑶安全附件失灵，接管断裂，紧固件损坏，难以保证容器安全运行；

⑷发生火灾直接威胁到容器安全操作。

容器停止运行的操作，一般应切断进料，泄放容器内的介质，使压力降下来（要注意做好物料介质的贮放工作，同时做好人员人身安全工作，防止物料介质的腐蚀伤害或高温灼伤）。对于连续生产的容器，紧急停止运行前务必与前后有关岗位工序做好联系工作，防止引起连锁反应。第四章在用压力容器的安全管理一、意义二、任务三、制度四、安全技术档案五、岗位制度压力容器操作工岗位职责1.

压力容器属有爆炸危险的承压设备，为搞好压力容器的安全管理，确保安全使用，压力容器操作工必须持有质检部门签发的“特种设备操作证”，才能单独上岗，无证不得独立操作。2.

熟悉所操作压力容器的技术性能，并能熟悉把握操作方法，做到精心操作，及时维修，正确保养。3.

严格按照所在工序操作工艺要求进行作业。4.

切实执行压力容器操作规程和各项规章制度，确保压力容器的安全经济运行，发现问题及时处理；发现压力容器有异常现象危及安全时，有权采取紧急关闭措施，并及时报告有关部门领导。5.

对任何有害、违反压力容器安全操作规程的违章指挥，应拒绝执行。6.

严格遵守劳动纪律，工作中不做与本岗无关的事，不携带儿童和闲杂人员进入恒压室，不脱岗，不睡觉，不在班上喝酒、聊天。7.

增强效率意识，加强协调配合，确保当班生产任务的按时完成。8.

做好压力容器的巡回检查，密切监视和调整压力，认真填写各项记录，注意字迹清楚，数字准确，并签名负责。9.

经常保持压力容器区域范围内和设备的清洁卫生，搞好文明生产。10.

努力学习压力容器安全技术知识，不断提高操作技术水平。11.

强化品质观念和工作责任心，各工序作业者须检查前工序作业的品质，并确保自己经手的材料、制品无错混与不良流到下道工序。12.

如操作工工作失误造成人身伤害或财产损失，要承担相应责任。13.自觉服从工作安排，完成上级临时交办的任务。六、压力容器工艺操作规程和岗位操作规程安全操作规程

企业要根据生产工艺要求和压力容器技术性能制定压力容器安全操作规程（或包含在工艺操作规程内），其内容至少应包括：

6.1压力容器操作工艺指标及最高或最低（指真空容器）工作压力、最高或最低（指低于－２０℃七、压力容器安全操作一般规定1、压力容器操作工必须持“证”方可独立操作。操作人员应熟悉设备及容器技术特性、结构、工艺流程、工艺参数、可能发生的事故和应采取的防范措施、处理方法。

2、设备运行启动前应巡视，检查设备状况有否异常；安全附件、装置是否符合要求，管道接头、阀门有否泄漏，并查看运行参数要求，操作工艺指标及最高工作压力，最高或最低工作温度的规定，做到心中有数。当符合安全条件时。力可启动设备，使容器投入运行。

3、容器及设备的开，停车必须严格执行岗位安全技术操作规程，应分段分级缓慢升、降压力，也不得急剧升温或降温。工作中应严格控制工艺条件，观察监测仪表或装置，附件，严防容器超温、超压运行。

对于升压有壁温要求的容器，不得在壁温低于规定温度下升压。对液化气体容器，每次空罐充装时，必须严格控制物料充装速度，严防壁温过低发生脆断，严格控制充装量，防止满液或超装产生爆炸事故。对于易燃、易爆，有毒害的介质，应防止泄露、错装，保持场所通风良好及防火措施有效。

4、对于有内衬和耐火材料衬里的反应容器，在操作或停车充氮期间，均应定时检查壁温，如有疑问，应进行复查。每次投入反应的物料，应称量准确，且物料规格应符合工艺要求。

5、工作中，应定时、定点、定线、定项进行巡回检查。对安全阀、压力表、测温仪表、紧急切断装置及其它安全装置应保持齐全、灵敏、可靠，每班应按有关规定检查，试验。有关巡视，检查、调试的情况应载入值班日记和设备缺陷记录。

6、发生下列情况之一者，操作人员有权采取紧急措施停止压力容器运行，并立即报告有关领导和部门：

(1)容器工作压力，工作温度或壁温超过许用值，采取各种措施仍不能使之正常时；

(2)容器主要承压元件发生裂纹、鼓包、变形、泄漏，不能延长至下一个检修周期处理时；

(3)安全附件或主要附件失效，接管端断裂，紧固件损坏难以保证安全运行时；

(4)发生火灾或其它意外事故已直接威胁容器正常运行时。

7、压力容器紧急停用后，再次开车，须经主管领导及技术总负责人批准，不得在原因未查清、措施不力的情况下盲目开车。

8、压力容器运行或进行耐压试验时，严禁对承压元件进行任何修理或紧固、拆卸、焊接等工作。对于操作规程许可的热紧固、运行调试应严格遵守安全技术规范。

容器运行或耐压试验需要调试，检查时，人的头部应避开事故源。检查路线应按确定部位进行。

9、进入容器内部应做好以下工作：

(1)切断压力源应用盲板隔断与其连接的设备和管道，并应有明显的隔断标记，禁止仅仅用阀门代替盲板隔断。断开电源后的配电箱、柜应上锁，挂警示牌；

(2)盛装易燃、有毒、剧毒或窒息性介质的容器，必须经过置换、中和、消毒、清洗等处理并监测，取样分析合格；

(3)将容器人、手孔全部打开，通风放散达到要求。

10、对停用和备用的容器应按有关规定做好维护保养及停车检查工作。必要时，操作者应进行排放，清洗干净和置换。八、压力容器安装及安装质量验收1、从事压力容器安装的单位应经国务院特种设备安全监督管理部门许可，从事压力容器安装监理的监理工程师应具备压力容器专业知识，并通过国家安全监察机构认可的培训和考核，持证上岗。

下列压力容器在安装前，安装单位或使用单位应向压力容器使用登记所在地的安全监察机构申报压力容器名称、数量、制造单位、使用单位、安装单位及安装地点办理告知手续：

１、第三类压力容器。

２、容积大于等于10m3的压力容器。

３、蒸球。

４、成套生产装置中同时安装的各类压力容器。

５、液化石油气储容器。

６、医用氧舱。九、压力容器的维修及改造压力容器的安装、改造、维修工作包括以下内容：

(一)

安装：压力容器整体就位、整体移位安装的活动；

(二)

改造：对压力容器主要受压元件进行更换、增减和其他变更（注)．导致压力容器参数、介质和用途等安全技术性能指标改变的活动；

（三)

维修：对压力容器和主要受压元件进行修理，不导致压力容器参数、介质和用途等安全技术性能指标改变的活动凡是在我国境内从事本规则适用范围的压力容器安装、改造、维修工作的单位，应当取得国家质量监督检验检疫总局(以下简称国家质检总局)或者省级质量技术监督局颁发的《特种设备安装改造维修许可证》(以下简称许可证）。

压力容器安装改造维修许可证资格分为1、2级。取得1级许可资格的单位允许从事压力容器安装、改造和维修工作，取得2级许可资格的单位允许从事压力容器维修工作。

取得压力容器制造许可资格的单位(A3级注明仅限球壳板压制和仅仅限封头制造者除外)，可以从事相应制造许可范围内的压力容器安装、改造、维修工作，不需要另取压力容器安装改造维修许可资格。

取得GC1级压力管道安装许可资格的单位，或者取得2级（含2级)以上锅炉安装资格的单位可以从事1级许可资格中的压力容器安装工作，不需要另取压力容器安装许可资格。

压力容器安装、改造、维修许可由压力容器安装、改造，维修单位所在地的省级质量技术监督部门负责审批（以下简称审批机关）。1级许可资格的许可证由国家质检总局颁发，2级许可资格的许可证由省级质量技术监督局颁发。常用的维修方法：打磨、堆焊、挖补或更换、其他方法第五章压力容器的定期检验和年度检查压力容器是一种广泛使用且具有爆炸性危险的特种设备。它承受一定的压力、温度、，且盛装的多是易燃、易爆、有毒的介质。使用使用条件恶劣，损坏的可能性非常大。这是因为：容器使用温度、压力的波动或频繁加载、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。腐蚀介质会使器壁减薄，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。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。用碳素钢和普通低合金钢等制造低温容器时，因这类钢的韧性在低温下会大大降低，有脆性破裂的可能。由于容器的支撑、管道等安装不当或受震动造成容器附加应力增大。压力容器停用时维护保养不当，器壁内外都将受到腐蚀，而且腐蚀速度往往比使用时速度更快。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不断发展。安全装置不全或失灵，未进行定期校验。压力容器年度检查内容压力容器定期检验规则压力容器的安全装置安全装置的分类显示装置如温度计、液面计、压力表控制或显示控制装置如减压阀、调节阀、电接点压力表。安全泄放装置安全阀、爆破片截流止漏装置如紧急切断装置、止回阀。安全联锁装置快开门连锁装置、二、安全卸压装置分类安全泄压装置按其结构型式分为四种类型：（1）阀型阀型安全泄压装置就是常用的安全阀，它是通过阀的开启排出内部介质来降低设备内的压力。这类安全泄压装置的情点是：仅仅排泄器内高于规定的部分压力，而当器内压力降至正常工作压力时，它即自动关闭，设备可继续运行。装置本身能重复使用多次，安装调整也比较容易，但它的密封性能较差，泄压反应较慢，且阀口有被堵塞或阀瓣有被粘住的可能。阀型泄压装置适用于介质比较纯净的设备，不宜用于介质具有剧毒性的设备和器内压力有可能急剧升高的设备。（2）断裂型断裂型安全泄压装置，常见的有爆破片。它是通过爆破片的断裂来排放气体的。这种装置的特点是：密封性能较好，泄压反应较快，但卸压后，爆破片不能继续使用，容器也得停止运行。断裂型泄压装置宜用于介质有剧毒的容器和器内因化学反应使压力急剧升高的容器，不宜用于液化气体贮罐。（3）熔化型熔化型安全泄压装置就是常用的易熔塞。它是利用装置内低熔点合金在较高的温度下熔化，打开通道而泄压的。这种装置的特点是：结构简单，更换容易，但降压后不能继续使用，排放面积小。它只能用于器内压力完全取决于温度的小型容器，如气瓶等。（4）组合型常见的组合型安全泄压装置，是阀型与断裂型的串联组合，它同时具有阀型和断裂型的特点。一般用于介质有剧毒或稀有气体的容器，不能用于升压速度极快的反应容器。

三、压力容器安全附件（安全阀、压力表、液面计、爆破片、截流止流装置、安全联锁装置、温度计）及安全附件的检查A48Y-16CA28H-10A47H-16CA:安全阀4：法兰连接8、全启式Y阀芯硬质合金16整定压力1.6MPa2：螺纹连接7:微启式C阀体碳素钢看书本160-199页压力容器的破坏形式、原因及防止压力容器的破裂事故可能造成严重的后果，要防止压力容器发生这类事故，必须了解它的破坏机理。根据压力容器的破裂特点，可将压力容器的破裂形式分为韧性破裂、脆性破裂、疲劳破裂、腐蚀破裂和蠕变破裂等。

1

韧性破坏

韧性破坏系指承压特种设备器壁承受过高的应力达到了器壁材料的强度极限，而发生断裂破坏。这种破坏形式称为韧性破坏。

1.1

韧性破坏的特征

1.1.1

器壁有明显的塑性变形

由于容器筒体器壁受力时，其环向应力比轴向应力大1倍，所以，明显的塑性变形主要表现在承压特种设备直径增大、壁厚减薄，而轴向增长较小，从而产生“腰鼓形”变形。当容器发生韧性破坏时，圆周长的最大增长率和容积变形率达10%～20%。

1.1.2

韧性破坏的断口为切断型撕裂，一般呈暗灰色纤维状，断口不平齐，且与主应力方向成45°交角。韧性破坏时不产生碎片。

1.1.3

韧性破坏时的爆破压力接近理论爆破压力，爆破口的大小随承压特种设备破坏时膨胀能量大小而异，释放的能量越大，爆破口越大。

1.1.4

韧性破坏时，承压特种设备器壁的应力值很高。

1.1.5

断口的电镜分析

断口的微观形貌为韧窝花样，韧窝的实质就是一些大小不等的圆形、椭圆形凹坑，是材料微区塑性变形后在异相点处形成空洞、长大聚集、互相连接并最后导致断裂的痕迹。宏观形貌是显微窝坑的概貌。韧窝几乎都为金相中的二次相界面、非金属夹杂物、位错堆积区或晶界处等，因此非金属夹杂物愈多，愈易形成显微空洞和韧窝。

1.2

发生韧性破坏的原因

承压特种设备的韧性破坏只有在器壁整个截面上材料都处于屈服状态下才会发生，所以，发生韧性破坏的主要原因：（1）盛装液化气体的压力容器充装过量。（2）使用中的压力容器超温超压运行。（3）压力容器壳体选材不当。（4）压力容器安装不符合安全要求。（5）维护保养不当。

1.3

韧性破坏的预防

在设计制造压力容器时，要选用有足够强度和厚度的材料，以保证承压特种设备在规定的工作压力下安全使用。

压力容器应按核定的工艺参数运行，安全附件应安装齐全、正确，并保证灵敏可靠。

使用中加强巡回检查，严格按照工艺参数进行操作，严禁压力容器超温、超压、超负荷运行，防止过量充装。

加强维护保养工作，采取有效措施防止腐蚀性介质及大气对承压特种设备的腐蚀，若发现承压特种设备器壁被严重腐蚀以致变薄或运行中器壁产生明显塑性变形时，应立即停止使用。

2

脆性破裂

并不是所有的压力容器械在破裂时都经过显著的塑性变形，有些容器在破裂后经检查并没有发现可见的塑性变形现象，而且器壁的平均应力远低于材料的强度极限。这种破裂现象和脆性材料的破裂相似，故称为脆性破裂，有时也称为低应力破裂。

2.1

脆性破裂特征

压力容器发生脆性破裂时，在破裂形状、断口形式等方面都具有一些与韧性破裂正好相反的特征：（1）容器器壁几乎没有塑性变形；（2）在应力低于材料的屈服强度时破坏；（3）容器常常裂成碎块；（4）断口呈金属光泽的结晶状，平直；（5）在温度较低的情况下发生；（6）破坏前无预兆，危害性大，难以预防。

2.2

产生脆性破坏的原因

产生脆性破坏的原因主要是材料的韧性差，特别是在低温时下降很快。此外承压部件存在缺陷时，在此区域应力增强，易产生应力集中。

2.3

脆性破裂的预防

防止压力容器产生脆性破裂最基本的措施是减少或消除构件的缺陷，要求材料具有很好的韧性。设计时选用在低温下仍保持较好韧性的材料；并注意设计的结构合理，在制造时采取严格的工艺措施减小应力集中；在使用中加强检验，及早发现并消除缺陷。

3

疲劳破裂

疲劳破裂是压力容器常见的一种破裂形式。据英国的一个联合调查组统计，在运行期间发生破坏事故的压力容器有近90%是由裂纹引起的，而在由裂纹引起的事故中，疲劳裂纹约占40%。可见压力容器的疲劳破裂是绝对不能忽视的。压力容器的疲劳破裂，绝大多数属于金属的低周疲劳，即承受较高的交变应力，而应力交变的次数并不是太高。一般情况下，压力容器的承压部件在长期反复交变载荷作用下，在应力集中处产生微裂纹，随着交变载荷的继续作用，裂纹逐渐扩大，导致破裂。

3.1

疲劳破裂的特征

（1）容器没有明显的塑性变形；（2）破坏总是产生在应力集中的地方；（3）只产生开裂，不产生碎片；（4）从裂纹的形成、扩展到破坏有一个较为缓慢的发展过程；（5）破坏总是经过长期的反复载荷作用后发生，应力低于抗拉强度；（6）断面呈两个区域，即裂纹的形成和扩展区与脆断区。

3.2

疲劳破裂的预防

压力容器的疲劳破裂既然是由于反复的交变载荷以及过高的局部应力引起的，那么要防止它发生这类事故，除了在运行中尽量避免那些不必要的频繁加压和卸压、过分的压力波动和悬殊的温度变化等因素外，主要还在于设计时采用合理的结构。一方面要避免产生应力集中，使容器器壁的个别部位的局部应力不致于超过材料的屈服强度。另一方面，如果容器上确实难以避免地要出现较高的局部应力，则应做疲劳分析和疲劳设计。此外在制造时要按正确的工艺进行，确保质量。4.

蠕变破裂

4.1蠕变是指金属材料在拉应力和高温的长期共同作用下产生的缓慢而连续的塑性变形。当承压部件长期在金属蠕变的高温下工作，壁厚会减小，材料的强度有所降低，严重时会导致压力容器高温部件发生蠕变破裂。产生蠕变破裂的原因主要是未选用抗蠕变性能好的合金钢来制造高温部件、结构设计不合理而使局部区域过热、制造时改变了材料的组织而降低了材料的抗蠕变性能以及由于操作或维护不当，使承压部件局部过热。材料发生蠕变破裂时，一般都有明显的塑性变形，断口表面形成一层氧化膜。

4.2

预防压力容器高温承压部件蠕变破裂主要从以下几个方面来考虑：（1）设计时根据使用温度选用合适的材料；（2）合理设计结构，避免局部高温；（3）制定正确的加工工艺，避免因加工而降低材料的抗蠕变性能；（4）在使用中防止容器局部过热。经常维护保养，清除积垢、结碳，可有效防止蠕变破坏事故的发生。

压力容器在运行和使用过程中，要受到反复升压、卸压等疲劳荷载的影响，又经常受到外部环境的影响，还要受到有腐蚀性介质的腐蚀，或在高温深冷等工艺条件下工作，其力学性能会随之发生变化，容器制造过程中的小缺陷也会随之扩展增大，对压力容器进行定期的全面地技术检验，是及早发现容器存在的缺陷，消除隐患，从而保证压力容器安全运行，避免发生事故的一项行之有效的措施。5腐蚀破裂（见压力容器的腐蚀课件）

5.1

腐蚀破裂系指承压特种设备材料在腐蚀性介质作用下，引起承压特种设备器壁由厚变薄或材料组织结构改变、机械性能降低，使承压特种设备承载能力不够而发生的破坏，这种破坏形式称为腐蚀破裂。

压力容器的腐蚀破裂都是应力腐蚀，因为压力容器一般都承受较大的拉伸应力，而它的结构也常常难以避免地有程度不同的应力集中处，如设备的开孔、焊缝等，且容器的工作介质又常常是带腐蚀性的。压力容器的应力腐蚀破裂是指容器壳体由于受到腐蚀介质的腐蚀而产生的一种破裂形式。是在腐蚀介质和拉伸应力的共同作用下产生的。腐蚀使金属材料的有效截面积减小和表面形成缺口，产生应力集中；而应力则可加速腐蚀的进行，使表面缺口向深处扩展，最后导致断裂。所以应力腐蚀可使压力容器在应力低于它的强度极限时破坏。应力腐蚀是种相当危险的破裂形式，因为它常常是在未被发现的情况下突然断裂而发生损坏。

5.2

腐蚀断裂的特征

（1）引起应力腐蚀的应力必须是拉应力，且应力可大可小，极低的应力水平也可能导致应力腐蚀破坏。应力既可由载荷引起，也可由焊接、装配或热处理引起的残余应力。（2）纯金属不发生应力腐蚀，但几乎所有的合金在特定的腐蚀环境中都会产生应力腐蚀裂纹。极少量的合金或杂质都会使材料产生应力腐蚀。各种工程实用材料几乎都有应力腐蚀敏感性。（3）产生应力腐蚀的材料和腐蚀性介质之间有选择性和匹配关系，即当二者是某种特定组合时才会发生应力腐蚀。（4）应力腐蚀是一个电化学腐蚀过程，包括应力腐蚀裂纹萌生、稳定扩展、失稳扩展等阶段，失稳扩展即造成应力腐蚀破裂。

影响应力腐蚀断裂的因素很多，比如介质的种类、介质浓度、环境温度、构件所处的应力状态、金属所用材料的成分与组织。设备的防腐蚀措施是各式各样的，需要根据不同的设备条件和不同的工作介质采用不同的方法。

5.3

腐蚀断裂的预防

（1）选择合适的抗腐蚀材料；（2）采取必要的保护措施，使承压部件与腐蚀介质隔离；（3）进行合理设计，避免高应力区；（4）制造时制定合理的工艺，消除残余应力；（5）使用中加强管理，定期检查维修。5.4金属腐蚀的分类按腐蚀机理分：化学腐蚀、电化学腐蚀按腐蚀环境分：介质腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀按腐蚀破坏形态分：均匀腐蚀、局部腐蚀（电偶腐蚀、孔蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀、缝隙腐蚀等）晶间腐蚀、断裂腐蚀、氢损伤（氢鼓包、氢脆、脱碳、渗碳、氢腐蚀）均匀腐蚀：金属的均匀腐蚀系指金属整个暴露表面上或者大部分面积上产生程度基本相同的化学或电化学腐蚀。也叫全面腐蚀。局部腐蚀：系指材料表明的区域性腐蚀，这是一种危害性较大的方式形态之一，并经常在突然间导致事故。晶间腐蚀：金属的腐蚀局限在晶界或晶界附近，而晶粒本身的腐蚀较小的一种腐蚀形态称之为晶间腐蚀。奥氏体不锈钢经常发生晶间腐蚀，即所谓的“贫鉻”现象，从而降低了不锈钢的耐腐蚀性能。应力腐蚀：金属在拉应力和特定的腐蚀介质共同作用下发生的断裂破坏如含有湿的硫化氢介质对不锈钢的腐蚀。氢损伤：由于氢渗进金属内部而造成金属性能恶化的现象化学腐蚀：系指容器金属与周围介质直接发生化学反应而引起的金属腐蚀