压力容器基础知识 2012-10课件

1、讲座讲座目录目录一、压力容器的定义二、压力容器应用情况三、压力容器的形式及主要参数 四、压力容器分类 五、压力容器管理法规六、压力容器标准体系压力容器一般是指在工业生产中用来完成反应、传热、传质、分压力容器一般是指在工业生产中用来完成反应、传热、传质、分离、贮存等工艺过程，并承受离、贮存等工艺过程，并承受01MPa表压以上压力的密闭容器。表压以上压力的密闭容器。压力容器是指同时满足以下三个条件的密闭设备压力容器是指同时满足以下三个条件的密闭设备:1工作压力大于或者等于（表压）工作压力大于或者等于（表压）;2工作压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;3盛装气体、液化气体或

2、最高工作温度高于或等于标准沸点的液盛装气体、液化气体或最高工作温度高于或等于标准沸点的液体液体体液体.一、压力容器的定义压力容器早期主要应用于化学工业，压力多在压力容器早期主要应用于化学工业，压力多在10兆帕以下。合成氨和兆帕以下。合成氨和高压聚乙烯等高压生产工艺出现后，要求压力容器承受的压力提高到高压聚乙烯等高压生产工艺出现后，要求压力容器承受的压力提高到100兆兆帕以上。帕以上。随着化工和石油化学工业的发展，压力容器的工作温度范围也越来越随着化工和石油化学工业的发展，压力容器的工作温度范围也越来越宽；新工作介质的出现，还要求压力容器能耐介质腐蚀；许多工艺装置规宽；新工作介质的出现，还要求压

3、力容器能耐介质腐蚀；许多工艺装置规模越来越大，压力容器的容量也随之不断增大。模越来越大，压力容器的容量也随之不断增大。20世纪世纪60年代开始，核电年代开始，核电站的发展对反应堆压力容器提出了更高的安全和技术要求，这进一步促进站的发展对反应堆压力容器提出了更高的安全和技术要求，这进一步促进了压力容器的发展。如：煤转化工业的发展，需要单台重量达数千吨的高了压力容器的发展。如：煤转化工业的发展，需要单台重量达数千吨的高温压力容器；快中子增殖反应堆的应用，需要解决高温耐液态钠腐蚀的压温压力容器；快中子增殖反应堆的应用，需要解决高温耐液态钠腐蚀的压力容器；海洋工程的发展，需要能在水下几百至几千米工作的

4、外压容器。力容器；海洋工程的发展，需要能在水下几百至几千米工作的外压容器。二、压力容器应用情况压力容器在使用中如果发生爆炸，会造成灾难性压力容器在使用中如果发生爆炸，会造成灾难性事故。历史上曾多次发生过使成百人伤亡的压力容器事故。历史上曾多次发生过使成百人伤亡的压力容器爆炸事故，就是小型液化石油气瓶的爆炸也会造成人爆炸事故，就是小型液化石油气瓶的爆炸也会造成人身伤亡；核电站用反应堆压力容器如发生事故，就会身伤亡；核电站用反应堆压力容器如发生事故，就会使放射性物质外逸，造成更使放射性物质外逸，造成更为严重的后果。为严重的后果。 二、压力容器应用情况三、压力容器的形式及主要参数 1、压力容器的结构

5、、压力容器的结构压力容器一般由压力容器一般由筒体筒体(又称壳体又称壳体)、封头、封头(又称端盖又称端盖)、法兰、密封元件、开孔与接管法兰、密封元件、开孔与接管(人孔、手孔、视镜孔、人孔、手孔、视镜孔、物料进出口接管、液位计、流量计、测温管、安全阀物料进出口接管、液位计、流量计、测温管、安全阀等等)和支座和支座以及其他各种内件所组成。以及其他各种内件所组成。 三、压力容器的形式及主要参数 压力容器的形式通常有以下划分方法：压力容器的形式通常有以下划分方法：(一一)按制造方法分为按制造方法分为:焊接容器、锻造容器、热套容器、多层包扎式容器、焊接容器、锻造容器、热套容器、多层包扎式容器、 绕带式容器

6、、组合容器绕带式容器、组合容器等。等。(二二)按制造材料分为按制造材料分为: 钢制容器、有色金属容器、非金属容器钢制容器、有色金属容器、非金属容器等。等。(三三)按几何形状分为按几何形状分为: 圆筒形容器、球形容器、矩形容器、组合式容器圆筒形容器、球形容器、矩形容器、组合式容器等。等。三、压力容器的形式及主要参数 ( (四四) )按安装方式分为按安装方式分为: :立式容器、卧式容器立式容器、卧式容器等。等。( (五五) )按受压情况分为按受压情况分为: :内压容器、外压容器内压容器、外压容器等。等。( (六六) )按壁厚分为按壁厚分为: : 薄壁容器、薄壁容器、 厚壁容器厚壁容器三、压力容器的

7、形式及主要参数(七)按照在生产工艺过程中的作用原理分为: (1)(1)反应压力容器（代号反应压力容器（代号R R），主要是用于完成介质的物理、化学反），主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器，例如各种反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、应的压力容器，例如各种反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、煤气发生炉等；煤气发生炉等； (2)(2)换热压力容器（代号换热压力容器（代号E E），主要是用于完成介质的热量交换的），主要是用于完成介质的热量交换的压力容器，例如各种热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等；压力容器，例如各种热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等； (3)(3)分离压力容器（代号

8、分离压力容器（代号S S），主要是用于完成介质的流体压力平），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的压力容器，例如各种分离器、过滤器、集油衡缓冲和气体净化分离的压力容器，例如各种分离器、过滤器、集油器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等；器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等； (4)(4)储存压力容器（代号储存压力容器（代号C C，其中球罐代号，其中球罐代号B B），主要是用于储存、），主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，例如各种型式的储罐、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，例如各种型式的储罐、缓冲罐、消

9、毒锅、印染机、烘缸、蒸锅等。缓冲罐、消毒锅、印染机、烘缸、蒸锅等。 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，应当按照工艺过程中的主要作用来划分品种。当按照工艺过程中的主要作用来划分品种。三、压力容器的形式及主要参数 (八八)按操作温度分为按操作温度分为:(1)低温容器低温容器(t20)。(2)常温容器常温容器(t20150)。(3)中温容器中温容器(t150450)。(4)高温容器高温容器(t450)。三、压力容器的形式及主要参数 (九九)按设计压力分按设计压力分(1)低压容器低压容器(代号代号L)01MPaP16MPa。(

10、2)中压容器中压容器(代号代号M)16MPaP10MPa。(3)高压容器高压容器(代号代号H)10MPaP100MPa。(4)超高压容器超高压容器(代号代号U)p100MPa。另外，按使用方式可分为另外，按使用方式可分为固定式固定式和和移动式压力容器移动式压力容器；按结构分为按结构分为可拆结构可拆结构和和不可拆结构容器不可拆结构容器。 三、压力容器的形式及主要参数 2、主要参数、主要参数1)设计压力：设计压力：是指在相应设计温度下用以确定容器壳壁计是指在相应设计温度下用以确定容器壳壁计算壁厚及其元件尺寸压力。压力容器的设计压力不得低于最算壁厚及其元件尺寸压力。压力容器的设计压力不得低于最高工作

11、压力，装有安全泄放装置的压力容器，其设计压力不高工作压力，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的爆破压力。得低于安全阀的开启压力或爆破片的爆破压力。2)最高工作压力：最高工作压力：是指容器顶部在正常工作过程中可能产是指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压力。生的最高表压力。3)工作压力：工作压力：是指容器在满足工艺要求的条件下，所产生是指容器在满足工艺要求的条件下，所产生的表压力。的表压力。4)试验压力：试验压力：是指容器在压力试验时，容器顶部的压力。是指容器在压力试验时，容器顶部的压力。 三、压力容器的形式及主要参数 5)设计温度：设计温度：是指容器在

12、正常工作情况下，设定的元件的是指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度，标志在铭牌上的设计温度应是壳体设计温度的最金属温度，标志在铭牌上的设计温度应是壳体设计温度的最高值或最低值。高值或最低值。6)试验温度：试验温度：是指压力容器在压力试验时，壳体的金属温是指压力容器在压力试验时，壳体的金属温度。度。7)计算厚度：计算厚度：是指压力容器各部分元件按公式计算出的厚是指压力容器各部分元件按公式计算出的厚度。度。8)设计厚度：设计厚度：是指计算厚度与腐蚀裕量之和。是指计算厚度与腐蚀裕量之和。9)名义厚度：名义厚度：是指设计厚度加钢材负偏差后向上圆整至钢是指设计厚度加钢材负偏差后向上圆整至钢材标准

13、规格的厚度。材标准规格的厚度。三、压力容器的形式及主要参数 10)有效厚度：有效厚度：是指名义厚度减去钢材负偏差和腐蚀裕量是指名义厚度减去钢材负偏差和腐蚀裕量之后的厚度。之后的厚度。11)实测厚度：实测厚度：是指压力容器在检验时，用测厚仪所测出是指压力容器在检验时，用测厚仪所测出的实际厚度。的实际厚度。12)外径：外径：是指圆柱、球形压力容器外直径。是指圆柱、球形压力容器外直径。13)内径：内径：是指圆柱形、球形压力容器内直径。是指圆柱形、球形压力容器内直径。14)容器规格的表示：容器规格的表示：内径内径X壁厚壁厚X长度长度(高度高度)，单位：，单位：mm，用符号表示：用符号表示：，&L。 三

14、、压力容器的形式及主要参数 3、压力容器的安全附件、压力容器的安全附件三、压力容器的形式及主要参数 安全泄压装置安全泄压装置 安全泄压装置是为保证压力容器安全运行，安全泄压装置是为保证压力容器安全运行，防止它超压的一种器具。防止它超压的一种器具。常见的安全泄压装置有常见的安全泄压装置有安全阀、爆破片和安全阀、爆破片和防爆帽防爆帽。三、压力容器的形式及主要参数 功能：当容器在正常工作压力下运行时，保持严功能：当容器在正常工作压力下运行时，保持严密不漏，若容器内压力一旦超过规定，则能自动地、密不漏，若容器内压力一旦超过规定，则能自动地、迅速地排泄出器内的介质，使设备的压力始终保持在迅速地排泄出器内

15、的介质，使设备的压力始终保持在许用压力范围以内。一般情况下，安全泄压装置除了许用压力范围以内。一般情况下，安全泄压装置除了具有自动泄压这一主要功能外，还有自动报警的作用。具有自动泄压这一主要功能外，还有自动报警的作用。因为当它启动排放气体时，由于介质以高速喷出，常因为当它启动排放气体时，由于介质以高速喷出，常常发出较大的响声，这就相当于发出了设备压力过高常发出较大的响声，这就相当于发出了设备压力过高的报警音响讯号。的报警音响讯号。三、压力容器的形式及主要参数 、安全阀、安全阀安全阀按其整体结构及加载机构形式来分，安全阀按其整体结构及加载机构形式来分，常用的有常用的有杠杆式和弹簧式杠杆式和弹簧式

16、两种。安全阀要定期两种。安全阀要定期检验，每年至少检验一次。定期检验工作包括检验，每年至少检验一次。定期检验工作包括清洗、研磨、试验和校正。清洗、研磨、试验和校正。 三、压力容器的形式及主要参数 弹簧式安全阀的加载装置是一个弹簧，通过调节螺母，弹簧式安全阀的加载装置是一个弹簧，通过调节螺母，可以改变弹簧的压缩量，调整阀瓣对阀座的压紧力，从而确可以改变弹簧的压缩量，调整阀瓣对阀座的压紧力，从而确定其开启压力的大小。弹簧式安全阀结构紧凑，体积小，动定其开启压力的大小。弹簧式安全阀结构紧凑，体积小，动作灵敏，对震动不太敏感，可以装在移动式容器上。缺点是作灵敏，对震动不太敏感，可以装在移动式容器上。缺

17、点是阀内弹簧受高温影响时，弹性有所降低。杠杆式安全阀靠移阀内弹簧受高温影响时，弹性有所降低。杠杆式安全阀靠移动重锤的位置或改变重锤的质量来调节安全阀的开启压力。动重锤的位置或改变重锤的质量来调节安全阀的开启压力。它具有结构简单、调整方便、比较准确以及适用较高温度的它具有结构简单、调整方便、比较准确以及适用较高温度的优点。但杠杆式安全阀结构比较笨重，难以用于高压容器之优点。但杠杆式安全阀结构比较笨重，难以用于高压容器之上。上。三、压力容器的形式及主要参数 三、压力容器的形式及主要参数 主要用于蒸汽锅炉主要用于蒸汽锅炉三、压力容器的形式及主要参数 、防爆片、防爆片防爆片又称防爆膜、防爆板，是一种断

18、裂型的安防爆片又称防爆膜、防爆板，是一种断裂型的安全泄压装置。防爆片具有密封性能好、反应动作快以全泄压装置。防爆片具有密封性能好、反应动作快以及不易受介质中粘污物的影响等优点。但它是通过膜及不易受介质中粘污物的影响等优点。但它是通过膜片的断裂来泄压的，所以泄后不能继续使用，容器也片的断裂来泄压的，所以泄后不能继续使用，容器也被迫停止运行。因此它只是在不宜装设安全阀的压力被迫停止运行。因此它只是在不宜装设安全阀的压力容器上使用。容器上使用。 三、压力容器的形式及主要参数 三、压力容器的形式及主要参数 、防爆帽、防爆帽防爆帽又称爆破帽，也是一种断裂型安全泄压装防爆帽又称爆破帽，也是一种断裂型安全泄

19、压装置。它的样式较多，但基本作用原理一样，它的主要置。它的样式较多，但基本作用原理一样，它的主要元件是一个一端封闭、中间具有一薄弱断面的厚壁短元件是一个一端封闭、中间具有一薄弱断面的厚壁短管。当容器的压力超过规定时，防爆帽即从薄弱断面管。当容器的压力超过规定时，防爆帽即从薄弱断面处断裂，气体从管孔中排出。为了防止防爆帽断裂后处断裂，气体从管孔中排出。为了防止防爆帽断裂后飞出伤人，在它的外面应装有保护装置。飞出伤人，在它的外面应装有保护装置。 三、压力容器的形式及主要参数 压力表压力表 压力表是测量压力容器中介质压力的一种压力表是测量压力容器中介质压力的一种计量仪表。压力表的种类较多，有计量仪表

20、。压力表的种类较多，有液柱式、弹液柱式、弹性元件式、活塞式和电量式性元件式、活塞式和电量式四大类。压力容器四大类。压力容器大多使用弹性元件式的单弹簧管压力表。大多使用弹性元件式的单弹簧管压力表。三、压力容器的形式及主要参数 装在压力容器上的压力表，其最大量程（表盘上刻度极装在压力容器上的压力表，其最大量程（表盘上刻度极限值）应与设备的工作压力相适应。压力表的量程一般为设限值）应与设备的工作压力相适应。压力表的量程一般为设备工作压力的备工作压力的1.53倍，最好取倍，最好取2倍。倍。 压力表一般每半年校验一次，校验后的压力表应加铅封，压力表一般每半年校验一次，校验后的压力表应加铅封，并注明下次校

21、验日期或校验有效期。在容器运行期间，如发并注明下次校验日期或校验有效期。在容器运行期间，如发现压力表指示失灵，刻度不清，表盘玻璃破裂，泄压后指针现压力表指示失灵，刻度不清，表盘玻璃破裂，泄压后指针不回零位，铅封损坏等情况，应立即校正或更换不回零位，铅封损坏等情况，应立即校正或更换。 三、压力容器的形式及主要参数 三、压力容器的形式及主要参数 液面计液面计 液面计又称液位计，是用来测量容器内液面变化情况的液面计又称液位计，是用来测量容器内液面变化情况的一种计量仪表。操作人员根据其指示的液面高低来调节或控一种计量仪表。操作人员根据其指示的液面高低来调节或控制充装量，从而保证容器内介质的液而始终在正

22、常范围内。制充装量，从而保证容器内介质的液而始终在正常范围内。主要有：主要有：伺服液位计、钢带液位计、浮筒液位计、磁翻板液位计、伺服液位计、钢带液位计、浮筒液位计、磁翻板液位计、超声波液位计、磁致伸缩液位计、雷达液位计、电容液位计、超声波液位计、磁致伸缩液位计、雷达液位计、电容液位计、玻璃板液位计、玻璃管液位计、吹气液位计、差压液位计、玻璃板液位计、玻璃管液位计、吹气液位计、差压液位计、激光液位计和激光液位计和射线料位计等，用得最多的是差压液位计和浮射线料位计等，用得最多的是差压液位计和浮筒液位计。筒液位计。三、压力容器的形式及主要参数 磁翻板式磁翻板式液位计液位计磁翻板式液磁翻板式液位计原理

23、位计原理浮筒式液位浮筒式液位计原理计原理四、压力容器分类 国家质检总局颁发的国家质检总局颁发的固定式压力容器安固定式压力容器安全技术监察规程全技术监察规程(附件附件A)(TSG R0004-2009，以下简称以下简称容规容规)根据压力容器设计压力、介根据压力容器设计压力、介质危害质危害 (毒性、爆炸危险毒性、爆炸危险)程度、压力容器品种分程度、压力容器品种分类、容积等对容器安全性能的综合影响，将压力类、容积等对容器安全性能的综合影响，将压力容器分为三类。容器分为三类。 四、压力容器分类 四、压力容器分类 A1.3：压力容器类别划分方法：压力容器类别划分方法 A1.3.1基本划分基本划分 根据介

24、质特性、设计压力和容积确定压力容器类别：根据介质特性、设计压力和容积确定压力容器类别： 第第1 1组介质：组介质：压力容器类别的划分见图压力容器类别的划分见图A-1A-1； 第第2 2组介质：组介质：第二组介质，压力容器类别的划分见图第二组介质，压力容器类别的划分见图A-2A-2。 四、压力容器分类四、压力容器分类四、压力容器分类 国家质检总局颁发的国家质检总局颁发的移动式压力容器安全技术监察规程移动式压力容器安全技术监察规程(TSG R0005-2011 移动式压力容器主要有：移动式压力容器主要有： 汽车罐车专项安全技术要求汽车罐车专项安全技术要求 附件附件B 罐式集装箱专项安全技术要求罐式

25、集装箱专项安全技术要求 附件附件C 铁路罐车专项安全技术要求铁路罐车专项安全技术要求 附件附件A 真空绝热罐体专项安全技术要求真空绝热罐体专项安全技术要求 附件附件D 长管拖车、管束式集装箱专项安全技术要求长管拖车、管束式集装箱专项安全技术要求 附件附件E (介质为液化气体、低温液体介质为液化气体、低温液体)五、压力容器法规体系压力容器法规体系1 1、法律：、法律：特种设备安全法特种设备安全法（全国人大）（全国人大） 2 2、法规：、法规：特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例 （国务（国务院）院） 3 3、部门规章（质检总局）、部门规章（质检总局） 4 4、安全技术规范（质检总局）、安全技

26、术规范（质检总局） 涉及到特种设备设计、制造、安装、改造、涉及到特种设备设计、制造、安装、改造、维修维修; ; 罐车和气瓶充装、使用、检验、特种设备检罐车和气瓶充装、使用、检验、特种设备检验人员考核、事故调查处理等。验人员考核、事故调查处理等。五、压力容器法规体系压力容器法规体系特种设备安全法特种设备安全法 特种设备安全法特种设备安全法的起草工作已在全国人大进行多年，有望明年能通过三读，颁的起草工作已在全国人大进行多年，有望明年能通过三读，颁布实施。布实施。 特种设备安全法特种设备安全法要解决的重点问题包括：要解决的重点问题包括：、明确法律的调整范围；、明确法律的调整范围；、巩固和完善特种设备

27、安全监察基本制度；、巩固和完善特种设备安全监察基本制度；、明确政府及其部门的监督检查职责；、明确政府及其部门的监督检查职责；、强化企业的主体责任；、强化企业的主体责任；、明确检验检测工作的性质和检验检测机构的地位；、明确检验检测工作的性质和检验检测机构的地位；、明确安全技术规范的法律地位；、明确安全技术规范的法律地位；、明确事故调查处理的主体关系；、明确事故调查处理的主体关系；、明确法律责任。、明确法律责任。五、压力容器法规体系压力容器法规体系特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例 1982年国务院颁布了年国务院颁布了锅炉压力容器安全监察暂行条例锅炉压力容器安全监察暂行条例，奠定了我国锅炉，

28、奠定了我国锅炉压力容器安全监察的法制基础。压力容器安全监察的法制基础。为贯彻落实暂行条例的实施，原锅炉压力容器为贯彻落实暂行条例的实施，原锅炉压力容器安全监察局根据安全监察局根据暂行条例暂行条例第二十三条制订了第二十三条制订了锅炉压力容器安全监察暂锅炉压力容器安全监察暂行条例实施细则行条例实施细则，以后陆续颁发了有关的部门规章、规范性文件。建立了，以后陆续颁发了有关的部门规章、规范性文件。建立了中国的锅炉压力容器等特种设备安全监察制度。中国的锅炉压力容器等特种设备安全监察制度。 2003年年3月，国务院颁布了月，国务院颁布了特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例,自自2003年年6月月1日起

29、施日起施行行,原原锅炉压力容器安全监察暂行条例锅炉压力容器安全监察暂行条例同时废止。该条例规划了同时废止。该条例规划了“企业全面企业全面负责，部门依法监管负责，部门依法监管,检验技术把关检验技术把关,政府统一领导政府统一领导,社会广泛监督社会广泛监督”的特种设备安的特种设备安全工作新格局，进一步确立了特种设备安全监察基本制度。全工作新格局，进一步确立了特种设备安全监察基本制度。 2009年年1月月14日国务院第日国务院第46次常务会议通过修订案，次常务会议通过修订案，1月月24日第日第549号国务院号国务院令发布令发布，2009年年5月月1日施行。新修订日施行。新修订条例条例中，增加高耗能特种设备节能监中，增加高耗能特种设备节能监管内容；明确特种设备事故分级、特种设备安全监督管理部门事故调查的主体管内容；明确特种设备事故分级、特种设备安全监督管理部门事故调查的主体职责；进一步明确特种设备安全监察范围，将场（厂）内专用机动车辆的安全职责；进一步明