压力容器安全基础知识

压力容器安全基础知识

31压力容器的定义

311压力容器的定义

仅从压力容器的名称上理解，凡承受流体介质压力的密闭腔体都可称作压力容器。但是，

具体这种特点的设备数量很多，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.

《特种设备安全监察条例》所定义的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OoIMPa(表压)，且压力与容积的乘积

大于或者等于25MPa・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02MPa(表压)，且压力

与容积的乘积大于或者等于1OMPa-L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60C

液体的气瓶；氧舱等。

压力容器的含义中包括其附属的安全附件、安全保护装置和与安全保护装置相关的设施。

应当注意，《特种设备安全监察条例》和《压力容器安全技术监察规程》关于压力容器的定

义是有所区别的，前者的范围大于后者。

312《压力容器安全技术监察规程》规定的压力容器监察范围

《压力容器安全技术监察规程》规定的压力容器监察范围除压力容器本体外，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)非受压元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。

32压力容器的压力来源、用途及特点

321压力容器的压力来源

压力容器的压力来源分为来自容器外部和来自容器内部(在容器内产生或增大)两种情况。

⑴来自容器外部

①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。

②由蒸汽锅炉、废热锅炉供给的压力。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

①气态介质由于温度升高导致体积膨胀受限，产生压力或使压力增大。

②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℃时:

饱和蒸汽压约为020MPa,当工作温度为200°C时，饱和蒸汽压约为156Mpa。

③液化气体介质，以气液两相共存，压力就是随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075MPa,50℃时的饱和

蒸气压是193MPa：丙烷50℃时的饱和蒸气压是1704Mpa。

④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体枳膨胀系数。

例如液化石油气的体积膨胀系数是水的10〜16倍，当液化石油气以液态充满整个容器时，

压力随温度上升十分迅速。温度每上升1匕，压力将上升218〜318MPa,因此在容器

内过量充装液化石油气是十分危险的。

⑤由于化学反应产生压力或压力增大。

322压力容器的用途

压力容器的用途极为广泛，它在基本建设、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的作用。其主要应用有：用于盛装压缩空气的压力容器，

如储气罐、气体冷却器、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汽夹套、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。

只作为盛装用的容器时，如液氨储罐，有时单独构成设备。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，如石油化工工业中普遍应用的各类反应器、换

热器、塔器、分离器等；化肥工业中的氨合成塔、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他领域也有广泛的应

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，是数量最多的特

种设备。

压力容器和气瓶的用途很广泛，这里不再一一介绍。

323压力容器的特点

(1)固定式压力容器的特点

一般来说，固定式压力容器具有下列特点：

①具有爆炸的危险性。

②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。-一些腐蚀性强的介质，会使容器很快发生腐蚀失效。

③不同容器的工作条件差别大。有的容器承受高温高压；有的容器在低温环境下工作；有的

容器投入运行后要求连续运行。

④材料种类多。

(2)移动式压力容器的主要特点

①活动范围大，运行环境条件复杂，在运输和装卸过程中易受冲击、振动，有时还可能发生

碰撞、倾翻。

②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。

③活动场所不固定，监督管理难度大。

⑶气瓶的特点

①容积小、结构相对简单、数量多，流动性大。

②事故多数发生在充装环节，主要是超装、混装造成的。

③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

①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。

②内部为高压氧，氧气浓度高，易发生火灾事故。

33压力容器的参数

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指

标。

331压力

压力容器所承受的压力，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，其实质是物理学中的压强，指的

是垂直作用于物体单位面积上的力，单位用“MPa”来表示。压力容器中的压力是用压力表

来测量的，压力表上所指示的压力称为表压力。另外，还有绝对压力的概念，其值为表压力

值加上容器周围的大气压力。压力容器所承受的压力有内压和外压之分。以下简介最高工作

压力、设计压力、试验压力、实际最高工作压力、公称压力等有关压力的术语。

(1)最高工作压力

对于承受内压的压力容器，压力容器的最高工作压力指的是在正常使用过程中，顶部可能出

现的最高压力；对于承受外压的压力容器，其最高工作压力是指压力容器在正常使用过程中，

可能出现的最大压力差值(承受的内压与外压的差值)；对夹套容器指夹套顶部可能出现的内

筒与夹套的最高压力差值。

(2)设计压力

设计压力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

低于最高工作压力。

(3)试验压力

试验压力指在压力试验时，容器顶部的压力。

(4)实际最高工作压力

实际最高工作压力是指在实际使用条件下的最高工作压力。

(5)公称压力

公称压力是一种经标准化后的压力数值，即把众多的压力数值按等级归纳成•定数目的系

列，该系列中的各压力数值称为公称压力。压力容器的标准件如封头、法兰、螺栓等都采用

公称压力。常用的公称压力系列为025、06、10、16,25、40、64、

10、16、20、22、32Mpa。

332温度

压力容器涉及环境温度、介质温度、金属温度、工作温度和试验温度等概念。压力容器处于

环境之中，容器外壁或保温层与大气接触，其内部盛装介质与容器内壁接触，环境温度和介

质温度共同决定压力容器的壁温。容器壁厚截面上的温度是不均匀的，或者是内表面温度高,

或者是外表面温度高。沿元件金属截面的温度平均值被定义为金属温度。利用金属温度来定

义设计温度、试验温度以及实际工作温度。应当注意，金属温度与内外表面温度、环境温度

和介质温度既有关系，也有区别。

(1)设计温度

设计温度系指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度。设计温度与设计压力一起作

为设计载荷条件。

(2)试验温度

试验温度指的是压力试验时，壳体的金属温度。

(3)实际工作温度

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，元件的金属温度。

333介质

压力容器的介质按物态可分为液态、气态和气液共存；按化学特性分为不燃、可燃、易燃、

易爆介质等；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)。

设计压力容器时，要确定其盛装何种介质。介质的特性，对压力容器安全有很大影响。

334容积

压力容器的大小，通常用其容积来表示。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。

335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。对用钢板卷制的容器，其公称直径指内径：而对于采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、壁厚等其他条件不变的情况下，直径越大，容器所能承受

的压力越低，或反之，直径越小，所能承受的压力越大。

336厚度

厚度指的是容器元件的壁厚，不同的元件，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裕量之和。

名义厚度：系指设计厚度加上钢材负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度。

有效厚度：系指名义厚度减去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差。

最小厚度：当压力容器设计压力较低时,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，所以压力容器受压元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，这个厚度即为最小厚度。

337气瓶的技术参数

(1)公称工作压力和水压试验压力

气瓶的公称工作压力，对于盛装永久气体的气瓶，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℃时瓶内气体压力的上限

值。盛装高压液化气体的气瓶，其公称工作压力不得小于8MPa。盛装有毒和剧毒危害的液

化气体的气瓶，其公称工作压力的选用应适当提高。

常用气体气瓶的公称工作压力和水压试验压力系列如表31规定。从表中可看出，水压试

验压力是公称工作压力的15倍。

常用气体气瓶的公称工作压力见表32。

表31气瓶公称工作压力和水压试验压力系列

压力类别高压低压公称工作压力(MPa)30201512585321水压试验压力(MPa)453022518

8127545315

表32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<-10℃3020152015空气、氧、氢、氮、氮、氮、就、氯、甲烷、煤气、天然气、氟等空

气、氧、氢、氮、僦、氮、氯、甲烷、煤气、三氟化硼、四氟甲烷(F-14)、一氧化碳、一氧

化氮、气(重氢)、氮等二氧化碳、-氧化二氮(氧化亚氮)、乙烷、乙烯、硅烷、磷烷、乙硼

烷等液化气体

Tc2-10℃高压液化

气体

-10℃WTc

W70"C低压液化

气体

Tc>70℃12585321虢、氧化亚氮、六氟化硫、氯化氢、乙烷、乙烯、三氟氯甲烷(F-13)、

三氟甲烷(F—23)、六氟乙烷(F—116)、偏二氟乙烯、氟乙烯、三氟澳甲烷(F—13B1)等六氟

化硫、三氟氯甲烷(F—13)、偏二氟乙烯、六氟乙烷(F—116)、氟乙烯、三氟澳甲烷(F—13B1)

等溟化氢、硫化氢、碳酰二氯(光气)等氨、丙烷、丙烯、二氟氯甲烷(F—22)、三氟乙烷(F一

143)等氯、二氧化硫、环丙烷、六氟丙烯、二氯二氟甲烷(F—12)、偏二氟乙烷(F—152a)、

三氟氯乙烯、氯甲烷、甲醛、四氧化二氮、氟化氢、溟甲烷等正丁烷、异丁烷、异丁烯、丁

烯一1、丁二烯一1,3、二氟氟甲烷(F-21)、二氯四氟乙烷(F—114)、二氟氯乙烷(F—142)、

二氟溪氯甲烷(F—12B1)、氯乙烷、氯乙烯、澳乙烯、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、乙烯

基甲醛、环氧乙烷等注:Tc——临界温度，。C。

(2)气瓶的公称容积

气瓶的公称容积系列，在相应的产品标准中规定。一般情况下，12L(含12L)以下的为小容

积，12L以上至100L(含100L)为中容积，100L以上为大容积。

钢质无缝气瓶的容积，以40L气瓶为最常见。钢质焊接气瓶的容积，作为溶解乙块钢瓶，

以40L钢瓶最为普遍，液氨与液氯气瓶以800L和400L最为普及。液化石油气钢瓶的容积，

以355L用量最多，其原因是以042kg/L充装系数计算，此类气瓶正好充装15kg液

化石油气，是一个家庭一个月的消耗量。

34压力容器的分类

压力容器的分类方法很多，举例如下。

341固定式压力容器和移动式压力容器

压力容器按与地面固定或相对移动分成固定式压力容器和移动式压力容器。固定式压力容器

有固定的安装和使用地点，工艺条件和使用操作人员也比较固定，容器一般不是单独装设，

而是用管道与其他设备相连。移动式压力容器是一种盛装容器。它的主要用途是装运气体或

液化气体。容器在气体制造厂或储存站充装气体或液化气体，然后运到用户处使用。这类容

器常常没有固定的使用地点，一般也没有专门的操作人员，使用环境经常变迁，管理比较复

杂，因此也比较容易发生事故。常见的移动式压力容器有气瓶、液化气体汽车罐车和液化气

体铁路罐车。

342按压力分类

压力是压力容器的一个最主要的工作参数。从安全技术方面来看，-•般情况下，容器的工作

压力越大，发生爆炸后的危害也越大。容器是否发生爆炸，是由其是否有承受相应压力的能

力来决定的，也不能说压力高的容器就容易爆炸。压力容器按设计压力分为低压容器、中压

容器、高压容器、超高压容器四种压力等级。压力等级的具体划分如下：低压(代号L),0

IMPaWpcl6MPa；中压(代号M),I6MPaWp<10MPa；高压(代号H),lOMPaW

p<100MPa：超高压(代号U),p>lOOMPao

从使用压力容器的工业行业来看，化工、机械制造、冶金、采矿等用的压力容器大多是低压

容器。中压容器多用于石油化工和液化石油气储存。高压容器则主要用于氮肥工业和一部分

石化工业。超高压容器数量较少，主要用于高分子聚合设备。比较常见的超高压容器是水晶

聚合釜。

一般中低压容器壁厚较薄，其筒体大部分是用钢板卷制成形后焊接的。高压容器因为器壁较

厚，大多采用各种型式的组合装配焊接或锻造。

343按承压方式分类

依照承压方式的不同，压力容器可分为内压容器和外压容器两大类。这两类容器有很大区别。

内压容器的壁厚是根据强度计算确定的；而外压容器的设计则主要考虑失稳问题。据有关统

计，外压容器破坏的几率小于内压容器。

344按外形分类

按照外形的不同，压力容器可分为圆筒形容器、球形容器、圆锥形容器和组合形容器。

345按制造方式分类

按照制造方式的不同，压力容器般可分为焊接容器、伽接容器、铸造容器、锻造容器及采

用组合方式制造的容器。焊接容器现在获得了广泛的应用。钾接容器、铸造容器由于工艺落

后等原因，己逐渐被淘汰。锻造容器由于受锻造设备的限制，规格较小，主要用于比较重要

的场合。

346按制造容器所用的材料分类

根据制造容器所用材料的种类，可将压力容器分为金属容器和非金属容器。其中金属容器又

分为钢制压力容器和有色金属容器。而钢制压力容器又分为碳钢容器、低合金钢容器和不锈

钢容器。钢制压力容器应用广泛，有色金属容器多用于有特殊耐蚀要求的场合。非金属容器

数量不多，在一些特殊场合应用。

347按容器承受压力时所处的应力状态分类

容器承受压力时，主要有两种应力状态，一是二向应力状态，一是三向应力状态。

在二向应力状态下工作的容器，又称为薄壁容器。在三向应力状态下工作的容器，又称为厚

壁容器。一般以容器外径与内径比值K的大小来划分厚壁与薄壁容器，KW11~12者

为薄壁容器，超过这个范围的为厚壁容器。

348按壁温分类

根据容器的设计温度，分为常温容器、高温容器和低温容器。温度低于或等于-20℃条件下

工作的容器为低温容器。

349按受热方式分类

按受热方式可分为直接受火加热容器与不直接受火加热容器。

3410按结构形式分类

根据结构形式可分为单层容器、多层容器、衬里容器、复合容器、夹套容器等。

3411按在生产工艺过程中的作用原理来分类

按压力容器在生产工艺过程中的作用原理可以将压力容器分为反应压力容器（代号R）、换热

压力容器（代号E）、分离压力容器（代号S）和储存压力容器（代号C,其中球罐代号B）。

尽管压力容器的应用相当广泛，但是就其在生产工艺过程中发挥的作用而言，主要有四种作

用，一是主要用于完成介质的物理、化学反应；二是主要用于完成介质的热量交换；三是主

要用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体的净化分离；四是主要用于储存、盛装气体、液

体、液化气体等介质。相应的压力容器见图31、图32、图33和图34。

图31反应压力容器图32换热压力容器图33分离压力容器

图34储存压力容器在工业生产中常有一台设备同时进行两个以上的化工工艺过程,这时

应按工艺过程中起主要作用的一个类别来划分

3412《压力容器安全技术监察规程》中的分类方法

《压力容器安全技术监察规程》对其管辖的压力容器根据压力、压力与容积的乘积、介质特

性、用途以及设计、制造特点进行综合分类。将受监察的压力容器划分为三个类别，即第一

类压力容器、第二类压力容器和第三类压力容器。压力容器的类别不同时，对其设计、制造

的要求有所不同。各类别压力容器范围如下：

（1）第三类压力容器

指具有下列情况之一的压力容器：

①高压容器：

②盛装毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器；

③盛装易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于lOMPa・m3的中压储存容器；

④盛装易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于05MPa-m3中压反应容器;

⑤盛装毒性程度为极度和高度危害介质，且pV乘积大于等于02MPa・m3的低压容器；

⑥高压、中压管壳式余热锅炉；

⑦中压搪玻璃压力容器；

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(介质为液化气体、

低温液体)等；

⑩球形储罐(容积大于等于50m3)；

低温液体储存容器(容积大于5m3)。

(2)第二类压力容器

指具有下列情况之一的压力容器：

①中压容器；

②盛装毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器；

③盛装易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和低压储存容器：

④低压管壳式余热锅炉；

⑤低压搪玻璃压力容器。

注：第二类压力容器中的中压容器，低压容器不包括已划分为第三类压力容器的中压容器和

低压容器。

(3)第一类压力容器

低压容器为第一类压力容器。

注：不包括已经划分为第三类压力容器和第二类压力容器的低压容器。

3413从压力容器中区分出简单压力容器

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增加的概念，纳入简单压力容器管理的压力容器，其材料、设计、制

造、检验检测和使用均应符合《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：

(1)容器由筒体和平封头、凸形封头(不包括球冠形封头)，或者由两个凸形封头组成；

(2)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；

⑶设计压力小于或者等于16MPa；

(4)容积小于或者等于1000L；

(5)工作压力与容积的乘积大于或者等于25MPa•L,并且小于或者等于lOOOMPa•L；

(6)介质为空气、氮气和医用蒸储水蒸发而成的水蒸汽；

(7)设计温度大于或者等于-20℃,最高工作温度小于或者等于150℃；

(8)非直接火焰的焊接容器。

3414医用氧舱的分类

医用氧舱按规格分为大型舱、中型舱、小型舱和单(双)人舱；按结构型式分为卧式加压舱、

立式加压舱、卧式+卧式加压舱群和卧式+立式加压舱群：按治疗人数分为多人氧舱、双人

氧舱和单人氧舱;按加压介质分为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；按氧舱用途分为治疗舱、手术抢救舱和过渡舱等。

3415气瓶的分类

就气瓶的功能来说，它是用以贮运永久气体、液化气体及溶解气体的一次性或可重复充气的

移动式的压力容器。气瓶不仅数量多，而且种类也比较复杂。现就常用的分类方法介绍如下：

(1)按结构分类

从结构上可将气瓶分为无缝气瓶和焊接气瓶。氧、氮、氢等永久气体或二氧化碳、乙烷、氧

化亚氮等高压液化气体，均使用无缝气瓶进行充装，其结构如图323所示。而氨、氯、

氟氯烷、LPG等低压液化气体和溶解乙快均使用焊接气瓶进行充装，其代表性结构如图3

26所示。

(2)按材质分类

如果以制造气瓶用的材料来分类，可分为钢质气瓶、铝合金气瓶、复合气瓶和其他材料气瓶。

其中钢质气瓶又分为碳钢气瓶、镒钢气瓶、铭铝钢气瓶和不锈钢气瓶。

(3)按充装介质分类

按气体充装时的状态，可以分成永久气体气瓶、液化气体气瓶和溶解气体气瓶。

瓶装气体的临界温度小于-10℃的为永久气体；而临界温度大于或等于-100C,且小于或等于

70℃的为高压液化气体；临界温度大于70℃的为低压液化气体。

(4)按制造方法分类

按制造方法可将气瓶分为冲拔拉伸气瓶、管子收口气瓶、冲压拉伸气瓶、焊接气瓶、绕丝气

瓶。冲拔拉伸气瓶、管子收口气瓶都是无缝气瓶，它们的制造过程为：冲拔拉伸气瓶是指将

钢坯加热冲孔后的短粗杯形件，再经拔伸和收口而制成的气瓶。冲拔拉伸法制成的气瓶底部

多呈凹型或H型，是我国无缝气瓶的主要型式；管子收口气瓶是指将无缝钢管的两端进行

封闭的加工方法。这种工艺方法制成的无缝气瓶在我国多呈凸型底，再装上底座，以解决气

瓶站立的稳定性问题。我国此类气瓶数量较少，而在国外半数以上是这种类型的气瓶，但他

们是将凸型底再顶成凹型底。

(5)按压力分类

按公称工作压力或水压试验压力可将气瓶分为高压气瓶、低压气瓶。

(6)按使用要求分类

分为一般气瓶和特殊气瓶。一般气瓶系指无特殊要求的气瓶。而特殊气瓶系指电子工业、航

空、医疗、安全抢救等用气瓶。这种气瓶或在结构、材料、制造上有特殊要求，或者在性能

上有特殊要求。

35压力容器的基本结构

351压力容器的零部件

⑴概述

压力容器一般由壳体、接管和法兰、支座、内件和安全附件等几部分组成。除这几部分外，

容器部件采用可拆连接时，如设备法兰的连接、螺纹连接等，还需有密封件。

压力容器的零部件可分为受压元件和非受压力元件。其中受压元件又分为主要受压力元件和

非主要受压元件。《压力容器安全技术监察规程》定义的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；球罐的球壳板；换热器的

管板和换热管；M36以上的设备主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。

⑵壳体

对于球型容器，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。

①筒体

压力容器的筒体，按其结构形式可分为整体式和组合式两大类。整体式分成单层卷焊、整体

锻造、锻焊、铸一锻一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整体式筒

体结构。它是由卷板机将钢板卷成圆筒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简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。一般中、低压容

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。多层结构包括多层包扎、多层热套、多层绕板、螺旋包扎等。在多层结构中，多层

包扎是目前应用最广的组合式筒体结构。多层包扎的包扎过程是先用13〜20mm厚的钢板

卷制焊成内筒，然后再将6~12mm厚的层板预弯成半圆形或瓦片形，用钢丝绳扎紧井点焊

固定在内筒上，焊好纵焊缝并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。

②封头封头分为凸形封头、锥形封头利平盖。凸形封头包括椭圆形封头、碟形封头、球冠形

封头和半球形封头(见图35)。其中椭圆形封头使用的最为广泛。

图35三种凸形封头示意图③设备法兰

根据生产工艺的需要和制造、安装、运输、检修等方面的要求，有些容器，如反应容器、换

热容器、分离容器及塔器的筒体大都采用部分的可拆连接结构。容器的可拆连接结构一般都

是采用法兰连接。这种法兰马接管法兰有所区别，通常称为设备法兰。设备法兰多数是标准

件，按照JB/T4700—2000《压力容器法兰分类与技术条件》的要求进行制造。

(3)开孔补强、接管与法兰

压力容器开孔之后，由于截面的削减和结构连续性被破坏，再加上接管的因素，会产生较大

的应力集中，使得开孔接管处成为压力容器的薄弱环节。为消除这个薄弱环节，对开孔处经

常采用补强结构。常用的补强结构有补强圈、厚壁管补强和整体补强三种(见图36)。

图36开孔补强的三种型式压力容器的接管主要是起将容器与工艺管道仪表附件相连的作

用。

压力容器的管法兰，按其整体性程度，分为松式法兰、整体式法兰和任意式法兰.其中任意

式法兰在中低压容器上应用较多。

(4)支座

压力容器的支座一般分为直立设备支座、卧式设备支座和球形容器支座。直立设备支座分为

耳式支座、支承式支座和裙式支座。球形容器支座国内比较常见的有柱式支座和裙式支座两

大类。卧式设备支座分为鞍座、圈座和支承式支座。

(5)压力容器的密封

压力容器密封性能的好坏，是压力容器的重要指标。密封口的流体泄漏有两种情况，一是密

封垫的泄漏，二是密封面的泄漏。防止流体泄漏的基本方法是在密封口增加流体流动的阻力。

密封结构分成强制密封、半自紧密封和自紧密封。常见的法兰连接即是一种强制密封。

(6)压力容器的安全附件

压力容器的安全附件详见本书37o

352压力容器的基本结构

(1)固定式压力容器的基本结构

①薄壁圆筒形卧式容器

图37为卧式储罐，它由筒体、封头、人孔、接管、支座等组成。

②立式高压容器

立式高压容器的结构见图38。

图37卧式储罐

1接管：2人孔：3封头：4筒体；5支座；6液面计图38立式高压容器

1高压螺栓；2主螺母；3顶盖；

4密封垫；5主螺栓；6顶法兰；

7内胆；8层板；9底封头

③绕带式高压容器

绕带式高压容器的结构见图39o

④超高压容器

典型的超高压容器为人造水晶釜，其结构见图310。

图39绕带式高压容器

1筒体(单层)；2钢带；3钢带层图310人造水晶釜

I吊环；2顶部压环；3螺纹;4密封环；

5釜体；6堵底螺帽；7螺纹:8固定螺孔

⑤塔式容器

塔式容器的结构见图31L图312是石化装置中的塔式容器实物照片。

⑥球形储罐

球形储罐的结构见图313。

⑦卧式硫化罐

卧式硫化罐是典型的快开门式压力容器，其结构见图314.它由罐体1、罐底2、错齿式

罐盖3组成，整个硫化罐支承在支座4匕卧式硫化罐的快开门应当装设联锁装置。

⑧夹套式压力容器

夹套式压力容器的结构见图3I5o

⑨管壳式换热器

管壳式换热器分为固定板式换热器、U形管式换热器、浮头式换热器、填料函式换热器。

固定管板式列管换热器的结构见图316。

⑩铸铁烘缸

图317所示为铸铁烘缸，它由圆筒形缸体1和可拆的两端缸盖2组成。烘缸一端有齿轮

传动5,使其绕盖中心的轴颈转动，另一端中心轴内设有蒸汽导入管3及冷凝水导出管4,

冷凝水是利用虹吸原理而导出缸外，操作时缸体连续转动，蒸汽和冷凝水连续流入和排出。

一侧端盖上设有人孔6,以便进入缸内检查及维修。

(2)移动式压力容器的基本结构

①液化石油气汽车罐车

液化石油气汽车罐车的结构见图318。

②液化气体铁路罐车

液化气体铁路罐车的结构见图319o

(3)医用氧舱的基本结构

医用氧舱一般由舱体，配套压力容器，供、排气系统，供、排氧系统，电气系统，空调系统,

消防系统及所属的仪器、仪表和控制台等部分组成。图320为双人氧气加压舱；图3

21为中压空气加压舱；图322为医用婴儿压力氧舱。

⑷气瓶的基本结构

本书仅介绍无缝气瓶、液化石油气钢瓶、焊接气瓶和溶解乙快气瓶的基本结构。

①无缝气瓶典型结构型式

无缝气瓶按其端部结构即底部形状分为H型、凹形、凸形、带底座凸形、双口等五种型式。

凹形底和带底座凸形底气瓶的结构及其主要附件，见图323。图311板式塔

1裙座；2裙座人孔；3塔底液体出口；

4裙座排气孔；5塔体；6人孔；7蒸汽入口；

8塔盘；9回流口；10吊柱；

11塔顶蒸汽出口；12进料口图312塔式容器图313球罐

(a)l上极；2上温带；3赤道带；4下温带；5下极；6接管、人孔；7拉杆;

8支柱；9梯子平台；10安全附件

(b)l球壳；2通气口；3下支耳；4地脚螺栓；5基础；6底板；7接地板

8沉降测定仪；9下段支柱；10防火层；11上支耳；12上段支柱；13盖板

图314卧式硫化罐

I缸体；2罐底；3错齿式罐盖；4支座图315夹套式压力容器

1电机减速器；2机座；3主螺栓；4主螺母；

5容器法兰；6支座；7转轴；8搅拌浆；

9锥底；10锥形夹套图316固定管板式列管换热器

1管箱；2主螺栓；3主螺母；4容器法兰；

5管板（兼作法兰）；6膨胀节；7定距杆；

8定距管；9折流板；10列管；11管板

图317铸铁烘缸

1缸体；2缸盖；3蒸汽导入管；4冷凝水导出管；5齿轮传动；6人孔图3

18液化石油气汽车罐车

1驾驶室；2气路系统；3梯子；4阀门箱；5支架；6挡泥板；7罐体；

8固定架；9转栏；10后保险杠尾灯；11接地链；12旋转式液面计；

13铭牌；14内装式安全阀；15人孔

图319液化气体铁路罐车

1底架；2罐车：3拉紧带；4遮阳罩；5中间托板；6操作台；

7阀门箱；8安全阀；9外梯；10拉阀；11拉阀手柄图320双人氧气加压舱

图321中型空气加压舱内部照片图322医用婴儿压力氧舱图323无缝气瓶

1瓶帽；2瓶阀；3瓶口；4瓶颈；5瓶圈；6瓶肩；

7筒体；8瓶根；9瓶座；10底座气瓶的主体部分是瓶体，瓶体分成瓶口、瓶颈、

瓶肩、筒体、瓶根、底座等部位。瓶口系指气瓶的介质进出口处；瓶颈系指无缝气瓶瓶口部

位的瓶体缩颈部分，通常有内螺纹用以连接瓶阀；瓶肩系指气瓶筒体与瓶颈之间弧形部分；

筒体系指瓶体的圆柱部分，亦称瓶身：瓶底系指气瓶瓶体封闭端的非筒体的承压部分；瓶根

系指气瓶筒体与瓶底连接的过渡部分：底座系指为使凸形底气瓶能稳定站立、与瓶体固定连

接的座圈式零件。底座的形状有圆筒状和四角状两种。底座的固定方法一般为热装。

无缝气瓶的附件较为简单，只有瓶阀、瓶帽和防震圈。

②液化石油气钢瓶

图324液化石油气钢瓶

1护罩；2瓶阀；3瓶耳；

4阀座；5缩口：6底座液化石油气钢瓶是从焊接气瓶中分离出来的，其单独有制造

标准。液化石油气钢瓶的结构型式如图324所示。我国的液化石油气钢瓶有三种规格，

即YSP10、YSP15和YSP50o

YSP15瓶体由上下两封头组成（即两件组装型式），中间环焊缝，上下封头连接为一侧采

用缩口型式，即将一封头的端部缩径插入与之相焊接的另一封头的筒端，起桦插式对接环焊

缝衬圈作用（早期的钢瓶二个封头连接为带衬圈的单面焊）。阀座焊接在气瓶上封头上，用以

装配瓶阀零件。瓶耳是连接护罩与瓶体并起定位作用的零件。底座是为使凸形底气瓶能稳定

站立，与瓶体固定连接的座圈式零件，但底座上一定要钻孔或留有开口处。因为气瓶立于地

面上，瓶底与地平面有一空间，容易存有湿气以及由于昼夜温差而形成的水珠和雨水，底座

上有孔，可以防止其产生腐蚀作用。

液化石油气钢瓶的附件有护罩和瓶阀。

③焊接气瓶

焊接气瓶的典型结构见图325。

④溶解乙快气瓶

溶解乙快气瓶的典型结构见图326o

图325焊接气瓶

1瓶帽；2瓶阀；3阀座；4护罩；5导管；6衬圈；7筒体；

8易熔塞座；9易熔合金塞⑤气瓶附件

气瓶附件是指瓶帽、瓶阀、易熔合金塞和防震圈。气瓶附件是气瓶的重要组成部分，对气瓶

安全使用起着非常重要的作用。

a瓶帽

保护瓶阀用的帽罩式安全附件的统称叫瓶帽。其功能在于避免气瓶在搬运和使用过程中，由

于碰撞而损伤瓶阀，甚至造成瓶阀飞出、气瓶爆炸等严重事故。

b瓶阀

瓶阀是气瓶的主要附件，它是控制气体进出的•种装置。

c超压（超温）泄放装置

最常见的超压（超温）泄放装置是爆破片式泄放装置和易熔合金塞式泄放装置。图326溶

解乙焕气瓶

无缝：1瓶帽；2瓶阀；3颈圈；4瓶肩；5填料；6筒体；7瓶座

焊接：1瓶帽；2瓶阀；3瓶颈；4上封头；5填料；6下封头；7底座爆破

片式泄放装置中装有一片能耐瓶内气体侵蚀的金属膜片，其内侧与瓶内气体相接触，外侧与

大气相通。当瓶内压力超过气瓶安全使用压力时，则爆破片破裂，瓶内气体便从泄压帽上的

小孔里排出，从而防止气瓶的超压爆炸。

易熔合金塞式泄放装置中浇铸有易熔合金，当气瓶受到外界热源的影响，使瓶内气体压力骤

然升高时，由于温度的影响，易熔合金被熔化，瓶内气体即可从泄放装置的小孔排出瓶外，

从而防止因超压发生爆炸。

盛装毒性程度为有毒或剧毒的气体的气瓶上,禁止装配易熔合金塞、爆破片及其他泄压装置。

d防震圈

防震圈是指套装在气瓶筒体上的橡胶圈（也有用其他弹性物质制作），其主要功能是使气瓶免

受直接冲撞。气瓶是移动式压力容器，它在充气、使用，尤其是在搬运过程中，常常会因滚

动、震动而互相碰撞或与其他物体相碰撞，特别是野蛮的装卸方法，不但会使气瓶瓶壁产生

伤痕或变形，而且还常常因其碰撞导致发生物理性爆炸事故。

⑥气瓶的颜色标志和钢印标志

气瓶的颜色标志系指气瓶外表面的瓶色、字样、字色和色环，其作用一是气瓶种类识别根据。

二是防止气瓶锈蚀。气瓶外表面的颜色、字样和色环，必须符合GB7144《气瓶颜色标志》

的规定，井在瓶体上以明显字样注明产权单位和充装单位。常见介质气瓶颜色标志见表3

3。

表33常见介质气瓶颜色标志

序号介质化学式瓶色字样字色色环1氢H2淡绿氢大红p=196MPa（淡黄色环一道）；

p=294MPa（淡黄色环二道）2氧02淡献蓝氧黑p=196MPa（白色环一道）；

p=294MPa（白色环二道）3氨NH3淡黄液氨黑4氯,C12深绿液氯白5氮N2黑氮淡黄6鼠

Ar银灰筑深绿7氮He银灰氢深绿8MNe银灰就深绿p=196MPa

（白色环一道）；

p=294MPa

（白色环二道）9溶解乙快C2H2白乙炊不可近火大红10二氧化碳CO2铝白液化二氧化碳黑p

=196MPa（黑色环一道）11二氧化硫SO2银灰液化二氧化硫黑12液化石油气银灰液化石

油气大红

气瓶的钢印标记是识别气瓶的依据。钢印标记必须准确、清晰、完整，以永久标记的形式打

印在瓶肩或不可卸附件上。应尽量采用机械方法打印钢印标记。钢印的位置和内容，应符合

《气瓶安全监察规程》的规定。

气瓶警示标签的式样、制作方法及应用应符合GB16804《气瓶警示标签》的规定。

36压力容器的安全性能要求

以下主要介绍《压力容器安全技术监察规程》的相关内容。医用氧舱、非金属压力容器（非

金属材料有石墨、玻璃钢、塑料）和气瓶的安全性能要求以及移动式压力容器的一•些其他安

全性能要求可查阅相应的安全技术监察规程。

361压力容器的基本要求

压力容器应当达到以下基本要求：

（1）运行安全可靠。

（2）使用年限达到要求。

（3）制造、安装、操作、维修及运输方便。

362压力容器承压部分的安全性能要求

（1）整体要求

①设计压力和盛装液化气体的压力容器的设计储存量

a设计压力

a）压力容器的设计压力不得低于最高工作压力，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。

b）盛装液化气体的固定式压力容器的设计压力不得低于《压力容器安全技术监察规程》规定

的数值。例如：对于盛装临界温度》50℃液化气体的压力容器，无保冷设施情况下，其设计

压力应不低于介质50℃时的饱和蒸气压力。

b盛装液化气体的压力容器的设计储存量

a）介质为液化气体（含液化石油气）的固定式压力容器设计储存量，应按照下式计算：

W=VPt

式中：W------储存量，t;

——装量系数，一般取09,对容器容积经实际测定者，可取大于09,但不得大

于095；

V-----压力容器的容积，m3；

Pt——设计温度下的饱和液体密度，t/m3。

b）盛装液化气体的移动式压力容器罐体允许最大充装量

介质为液化气体的移动式压力容器罐体允许最大充装量应按照下式计算：

W=vV

式中：W——罐体允许最大充装量，t；

v——单位容积充装量，按介质在50℃时罐体内留有8%气相空间及该温度下的介

质密度确定，t/m3,例如常见的液化石油气，其单位容积充装量为042；

V——罐体实际容积，m3。

②强度、刚度、稳定性、耐久性、密封性

a强度

强度是指容器在限定的压力条件下抵抗破裂或过量塑性变形的能力。压力容器必须具有足够

的强度，否则，受压元件在压力作用下会产生塑性变形，直径增大，壁厚变薄，最后导致容

器破裂失效。钢制压力容器、有色金属制压力容器、铸钢压力容器、铸铁压力容器受压元件

的强度计算依据的标准不同，其中钢制压力容器受压元件的强度计算，以及许用应力的选取，

应按《钢制压力容器》(GB150—1998)、《管壳式换热器》(GB151—1999)、《钢制球形储罐》

(GB12337—1998)和《钢制压力容器一分析设计标准》(JB4732—1995)等标准的有关规定执

行。对某些结构特殊的受压元件按常规标准无法解决强度计算时、局部可以参照JB4732规

定的方法进行分析计算。用焊接方法制造的压力容器，强度计算时，其焊接接头系数应按《压

力容器安全技术监察规程》表35选取。按JB4732标准设计时，焊接接头系数取10。

b刚度

刚度是指容器或容器的受压部件在限定的载荷条件下抵抗弹性变形的能力。压力容器必须具

有足够的刚度，否则会由于弹性变形过大丧失正常的工作能力。如容器法兰和接管法兰由于

刚度不足而变形可能导致密封垫片发生泄漏，使密封结构失效。压力容器的刚度应当符合相

应设计规范和标准的要求。

c稳定性

稳定性是容器在外载荷的作用下保持其几何形状不发生突然改变的性能。压力容器必须具有

足够的稳定性，否则，会因几何形状突然改变而失效，例如薄壁圆筒在外压作用下，可能会

突然被压瘪，使容器丧失工作能力。

承受外压的容器，在设计时按照相应设计规范和标准进行稳定性校核。另外，相应设计规范

和标准对压力容器的最小壁厚(不包括腐蚀裕量)作出限定。

d耐久性

耐久性是指容器的使用寿命。即能否长时间使用的性能。

设计压力容器时，应有足够的腐蚀裕量。腐蚀裕量应根据预期的压力容器使用寿命和介质对

材料的腐蚀速率确定，还应考虑介质流动时对压力容器或受压元件的冲蚀量和磨损量。在进

行结构设计时，还应考虑局部腐蚀的影响，以满足压力容器安全运行要求。

为防止压力容器超寿命运行引发安全问题，设计单位一般应在设计图样上注明压力容器设计

使用寿命。

在设计压力容器时，设计者一般要先确定一个使用年限(10年、20年等)。该使用年限与容

器的实际使用年限是不同的，压力容器的实际使用年限取决于容器的疲劳、腐蚀或磨蚀速率

等因素。检验维护和保养情况，对使用年限也有很大影响。

e密封性

压力容器的密封不但指可拆连接处，如反应釜搅拌轴密封处的密封，而且也包括各种母材和

焊缝的致密程度。对易燃、毒性程度为高度危害和极度危害介质的容器，其密封性能要求更

加严格。刻盛装这类介质的容器不但要求采用可靠的密封结构，要求进行整体气密性试验，

而且对制造和检验有更多、更高的要求。

⑵材料

①压力容器用金属材料和焊接材料

压力容器用金属材料有钢板、锻件、钢管、螺柱、铸铁；铸钢；有色金属(铝、钛、锲及其

合金）；焊接材料有焊条、焊丝、焊剂。

②对压力容器材料的基本要求

a压力容器用金属材料和焊接材料的质量和规格均应符合相应的国家标准和行业标准。

b国外材料和新研制的材料应当符合《压力容器安全技术监察规程》的专门要求。

c用于制造盛装介质毒性程度为极度、高度危害的压力容器壳体；盛装介质为液化石油气

且硫化氢含量大于100mg/L的压力容器壳体；最高工作压力大于等于lOMPa的压力容器

壳体；移动式压力容器壳体的碳素钢和低合金钢钢板和GB150《钢制压力容器》第2章和

附录C、GB151《管壳式换热器》、GB12337《钢制球形储罐》及其他国家标准和行业标准

中规定应逐张进行超声检测的制造壳体的碳素钢和低合金钢钢板，应当逐张进行超声检测，

检测方法和合格级别应当符合《压力容器安全技术监察规程》的要求。

d钢制压力容器用材料（钢板、锻件、钢管、螺柱等）的力学性能、弯曲性能应当符合《压

力容器安全技术监察规程》的要求。

e压力容器专用钢材的磷含量（熔炼分析，下同）不应大于0030%,硫含量不应大于0

020%；用于焊接结构压力容器主要受压元件的碳素钢和低合金钢，其含碳量不应大于0

25%。在特殊条件下，如选用含碳量超过025%的钢材，应限定碳当量不大于045%。

③对容器材料选用的限制

a压力容器选材除应考虑力学性能和弯曲性能外，还应考虑与介质的相容性。

b碳素钢沸腾钢板和Q235A钢板不得用于制造直接受火焰加热的压力容器。如选用碳素

钢沸腾钢板和碳素钢镇静钢板制造压力容器（搪玻璃压力容器除外），应符合GB150《钢制

压力容器》的限制使用范围。

c压力容器用铸铁、铸钢、铝和铝合金、铜及铜合金、钛材、锲材等材料的使用均应符合

《压力容器安全技术监察规程》的要求。

（3）容器结构

①检查孔

压力容器的检查孔分为人孔和手孔。容器上开设检查孔的目的是为了检查压力容器在使用过

程中是否产生裂纹、变形、腐蚀等缺陷。开设检查孔时.，开设位置应合理、恰当，便于观察

或清理内部。其中开设手孔时，应开设在封头上或封头附近的筒体上。除了筒体内径小于等

于300mm的压力容器；无腐蚀或轻微腐蚀，无需做内部检查和清理的压力容器；制冷装置

用压力容器；换热器以及设有可以拆卸的封头、盖板等或其他能够开关的盖子，其封头、盖

板或盖子的尺寸不小于所规定检查孔的尺寸的压力容器外，应当按照《压力容器安全技术监

察规程》规定的数量、尺寸、位置在压力容器上开设人孔和手孔等检查孔。

应当开设检查孔，但是由于特殊情况不能开设时，则应同时满足三项要求。一是对每条纵、

环焊缝做100%无损检测（射线或超声）。二是在设计图样上注明计算厚度，且在压力容器在

用期间或检验时重点进行测厚检查。三是相应缩短检验周期。

②受压元件型式及技术要求

a钢制压力容器封头的型式和技术要求、外压圆筒加强设计以及与壳体间的连接、壳体开

孔和尺寸和补强要求应按GB150或JB4732的有关规定执行。有色金属制压力容器，应符

合相应标准要求。

b钢制压力容器管法兰、垫片、紧固件的设计应参照行业标准HG20592—20635的规定。

设计盛装液化石油气的储存容器，应参照行业标准HG20592—20635的规定，选取压力等

级高于设计压力的管法兰、垫片和紧固件。使用法兰连接的第一个法兰密封面，应采用高颈

对焊法兰、金属缠绕垫片（带外环）和高强度螺栓组合。

c球形储罐球壳板不得拼接。

d用焊接方法装设在压力容器上的补强圈以及周边连续焊的起加强作用的垫板应至少设

置一个不小于M6的泄漏信号指示螺纹孔。

③移动式压力容器的专用结构要求

深冷型移动式压力容器的内罐与壳体间的支撑应牢固可靠，移动式压力容器罐体布局应合

理，罐体与底盘的连接结构和固定装置应能承受运输中的振动、冲击，并具有足够的承受惯

性力的刚度与强度。

盛装介质为液化气体或低温液体的汽车罐车，应设置防波板，罐体每个防波段的容积一般不

得大于3m3。

移动式压力容器上一般不得安装用于充装的设施，液化气体罐车上严禁装设充装泵。

④焊缝布置

受压元件的焊缝不宜采用十字焊缝。相邻的两筒节间的纵缝和封头拼接焊缝与相邻筒节的纵

缝应错开，其焊缝中心线之间的外圆弧长一般应大于筒体厚度的3倍，且不小于100mm。

⑤不可拆结构的保温层

对有保温层的压力容器，如设计的保温层采用不可拆结构时.，应在图样上提出对容器保温层

进行全面定期宏观检查的要求。必要时，图样上应提出对全部焊接接头进行无损检测等特殊

要求。

（4）焊接接头

①焊接接头型式

a焊制压力容器的筒体纵向接头、筒节与筒节（封头）连接的环向接头，以及封头的拼接接

头，必须采用全截面焊透的对接接头型式。对接接头的设计参照GB150附录J或JB4732

附录H进行。

b对于介质为易燃或毒性为极度危害和高度危害的钢制压力容器、做气压试验的钢制压力

容器、第三类钢制压力容器、低温钢制压力容器、按疲劳准则设计的钢制压力容器、直接受

火焰加热的钢制压力容器和移动式钢制压力容器，其接管（凸缘）与壳体之间的接头设计以及

夹套压力容器的接头应当采用全焊透型式。

②焊接接头的表面质量

压力容器焊接接头的表面质量应当达到以下要求：

a形状、尺寸以及外观应符合技术标准和设计图样的规定。

b不得有表面裂纹、未焊透、未熔合、表面气孔、弧坑、未填满和肉眼可见的夹渣等缺陷，

焊缝上的熔渣和两侧的飞溅物必须清除。

c焊缝与母材应圆滑过渡。

d使用标准抗拉强度值下限大于等于540MPa的钢材及格、铝低合金钢材制造的压力容器，

奥氏体不锈钢、钛材和银材制造的压力容器，低温压力容器，球形压力容器以及焊缝系数取

10的压力容器，其焊缝表面不得有咬边；除焊缝不得有咬边的压力容器外，其他压力容

器的焊缝表面的咬边深度不得大于05mm,咬边的连续长度不得大于100mm,焊缝两侧

咬边的总长不得超过该焊缝长度的10%。

e角焊缝的焊脚高度，应符合技术标准和设计图样要求，外形应平缓过渡。

③焊接接头的力学性能

a概述

与锅炉类似，压力容器焊接接头的力学性能和弯曲性能一般也是在制造时，通过焊制试板，

制备试样后进行力学性能试验来评定的。

压力容器产品焊接试板分为纵焊缝产品焊接试板和模拟环焊缝焊接试板（采用新材料、新焊

接工艺制造锻焊压力容器产品时需制作）。从焊接试板上制取拉力试样、冷弯试样和冲击试

样（必要时）。

制作焊接试板的频次按压力容器的特点分两种，一种是逐台制作焊接试板，另一种是以批代

台制作焊接试板。

b焊接接头的力学性能试验项目和合格标准

压力容器焊接接头的力学性能试验项目一般包括拉伸试验、弯曲试验利冲击试验。一般情况

下，钢制压力容器产品焊接试板尺寸、试样截取和数量、合格标准和复验要求，按GB150

的规定执行。对接焊接的管子接头试样截取、合格标准，按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》

的有关规定执行。

有色金属制压力容器的产品焊接试板的试样尺寸、试样截取和数量，可参照钢制压力容器的

要求或按图样规定执行。抗拉强度、弯曲性能、冲击功等合格标准按照《压力容器安全技术

监察规程》的规定。

④奥氏体不锈钢抗晶间腐蚀性能

对于有抗晶间腐蚀性能要求的奥氏体不锈钢压力容器,通过对焊接接头的抗晶间腐蚀倾向试

验进行评定。

⑤焊接接头缺陷的控制

a概述

焊接接头的表面缺陷和内部缺陷应当被控制在允许的范围内，与锅炉一样，压力容器焊接接

头质量也采用无损检测评定方法进行评定，无损检测方法标准也是JB/T47301-6-2005

《承压设备无损检测》。

b无损检测方法

压力容器常用的无损检测方法有射线、超声、磁粉、渗透和涡流检测等。由于无损检测方法

对焊接接头缺陷能否检出从而正确评定焊接接头的质量有很大影响，所以《压力容器安全技

术监察规程》对压力容器制造时焊接接头检测方法的选择原则做出了规定。

a）压力容器壁厚小于等于38mm时，其对接接头应采用射线检测；由于结构等原因，不能采

用射线检测时，允许采用可记录的超声检测。

b）压力容器壁厚大于38mm（或小于等于38mm,僦:于20mm且使用材料标准抗拉强度规定

值下限大于等于540MPa）时，其对接接头如采用射线检测，则每条焊缝还应附加局部超声检

测；如采用超声检测，则每条焊缝还应附加局部射线检测。无法进行射线检测或超声检测时，

应采用其他检测方法进行附加局部无损检测。附加局部检测应包括所有的焊缝交叉部位，附

加局部检测的比例为原无损检测比例的20%。

c）对有无损检测要求的角接接头、T形接头，不能进行射线或超声检测时，应做100%表面

检测。

d）铁磁性材料容器的表面检测应优先选用磁粉检测。

e）有色金属制压力容器对接接头应尽量采用射线检测。

c对接接头的无损检测比例

制造时，压力容器的对接焊接接头的无损检测比例，首先按台区分为全部（100%）无损检测

和局部（一般大于等于20%,对铁素体钢制低温容器，比例为大于等于50%）无损检测两种。

即对接接头需全部进行无损检测的压力容器和对接接头需局部进行无损检测的压力容器。

除对接接头必须进行全部（100%）射线或超声检测的压力容器外，其他压力容器，属于对接

接头可以进行局部无损检测的压力容器。但是对这种压力容器，仍然存在必须进行全部无损

检测的焊接接头和必须进行无损检测的部位，如拼接封头（不含先成形后组焊的拼接封头）、

拼接管板的对接接头必须进行100%超声或射线检测；所有的焊缝交叉部位以及开孔区将被

其他元件覆盖的焊缝部分必须进行射线检测等。对于对接接头采用局部无损检测的压力容

器，每条对接焊接接头都要进行无损检测（特殊情况除外），由制造单位检验部门根据实际情

况指定每条焊接接头无损检测的部位。经过局部射线检测或超声检测的焊接接头，若在检测

部位发现超标缺陷时，则应进行不少于该条焊接接头长度10%的补充局部检测；如仍不合

格，则应对该条焊接接头全部检测。采用局部无损检测的压力容器，制造单位也应对未检测

部分的质量负责。

d对接接头的无损检测合格标准

对GB150、GB151等标准中规定进行全部（100%）无损检测压力容器、第三类压力容器、焊

缝系数取10的压力容器以及无法进行内外部检验或耐压试验的压力容器，其对接接头进

行全部（100%）无损检测：当采用射线检测时，其透照质量不应低于AB级，其合格级别为

II级；当采用超声检测时，其合格级别为I级。

除上述全部无损检测的压力容器外，其他对接接头进行全部（100%）或局部（20%）无损检测的

压力容器，当采用射线检测时，其透照质量不应低于AB级，对接焊接接头质量合格级别为

in级（不允许有未焊透）；当采用超声检测时，对接焊接接头质量合格级别为n级。

公称直径大于等于250mm（或公称直径小于250mm,其壁厚大于28mm）的压力容器接管对

接接头的无损检测比例及合格级别应与压力容器壳体主体焊缝要求相同。

有色金属制压力容器焊接接头的无损检测合格级别、射线透照质量按相