壓力容器安全技術(shù)(1)

1、壓力容器安全技術(shù)壓力容器安全技術(shù) 2016年年3月月 主講：付洪亮主講：付洪亮目錄 前 言第一章 壓力容器界定、分類和規(guī)范第二章 壓力容器結(jié)構(gòu)第三章 壓力容器的生產(chǎn)第四章 壓力容器安全附件第五章 典型壓力容器第六章 壓力容器安全管理第七章 壓力容器事故處理前言一、事故率：高于其他機(jī)械設(shè)備的事故率，不容樂觀。二、事故率高的原因：1、技術(shù)條件1.1使用條件比較苛刻；1.2容易超負(fù)荷運(yùn)行；1.3局部應(yīng)力比較復(fù)雜；1.4容器常存在有嚴(yán)重缺陷。2、使用管理。2.1使用非法產(chǎn)品；2.2壓力容器管理和操作人員不符合要求；2.3壓力容器管理處于“四無”狀態(tài)；2.4擅自改變使用條件，擅自修理改造；2.5政府部門

2、安全監(jiān)督管理不到位。三、事故造成的危害： 壓力容器是一種比較容易發(fā)生事故，而且事故造成的危害又特別嚴(yán)重的特種設(shè)備。一旦發(fā)生事故不僅設(shè)備本身遭到毀壞，而且會波及周圍的設(shè)備及建筑物，甚至造成災(zāi)難性事故。 1.1壓力容器的界定及分類1.1.1壓力容器的概念 是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或等于0.1MPa(表壓)氣體或液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體、容積大于或者等于30L且內(nèi)直徑(非圓形截面指截面內(nèi)邊界最大幾何尺寸)大于或者等于150mm的固定式容器和移動式容器;盛裝公稱工作壓力大于或者等于0.2MPa（表壓),且壓力與容積的乘積大于或者

3、等于1.0MPa*L氣體、液化氣和標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)等于或者低于60液體的氣瓶；氧艙。1.1壓力容器的界定及分類1.1.2容器的分類按2009版特種設(shè)備安全監(jiān)察條例中，壓力容器包括固定式壓力容器、移動式壓力容器、氣瓶和氧艙四類設(shè)備。1、按制造方法分焊接容器，鉚接容器、鑄造容器、鍛造容器等。2、按承壓力方式分可分為內(nèi)壓容器和外壓容器。3、按設(shè)計(jì)壓力分a)低壓容器(代號為L）0.1MPaP1.6MPab)中壓容器(代號為M）1.6MPaP10MPac)高壓容器(代號為H）10MPaP100MPad)超高壓容器(代號為U）P100MPa1.1壓力容器的界定及分類4、按容器的設(shè)計(jì)溫度分a)低溫容器T-20b)常

4、溫容器-20T150c)中溫容器150T400d)高溫容器T4005、按容器的制造材料分 鋼制容器、鑄鐵容器、有色金屬容器和非金屬容器等。6、按容器外形分 圓筒形容器、球形容器，矩形容器和組合式容器等。1.1壓力容器的界定及分類7、按容器在生產(chǎn)工藝過程中的作用原理分 反應(yīng)容器（代號為R）如:反應(yīng)器、反應(yīng)釜； 換熱容器（代號為E）如:熱交換器、冷凝器； 分離容器（代號為S）如:分離器、吸收塔； 儲存容器（代號為C）如:儲罐、緩沖罐。8、根據(jù)容器的壓力高低、容積大小，使用特點(diǎn)、材質(zhì)，介質(zhì)的危害程度(第一組為極度危害、高度危害的化學(xué)介質(zhì)，易爆介質(zhì)，液化氣體；除第一組介質(zhì)以外為第二組介質(zhì)。）“固容規(guī)”

5、將容器分為第一類壓力容器、第二類壓力容器、第三類壓力容器。1.2壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)1.ASME規(guī)范 ASME是美國機(jī)械工程師學(xué)會的英文簡稱。ASME鍋爐壓力容器規(guī)范規(guī)定了鍋爐和壓力容器以及核電設(shè)備建設(shè)過程中有關(guān)設(shè)計(jì)、制造及檢測的各項(xiàng)安全事項(xiàng)。第I卷 動力鍋爐建造規(guī)則； 第II卷 材料第III卷 NUC核容器建造規(guī)則； 第IV卷 采暖鍋爐建造規(guī)則第V卷 無損檢測； 第VI卷 采暖鍋爐維護(hù)和運(yùn)行推薦規(guī)則；第VII卷 動力鍋爐維護(hù)推薦指南；第VIII卷壓力容器建造規(guī)則（共分VIII-1，VIII-2，VIII-3）；第IX卷焊接和釬接評定標(biāo)準(zhǔn)；第X卷纖維增強(qiáng)料壓力容器；第XI卷核動力廠部件在役檢驗(yàn)規(guī)則

6、；第XII卷運(yùn)輸罐建造和延續(xù)使用規(guī)則。 2.TSG R0004-2009固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程2009年國家質(zhì)檢總局頒布，共八章155條，規(guī)定了固定式壓力容器的相關(guān)要求，其內(nèi)容包括總則、材料、設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用管理與修理改造、定期檢驗(yàn)、安全附件和附則。2011年國家質(zhì)檢總局又頒布了移動式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程其內(nèi)容包括總則、材料、設(shè)計(jì)、制造、使用管理、充裝與卸載、改造與維修、定期檢驗(yàn)、安全附件和承壓附件、附則。3.GB150-2011壓力容器本標(biāo)準(zhǔn)由全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會負(fù)責(zé)制定和歸口的壓力容器大型通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。用以來規(guī)范在中國境內(nèi)建造和使用壓力容器設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)

7、和驗(yàn)收的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)分為四個(gè)部分：第1部分：通用要求第2部分：材料第3部分：設(shè)計(jì)第4部分：制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收4.壓力容器有關(guān)的特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范(TSG)TSG Z6001-2008壓力容器安全管理人員和操作人員考核大綱TSG Z6002-2010特種設(shè)備焊接操作人員考核細(xì)則TSG Z0004-2007 特種設(shè)備制造、安裝、改造、維修質(zhì)量保證體系基本要求TSG Z0005-2007 特種設(shè)備制造、安裝、改造、維修許可鑒定評審細(xì)則TSG R6003-2007 簡單壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程TSG R1001-2008 壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)許可規(guī)則4.壓力容器有關(guān)的特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范(TS

8、G) (7)TSG ZC001-2009鍋爐壓力容器用鋼板（帶）制造許可規(guī)則（8）TSG R6003-2006壓力容器壓力管道帶壓密封作業(yè)人員考核大綱（9）TSG RF001-2009氣瓶附件安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程（10）TSG R6004-2006氣瓶充裝人員考核大綱（11）TSG R4001-2006 氣瓶充裝許可規(guī)則（12）TSG R6002-2006醫(yī)用氧艙維護(hù)管理人員考核大綱（13）TSG R3001-2006 壓力容器安裝改造維修許可規(guī)則5.壓力容器部分國家標(biāo)準(zhǔn)(1) GB/T151-2014 熱交換器(2) GB12337-2014 鋼制球形儲罐(3) GB25198-2010 壓力容

9、器封頭(4) GB713-2008 鍋爐和壓力容器用鋼板(5)GB3531-2008 低溫壓力容器用低合金鋼鋼板 (6)GB8163-1999 輸送液體用無縫鋼管 (7)GB/T21433-2008不銹鋼壓力容器晶間腐蝕敏感性檢驗(yàn)(8) GB/T27698-2011熱交換器及傳熱元件性能測試方法 (9) GB567-2012爆破片安全裝置6.國家能源局推薦性標(biāo)準(zhǔn)-行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(1)NB/T47041-2014 塔式容器(2) NB/T47008-2010 承壓設(shè)備用碳鋼和合金鋼鍛件(3) NB/T47009-2010 低溫承壓設(shè)備用低合金鋼鍛件(4) NB/T47010-2010 承壓設(shè)備用不銹鋼

10、和耐熱鋼鍛件(5)NB/T47014-2011 承壓設(shè)備焊接工藝評定(6)NB/T47015-2011壓力容器焊接規(guī)程(7)NB/T47016-2011 承壓設(shè)備產(chǎn)品焊接試件的力學(xué)性能檢驗(yàn)(8)NB/T47019-2011 鍋爐、熱交換器用管訂貨技術(shù)條件作業(yè)：1.壓力容器的定義? 2.壓力容器的分類？第二章 壓力容器結(jié)構(gòu)第一節(jié) 殼體第一節(jié) 殼體二、球形殼體第二節(jié) 封頭第三節(jié) 開孔及接管、法蘭第三節(jié) 開孔及接管、法蘭第三節(jié) 開孔及接管、法蘭第四節(jié) 支座第二章 壓力容器的生產(chǎn)設(shè)計(jì)制造檢驗(yàn)第一節(jié)第一節(jié) 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)根據(jù)給定的根據(jù)給定的 ，遵循遵循 規(guī)定，規(guī)定，在確保在確保 的前提下，的前提下，經(jīng)濟(jì)、正確

11、地經(jīng)濟(jì)、正確地 ，并進(jìn)行并進(jìn)行、 和和。工藝設(shè)計(jì)條件工藝設(shè)計(jì)條件現(xiàn)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)安全安全選擇材料選擇材料設(shè)計(jì)依據(jù)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)：TSG R0004-2009固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程簡單壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程移動式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程GB150-2011 壓力容器GB151-2014熱交換器失效形式失效形式失效判據(jù)失效判據(jù)（選擇）（選擇）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（相應(yīng)）（相應(yīng)）設(shè)計(jì)是否合理設(shè)計(jì)是否合理（判別）（判別）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一、正確一、正確選材制造壓力容器的材料種類較多，但目前絕大多數(shù)的壓力容器都是鋼制的。壓力容器是在承壓下工作的，還有些要承受高溫或腐蝕介質(zhì)的作用，此外，在

12、制造時(shí)要進(jìn)行冷熱成形加工，因此壓力容器要比其他設(shè)備容易損壞。為保證壓力容器安全運(yùn)行，正確選用鋼材是一個(gè)重要的保證。一、制造壓力容器的鋼材選用要重點(diǎn)考慮鋼材的力學(xué)性能、物理性能、工藝性能和耐腐蝕性。1、力學(xué)性能：是指材料在一定溫度條件和外力作用下，抵抗變形和斷裂的能力；主要有強(qiáng)度、塑性、韌性和硬度四個(gè)指標(biāo)。1.1 強(qiáng)度：物體的原子間存在著的相互作用力稱為內(nèi)力。金屬材料的強(qiáng)度是指金屬材料抵抗永久變形和斷裂的能力。常用的強(qiáng)度指標(biāo)有抗拉強(qiáng)度b和屈服強(qiáng)度s,是材料的短時(shí)強(qiáng)度性能，在高溫條件下，還要考慮蠕變極限n和高溫持久強(qiáng)度D,是金屬材料的長時(shí)間高溫強(qiáng)度性能。設(shè)計(jì)中許用應(yīng)力是根據(jù)這些數(shù)值決定的。1.2

13、塑性：是指金屬材料在斷裂前發(fā)生塑性變形的能力。塑性指標(biāo)包括伸長率和斷面收縮率。 塑性變形塑性變形 是物體在外力作用下，應(yīng)力超過材料屈服極限以后產(chǎn)生的變形，即使除去外力，也不能恢復(fù)到變形前的形狀和尺寸。塑性變形是一種不可自行恢復(fù)的變形。 斷面收縮率是試樣拉斷后，頸縮處橫斷面積的最大縮減量與原始橫斷面積的百分比，也是拉伸試驗(yàn)提供的一個(gè)塑性指標(biāo)。越大，塑性越好。1.3韌性：是指金屬材料在使用溫度下抵抗脆性破壞的能力。韌性常用沖擊功Ak和沖擊韌性ak表示，材料抵抗沖擊性能一般用有缺口的沖擊試樣作沖擊實(shí)驗(yàn)測得。沖擊韌性也稱缺口韌性是評定帶有缺口的鋼材在沖擊荷載作用下抵抗脆性破壞能力的指標(biāo)，通常用帶有夏比

14、V型缺口的標(biāo)準(zhǔn)試件做沖擊試驗(yàn)（下圖），以擊斷試件所消耗的沖擊功大小來衡量鋼材抵抗脆性破壞的能力。沖擊韌性也叫沖擊功，用AKV或CV表示，單位為J（1J=1N1m，即1焦耳1牛頓1米）。試驗(yàn)表明，鋼材的沖擊韌性值隨溫度的降低而降低，但不同牌號和質(zhì)量等級鋼材的降低規(guī)律又有很大的不同。因此，在寒冷地區(qū)承受動力作用的重要承重結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)其工作溫度和所用鋼材牌號，對鋼材提出相當(dāng)溫度下的沖擊韌性指標(biāo)的要求，以防脆性破壞發(fā)生。 1.4硬度：表示材料抵抗局部變形的能力，是衡量金屬材料軟硬程度的性能指標(biāo)。一般情況下材料的硬度與強(qiáng)度呈一定的正比關(guān)系，最常用的是靜負(fù)荷壓入法硬度試驗(yàn)如布氏硬度（HB） 、洛氏硬度（H

15、RC） 、維氏硬度（HV）等，其中以布氏HB硬度及洛氏HRC硬度指標(biāo)較為常用。還有回跳法硬度試驗(yàn)如肖氏硬度（HS）。*硬度不是一個(gè)單純的物理量，而是反映材料的彈性、塑性、強(qiáng)度和韌性等的綜合性能指標(biāo)。2、物理性能：主要物理性能指標(biāo)有密度，熱導(dǎo)率 ，比熱容，熔點(diǎn)tm ，線脹系數(shù)，電阻率r，彈性模量E等。彈性模量E定義為理想材料有形變時(shí)應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變之比。 3、耐腐蝕性能材料的腐蝕速度在工程上常用Ka(mm/a)來表示，材料的腐蝕速度在1mm/a以下的，可認(rèn)為能用于制造化工容器?？紤]材料的耐腐蝕性能是設(shè)計(jì)化工容器材料選擇中的一個(gè)重要問題。例2、圓柱形容器 對于圓柱形容器，R1=，R2=R，代入方程

16、2-9，2-10,得：tpRtpR2(2-12)(2-13)圖2-8 承受內(nèi)壓的圓柱殼4、工藝性能：材料的制造工藝性能包括可鍛性、可焊性、切削加工性、沖擊性能、熱處理性能等。 制造壓力容器用鋼要求具有良好的工藝性能，主要是應(yīng)具有良好的冷塑性變形能力和可焊性。*可焊性：是指鋼材在規(guī)定的焊接工藝條下，能否得到質(zhì)量優(yōu)良的焊接接頭的性質(zhì)。鋼材中含碳量的大小是判別鋼材可焊性的主要標(biāo)志，碳鋼和普通低合金鋼其含碳量小于0.25%時(shí)，一般都具有良好的可焊性。二、影響材料性能的因素影響材料性能的主要因素有冶煉方法、合金元素、制造工藝、操作溫度、介質(zhì)的腐蝕性等。1、冶煉方法：主要用堿性平爐鋼和堿性電爐鋼。2、合金

17、元素：為了提高鋼的力學(xué)性能，必須在鋼中添加一些合金元素，其中最主要的有錳、硅、鎳、鉻、鉬、鈦、釩、鋁和銅等元素。（P35-38頁）3、制造工藝：壓力容器大多數(shù)是經(jīng)軋制、鍛造、成型、焊接和熱處理等加工后才投入使用的。了解加工過程對鋼材綜合性能的影響，對正確選用材料是很重要的。4、腐蝕：壓力容器經(jīng)常碰到的危害特別大的兩種腐蝕為晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕。5、氫破壞（氫損傷、氫脆）：主要有局部裂紋和氫脆化兩種形式。6、操作溫度：選擇壓力容器用鋼時(shí)，主要從高溫、常溫、低溫三個(gè)層次來考慮。三、壓力容器常用鋼材及其選用1、碳鋼：含碳量2.06%的鐵碳合金為碳鋼；具有一定的強(qiáng)度和塑性，工藝性能良好。廣泛應(yīng)用于中、低

18、壓容器，常用的有：Q235A(B）、A3R、20g 等。2、普通低合金鋼：其力學(xué)性能和工藝性能都較好。耐腐蝕性也比碳鋼好。最常用的低合金鋼是16MnR，除此之外還有如15MnVR、18MnMoNbR等也常用于制造中低壓容器。3、特殊條件下使用的容器用鋼：3.1低溫容器用鋼（-20）常用的有0Cr18Ni9Ti、 0Cr18Ni9（低溫下限為-196 ）。GB150-1998中規(guī)定“低溫容器受壓元件用鋼必須是鎮(zhèn)靜鋼”。3.2高溫容器用鋼：常用的有A3R、20g只能用到400 ；400500 一般用15MnVR等； 500600 一般用鉻鉬低合金鋼；600700 一般用0Cr18Ni9、0Cr18

19、Ni9Ti等高合金鎳鉻鋼。3.3 抗氫腐蝕用鋼：一般用鉻鉬合金鋼，如：15CrM0、30CrM0和Cr6M0等。3.4復(fù)合鋼板：由碳鋼或普通低合金鋼作基層、不銹鋼為復(fù)合層組成的鋼板。材料選用一般原則1、選擇壓力容器用鋼材必須考慮設(shè)備的操作條件、材料的焊接性能、冷熱加工性能、熱處理以及容器的結(jié)構(gòu)等。2、選擇壓力容器用鋼材必須在滿足第1條的前提下，考慮經(jīng)濟(jì)合理性。3、設(shè)計(jì)時(shí)選用鋼材要符合下列指導(dǎo)準(zhǔn)則：3.1碳素鋼用于介質(zhì)腐蝕性不強(qiáng)的常壓、低壓容器和壁厚不大的中壓容器。3.2低合金高強(qiáng)度鋼用于介質(zhì)腐蝕性不強(qiáng)、壁厚較大的壓力容器。3.3珠光體耐熱鋼用作抗高溫氫或硫化氫腐蝕、或設(shè)計(jì)溫度在350650 的

20、壓力容器。3.4不銹鋼用于介質(zhì)腐蝕性較高、設(shè)計(jì)溫度大于500 或設(shè)計(jì)小于-100 的壓力容器。3.5奧氏體不銹鋼需經(jīng)焊接或400 以上熱加工時(shí)，不應(yīng)使用于可能引起不銹鋼晶間腐蝕的環(huán)境。4、鋼材應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。5、用作設(shè)備法蘭、管法蘭、管件、人手孔、液面計(jì)等化工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)零部件的鋼材，應(yīng)符合有關(guān)零部件的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對鋼材的技術(shù)要求。四、其他要求1、質(zhì)量證明書和標(biāo)記：材料質(zhì)量證明書上應(yīng)有爐號、批號、規(guī)格；化學(xué)成分和力學(xué)性能；供貨的熱處理狀態(tài)。鋼板切割下料前，必須作標(biāo)記移植，便于識別。2、材料代用：代用原則是代用鋼材的技術(shù)要求不低于被代用的鋼材。材料代用要辦理代用手續(xù)（1）材料代用必須

21、經(jīng)單位的技術(shù)部門同意，并將材料代用的質(zhì)量證明書或復(fù)檢報(bào)告報(bào)主管負(fù)責(zé)人審批。（2）材料代用必須征得原設(shè)計(jì)單位的書面同意。（3）壓力容器出廠質(zhì)量證明書和施工圖上應(yīng)注明代用材料的材質(zhì)、規(guī)格和部位。3、采用進(jìn)口材料的要求：應(yīng)選用國外壓力容器規(guī)范采用的材料；制造單位首次使用前，應(yīng)進(jìn)行有關(guān)試驗(yàn)和驗(yàn)證，才能投入使用。二、二、 結(jié)構(gòu)安全設(shè)計(jì)壓力容器筒體結(jié)構(gòu)主要為圓柱形，少數(shù)為球形或其他形式。一、筒體筒體是壓力容器最主要的組成部分，是儲存物料或完成化學(xué)反應(yīng)所需要的壓力空間，其形狀有圓筒形、球形、錐形和組合形等數(shù)種。但最常見的是圓筒形和球形兩種。1、圓筒形筒體：其筒體主要由筒體、封頭和端蓋等組成。有整體式和組合式

22、兩大類。2、球形筒體：又稱球罐。其優(yōu)點(diǎn)是受力均勻，在相同的壁厚條件下，球罐的承載能力最高。能節(jié)省3040%的鋼材。壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則：1、結(jié)構(gòu)不連續(xù)處應(yīng)平滑過渡。2、引起應(yīng)力集中或削弱強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)應(yīng)相互錯(cuò)開，避免高應(yīng)力疊加。3、避免采用剛性過大的焊接結(jié)構(gòu)。4、受熱系統(tǒng)及部件的脹縮不要受限制。二、主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、一般要求：1.1各受壓部件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，并裝有可靠的安全保護(hù)設(shè)施，防止超壓；1.2受壓元件、部件結(jié)構(gòu)的形式、開孔和焊縫的布置應(yīng)盡量避免或減少復(fù)合應(yīng)力和應(yīng)力集中；1.3承重結(jié)構(gòu)在承受設(shè)計(jì)載荷時(shí)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及防腐蝕性；1.4容器的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)便于安裝、檢修和清洗。

23、圖圖1-1壓力容器的整體結(jié)構(gòu)壓力容器的整體結(jié)構(gòu)1-法蘭；法蘭； 2-支座；支座； 3-封頭拼接焊縫；封頭拼接焊縫； 4-封頭；封頭； 5-環(huán)焊縫；環(huán)焊縫； 6-補(bǔ)強(qiáng)圈；補(bǔ)強(qiáng)圈； 7-人孔；人孔；8-縱焊縫；縱焊縫； 9-筒體；筒體； 10-壓力表；壓力表； 11-安全閥；安全閥；12-液面計(jì)液面計(jì)儲存物料或完成化學(xué)反應(yīng)所需要的主要壓力空間。儲存物料或完成化學(xué)反應(yīng)所需要的主要壓力空間。形式形式：圓柱筒體、球形筒體。：圓柱筒體、球形筒體。圓筒體圓筒體制造方法制造方法無縫鋼管無縫鋼管（無縱焊縫）（無縱焊縫） 直徑較小直徑較小卷焊卷焊（有縱環(huán)焊縫）（有縱環(huán)焊縫） 直徑較大直徑較大整體鍛造整體鍛造（可能

24、有環(huán)焊縫）（可能有環(huán)焊縫） 高壓容器高壓容器整體鑄造整體鑄造（無縱環(huán)焊縫）（無縱環(huán)焊縫） 高壓容器高壓容器圓筒體圓筒體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單層式單層式組合式組合式多層式多層式纏繞式纏繞式筒體：筒體的作用是提供工藝所需的承壓空間，筒體：筒體的作用是提供工藝所需的承壓空間，是壓力容器最主要的受壓元件之一，其內(nèi)直徑是壓力容器最主要的受壓元件之一，其內(nèi)直徑和容積往往需由工藝計(jì)算確定。和容積往往需由工藝計(jì)算確定。與筒體等部件形成封閉空間與筒體等部件形成封閉空間封頭形式封頭形式凸形封頭：球形、橢圓形、蝶形和球冠形封頭凸形封頭：球形、橢圓形、蝶形和球冠形封頭錐殼錐殼平蓋平蓋封頭與筒體的連接封頭與筒體的連接不可拆式（焊接

25、）不可拆式（焊接）可拆式（螺栓連接）可拆式（螺栓連接）球形封頭球形封頭橢圓封頭橢圓封頭球冠形封頭球冠形封頭平蓋平蓋其可靠性關(guān)系到壓力容器能否正常、安全地運(yùn)行。其可靠性關(guān)系到壓力容器能否正常、安全地運(yùn)行。最常見的密封裝置：最常見的密封裝置：螺栓法蘭連接（簡稱螺栓法蘭連接（簡稱法蘭連接法蘭連接）法蘭連接法蘭連接容器法蘭：用于筒體與封頭或兩筒體間的連接容器法蘭：用于筒體與封頭或兩筒體間的連接管道法蘭：用于管道連接管道法蘭：用于管道連接筒體端部：高壓容器中，用于頂蓋和筒體連接筒體端部：高壓容器中，用于頂蓋和筒體連接 并與筒體焊接在一起的容器法蘭并與筒體焊接在一起的容器法蘭 筒體或封頭上開筒體或封頭上開

26、孔后，開孔部位的孔后，開孔部位的強(qiáng)度被削弱，并使強(qiáng)度被削弱，并使該處的應(yīng)力增大。該處的應(yīng)力增大。這種削弱程度隨開這種削弱程度隨開孔直徑的增大而加孔直徑的增大而加大，因而容器應(yīng)盡大，因而容器應(yīng)盡量減少開孔的數(shù)量，量減少開孔的數(shù)量，尤其要避免開大孔。尤其要避免開大孔。對容器已開設(shè)的孔，對容器已開設(shè)的孔，還應(yīng)進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)還應(yīng)進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，以確保所需設(shè)計(jì)，以確保所需的強(qiáng)度。的強(qiáng)度。筒體筒體 封頭封頭 密封裝置密封裝置 開孔接管開孔接管 支座支座 安全附件安全附件壓力容器的外殼壓力容器的外殼內(nèi)件內(nèi)件反應(yīng)、傳熱、傳質(zhì)、分離等容器反應(yīng)、傳熱、傳質(zhì)、分離等容器儲運(yùn)容器儲運(yùn)容器多層包扎筒節(jié)多層包扎筒節(jié)一、多

27、層包扎式一、多層包扎式( (續(xù)續(xù)) )5 5、應(yīng)用情況：、應(yīng)用情況：目前世界上使用最廣泛、制造和使用經(jīng)驗(yàn)最為豐富的組合式目前世界上使用最廣泛、制造和使用經(jīng)驗(yàn)最為豐富的組合式筒體結(jié)構(gòu)。筒體結(jié)構(gòu)。 3 3、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)：制造工藝簡單，不需大制造工藝簡單，不需大型復(fù)雜加工設(shè)備；型復(fù)雜加工設(shè)備；安全可靠性高，層板間安全可靠性高，層板間隙具有阻止缺陷和裂紋隙具有阻止缺陷和裂紋向厚度方向擴(kuò)展的能力；向厚度方向擴(kuò)展的能力；減少了脆性破壞的可能減少了脆性破壞的可能性性; ;包扎預(yù)應(yīng)力改善筒包扎預(yù)應(yīng)力改善筒體的應(yīng)力分布；對介質(zhì)體的應(yīng)力分布；對介質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，可選擇合適適應(yīng)性強(qiáng)，可選擇合適的內(nèi)筒材料。的內(nèi)筒材料。4

28、 4、缺點(diǎn)：、缺點(diǎn)： 筒體制造工序多、周期長、筒體制造工序多、周期長、效率低、鋼材利用率低（僅效率低、鋼材利用率低（僅60%60%左左右）；深環(huán)焊縫對制造質(zhì)量和安右）；深環(huán)焊縫對制造質(zhì)量和安全有顯著影響。全有顯著影響。無損檢測困難，環(huán)焊縫的兩側(cè)無損檢測困難，環(huán)焊縫的兩側(cè)均有層板，無法用超聲檢測，只均有層板，無法用超聲檢測，只能射線檢測；能射線檢測；焊縫部位存在很焊縫部位存在很大的焊接殘余應(yīng)力，且焊縫晶粒大的焊接殘余應(yīng)力，且焊縫晶粒易變得粗大而韌性下降；易變得粗大而韌性下降；環(huán)焊環(huán)焊縫的坡口切削工作量大，且焊接縫的坡口切削工作量大，且焊接復(fù)雜。復(fù)雜。二、熱套式二、熱套式1 1、結(jié)構(gòu)，制造：、結(jié)構(gòu)

29、，制造： 內(nèi)筒（厚度內(nèi)筒（厚度 30mm 30mm）卷焊成直徑不同但可）卷焊成直徑不同但可過過盈配合盈配合的筒節(jié)，將外層筒節(jié)加熱到計(jì)算的溫度的筒節(jié)，將外層筒節(jié)加熱到計(jì)算的溫度進(jìn)行套合，冷卻收縮后得到緊密貼合的厚壁筒進(jìn)行套合，冷卻收縮后得到緊密貼合的厚壁筒節(jié)。節(jié)。熱套筒節(jié)熱套筒節(jié)2 2、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)：工序少，周期短，且具有工序少，周期短，且具有包扎式筒體的大多數(shù)優(yōu)點(diǎn)。包扎式筒體的大多數(shù)優(yōu)點(diǎn)。3 3、缺點(diǎn)：、缺點(diǎn)： 筒體要有較準(zhǔn)確的過盈量，筒體要有較準(zhǔn)確的過盈量， 卷筒的精度要求很高，且套卷筒的精度要求很高，且套 合時(shí)需選配套合；合時(shí)需選配套合； 套合時(shí)貼緊程度不很均勻；套合時(shí)貼緊程度不很均勻；

30、套合后，需熱處理以消除套合后，需熱處理以消除 套合預(yù)應(yīng)力及深環(huán)焊縫的焊套合預(yù)應(yīng)力及深環(huán)焊縫的焊 接殘余應(yīng)力。接殘余應(yīng)力。三、繞帶式三、繞帶式優(yōu)點(diǎn)：筒體具有較高的安全性，機(jī)械化優(yōu)點(diǎn)：筒體具有較高的安全性，機(jī)械化程度高，材料損耗少，且由于存在預(yù)緊程度高，材料損耗少，且由于存在預(yù)緊力，在內(nèi)壓作用下，筒壁應(yīng)力分布較均力，在內(nèi)壓作用下，筒壁應(yīng)力分布較均勻。勻。缺點(diǎn)：鋼帶需由鋼廠專門軋制，尺寸公缺點(diǎn)：鋼帶需由鋼廠專門軋制，尺寸公差要求嚴(yán)，技術(shù)要求高；為保證鄰層鋼差要求嚴(yán)，技術(shù)要求高；為保證鄰層鋼帶能相互嚙合，需采用精度較高的專用帶能相互嚙合，需采用精度較高的專用纏繞機(jī)床。纏繞機(jī)床。圖圖2-4 （a）型槽繞

31、帶式筒體）型槽繞帶式筒體 （b）型槽鋼帶結(jié)構(gòu)示意圖）型槽鋼帶結(jié)構(gòu)示意圖縮套環(huán)縮套環(huán)雙錐面墊片雙錐面墊片焊縫焊縫（a）（b）五、繞帶式（續(xù)）五、繞帶式（續(xù)）各部件間的連接大多需要各部件間的連接大多需要經(jīng)過焊接，對焊接進(jìn)行質(zhì)經(jīng)過焊接，對焊接進(jìn)行質(zhì)量控制是整個(gè)容器質(zhì)量保量控制是整個(gè)容器質(zhì)量保證體系中極為重要的一環(huán)。證體系中極為重要的一環(huán)。儲氣罐三、強(qiáng)度計(jì)算與校核進(jìn)行壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)，主要是對壓力容器各個(gè)部分進(jìn)行應(yīng)力分析，確定最大應(yīng)力值并將其限制在許用范圍內(nèi)。一、應(yīng)力與應(yīng)力分析1、一次應(yīng)力：是外部載荷引起的正應(yīng)力和切應(yīng)力，是滿足外力、內(nèi)力和彎矩的平衡所需的力?？煞譃橐淮伪∧?yīng)力m、局部薄膜應(yīng)力L和一次彎

32、曲應(yīng)力u2、二次應(yīng)力F ：是指由于相鄰部件的約束或結(jié)構(gòu)本身約束引起的局部附加薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。3、峰值應(yīng)力P：是指扣除薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力后，沿壁厚成非線性分布的應(yīng)力。4、局部應(yīng)力：5、應(yīng)力強(qiáng)度極限r(nóng)6、基本設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：6.1必須做防止塑性破壞的設(shè)計(jì)；6.2由載荷引起的塑性變形必須加以限制；6.3應(yīng)避免除局部應(yīng)力集中外的其他應(yīng)力引起的塑性應(yīng)變；6.4應(yīng)通過疲勞分析限制疲勞破壞的產(chǎn)生。二、設(shè)計(jì)參數(shù) 壓力容器設(shè)計(jì)參數(shù)主要有設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、壁厚、許用應(yīng)力、焊縫系數(shù)等。1、設(shè)計(jì)壓力：在正常操作過程中、在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下、容器可能承受的最高工作壓力。安全閥的開啟壓力和爆破片的爆破壓力應(yīng)小于或等于設(shè)計(jì)壓力

33、。盛裝液化氣體的壓力容器，設(shè)計(jì)壓力一般按最高溫度相應(yīng)的飽和蒸氣壓選取。2、設(shè)計(jì)溫度：壓力容器在正常操作過程中，在相應(yīng)設(shè)計(jì)壓力下，容器可能承受的最高或最低溫度。3、腐蝕裕量：取決于介質(zhì)的腐蝕性能、材料的化學(xué)穩(wěn)定性和容器的使用時(shí)間。4、最小壁厚 min：對于碳鋼和低合金鋼制的容器，若內(nèi)徑Di3800mm時(shí)， min 2Di/1000mm，并不得小于3mm。 奧氏體不銹鋼容器， min 2mm 鋁制的壓力容器， min 2mm5、安全系數(shù)n與許用應(yīng)力 = b/nb = s/ns鋼制壓力容器的安全系數(shù)一般為nb 3.0 ns 1.6鑄鐵壓力容器的安全系數(shù)一般為nb 10.0 鑄鋼壓力容器的安全系數(shù)一般

34、為nb 4.0有色金屬鈦、鋁、銅容器的安全系數(shù)一般為nb 4.0 ns 1.5球墨鑄鐵壓力容器的安全系數(shù)一般為nb 8.06、焊縫系數(shù)：取決于焊縫結(jié)構(gòu)、檢驗(yàn)方法和檢驗(yàn)程度。 雙面焊的對接焊縫100%無損探傷的焊縫系數(shù)=1.0；局部無損探傷的焊縫系數(shù)=0.85。單面焊的對接焊縫100%無損探傷的焊縫系數(shù)=0.90；局部無損探傷的焊縫系數(shù)=0.80。計(jì)算厚度（計(jì)算厚度（）由公式采用計(jì)算壓力得到的厚度。由公式采用計(jì)算壓力得到的厚度。 必要時(shí)還應(yīng)計(jì)入其它載荷對厚度的影響。必要時(shí)還應(yīng)計(jì)入其它載荷對厚度的影響。設(shè)計(jì)厚度（設(shè)計(jì)厚度（d）計(jì)算厚度與腐蝕裕量之和。計(jì)算厚度與腐蝕裕量之和。dC2 名義厚度（名義厚

35、度（n）設(shè)計(jì)厚度加上鋼材厚度負(fù)偏差后向上設(shè)計(jì)厚度加上鋼材厚度負(fù)偏差后向上圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度，即標(biāo)注在圖樣上的厚度。圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度，即標(biāo)注在圖樣上的厚度。ndC1= C1 C2 有效厚度（有效厚度（e）名義厚度減去鋼材負(fù)偏差和腐蝕裕名義厚度減去鋼材負(fù)偏差和腐蝕裕 量。量。enC1C2厚度附加量（厚度附加量（C）由鋼材的厚度負(fù)偏差由鋼材的厚度負(fù)偏差C1和腐蝕裕量和腐蝕裕量 C2 組成，不包括加工減薄量組成，不包括加工減薄量C3。 C=C1+C2加工減薄量加工減薄量根據(jù)具體制造工藝和板材實(shí)際厚度由制造根據(jù)具體制造工藝和板材實(shí)際厚度由制造 廠而并非由設(shè)計(jì)人員確定。廠而并非由設(shè)計(jì)人員確定

36、。厚度關(guān)系示意圖四、壓力試驗(yàn)壓力試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)壓力容器承壓部件的強(qiáng)度和嚴(yán)密性，通過試驗(yàn)來驗(yàn)證壓力容器是否具有設(shè)計(jì)壓力下安全運(yùn)行所必須的承壓能力以及壓力容器的嚴(yán)密性。 1、耐壓試驗(yàn)（液壓試驗(yàn)） (內(nèi)壓容器） Pr=1.25p/t(外壓容器） Pr=1.25p2、氣壓試驗(yàn)（嚴(yán)密性試驗(yàn)）(內(nèi)壓容器） Pr=1.15p/t(外壓容器） Pr=1.25p *壓力試驗(yàn)應(yīng)在無損探傷合格和熱處理以后進(jìn)行。作業(yè)：1.壓力容器設(shè)計(jì)常選用的材料有哪些? 第三章第三章 壓力容器的生產(chǎn)壓力容器的生產(chǎn) 第二節(jié) 制 造備料加工工藝裝配焊接工藝壓力容器制造的技術(shù)要求一、備料加工工藝1備料1.1放樣、畫線 放樣、畫線是壓力容

37、器制造過程的第一道工序，直接決定零件成型后的尺寸和幾何形狀精度，對以后的組對和焊接工序都有很大的影響。 放樣、畫線包括展開、放樣、畫線、打標(biāo)記等環(huán)節(jié)。筒節(jié)的展開計(jì)算比較簡單，即以筒節(jié)的平均直徑為基準(zhǔn)（式2-1）L=D-L=（Di+S)-L (式2-1）L筒節(jié)展開長，mmD筒節(jié)平均直徑，mmDi筒節(jié)內(nèi)徑，mmS板厚，mmL鋼板伸長量，mm筒節(jié)的放樣、劃線工作一般靠人工進(jìn)行，而壓力容器的制造大多為單件小批生產(chǎn)，因些劃線的勞動量大，速度慢。容器的劃線又是十分重要的工作，一旦產(chǎn)生錯(cuò)誤，將導(dǎo)致整個(gè)筒節(jié)報(bào)廢。 近年來，在劃線工序的改進(jìn)方面，已出現(xiàn)數(shù)控自動劃線及電子 照相劃線。1.2下料1）剪切下料2）沖落

38、下料3）火焰切割4）等離子切割火焰切割火焰切割通常稱為氣割，它是利用可燃?xì)怏w與氧氣混合燃燒產(chǎn)生的火焰流（通常稱為預(yù)熱火焰），將被切割的金屬材料加熱到其燃燒溫度，然后噴射高速氧流（稱為切割氧），使割縫處被 加熱到燃點(diǎn)的金屬發(fā)生劇烈灼灼，并吹除掉燃燒后產(chǎn)生的氧化物，從而把金屬分割開來。 等離子切割原理等離子切割原理 眾所周知，常溫下的氣體是不導(dǎo)電的，它是由中性的分子和原子所組成。如果設(shè)法提高氣體分子和原子的能量，使原子外層電子具有足夠能量，從原子中分離出來。這樣，原來是中性的原子就變成了帶負(fù)電的電子和帶正電的離子，這個(gè)過程稱為氣體的電離。充分電離了的氣體就是等離子氣體，它是一種特殊的物質(zhì)狀態(tài)，現(xiàn)在

39、物理學(xué)上把它列于固體、液體、氣體之后，作為物質(zhì)第四態(tài)。由于等離子體全部由正離子和電子組成，因而具有極高的導(dǎo)電能力，可以承受很大的電流密度，從而具有極高的溫度，并有極好的導(dǎo)熱性。等離子弧具有下特點(diǎn)：1）能量高度集中。由于等離子具有很高的導(dǎo)電性，可以通過極大的電流，具有極高的溫度，故等離子的弧的能量是高度集中的。2）極大的溫度梯度。由于等離子弧的橫截面積很小，從溫度最高的弧柱中心到溫度較低的弧柱邊緣，其溫度的變化是很大的。3）具有很強(qiáng)的沖刷力。高能量的等離子弧由噴嘴的細(xì)孔中噴出，可達(dá)到極高的速度，因耐 使之具有很強(qiáng)的機(jī)械沖刷力。4）等離子弧具有很大的調(diào)節(jié)范圍。對等離子弧的噴射速度、沖擊力、能量密度

40、等均可進(jìn)行調(diào)節(jié)，以得到“鋼性弧”和柔性弧“，適應(yīng)不同工作的要求。 由于等離子弧具有上述特點(diǎn)，用來進(jìn)行切割工作有具有其特殊優(yōu)點(diǎn)，可用以切割各種火焰切割所不能切割的材料，如不銹鋼、鋁及其合金、銅及其合金能及其它特殊合金和各種非金屬材料。而且切口狹窄，切縫邊緣質(zhì)量好，等離子弧切割已在我國獲得比較廣泛的應(yīng)用。封頭成型封頭成型下圖為旋壓機(jī)工作的情況：旋壓機(jī)工作的情況：2、筒身卷焊 筒身通常是用鋼板在專用設(shè)備上彎卷成筒節(jié)，再由筒節(jié)對焊而成。 下圖是鋼板在設(shè)備上彎卷的情況預(yù)彎工作可用各種壓力機(jī)進(jìn)行，也可利用預(yù)彎模在三輥卷板機(jī)上進(jìn)行，如圖所示，在兩下輥的上面擱置一塊由厚鋼板制成的預(yù)彎模，將鋼板的端部放入預(yù)彎模

41、中，依靠上輥把它壓彎成形。 改變預(yù)彎模在下輥中位置以及鋼板的伸入長度，便可獲得不同的預(yù)彎半徑，用這種方法進(jìn)行預(yù)彎，也只能彎板厚1214mm的鋼板，否則只能在油壓機(jī)上借助于預(yù)彎模進(jìn)行板頭的預(yù)彎，因而這類對稱式三輥還很難適應(yīng)卷制成形工藝的發(fā)展需要。近年來，在工業(yè)上開始應(yīng)用一些可以直接進(jìn)行預(yù)彎工作的三輥和四輥卷板機(jī)，以便于卷制工作的進(jìn)行。 這種卷板機(jī)的上輥是主動的，電動機(jī)通過減速箱帶動上輥轉(zhuǎn)動。下輥可上下移動，用于夾緊鋼板，兩側(cè)可沿斜向升降，用于對鋼板施加變形力，把鋼板端頭壓緊在上下輥之間，然后利用側(cè)輥的移動，使鋼板端部產(chǎn)生了彎曲變形，達(dá)到所要求的曲率。兩頭可分別預(yù)卷而不需調(diào)頭。2、筒身卷焊（續(xù)）下

42、圖是鋼板彎卷后進(jìn)行對焊3 3、焊接、焊接 壓力容器筒體的焊接，最重要的是筒身（包括封頭、筒節(jié)法蘭等）縱縫、環(huán)縫的焊接，是壓力容器筒體制造中最關(guān)鍵的工序。 3.1 焊接前的基本要求 焊工 所有承壓部件的焊接都應(yīng)由經(jīng)過考試合格的焊工施焊。焊工應(yīng)按焊接工藝指導(dǎo)書或工藝卡施焊，并在焊縫附近50mm 處的指定部位打上焊工代號鋼??；制造單位應(yīng)建立焊工技術(shù)檔案。 焊接工藝評定：是在壓力容器焊接前，以所用鋼材的焊接性能試驗(yàn)為基礎(chǔ)，根據(jù)壓力容器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)條件的要求，在與產(chǎn)品實(shí)際制造條件相同情況下進(jìn)行的焊接工藝驗(yàn)證性試驗(yàn)。 （3）焊縫布置：要盡量均勻合理，殼體上不應(yīng)采用十字焊縫，對接焊縫要相互錯(cuò)開，其中心距應(yīng)

43、大于筒體壁厚的3倍且不小于100mm。凸形封頭應(yīng)盡量采用整塊鋼板制造。 3.2焊縫表面質(zhì)量的要求 3.2.1外形尺寸3.2.2焊縫和熱影響區(qū)表面不得有裂紋、氣孔和肉眼可見的夾渣等缺陷，焊縫上的熔渣和兩側(cè)物必須清除干凈。3.2.3焊縫與母材應(yīng)圓滑過渡。3.2.4用抗拉強(qiáng)度大于540MPa的鋼材及Cr-Mo低合金鋼材制造的壓力容器、奧氏體不銹鋼材制造的壓力容器、低溫壓力容器、球形容器以及焊接系數(shù)取1.0的壓力容器，其焊縫表面不得有咬邊；其他的壓力容器的焊縫表面的咬邊深度不得大于0.5mm，咬邊的連續(xù)長度不得大于100mm，焊縫兩側(cè)咬邊的總長度不得超過該焊縫長度的10%。3.2.5角焊縫的焊腳尺寸，

44、應(yīng)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)文件的要求，外形應(yīng)平緩過渡。3.3、焊接缺陷 壓力容器的焊接缺陷包括表面缺陷、氣孔和夾渣、未焊透和未熔合、裂紋及組織缺陷等幾類。 表面缺陷主要包括咬邊、弧坑和擦傷、焊縫尺寸不符合要求等。 氣孔和夾渣。 未焊透和未熔合。 裂紋-最危險(xiǎn)的一類缺陷 按裂紋在焊縫處產(chǎn)生部位不同分為縱向裂紋、橫向裂紋、根部裂紋、弧坑裂紋、熱影響區(qū)裂紋等 按裂紋產(chǎn)生的溫度和時(shí)間不同分熱裂紋、冷裂紋（延遲裂紋）、再熱裂紋等。 三、壓力容器制造的技術(shù)要求1.不宜采用十字焊縫。相鄰?fù)补?jié)的縱焊縫以及與封頭拼接焊縫應(yīng)錯(cuò)開，其焊縫中心線之間的外圓弧長一般應(yīng)大于筒體厚度的3倍，且不小于100mm。2 .焊接的臨時(shí)吊

45、耳和拉筋的墊板等，應(yīng)采用與容器筒體相同或相似的材料，用相同的焊接工藝進(jìn)行焊接。3 .不允許用大錘敲打或用千斤頂?shù)葟?qiáng)力組裝。4 .各組裝元件的定位焊，應(yīng)按受壓元件的焊接工藝要求施焊。四.焊后熱處理 焊后熱處理的目的是消除焊接殘余應(yīng)力、防止冷裂紋和改善焊接接頭性能。其中最常見的是退火處理。五.加工成型與組裝缺陷加工成型與組裝中產(chǎn)生的主要缺陷是幾何形狀不符合要求。 （1） 表面凹凸不平（2） 截面不圓（3） 錯(cuò)邊（4） 對接接縫角變形六.組織缺陷-是難于發(fā)現(xiàn)而又十分危險(xiǎn)的缺陷（1）過熱、過燒和疏松（2）淬硬性馬氏組織 （3）奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕作業(yè):1.壓力容器常見的焊接缺陷有哪些? 2.壓力容器

46、制造的技術(shù)要求?第三節(jié)第三節(jié) 檢檢 驗(yàn)驗(yàn)主要流程： 加工成型和組裝的檢查 焊縫檢查 無損探傷 耐壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)出廠要求： 壓力容器出廠時(shí)，制造單位應(yīng)隨容器至少向用戶提供以下技術(shù)文件和資料 竣工圖樣，竣工圖上應(yīng)有設(shè)計(jì)單位資格印章（復(fù)印章無效）和竣工圖章。 產(chǎn)品質(zhì)量證明書及產(chǎn)品銘牌拓印件。 壓力容器產(chǎn)品安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)證書（未實(shí)施監(jiān)檢的產(chǎn)品除外）。 移動式壓力容器還應(yīng)提供產(chǎn)品使用說明書、隨車工具及安全附件清單、底盤使用說明書等。 強(qiáng)度計(jì)算書。 *現(xiàn)場組焊的壓力容器質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)有當(dāng)?shù)匕踩|(zhì)量監(jiān)察機(jī)構(gòu)的代表參加。第四章第四章 壓力容器安全附件壓力容器安全附件安全閥防爆片壓力表液位計(jì)溫度計(jì)常用閥門

47、一、安全附件分類 * 連鎖裝置； 警報(bào)裝置； 計(jì)量顯示裝置； 安全瀉放裝置：主要零件有安全閥、爆破片和易熔塞等二、設(shè)置原因2.1操作失誤或零件破損引起的壓力容器超壓；2.2裝滿液體后容器因液體受熱膨脹而超壓；2.3容器內(nèi)燃燒爆炸生成高溫高壓氣體；2.4壓力容器內(nèi)出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)失控造成超壓；2.5液化氣體意外受熱飽和蒸氣壓增大而造成超壓。*在壓力容器上為什么一定要裝設(shè)超壓防護(hù)裝置？ 安全泄壓裝置是壓力容器安全保護(hù)裝置，除了具有自動泄壓功能外，還有自動報(bào)警的作用。壓力容器在運(yùn)行過程中會由于各種原因引起超壓。比如： 1、由于操作失誤或零件破損而引起超壓；2、容器滿液后因液體受熱膨脹而引起超壓；3、容器

48、內(nèi)因燃燒爆炸產(chǎn)生高溫高壓氣體而引起超壓；4、容器內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)失控造成容器超壓。5、液化氣體意外受熱飽和蒸氣壓增大而造成超壓。為了確保壓力容器安全運(yùn)行，防止壓力容器由于超壓而發(fā)生事故，壓力容器必須安裝超壓防護(hù)裝置。三、安全瀉壓裝置： 閥型、斷裂型、熔化型、組合型四、設(shè)置要求1、設(shè)置原則 凡容規(guī)適用范圍內(nèi)的壓力容器，均應(yīng)裝 設(shè)安全泄放裝置（安全閥或爆破片裝置）。 安全閥不能可靠工作時(shí)，應(yīng)裝設(shè)爆破片裝置，或采用爆破片裝置與安全閥裝置組合結(jié)構(gòu)。 壓力容器最高工作壓力低于壓力源壓力時(shí)，在通向壓力容器進(jìn)口管道上必須裝設(shè)減壓閥。 壓力表 液面計(jì) 校驗(yàn) 便于檢修 2、選用要求 制造符合標(biāo)準(zhǔn)要求； 排放要求：對

49、易燃、毒性強(qiáng)度為極度、高度、中度危害介質(zhì)的壓力容器，應(yīng)在爆破片的排出口裝設(shè)導(dǎo)管，將排放介質(zhì)引至安全地點(diǎn)，并進(jìn)行妥善處理，不得排入大氣。 排放能力不得小于壓力容器的安全泄放量。 調(diào)整依據(jù)：以最大允許工作壓力作為調(diào)整依據(jù)，應(yīng)在設(shè)計(jì)文件和壓力容器的銘牌上注明。 壓力表、液面計(jì)應(yīng)根據(jù)介質(zhì)、最高工作壓力和溫度、黏度等正確選用。第一節(jié)第一節(jié) 安全閥安全閥 安全閥是一種超壓防護(hù)裝置，它是壓力容器應(yīng)用最為普遍的重要安全附件之一。一、工作原理 安全閥基本上是由閥座、閥瓣和加載機(jī)構(gòu)等三個(gè)部分組成。二、基本要求必須是有質(zhì)量保證的產(chǎn)品，即具有出廠隨帶的產(chǎn)品質(zhì)量說明書，銘牌。 動作靈敏、可靠。 具有良好的密封性能。 結(jié)

50、構(gòu)緊湊，調(diào)節(jié)方便。三、安全閥的結(jié)構(gòu)型式和工作原理三、安全閥的結(jié)構(gòu)型式和工作原理1、按整體機(jī)構(gòu)及加載機(jī)構(gòu)分為：彈簧式安全閥、杠桿式安全閥和脈沖式安全閥三種。2、按氣體排放方式分為：全封閉式、半封閉式和開放式三種。3、按安全閥開啟程度分為：全啟式和微啟式兩種。四、安全閥的型號規(guī)格及主要性能參數(shù)1、安全閥的型號規(guī)格*型號標(biāo)注方法及其含義（P174）2、主要性能參數(shù)：(1) 公稱壓力： （2）開啟高度： （3）安全閥的排放量。五、安全閥的選用與安裝五、安全閥的選用與安裝1、安全閥的選用原則（1）制造單位應(yīng)符合國家規(guī)定的要求；（2）安全閥應(yīng)有標(biāo)牌，并標(biāo)明主要技術(shù)參數(shù)；（3）應(yīng)根據(jù)容器的工藝條件和工作介質(zhì)

51、的特性等方面考慮；（4）安全閥的排量必須不小于它的安全泄放量；（5）根據(jù)使用條件選擇安全閥；（6）根據(jù)封閉機(jī)構(gòu)，選擇全啟式、微啟式安全閥；（7）對有毒、易燃、危險(xiǎn)介質(zhì)的容器應(yīng)選擇封閉式安全閥；（8）選用安全閥時(shí)，應(yīng)注意它的工作壓力范圍；2、安全閥的安裝要求。2.1新安全閥在安裝前，應(yīng)根據(jù)使用情況進(jìn)行調(diào)試校驗(yàn)后才準(zhǔn)安裝使用； 2.2安全閥必須垂直安裝在壓力容器液面以上氣相空間部分，或裝設(shè)在與氣相空間相連的管道上；2.3 安全閥與容器之間連接管和管件的通徑應(yīng)不小于安全閥的進(jìn)口截面積；當(dāng)裝設(shè)兩個(gè)以上安全閥時(shí)，則連接口的截面積，應(yīng)至少等于這些安全閥的進(jìn)口截面積的總和。2.4安全閥與容器間一般不宜裝設(shè)截

52、止閥。但對于易燃、有毒介質(zhì)的容器為便于安全閥更換，可裝一只截止閥，截止閥的流通面積不得小于安全閥的最小流通面積，并保證在運(yùn)行中截止閥全開。2.5裝設(shè)排放導(dǎo)管的安全閥，排放導(dǎo)管的內(nèi)徑應(yīng)不小于安全閥的公稱直徑。2.6安裝杠桿式安全閥時(shí)，必須使其閥杠嚴(yán)格保持在鉛垂的位置。彈簧式安全閥 液化氣安全閥 高壓安全閥平行式安全閥平行式安全閥 本閥門安裝于液化石本閥門安裝于液化石油氣站罐泵出口的液油氣站罐泵出口的液相回流管道上，當(dāng)泵相回流管道上，當(dāng)泵前壓力超過規(guī)定值時(shí)，前壓力超過規(guī)定值時(shí)，閥門自動開啟并起安閥門自動開啟并起安全回流作用，保證設(shè)全回流作用，保證設(shè)備和管路的安全運(yùn)行。備和管路的安全運(yùn)行。 彈簧微啟

53、式安全閥空壓機(jī)安全閥杠桿式安全閥脈沖式安全閥 脈沖式安全泄壓閥是一種新穎結(jié)構(gòu)的安全閥。主要用于石油天然氣、化工、電力、冶金和城市燃?xì)獾阮I(lǐng)域，是受壓設(shè)備、容器或管路上的最佳超壓保護(hù)裝置。其主要優(yōu)點(diǎn)是變彈簧直接作用為導(dǎo)閥間接作用，提高了動作的靈敏度，而且主閥采用套筒活塞式，雙重密封閥座結(jié)構(gòu)，動作精度高、重復(fù)性好、回座快、不泄漏、能帶高背壓排放、工作等命長、工作穩(wěn)定可靠，它還可在線調(diào)校，反復(fù)啟跳排放后，仍然能自動回座，關(guān)閉嚴(yán)密，操作維護(hù)方便。第二節(jié)第二節(jié) 爆破片片一、一、爆破片的作用和適用范圍片的作用和適用范圍 爆破片是一種斷裂型的超壓防護(hù)裝置，裝設(shè)在一些不宜裝設(shè)安全閥的壓力容器上。當(dāng)容器內(nèi)的壓力超

54、過正常工作壓力并達(dá)到設(shè)計(jì)壓力是即自行爆破，使容器內(nèi)的氣體經(jīng)爆破片斷裂后形成的流出口向外排出，避免容器本體發(fā)生爆炸。是一種安全閥的代用裝置，以下三種情況下應(yīng)裝設(shè)爆破片：1、壓力容器內(nèi)的介質(zhì)為易于結(jié)晶或聚合時(shí)；2、壓力容器內(nèi)的壓力由于化學(xué)反應(yīng)或其它原因迅速上升，裝設(shè)安全閥難以及時(shí)排除過高的壓力。3、壓力容器內(nèi)的介質(zhì)為劇毒氣體或不允許微量泄漏的氣體，安全閥難以保證時(shí)應(yīng)采用爆破片。二、二、爆破片的結(jié)構(gòu)型式：片的結(jié)構(gòu)型式：爆破片片主要由一塊很薄的膜片和一副夾盤組成。常用的防爆片組合件有5種型式： 1、剪切型（切破型）； 2、彎曲型（碎裂式）； 3、正拱普通拉伸型（破裂式）； 4、正拱開縫型； 5、反拱型

55、（失穩(wěn)型、壓縮型）。*爆破片裝置片裝置應(yīng)符合GB567爆破片與爆破裝置片與爆破裝置的要求。爆破片的最低標(biāo)定爆破壓力與工作壓力的要求。爆破片的最低標(biāo)定爆破壓力與工作壓力的比值，應(yīng)根據(jù)爆破片的不同型式來確定，通常的比值，應(yīng)根據(jù)爆破片的不同型式來確定，通常比最大工作壓力略大。比最大工作壓力略大。爆破片圖片產(chǎn)品外觀質(zhì)量要求P189裝設(shè)要求P190更換P191正拱開縫型爆破片及夾持器正拱開縫型爆破片及夾持器 三、爆破片的選用 壓力容器應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的性質(zhì)、工藝條件及載荷特性等選用爆破片：1、要考慮介質(zhì)在工作條件下對膜片有無腐蝕作用。對腐蝕性介質(zhì)，宜采用正拱開縫型爆破片；如果介質(zhì)是可燃?xì)怏w，則不宜選用鑄鐵或碳

56、鋼等材料制造的膜片，以免膜片破裂時(shí)產(chǎn)生火花。2、脈動載荷或壓力大幅度頻繁波動的壓力容器，應(yīng)選用反拱型或彎曲型爆破片。3、為防止膜片金屬在高溫下產(chǎn)生蠕變，使它在低于設(shè)計(jì)爆破壓力時(shí)即爆破，要求膜片的最高使用溫度必須高于介質(zhì)的溫度。四、裝設(shè)與更換1、爆破片裝置與容器的連接管應(yīng)為直管，通道面積不得小于膜片的泄放面積；2、對易燃、毒性強(qiáng)度為極度、高度、中度危害介質(zhì)的壓力容器，應(yīng)在爆破片的排出口裝設(shè)導(dǎo)管，將排放介質(zhì)引至安全地點(diǎn)，并進(jìn)行妥善處理，不得排入大氣。3、爆破片應(yīng)與容器液面以上的氣相空間相連，其中普通正拱型爆破片也可安裝在正常液面以下。4、爆破片裝置應(yīng)定期進(jìn)行更換。對于超過最大設(shè)計(jì)爆破壓力而未爆破的

57、爆破片應(yīng)立即更換；在苛刻條件下使用的爆破片裝置應(yīng)每年更換；一般爆破片裝置應(yīng)在23年內(nèi)更換。第三節(jié)第三節(jié) 壓力表和液面計(jì)一、壓力表： 壓力容器以及需要控制壓力的設(shè)備都必須裝壓力表，壓力表有液柱式、彈性元件式、活塞式和電量式四大類。1 1、壓力表的結(jié)構(gòu)和工作原理、壓力表的結(jié)構(gòu)和工作原理1.1、單彈簧管式壓力表：分為扇形齒輪式和杠桿式兩種。這種壓力表具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、不易泄漏、準(zhǔn)確度較高、安裝使用方便、測量范圍較寬、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，是使用最廣泛的壓力表。1.2、波紋平膜式壓力表：2 2、壓力表的選用、壓力表的選用2.1選用壓力表必須與壓力容器內(nèi)的介質(zhì)相適應(yīng)；2.2壓力表的量程：壓力表的最大量程最好選用壓

58、力容器工作壓力的1.5-2.5倍。2.3壓力表的精度：應(yīng)根據(jù)容器的壓力等級和實(shí)際工作需要確定。低壓容器使用的壓力表精度不應(yīng)低于2.5級，中壓、高壓容器使用的壓力表精度不應(yīng)低于1.5級。2.4壓力表的表盤直徑：一般不應(yīng)小100mm；距離超過2米時(shí)，不應(yīng)小于150mm；距離超過5米時(shí)，不應(yīng)小于250mm。3 3、壓力表的安裝、壓力表的安裝3.1裝設(shè)位置應(yīng)便于操作人員觀察和清洗；3.2為了便于更換和校驗(yàn)，應(yīng)在壓力表與容器之間設(shè)置三通旋塞閥或針形閥；3.3用于蒸汽介質(zhì)的壓力表，要考慮高溫介質(zhì)的影響，在壓力表與容器之間應(yīng)裝有存水彎管；3.4用于腐蝕性介質(zhì)的壓力表，應(yīng)考慮腐蝕介質(zhì)的影響，在壓力表與容器之間

59、應(yīng)裝設(shè)有隔離介質(zhì)的緩沖裝置；3.5在壓力表表盤上應(yīng)標(biāo)出警戒紅線。4 4、壓力表的維護(hù)、壓力表的維護(hù)4.1壓力表應(yīng)保持清潔，玻璃要明亮清晰；4.2壓力表連接管要定期吹洗，以免堵塞；4.3壓力表必須按規(guī)定進(jìn)行定期校驗(yàn)（每半年一次）。壓力表的工作原理是測量系統(tǒng)中的彈簧管在被測介質(zhì)的壓力作用下，迫使彈簧管之末端產(chǎn)生相應(yīng)的彈性變形-位移，借助拉桿經(jīng)齒輪傳動機(jī)構(gòu)的傳動并予放大，由固定于齒輪軸上的指示指針(連同觸頭)逐將被測值在度盤上指示出來。與此同時(shí)，當(dāng)其與設(shè)定指針上的觸頭(上限或下限)相接觸(動斷或動合)的瞬時(shí)，致使控制系統(tǒng)中的電路得以斷開或接通，以達(dá)到自動控制和發(fā)信報(bào)警的目的。二、液位計(jì)液位計(jì)是用來測

60、量液化氣體或物料的液位、流量、裝量、投料量等的一種計(jì)量儀表。一、液位計(jì)的型式及結(jié)構(gòu)1.1、玻璃管式液位計(jì)。1.2、玻璃板式液位計(jì)。1.3、浮球液位計(jì)。1.4、旋轉(zhuǎn)管式液位計(jì)。1.5、滑管式液位計(jì)。二、對液位計(jì)的安全技術(shù)要求1、液位計(jì)要求結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、測量準(zhǔn)確、液位指示明顯醒目，操作維修方便。2、在刻度盤上應(yīng)標(biāo)出最高、最低液位警告紅線。3、應(yīng)安裝在便于操作人員觀察的地方。4、對于盛裝易燃易爆或劇毒、有毒介質(zhì)的液化氣體的容器，應(yīng)采用板式玻璃液位計(jì)。5、液化氣體槽車應(yīng)使用磁力式、拉桿式、浮球式液位計(jì)等，不得采用玻璃管式或玻璃板式液位計(jì)。三、三、 溫度計(jì)溫度計(jì)1、常用溫度計(jì)形式及工作原理1.1、