壓力容器安全操作知識(特種設(shè)備寶貴資料)

1、壓力容器安全操作知識 第一章第一章 壓力容器基礎(chǔ)知識壓力容器基礎(chǔ)知識 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 壓力容器是許多工業(yè)生產(chǎn)過程中不可缺少的一種承壓類特種設(shè)備。隨著工業(yè)的發(fā)展，壓力容器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油、化工、機械、冶金、航空、航天及電力等行業(yè)。目前，在醫(yī)療衛(wèi)生和日常生活中也已被廣泛使用，數(shù)量在日益增加，并逐漸向容量大型化和結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。為了適應(yīng)工程上的需要，近年來，壓力容器的設(shè)備制造不斷采用新材料、新工藝和新技術(shù)。因此，壓力容器的安全可靠性問題就顯得更為重要，更需要人們密切關(guān)注。 壓力容器的安全問題之所以特別重要，主要是因為它既是工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、能源、軍事、科研等領(lǐng)域和日常生活中廣泛使用的設(shè)備，又

2、是事故率高，事故后果嚴(yán)重的特種設(shè)備。 一、 壓力容器應(yīng)用廣泛壓力容器是一種能承受壓力載荷的密閉容器。它的主要作用是儲存、運輸有壓力的氣體或液化氣體，或為這些流體的傳熱、分離提供一個封閉的空間，或作為完成物理或化學(xué)過程的設(shè)備。壓力容器有各種各樣的結(jié)構(gòu)形式，從容積只有幾升的瓶或罐，到容積為上萬立方米的球形容器或高達上百米的塔式容器。它們在生產(chǎn)和生活中得到廣泛的應(yīng)用。在化學(xué)工業(yè)中，幾乎每一個工藝過程都要用到壓力容器。在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，醫(yī)用氧艙、滅菌柜等也都很常見。而液化石油氣鋼瓶等壓力容器已進入千家萬戶，與人們的日常生活密切相關(guān)。v二、壓力容器事故率高v壓力容器是一種可能引起爆炸或中毒等危害性較大事故

3、的特種設(shè)備，當(dāng)設(shè)備發(fā)生破壞或爆炸時，設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)迅速膨脹、釋放出極大的內(nèi)能，這些能量不僅會使設(shè)備本身遭到破壞，瞬間釋放的巨大能力還將產(chǎn)生沖擊波，使周圍的設(shè)施和建筑物遭到破壞，危及人民生命安全。如果設(shè)備內(nèi)盛裝易燃或有毒介質(zhì)，一旦突然發(fā)生爆炸或泄漏，將會造成惡性的連鎖反應(yīng)，后果不堪設(shè)想。它比一般通用機械設(shè)備事故率都高，所以要有更高的安全要求。v壓力容器的工作條件一般比較惡劣，因而容易發(fā)生各種事故。v1.承受一定的壓力及溫度v壓力容器要承受大小不同的壓力載荷和其他戴荷，有些容器要在高溫或深冷條件下工作。壓力容器內(nèi)的壓力可能因操作失誤或反應(yīng)異常而迅速升高，導(dǎo)致承壓部件超壓破裂。v2.硫腐蝕、硫化氫腐蝕

4、以及各種濃度的酸、堿、鹽腐蝕，損壞設(shè)備；有的工作介質(zhì)是易燃易爆物質(zhì)，一旦泄漏，或發(fā)生燃燒、爆炸，會造成人身傷亡和財產(chǎn)損失。v3.較為復(fù)雜的局部應(yīng)力v壓力容器通常都有開孔接管及其他的不連續(xù)結(jié)構(gòu)，在這些區(qū)域內(nèi)存在著較高的應(yīng)力，在某些使用環(huán)境或載荷條件下，會導(dǎo)致承壓部件破裂。v4.連續(xù)運轉(zhuǎn)不能得到正常檢驗v壓力容器大多是鋼制焊接結(jié)構(gòu)，其焊縫部位常隱藏著漏檢缺陷或標(biāo)準(zhǔn)允許的細微缺陷。在使用中，很多壓力容器必須連續(xù)運行，不便停用以進行定期檢驗，所以常因缺陷擴展而導(dǎo)致破裂。v在上述因素共同影響下，即使是設(shè)計、制造質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)的壓力容器，在正常操作條件下也可能發(fā)生事故，更不用說帶有設(shè)計、制造缺陷和操作不當(dāng)?shù)?/p>

5、設(shè)備了。v三、壓力容器事故后果嚴(yán)重v壓力容器承壓部件的斷裂破壞伴隨著介質(zhì)的能量釋放會形成爆炸，具有巨大的破壞力，不僅損壞設(shè)備本身，而且損壞周圍的設(shè)備和建筑物，并常常造成人身傷亡，后果極其嚴(yán)重。造成傷害的因素主要有：v1、沖擊波傷害v壓力容器的的介質(zhì)一般是具有一定壓力的氣體、液化氣體或高溫液體，承壓部件一旦破裂，介質(zhì)就會泄壓膨脹或瞬時汽化，瞬間釋放出巨大的能量。其中大約85%的能量用以產(chǎn)生沖擊波，向周圍快速傳播，破壞設(shè)備、建筑物，并危害人身安全。v2、設(shè)備碎片傷害v壓力容器破裂時，有些殼體可能裂成碎片并高速飛出，擊穿、撞壞設(shè)備或建筑，有時還會直接傷人。v3、介質(zhì)傷害v壓力容器破裂時介質(zhì)外泄，常常

6、造成人員燙傷、中毒、現(xiàn)場燃燒及二次爆炸，產(chǎn)生連鎖反應(yīng)?？傊ǔ３Ｔ斐纱竺娣e、立體性的破壞和群體分割，給事故發(fā)生單位及其附近社區(qū)造成嚴(yán)重損失。vv綜上所述，壓力容器應(yīng)用廣泛，工作條件惡劣，容易損壞，事故率高，且事故后果往往嚴(yán)重。因此，對壓力容器的安全問題不能等閑對待，一定要慎之又慎，確保萬無一失。我國把壓力容器作為一種特種設(shè)備，由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局對其安全進行監(jiān)督管理。國務(wù)院頒布了特種設(shè)備安全監(jiān)察條例，把壓力容器作為特種設(shè)備中的一種，對生產(chǎn)（含設(shè)計、制造、安裝、改造、維修）、使用、檢驗檢測及其監(jiān)督檢查等環(huán)節(jié)都做出了具體規(guī)定。對使用單位，要求使用符合安全技術(shù)規(guī)范的特種設(shè)備，建立技術(shù)檔案，

7、向特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門登記，按規(guī)定進行定期檢驗，持證使用；至于作業(yè)人員（含相關(guān)管理人員和操作人員），則必須經(jīng)專門的技術(shù)培訓(xùn)和考核，持證上崗，以確保壓力容器安全運行。 第二節(jié)第二節(jié) 壓力容器的基本要求壓力容器的基本要求v壓力容器的生產(chǎn)（含設(shè)計、制造、安裝、改造維修）和使用，必須最大限度地滿足工藝生產(chǎn)和安全規(guī)范的要求。也就是說，壓力容器必須具備工藝要求的使用性能，安全可靠，制造與安裝簡單，結(jié)構(gòu)先進；維修操作方便，經(jīng)濟合理。因此，壓力容器必須滿足以下要求：v一、強度v強度是指容器在指定的壓力或其他外部載荷作用下，抵抗破壞（破裂或過量塑性變形）的能力。如反應(yīng)器或分離器的筒體強度設(shè)計不足，在壓力作用

8、下，將產(chǎn)生過量塑性變形，以致直徑增大，壁厚減薄，最后導(dǎo)致破裂失效。v二、剛度v剛度與強度不同。剛度是指抵抗變形的能力。容器或容器的受壓部件雖然不會因強度不足而發(fā)生破裂和過量的塑性變形，但彈性變形過大也會使其喪失正常工作的能力。如壓力容器設(shè)備法蘭和接管法蘭，會因剛度不足導(dǎo)致密封泄漏，使密封結(jié)構(gòu)失效。v三、穩(wěn)定性v穩(wěn)定性是指在外載荷作用下，容器保持其固有形狀不變的能力。穩(wěn)定性失效是指容器外載荷達到某一極限而形狀突然發(fā)生改變，使容器喪失工作能力。如薄壁圓筒容器在外部載荷作用下的突然壓癟或斷裂。v四、耐久性四、耐久性v耐久性是容器使用壽命的表征。它與強度、剛度及穩(wěn)定性一樣，是容器性能的重要指標(biāo)。一般壓

9、力容器的設(shè)計使用年限為1020年，對重要的容器可按20年考慮。當(dāng)然，容器的設(shè)計使用年限與容器的實際使用年限是不同的，如果容器維護保養(yǎng)得當(dāng)，實際使用年限可以比設(shè)計使用年限長得多。壓力容器的使用年限取決于容器的疲勞壽命和腐蝕速率等。v五、密封性五、密封性v壓力容器的密封不僅指可拆連接處的密封，而且也包括焊接連接處的密封。對于盛裝易燃、有毒介質(zhì)的壓力容器，容器的密封性必須從嚴(yán)要求。盛裝這類介質(zhì)的容器不但需采用可靠的密封結(jié)構(gòu)，而且其制造和定期檢驗都要提出氣密性試驗等更高要求。v 第三節(jié)第三節(jié) 壓力容器的主要技術(shù)參數(shù)壓力容器的主要技術(shù)參數(shù)v壓力容器技術(shù)參數(shù)是由工藝確定的。它是壓力容器設(shè)計、制造、檢驗、使

10、用的重要依據(jù)。壓力容器主要技術(shù)參數(shù)為壓力、溫度、介質(zhì)、容積和壁厚。v一、壓力一、壓力v壓力是壓力容器內(nèi)壁單位面積所承受的與表面垂直的作用力。又稱壓力強度，簡稱壓強。習(xí)慣上叫壓力。用符號“”表示，單位為帕（Pa），常用百萬倍數(shù)單位為兆帕（MPa)。v1、大氣壓力v大氣壓力是地球表面大氣層受地心的吸引所產(chǎn)生的重力，即所謂大氣壓。地球表面不同部位大氣層厚度是不同的，大氣層厚處，壓力就大，反之則小。高山上的大氣壓就比海平面上的小。為使計算有個統(tǒng)一基點，我們將海平面上，相當(dāng)于760約定毫米汞柱（mmHg）的大氣壓力稱為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（at），用0.1MPa表示。為計算方便，工程上稱0.098MPa為1工程

11、大氣壓（at）。它與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓之間的換算關(guān)系為：v1工程大氣壓=0.968標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=735.6mmHgv如果以約定毫米水柱（mmH2O)來計算壓力時，其換算關(guān)系為：v9.8Pa=1mmH2Ov0.098MPa=10000mmH2O=10mH2Ov應(yīng)該注意的是，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、工程大氣壓、約定毫米汞柱或約定毫米水柱都是應(yīng)廢除的單位。v2、絕對壓力v絕對壓力是流體相對于真空的自身實際壓力，與大氣壓無關(guān)。v3、表壓力v壓力表測得的壓力數(shù)值，實際上是容器內(nèi)部壓力與大氣壓的差值，通常稱為表壓。當(dāng)容器內(nèi)介質(zhì)的壓力等于大氣壓時，壓力表的指針指在零位，稱表壓為零。絕對壓力、表壓力之間的關(guān)系為：v絕對壓力=表壓力

12、+大氣 壓力v4、最高工作壓力v最高工作壓力是指在正常操作情況下，容器頂部可能出現(xiàn)的最高壓力（即不包括液體的靜壓力）。v5、設(shè)計壓力v設(shè)計壓力是指在相應(yīng)設(shè)計溫度之下，用以確定容器殼體厚度的壓力，亦即標(biāo)注在銘牌上的容器設(shè)計壓力，其值略高于最高工作壓力。v對于盛裝液化氣體的容器，在規(guī)定的系數(shù)范圍內(nèi)，設(shè)計壓力應(yīng)根據(jù)操作條件下可能達到的最高溫度確定。v外壓容器的設(shè)計壓力，應(yīng)取不小于正常操作情況下可能出現(xiàn)的最大內(nèi)外壓力差。v真空容器按隨外壓設(shè)計，當(dāng)裝有安全控制裝置（如真空泄放閥）時，設(shè)計壓力取1.25倍的最大內(nèi)外壓力差和0.1MPa兩者中的較小者；當(dāng)沒有安全控制裝置時，取0.1MPa。v計算帶夾套部分的

13、內(nèi)容器時，應(yīng)地考慮正常操作情況下可能出現(xiàn)的內(nèi)外壓力差。v6.壓力容器的壓力來源v壓力容器的壓力來源主要有四種：v(1)由壓縮機或液體泵產(chǎn)生的壓力 此時壓力容器中，通過容積式壓縮機或者容積式泵使氣體或液體縮小體積，增加氣體或液體的密度來提高氣體或液體的壓力。工作介質(zhì)的壓力取決于壓縮機和泵出口的壓力的容器，如儲氣罐、緩沖罐、壓縮機段間分離容器等，就屬于此類情況。速度型壓縮機及泵則通過增加氣體或液體的流速，并將其動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能來提高氣體及液體的壓力。v（2）由蒸氣鍋爐、廢熱鍋產(chǎn)生的壓力 此時壓力容器的工作介質(zhì)為蒸氣（如汽包、蒸汽加熱器等），其壓力取決于鍋爐蒸汽壓力或經(jīng)減壓后的蒸汽壓力。v（3）由液

14、化氣體蒸 發(fā)產(chǎn)生的壓力 這對于工作介質(zhì)為液化氣體的壓力容器，如液化氣儲罐、液化氣鋼瓶等。其壓力取決于儲存溫度下，液化氣體的飽和蒸汽壓。液化氣體類型不同、操作溫度不同，則其對應(yīng)的飽和蒸汽壓也不同。v（4）由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的壓力 多數(shù)反應(yīng)容器中，兩種或兩種以上的化學(xué)物質(zhì)，在一定的溫度和壓力條件下，進行化學(xué)反應(yīng)，生成一種或幾種化合物。有些容器中，所進行的則可能是分解或解聚等過程。在這些過程中，反應(yīng)物體積和溫度可能發(fā)生急劇變化，同時引起反應(yīng)器內(nèi)壓力的變化。例如聚甲醛（固體）的比容為0.7L/kg，當(dāng)它解聚變?yōu)闅鈶B(tài)甲醛時，其比容達746L/kg，體積劇增上千倍，在容器內(nèi)產(chǎn)生很高的壓力。v因此，無論是介質(zhì)壓

15、力產(chǎn)生于容器外，還是產(chǎn)生在容器內(nèi)，操作不當(dāng)都有發(fā)生事故的可能性，都存在不同的危險性。v二、溫度二、溫度v1、介質(zhì)溫度v指容器內(nèi)工作介質(zhì)的溫度，可以用測量儀表測得。v2、設(shè)計溫度v壓力容器的設(shè)計溫度不同于其內(nèi)部介質(zhì)可能達到的溫度，是指容器在正常工作過程中，在相應(yīng)設(shè)計壓力下，器壁或元件金屬可能達到的最高或最低溫度。GB1501998鋼制壓力容器對設(shè)計溫度的選取有如下規(guī)定：v（1）當(dāng)容器的各個部位在工作過程中可能產(chǎn)生不同溫度時，可取預(yù)計的不同溫度作為各相應(yīng)部位的設(shè)計溫度。v（2）對有內(nèi)保溫的容器，應(yīng)進行壁溫計算或以工作條件相似容器的實測壁溫作為設(shè)計溫度，并需在容器壁上設(shè)置測溫點或涂以超溫顯示劑。v值

16、得注意的是，只有當(dāng)器壁或元件金屬的溫度低于-20時，才按最低溫度確定設(shè)計溫度。除此之外，設(shè)計溫度一律按最高溫度選取。v3、試驗溫度是指壓力試驗時，容器殼體的金屬溫度。v有關(guān)規(guī)程或規(guī)范規(guī)定，對容器的使用溫度和金屬壁溫要進行控制，以免容器超溫運行。vv三、介質(zhì)三、介質(zhì)v介質(zhì)是指壓力容器內(nèi)盛裝的物料，有液態(tài)、氣態(tài)或氣液混合態(tài)。壓力容器的安全性與其內(nèi)部盛裝的介質(zhì)密切相關(guān)，介質(zhì)性質(zhì)不同，對容器的材料、制造和使用的要求也不同。介質(zhì)易燃、易爆、有腐蝕性和毒性的容器，危險性較大，因此，在使用維護中應(yīng)特別注意。v1、易燃介質(zhì)v指與空氣的混合物的爆炸下限小于10%，或爆炸上限與下限的差值大于等于20%的氣體，如氫

17、、甲烷、乙烷、環(huán)氧乙烷、環(huán)丙烷、乙烯、丙烯等。v2、毒性介質(zhì)v參照GB50441985職業(yè)性接觸毒物危害程度分級的規(guī)定，將毒性介質(zhì)分為四級，具體為：v（1）I級極度危害，（在空氣中的）允許濃度小于0.1mg/m3。v（2）級高度危害，允許濃度大于等于0.1mg/m3,小于1.0mg/m3。v（3）級中度危害，允許濃度大于等于1.0mg/m3，小于10mg/m3。v（4）級輕度危害，允許濃度大于等于10mg/m3。v如氟、氫氟酸、光氣、氟化氫、氯等為I、II級；二氧化硫、氨、一氧化碳、甲醇、氧化乙烯、硫化乙烯等為級；氫氧化鈉、丙酮等為。v3.混合物質(zhì)的介質(zhì)。壓力容器中的介質(zhì)為混合物質(zhì)時，應(yīng)根據(jù)介

18、質(zhì)的組成并按毒性程度和易燃介質(zhì)的劃分原則，由設(shè)計單位的工藝設(shè)計部門或使用單位的生產(chǎn)技術(shù)部門，判定介質(zhì)毒性程度，以及是否屬于易燃介質(zhì)。v4.腐蝕介質(zhì)。硝酸、硫酸、鹽酸、環(huán)烷酸、強堿等具有強腐蝕性。介質(zhì)的腐蝕性很復(fù)雜。介質(zhì)的種類和性質(zhì)不同，加上工藝條件不同，介質(zhì)的腐蝕性也不同。v四、容積v壓力容器主要是為不同生產(chǎn)工藝提供承壓空間。容積取決于生產(chǎn)工藝的需要。決定容積大小的主要參數(shù)是直徑與長度。筒體的強度與厚度、直徑有關(guān)而與長度無關(guān)。長度與剛度有關(guān)。在滿足生產(chǎn)工藝的情況下，直徑小可節(jié)省材料。vv壓力容器通常以其內(nèi)直徑為其準(zhǔn)。為適應(yīng)容器標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的需要，采用公稱直徑。但是，用無縫鋼管制造的圓筒形容器

19、，直徑是指它的外徑。因為無縫鋼管的公稱直徑不是內(nèi)徑，而是接近內(nèi)徑而僅小于外徑的一個數(shù)值。為了方便，無縫鋼管作為容器時，選它的外徑作為容器的公稱直徑。公稱直徑是經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化后的尺寸。直徑的符號用D及數(shù)字表示，公稱直徑用符號Dg及數(shù)字表示，單位為毫米（mm)；容積用符號V及數(shù)字表示，單位為立方米（m3）。v五、壁厚五、壁厚v表示容器壁厚的參數(shù)常見的有：名義厚度、厚度附加量 、計算厚度、設(shè)計厚度、有效厚度等。厚度的單位為毫米（mm）。v1、名義厚度是將設(shè)計厚度向上圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度，即是圖樣上標(biāo)注的厚度。v2、厚度附加量指鋼材的厚度負偏差和腐蝕余量之和。v3、計算厚度指按各計算公式計算所得

20、的厚度（不包括厚度附加量）。v4、設(shè)計厚度指計算厚度與厚度附加量之和。v5、有效厚度指名義厚度減去厚度附加量。v第四節(jié)第四節(jié) 壓力容器的分類壓力容器的分類v壓力容器的形式、種類繁多，有許多種分類方法，常用的有以下幾種：v一、一般分類一、一般分類v1、按容器承受的壓力分類v按所承受壓力的高低，壓力容器可分為低壓、中壓、高壓、超高壓四個等級。具體劃分如下：v（1）低壓容器（代號L），0.1MPaP1.6MPa。v（2）中壓容器（代號M）v1.6MPaP10MPa。v（3）高壓容器（代號H），10MPaP100MPa。v（4）超高壓容器（代號U），vP100MPa。vv2、按殼體承壓方式分類v按殼體

21、承壓方式不同，壓力容器可分為內(nèi)壓（殼體內(nèi)部承受介質(zhì)壓力）容器和外壓（殼體外部承受介質(zhì)壓力）容器兩大類。v3、按設(shè)計溫度分類v按設(shè)計溫度（t）的高低，壓力容器可分為低溫容器（t20）、常溫容器（20t450 ）高溫容器（t450）。v4、按安置形式分類v按安置形式分類，壓力容器可分為固定式容器和移動式容器兩大類：v（1）固定式容器 固定式容器是指有固定的安裝和使用地點，工藝條件和操作人員也比較固定，一般不是單獨裝設(shè)，而是用管道與其他設(shè)備相連接的容器，如合成塔、蒸球、球罐、管殼式余熱熱鍋爐、熱交換器、分離器等。v（2）移動式容器 移動式容器指的是儲運容器，如氣瓶、汽車罐車、鐵路罐車、罐式集裝箱等，

22、其主要用途是裝運有壓力的氣體或液體。這類容器無固定使用地點，一般沒有專職的使用操作人員，使用環(huán)境經(jīng)常改變，管理比較復(fù)雜，較易發(fā)生事故。v5、按生產(chǎn)工藝過程中的作用原理分類v按生產(chǎn)工藝過程中的作用原理，壓力容器可分為反應(yīng)容器、換熱容器、分離容器和儲運容器。v（1）反應(yīng)容器（代號R）主要用來完成介質(zhì)的物理變化、化學(xué)反應(yīng)的容器，如反應(yīng)器、反應(yīng)釜、發(fā)生器、分解鍋、硫化罐、分解塔、聚合釜、高壓釜、合成塔、變換爐、蒸煮鍋、蒸壓釜、蒸球等。v（2）換熱容器（代號E）主要用來完成介質(zhì)熱量交換的容器，如管殼式廢熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)鍋、加熱器、硫化鍋、消毒鍋、蒸煮器、染色器等。v（3）分離容器（

23、代號S）主要用來完成介質(zhì)的流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離等的容器，如分離器、過濾器、集油器、緩沖器、儲能器、洗滌器、吸收器、銅洗塔、干燥塔等。v（4）儲存容器（代號C，其中球形儲罐代號B）主要用來儲存盛裝氣體、液體、液化氣體等的容器，如各種形式的儲罐。v（5）在一種容器中，如同時具有兩個以上的工藝作用原理時，應(yīng)按工藝過程中的主要作用來劃分。v6、其他分類方法v（1）按容器的壁厚分，有薄壁容器（壁厚不大于容器內(nèi)徑的1/10）和厚壁容器（壁厚大于容器內(nèi)徑的1/10）。v（2）按殼體的幾何形狀分，有球形容器、圓筒形容器、異形容器（如錐圓形、箱形、輪胎形等）。v（3）按制造方法分，有板焊容器、鍛焊容器

24、、鑄造容器、包扎式容器、繞帶式容器等。v（4）按容器的安放形式分，有立式容器、臥式容器等。v（5）按容器的殼體材料分，有金屬容器（如鋼制容器、鋁制容器、鈦制容器）、非金屬容器（如石墨制容器、玻璃鋼制容器、全塑料制容器、移動式非金屬容器）。v二、從安全監(jiān)察角度分類v1、我國壓力容器安全監(jiān)察的范圍v（1）壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程列入的壓力容器安全監(jiān)察范圍 在199年6月由原國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒布的壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程中，將同時具備下列三個條件的容器列入壓力容器安全監(jiān)察的范圍：v1）最高工作壓辦（pw）大于等于0.1MPa（不含液體靜壓力）。vv2）內(nèi)直徑（非圓形截面指其最大尺寸）大于等于0.1

25、5m，且容積（V）大于等于0.025m3。v3）盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度大于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體。v（2）特種設(shè)備安全監(jiān)察條例列入的壓力容器安全監(jiān)察范圍2003年3月公布的國務(wù)院特種設(shè)備安全監(jiān)察條例列入壓力容器安全監(jiān)察的范圍：v盛裝氣體或液體，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（Pw）大于或等于0.1 MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或等于2.5 MPaL的氣體或液化氣體和最高工作溫度高于或等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體的固定式容器和移動容器；盛裝公稱工作壓力大于或等于0.2 MPa ，壓力與容積的乘積大于或等于1.0 MPaL的氣體、液化氣體和標(biāo)準(zhǔn)沸點等于或低于60液體的

26、氣瓶；氧艙等。v由于特種設(shè)備安全監(jiān)察條例是后發(fā)布的法規(guī)，且又比壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程監(jiān)察范圍寬，對屬于特種設(shè)備安全監(jiān)察條例適用范圍，但不在壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程適用范圍的小型壓力容器（即直徑小于0.15m或容積小于0.025m3），根據(jù)國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局2006年3月下發(fā)的關(guān)于鍋爐壓力容器安全監(jiān)察工作有關(guān)問題的意見（質(zhì)檢辦特函2006144號）第一條第一款規(guī)定，小型容器不按壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程劃分類別。v2、壓力容器的類別v在壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程中，將期監(jiān)察范圍的容器劃分為三類：第一類壓力容器、第二類壓力容器和第三類壓力容器。其中第三類壓力容器危險性最大，故要求最嚴(yán)格。v第三

27、類壓力容器v1）高壓容器。v2）易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)且PV0.5MPam3的中壓反應(yīng)容器和PV10MPam3的中壓儲存容器。vv3）毒性程度為極度或高度危害介質(zhì)的中壓容器和PV0.2MPam3的低壓容器。v4）高壓、中壓管殼式余熱鍋爐。v5）中壓搪玻璃壓力容器。v6）使用強度級別較高（指相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強度規(guī)定值下限大于等于540MPa）的材料制造的壓力容器。v7）移動式壓力容器，包括鐵路罐車（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）、罐式汽車液化氣體運輸（半掛）車、低溫液體運輸（半掛）車、永久氣體運輸（半掛）車和罐式集裝箱（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）等。v 8）球形儲罐（容積大于50m3）。v9

28、）低溫液體儲存容器（容積大于50m3）。v（2）第二類壓力容器（屬于第三類壓力容器的除外）v1）中壓容器。v2）易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和儲存容器。v3）毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的低壓容器。v4）低壓管殼式余熱鍋爐。v5）低壓搪玻璃壓力容器。v（3）第一類壓力容器 低壓容器（屬于第二類、第三類壓力容器的除外）。v3、壓力容器安全狀況等級的劃分v壓力容器的安全狀況等級的劃分和評定 是對在用壓力容器安全狀況的整體評定。壓力容器安全狀況共分為五個等級：1級，表示壓力容器處于最佳安全狀態(tài)；2級，表示壓力容器處于良好安全狀態(tài)；3級，表示壓力容器安全狀況一般，尚在合格范圍內(nèi)；4級

29、，表示壓力容器處于在限制條件下監(jiān)督運行態(tài)；5級，表示壓力容器停止使用或判廢。安全狀況等級是經(jīng)檢驗人員檢驗后與設(shè)備使用單位商定的。根據(jù)安全狀況等級可確定設(shè)備的下次檢驗周期。安全狀況的等級按鍋爐壓力容器使用登記管理辦法附件6劃分和評定。v根據(jù)壓力容器的安全狀況，將新壓力容器劃分為1、2、3三個等級，在用壓力容器劃分為2、3、4、5四個等級，每個等級劃分原則如下：v（1）1級 壓力容器出廠技術(shù)資料齊全；設(shè)計、制造質(zhì)量符合有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求；在規(guī)定的定期檢驗周期內(nèi)，在設(shè)計條件下能安全使用。v（2）2級v1）新壓力容器 出廠技術(shù)資料齊全；設(shè)計、制造質(zhì)量基本符關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求，存在的某些不危及安全且難

30、以糾正的缺陷，出廠時已取得設(shè)計單位、使用單位和使用單位所在地安全監(jiān)察機構(gòu)同意；在規(guī)定的定期檢驗周期內(nèi)，在設(shè)計規(guī)定的操作條件下能安全使用。v2）在用壓力容器 技術(shù)資料基本齊全；設(shè)計制造質(zhì)量基本符合有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求；根據(jù)檢驗報告，存在某些不危及安全且不易修復(fù)的一般性缺陷；在規(guī)定的定期檢驗周期內(nèi)，在規(guī)定的操作條件下能安全使用。v（3）3級v1）新壓力容器 出廠技術(shù)資料基本齊全；主體材料、強度、結(jié)構(gòu)基本符合有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要標(biāo)；但制造時存在的某些不符合法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的問題或制陷，出廠時已取得設(shè)計單位、使用單位和使用單位所在地安全監(jiān)察機構(gòu)同意；在規(guī)定的定期檢驗周期內(nèi)，在設(shè)計規(guī)定的操作條件下能安全使用。v

31、v2）在用壓力容器 技術(shù)資料不夠齊全；主體材料、強度、我基本符合有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求；制造時存在的某些不符合法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的問題或缺陷，焊縫存在超標(biāo)的體積性缺陷，根據(jù)檢驗報告，未發(fā)現(xiàn)缺限發(fā)展或擴大；其檢驗報告確定在規(guī)定的定期檢驗周期內(nèi)，在規(guī)定的操作條件下能安全使用。v（4）4級 主體材料不符合有關(guān)規(guī)定，或材料不明，或雖屬選用正確，但已有老化傾向；主體結(jié)構(gòu)有較嚴(yán)重的不符合有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的缺陷，強度經(jīng)校核尚能滿足要求；焊接質(zhì)量存在線性缺陷；根據(jù)檢驗報告，未發(fā)現(xiàn)缺陷由于使用因素而發(fā)展或擴大；使用過程中產(chǎn)生了腐蝕、磨損、損傷、變形等缺陷，其檢驗報告確定為不能在規(guī)定的操作條件下或在正常的檢驗周期內(nèi)安全使用。

32、必須采取相應(yīng)措施進行修復(fù)和處理，提高安全狀況等級，否則只能在限定的條件下短期監(jiān)控使用。v（5）5級 無制造許可證的企業(yè)或無法證明原制造單位具備制造許可證的企業(yè)制造的壓力容器；缺陷嚴(yán)重、無法修復(fù)或難于修復(fù)、無返修價值和修復(fù)后仍不能保證安全使用的壓力容器，應(yīng)予以判廢，不得繼續(xù)作承壓設(shè)備使用。v需要說明的是：安全狀況等級中所述缺陷，是制造該壓力容器最終存在的狀態(tài)。如缺陷已消除，則以消除后的狀態(tài)，確定該壓力容器的安全狀況等級。v技術(shù)資料不全的，按有關(guān)規(guī)定由原制造單位或檢驗單位經(jīng)過檢驗驗證后補全技術(shù)資料，并能在檢驗報告中得出結(jié)論的，則可按技術(shù)資料基本齊全對待。無法確定厚制造單位具備制造資格的，不得通過檢

33、驗驗證補充技術(shù)資料。v安全狀況等級中所述問題與缺陷，只要確認(rèn)其具備最嚴(yán)重之一者，便可按其性質(zhì)確定該壓力容器的安全狀況等級。v4、壓力容器注冊代碼和使用登記號碼v（1）注冊代碼 注冊代碼由進行在用設(shè)備登記的安全監(jiān)察機構(gòu)編制，是設(shè)備第一次辦理使用登記時派發(fā)的永久代碼。無論所有者、使用地點、性能是否改變，同一臺（套）設(shè)備的代碼在設(shè)備使用、檢驗、修理、改造、移裝、過戶中始終保持其唯一性，直至設(shè)備報廢。v注冊代由設(shè)備分類碼、行政區(qū)劃代碼、注冊所份碼、順序碼組成，共二十位（見圖1-1）。v v 順序碼v 注冊年份碼v 行政區(qū)劃代碼v 設(shè)備分類碼vv圖1-1 壓力容器注冊代碼結(jié)構(gòu)v設(shè)備分類碼見表1-1。v表

34、1-1 設(shè)備分類編碼表設(shè)備分類設(shè)備分類編碼編碼壓力容器2000固定式壓力容器2100反應(yīng)容器2110換熱容器2120分離容器2130儲存容器2140球形容器2150深冷容器2160移動式壓力容器2200鐵路罐車2210汽車罐車2220罐式集裝箱2230氧艙24002）行政區(qū)劃代碼用六位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，引用GB/T2260中華人民共和國行政區(qū)劃代碼，按照設(shè)備登記機構(gòu)所在地的行政區(qū)劃代碼分類。3）注冊所份碼用六位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，以登記日期的年、月表述，其中“年”用四位阿拉伯?dāng)?shù)字，“月”用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字，一位數(shù)的“月”前面加“0”。4）順序碼一般用四位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，以同類設(shè)備在同月內(nèi)登記的順序編排

35、，從“0001”排到“9999”。對一個月內(nèi)，同類設(shè)備的登記數(shù)超過9999的，可將頭位數(shù)編為英文字母“A”，如登記時的排序達到10002，則應(yīng)編排為“A002”，再超過A999，可將“A”編排為“B”，依此類推。舉例：某一單位于2006年5月12日到北京市豐臺區(qū)特種設(shè)備安監(jiān)察機構(gòu)辦理一臺儲存容器的登記手續(xù)。5月份，該安全監(jiān)察機構(gòu)已經(jīng)辦理235臺儲存容器的登記手續(xù)，因此該臺設(shè)備的代碼為：v21401101062006050236（二十位）v（2）使用登記證號碼 壓力容器使用登記證號碼由在用設(shè)備所在地的地、市級安全監(jiān)察機構(gòu)在簽發(fā)壓力容器使用登記時編制，使用單位應(yīng)將此號碼懸掛在容器車間內(nèi)或噴涂在壓力

36、容器的顯著位置上。v使用登記證號碼由特性碼（可省略）、地址碼、順序組成（見圖1-2）。v v 順序碼v 地址碼v 特性碼vv圖1-2 壓力容器使用登記證號碼結(jié)構(gòu)vv1）特性碼由一個漢字、一位阿拉伯?dāng)?shù)字和兩位英文字母表示，第一個漢字為“容”；第二位阿拉伯?dāng)?shù)字代表壓力容器類別；第三位英文字母代表壓力容器壓力等級，分為超高壓（U）、高壓（H）、中壓（M）低壓（L）；第四位英文字母代表壓力容器用途，分為反應(yīng)容器（R）、換熱容器（E）、分離容器（S）、儲存容器（C）、球形儲罐（B）、醫(yī)用氧艙（H）、鐵路罐車（T）、汽車罐車（A）、罐式集裝箱（V）。vv2）地址碼用一個漢字和兩位英文字母或阿拉伯?dāng)?shù)字表示，

37、第一個漢字為各省、自治區(qū)、直轄市簡稱；第二位英文字母代表省內(nèi)各地市（由各省自行規(guī)定）；第三位，使用英文字母代表市轄縣或大型聯(lián)合企業(yè)，使用阿拉伯?dāng)?shù)字代表市轄區(qū)（由各省自行規(guī)定）。v3）順序碼一般用四位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，以同一縣（區(qū)）內(nèi)登記的壓力容器順序編排，從“0001”排到“9999”。對同類設(shè)備的登記數(shù)超過9999的，可將頭位數(shù)編為英文字母“A”，如登記時的排序達到10002，則應(yīng)編排為“A002”，再超過A999，可將“A”編排為“B”，以此類推。v舉例：遼寧省沈陽市所屬的縣級市新民市某一單位，到遼寧省沈陽市特種設(shè)備安全監(jiān)察機構(gòu)辦理一臺液化石油氣儲罐的登記手續(xù)。該安全監(jiān)察機構(gòu)為其力理壓力容器

38、使用登記證，該臺設(shè)備在新民市的壓力容器排序為“8923”，使用登記證號碼為“容3 MC遼AA8923”。v第五節(jié)第五節(jié) 壓力容器常用鋼材壓力容器常用鋼材v制造壓力容器的材料種類較多，有金屬材料和非金屬材料。v金屬材料分黑色金屬和有色金屬等。目前，絕大多數(shù)的壓力容器是金 屬材料的。應(yīng)用最多的材料是碳素鋼和合金鋼。v（1）壓力容器是在承壓狀態(tài)下工作的，有些同時還要承受高溫或腐蝕介質(zhì)的作用，因此工作條件較差，易發(fā)生變形、腐蝕和疲勞等損壞。此外，（2）在制造壓力容器時，為了獲得所需的幾何形狀，鋼材還需進行彎卷、沖壓、焊接等冷熱成形加工。加工可能產(chǎn)生殘余應(yīng)力及缺陷。由于這些原因，壓力容器要比其他一般的機

39、械設(shè)備容易損壞。為了保證壓力容器全運行，正確選用鋼材是很重要的。v選用鋼材的要求v用來制造壓力容器的鋼材應(yīng)能適應(yīng)容器的操作條件（如溫度、壓力、介質(zhì)特性等），并有利于容器的加工制造和質(zhì)量保證。具體選用時，重點應(yīng)考慮鋼材的力學(xué)性能、工藝性能和耐腐蝕性能。vv1、力學(xué)性能（機械性能）v用來制造壓力容器的鋼材主要強調(diào)其強度、塑性、韌性和硬度四個性能指標(biāo)。v（1）材料的強度 強度是指材料承受外力作用而不被破壞的能力。強度指標(biāo)是設(shè)計中決定許用應(yīng)力的重要依據(jù)。常用的強度指標(biāo)有屈服強度S和抗拉強度b。高溫下工作時，還要考慮蠕變極限n和持久強度D。這些強度參數(shù)都是通過試驗得出的。v屈服強度（s）指鋼材在開始塑性

40、變形時單位面積上所承受的拉力。這個指標(biāo)表示鋼材抵抗塑性變形的能力。實際上許多材料的拉伸曲線不出現(xiàn)明顯的塑性平臺，不能明顯地確定出屈服點，所以用其變形量為0.2%時的應(yīng)力0.2表示屈服強度值。v抗拉強度（b）指材料在拉斷之前單位面積上所能承受的最大拉力，是材料承載能力的極限。這個指標(biāo)表示鋼材抵抗斷裂的能力。v蠕變極限（n）反映材料在高溫下的變形問題。它是指在一定溫度下，產(chǎn)生10-7mm/（mmh）蠕變速度的應(yīng)力值。即在該溫度下經(jīng)過100 000h（約12年）產(chǎn)生1%總變形的應(yīng)力值。v持久強度（D）反映材料在高溫下的斷裂性能，它是指在一定溫度下經(jīng)過規(guī)定的工作期限（約100 000h）后產(chǎn)生斷裂時的

41、應(yīng)力值。常作為設(shè)計高溫元件的依據(jù)。v（2）塑性 塑性指金屬材料在外力作用下產(chǎn)生不能恢復(fù)原狀的永久變形而又不破裂的能力。塑性用延伸率和斷面收縮率來表示。塑性指標(biāo)包括：延伸率，即試樣拉斷后的相對伸長量；斷面收縮率 ，即試樣拉斷后，拉斷處橫截面積的相對縮小量。v1）延伸率 指試樣在拉斷后的總伸長量與試樣原長比值的百分率，表明鋼材被拉斷時的拉長強度，由于總伸長量是均勻伸長和產(chǎn)生局部縮頸后伸長之和，故值與試樣尺寸有關(guān)。為了便于比較，規(guī)定試樣計算長度為直徑的5倍和10倍，用5 或10表示。vv2）斷面收縮率 斷面收縮率指試樣在拉斷后的斷口面積的縮小同原斷面面積比值的百分率，表明鋼材被拉斷時拉細的程度，用

42、表示。v3）韌性 是指金屬材料抵抗沖擊載荷的能力。韌性常用沖擊功AK和沖擊韌度aK表示。AK值或aK值除反映出材料的抗沖擊性能外，還對材料的一些缺陷很敏感，能靈敏地反映出材的品質(zhì)、宏觀缺陷和顯微組織方面的微小變化。而且AK對材料的脆性轉(zhuǎn)變情況十分敏感，低溫沖擊試驗?zāi)軝z驗鋼的冷脆性。v表示材料韌性的一個新的指標(biāo)是斷裂韌性，它是反映材料對裂紋擴展的抵抗能力。v4）硬度 是衡量材料軟硬程度的一個性能指標(biāo)，是表征材料抗局部變形的能力。硬度試驗的方法較多，原理也不相同，測得的硬度值和含義也不完全一樣。最常用的是靜負荷壓入法硬度試驗，即布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA，HRB，HRC）、維氏硬度（HV）

43、，其值表示材料表面抵抗堅硬物體壓入的能力。而肖氏硬度（HS）則屬于回跳法硬度試驗，其值代表金屬彈性變形功的大小。因此，硬度不是一個單純的物理量，而是一種反映材料的彈性、塑性、強度和韌性的綜合性能指標(biāo)。v材料力學(xué)性能的各因素是相互聯(lián)系又相互制約的。有些材料硬度較高，但它的伸長率及沖擊韌性卻很低。因此，選材時不能只看其單一的性能指標(biāo)，而應(yīng)對材料力學(xué)性能的諸因素做全面分析。v2、工藝性能v工藝性能是材料的冷塑性與焊接性能的統(tǒng)稱。壓力容器大多是先用鋼板卷制或沖壓成形，然后進行焊接而成。因此，要求制造壓力容器的材料具有良好 的冷塑性與焊接性能。冷塑性一般可以由上述力學(xué)性能中的塑性指標(biāo)得到保證。焊接性能是

44、工藝性能中的主要控制指標(biāo)。v鋼的焊接性能或稱可焊性，是指鋼材是否具有在規(guī)定的焊接工藝條件下獲得質(zhì)量優(yōu)良的焊接接頭的性能。鋼的可焊性主要取決于它的化學(xué)組成，其中含碳量影響最大。含碳量增加，塑性下隆，焊接后內(nèi)應(yīng)力較大，易產(chǎn)生焊接裂紋，而裂紋是壓力容器中不允許存在的、最危險的缺陷。v3、耐腐蝕性能v耐腐蝕性能指材料在使用條件下抵抗工作介質(zhì)腐蝕的能力。由于壓力容器的使用條件大多比較惡劣，介質(zhì)大多具有腐蝕性，再加上溫度、壓力等因素的影響，可能造成腐蝕加劇，所以要求壓力容器的制造材料具有一定的耐腐蝕性能。v二、鋼材的分類及 鋼號表示方法v1、鋼材的分類v鋼村可按其化學(xué)組成、品質(zhì)、冶煉方法、組織和用途等，來

45、進行分類。常用的分類方法如圖1-3所示。v2、我國鋼號表示方法v我國鋼號表示方法是采用國際化學(xué)符號和漢語拼音字母并用的原則，即鋼號中的化學(xué)元素采用國際化學(xué)符號或漢字表示。產(chǎn)品名稱、用途、冶煉和澆注方法以漢語拼音的縮寫字母表示。詳見表1-2、表1-3。v高級優(yōu)質(zhì)鋼“A”標(biāo)在鋼號的尾部；甲類鋼“A”標(biāo)在鋼號的冠首。v三、壓力容器常用鋼種及其使用范圍v1.碳素鋼v含碳量小于2.06%的鐵碳合金為碳素鋼。低碳鋼（C0.25%）具有適當(dāng)?shù)膹姸群退苄?，工藝性能良好，價格低廉，因而被廣泛用來制造一般的中、低壓容器。常用的低碳鋼有Q235系列鋼、20g鋼等。vQ235系列鋼有Q235AF、Q235A、Q235

46、B、Q235C四個牌號，其使用范圍見表14。20g是一種鍋爐用鋼，其鋼板與優(yōu)質(zhì)碳素鋼的性能基本相同，含硫量等低于普通碳素鋼，具有較高的強度。使用溫度-20475，常用來制造溫度較高的中、低壓容器。鋼號鋼號設(shè)計壓力設(shè)計壓力P（MPa）使用溫度使用溫度T（）殼體厚度殼體厚度（mm）使用場合使用場合Q235-AF0.6025012不得用于盛裝易燃爆，毒性為中度、高度或極度危害介質(zhì)的壓力容器Q235-A1.0035016不得用于盛裝液化石油氣、毒性為高度或極度危害介質(zhì)的壓力容器Q235-B1.6035020不得用于盛裝毒性為高度度危害介質(zhì)的壓力容器Q235-C2.5035032v2.普通低合金鋼v普通

47、低碳鋼添加少量合金元素即成，其力學(xué)性能和工藝性能都較好。制造壓力容器常用的普通低合金鋼是（16MnR比Q235鋼多含約1%的錳，但強度卻高得多），用這種鋼板制造的容器比一般碳鋼質(zhì)量輕約30%40%，使用溫度為-20475。此外，根據(jù)我國資源情況發(fā)展起來的低合金鋼，如15MnVR、18MnMoNbR鋼等常用于制造常溫中低壓容器。v3、特殊條件下使用的容器用鋼v（1）低溫（20）容器用鋼 要求在最低使用溫度下仍具有較好的韌性，以防止容器在運行中產(chǎn)生脆性破裂。深冷容器常采用高合金鋼制造，如0Cr18Ni9、0Cr18Ni 9Ti鋼，其使用溫度下限為-196。一般低溫容器常用錳鋼及錳釩鋼制造，如16M

48、nDR、09Mn2VDR鋼等，其下限使用溫度分別為-40和-70。16MnR鋼板用于低溫時，需要做低溫沖擊試驗，如能保證鋼板在-40下的沖擊韌度aK34.3J/cm2，則可用到-40以上，此時可寫成16MnDR。v（2）高溫容器用鋼 使用溫度在400500范圍內(nèi)的容器，一般可選用錳 釩 鋼、錳鉬鋼等低合金鋼，如15MnVR、14 MnMoVg等；使用溫度為500600時，可選用鉻鉬低合金鋼，如15CrMo、12Cr2 M o1等；使用溫度為600700時，則可選用鎳鉻高合金鋼，如0Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti鋼等。v（3）抗氫腐蝕用鋼 根據(jù)國內(nèi)外的使用經(jīng)驗，工作壓

49、力為30MPa、介質(zhì)含氫的壓力容器，可以根據(jù)不同的使用溫度選用下列一些鋼材，在低于200時可用優(yōu)質(zhì)碳素鋼，如10鋼；低于350時可用低合金鋼，如15Mo、30Mo鋼；低于450時可用鉻鉬鋁合金鋼，如Cr6Mo鋼。在更高溫度下使用時，可選用含釩量0.5%的鉻鉬合金鋼。v壓力容器常用的鋼種很多，上面所列舉的鋼種僅是其中常用的一部分。v第六節(jié) 壓力容器常用非金屬材料v目前，我國大多數(shù)的壓力容器材料采用鋼制的，但是由于壓力容器某些工藝的需要，以及價格低的特點，鑄鐵制壓力容器和非金屬制壓力容器也有很多。常用的非金屬材料主要有石墨、纖維增強熱固性樹脂（以下簡稱玻璃鋼）、塑料等。v一、非金屬壓力容器材料的要

50、求v用于制造非金屬壓力容器的材料，應(yīng)當(dāng)符合相應(yīng)安全技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，滿足非金屬壓力容器安全使用要求。具體的要求如下。v1、石墨制壓力容器材料v石墨制壓力容器受壓元件的材料包括石墨材料和金屬材料。其中，炭石墨材料（簡稱石墨材料）包括浸漬石墨材料、壓型石墨材料、復(fù)合炭一石墨材料和復(fù)合石墨材料。這些材料應(yīng)分別符合以下要求：v（1）石墨材料質(zhì)量應(yīng)當(dāng)符合非金屬壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，配套的承壓金屬材料質(zhì)量應(yīng)符合壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。v（2）浸漬石墨材料中的基體材料，以最終成型的溫度區(qū)分，分為碳質(zhì)材料、石墨質(zhì)材料和半石墨質(zhì)材料。在其材料產(chǎn)品說明中，應(yīng)明確注明基體材料的供

51、貨狀態(tài)。v（3）不同供貨狀態(tài)的浸漬石墨材料其力學(xué)性能應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。未經(jīng)設(shè)計和使用單位的同意，不得使用碳質(zhì)材料地石墨質(zhì)村料制造換熱元件。vv（4）壓型石墨材料包括擠壓、模壓、等靜壓和振動成型石墨材料。用于換熱管時，因成型工藝和后處理溫度不同而被分為不同的級別，其力學(xué)性能應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。v （5）用于換熱器受壓元件的石墨材料，必要時應(yīng)增加復(fù)驗熱導(dǎo)率、電阻率、膨脹系數(shù)和滲透性等性能。v（6）作為質(zhì)量控制的一部分，非金屬壓力容器制造單位應(yīng)保存所使用的浸漬劑和黏結(jié)劑的有關(guān)文件，主要包括合格證、標(biāo)記，及有關(guān)生產(chǎn)批次、生產(chǎn)日期和儲存期的文件。v2、玻璃鋼制壓力容器材料v（1）用于玻璃鋼壓力容器

52、的主體纖維，應(yīng)采用以下材料：v1）用于纖維及其制品。v2）碳纖維或石墨纖維及其制品。v3）聚酰胺纖維。v4）其他纖維和制品。v（2）纖維及其制品應(yīng)符合相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，并提供有效的證明文件。玻璃鋼壓力容器制造單位應(yīng)妥善保管和儲存纖維及其制品。v（3）用于玻璃鋼壓辦容器的樹脂應(yīng)采用以下材料，并應(yīng)符合相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。v1）不飽和聚酯樹脂。v2）環(huán)氧樹脂。v3）呋喃或酚醛樹脂。v4）其他樹脂。v（4）v非金屬壓力容器制造單位應(yīng)保存所使用的樹脂和固化劑的有關(guān)文件，主要包括合格證、標(biāo)記、生產(chǎn)批次、生產(chǎn)日期和儲存期。v（5）用于制造玻璃鋼壓力容器的樹脂，應(yīng)增加復(fù)驗熱變形溫度。v3、塑料制壓力容器材料v（1）

53、全塑料壓力容器材料可采用以下材料：vv1）硬聚氯乙稀。v2）改性聚丙烯。v3）聚烯烴。v（2）全塑料壓力容器材料應(yīng)符合HG206401997塑料設(shè)備中的相關(guān)規(guī)定，并提供有效的材料質(zhì)量證明文件。v（3）全塑料壓力容器所用硬質(zhì)聚氯乙烯層壓板須選用GB/T44541996硬持聚氯乙烯層壓板材中的A類板材。v（4）材料使用前，若有如下情況，應(yīng)按相應(yīng)材料標(biāo)準(zhǔn)重新檢驗，合格后方能使用，并保存相應(yīng)的試驗記錄和報告。v1）存放時間不清的材料。v2）發(fā)現(xiàn)因儲存不當(dāng)造成性能變化的材料。v二、非金屬壓力容器材料的性質(zhì)及應(yīng)用情況v1、石墨v（1）性質(zhì) 石墨是碳的結(jié)晶體，是一種非金屬材料，色澤銀灰，質(zhì)軟，具有金屬光澤。

54、莫氏硬度為12，相對密度2.22.3。v石墨的熔點極高，在真空下到3000時才開始軟化并趨向熔融狀態(tài)。當(dāng)溫度達到3600時，石墨在加熱到2000時，其強度反而較常溫時提高一倍。但石墨的耐氧化性能差，隨著溫度的提高氧化速度逐漸增加。v石墨的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率是相當(dāng)高的。其電導(dǎo)率比不銹鋼高4倍，比碳素鋼高2倍，比一般的非金屬高100倍。其熱導(dǎo)率，不僅超過鋼、鐵、鉛等金屬材料，而且隨溫度升高熱導(dǎo)率降低，這和一般金屬材料不同，在極高的溫度下，石墨甚至趨于絕熱狀態(tài)。因此，在超高溫條件下，石墨的隔熱性能是很可靠的。v石墨具有良好的潤滑性和可塑性，摩擦因數(shù)小于0.1，可制成透氣透光薄片，高強度的石墨硬度很大，用

55、金剛石刀具都難以加工。v石墨具有化學(xué)穩(wěn)定性，能耐酸、耐堿、耐有機常人劑的腐蝕。由于石墨有以上優(yōu)良性能，在現(xiàn)代工業(yè)中用途日益廣泛。vv（2）應(yīng)用 石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。經(jīng)過特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、熱導(dǎo)性好、滲透率低等特點，大量用于制作熱交換器、反應(yīng)槽、凝縮器、燃燒塔、吸引塔、冷卻器、加熱器、過濾器等設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門，可節(jié)省大量的金屬材料。v2、玻璃鋼v（1）性質(zhì) 玻璃鋼，是國內(nèi)人習(xí)慣上的稱呼，標(biāo)準(zhǔn)名稱應(yīng)為纖維增強熱固性樹脂。它是以合成樹脂為基體材料，以玻璃纖維及其制品為增強材料組成的復(fù)合材料。主要原料是：玻璃纖維、樹脂及輔材。v 玻璃

56、纖維是增強材料，該材料是決定玻璃鋼性能的主要因素。最常用的玻璃纖維是無堿纖維和中堿纖維。中堿纖維幾乎所有的性能都比無堿纖維差，但耐酸性較無堿纖維好，價格也較低。玻璃纖維制品主要有：玻璃纖維、玻璃纖維氈、連續(xù)氈、表面氈、針織氈、復(fù)合氈、玻璃纖維布、玻璃纖維帶等。v樹脂是基體材料，根據(jù)各種不同產(chǎn)品的特殊要求，可選擇不同的樹脂。常用的有不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂。不飽和聚酯樹脂的黏度小、浸潤性好、氣泡容易排除、凝膠時間可根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)控制、工藝性能最好、價格也相對較低，故雖然強度比環(huán)氧樹脂低些，固化收縮率也較大，但仍得到廣泛應(yīng)用。環(huán)氧樹脂黏結(jié)力強，用于較高強度的玻璃鋼制品。但黏度高、工

57、藝性能差、價格也較貴。乙烯基脂樹脂主要因其有優(yōu)越的耐腐蝕性和耐溫性，在防腐領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其他還有酚醛樹脂、呋喃樹脂及其他一些高性能樹脂。酚醛樹脂囿其有優(yōu)越的阻燃性，近來受到廣泛重視。v主要輔料：脫模劑、固化劑、催化劑、封模劑、UY光穩(wěn)定劑、潔模水、膠衣等。v（2）應(yīng)用 由于玻璃鋼耐酸、堿，抗化學(xué)腐蝕，與同規(guī)格的鋼制容器相比，具有同樣強度，質(zhì)量輕的優(yōu)點，目前大量應(yīng)用于儲罐、運輸罐、反應(yīng)罐、設(shè)備罐、換熱器、蒸餾塔、吸收塔、提濃塔、分離器、離子交換器等。vv3、塑料v（1）性質(zhì) 聚合物，又稱為高分子或巨分子，也是我們通常所稱的塑料樹脂。所謂塑料，其實是合成樹脂中的一種，形狀跟天然樹脂中的松樹脂相

58、似，但因經(jīng)過化學(xué)方法來合成，而被稱為塑料。它是一種以高分子量有機物質(zhì)為主要成分的材料，在加工完成時呈現(xiàn)固態(tài)形狀。在制造以及加工過程中，可以借流動來造型。熱固性塑料經(jīng)加熱后，分子會結(jié)合成網(wǎng)狀形態(tài)。一旦結(jié)合成網(wǎng)狀聚合體，即使再加熱也不會軟化，顯示出所謂的非可逆變化。這是分子構(gòu)造發(fā)生變化（化學(xué)變化）所致。熱塑性塑料是在v加熱后會熔化，可流動至模具冷卻后成型，再加熱后又會熔化的塑料，即可運用加熱及冷卻，使其產(chǎn)生可逆變化（液態(tài) 固態(tài)）。熱塑性塑料又可再分為通用塑料、通用工程塑料、高性能工程塑料等三類。v（2）應(yīng)用 由于塑料具有耐磨損、耐腐蝕、隔熱及便于維修等特點，所以常用于一些反應(yīng)釜、電解槽、儲罐等。v

59、第七節(jié)第七節(jié) 壓力容器應(yīng)力及其對安全性的壓力容器應(yīng)力及其對安全性的 影響影響v組裝或焊接后的壓力容器，其結(jié)構(gòu)的不連續(xù)處會留有較大的應(yīng)力。在運行過程中，由于承受各種形式的載荷以及溫差等原因，都會使容器的器壁產(chǎn)生整體的或局部的變形，并相應(yīng)的產(chǎn)生各種應(yīng)力。v 一、應(yīng)力與壓力v應(yīng)力是由壓力產(chǎn)生的，是構(gòu)件截面單位面積上的附加內(nèi)力，應(yīng)力的單位是Pa，其常用倍數(shù)單位是MPa。應(yīng)力和壓力雖然量綱相同，有時數(shù)值也相等（如一塊板承受均勻壓力作用，則板內(nèi)產(chǎn)生的壓應(yīng)力恰好等于壓力的值），但這是兩個不同的概念。壓力是垂直作用于物體表面單位面積上的力，對承載構(gòu)件來講，它是外力，而應(yīng)力是由于外力的作用，在構(gòu)件內(nèi)引起的單位面

60、積上的附加內(nèi)力。v二、壓力容器的應(yīng)力v1、薄膜應(yīng)力v由于容器內(nèi)操作壓力的作用以及容器承受自重、風(fēng)、地震等載荷，在容器器壁上產(chǎn)生的應(yīng)力。對于壓力容器各種受壓元件的薄膜應(yīng)力，按GB1501998鋼制壓力容器的有關(guān)公式進行計算。vv2、溫差應(yīng)力v金屬材料具有熱脹冷縮的特性。在升溫或降溫過程中，容器的熱脹冷縮受到約束時，容器器壁上就會出現(xiàn)溫差應(yīng)力。溫差越大，出現(xiàn)的溫差應(yīng)力越大。v3、局部應(yīng)力v這是產(chǎn)生于壓力容器局部部位的應(yīng)力。主要來自：v（1）壓力容器中某些結(jié)構(gòu)不連續(xù)部位，如簡體與封頭連接處、容器的開孔等。v（2）壓力容器制造中組裝質(zhì)量帶來結(jié)構(gòu)不連續(xù)，如對口錯邊量、棱角度等。v（3）容器焊接過程所形成