壓力容器作業(yè)人員培訓(xùn)一基礎(chǔ)知識(shí)PPT學(xué)習(xí)教案課件

1、會(huì)計(jì)學(xué)1壓力容器作業(yè)人員培訓(xùn)一基礎(chǔ)知識(shí) 壓力容器是工業(yè)生產(chǎn)過程中不可缺少的一種設(shè)備。它廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，目前壓力容器不僅數(shù)量多，增長(zhǎng)速度快，而且類型復(fù)雜，發(fā)生事故的可能性也較大。作為壓力容器操作人員，保證壓力容器安全運(yùn)行是自己應(yīng)盡的職責(zé)。 第一章 壓力容器基礎(chǔ)知識(shí) 第1頁(yè)/共53頁(yè)壓力容器爆炸圖片第2頁(yè)/共53頁(yè)第一節(jié) 壓力容器簡(jiǎn)介一、壓力與壓強(qiáng) 1、壓力：垂直作用在物體表面上的力叫做壓力。 第3頁(yè)/共53頁(yè)2、壓強(qiáng)：?jiǎn)挝幻娣e上承受的力叫壓強(qiáng)(P)。在工 程上習(xí)慣稱為壓力。 式中：F表示力，單位是牛頓（N）， S表示面積單位是平方米（m2）和（ cm2 ） ， P表示壓強(qiáng)，單位是帕

2、斯卡（Pa）。第一節(jié) 壓力容器簡(jiǎn)介第4頁(yè)/共53頁(yè)3. 1 壓力、壓強(qiáng)的傳遞固體第一節(jié) 壓力容器簡(jiǎn)介第5頁(yè)/共53頁(yè)3.2、壓力、壓強(qiáng)的傳遞液體第一節(jié) 壓力容器簡(jiǎn)介第6頁(yè)/共53頁(yè) 第一節(jié) 壓力容器簡(jiǎn)介3.2、壓力、壓強(qiáng)的傳遞液體第7頁(yè)/共53頁(yè) 第一節(jié) 壓力容器簡(jiǎn)介3.3 壓力、壓強(qiáng)的傳遞氣體第8頁(yè)/共53頁(yè) 第一節(jié) 壓力容器簡(jiǎn)介4、壓強(qiáng)的單位 1、法定的計(jì)量單位：Pa,（帕） 2、工程上有時(shí)會(huì)用到：公斤力（公斤） 3、其他加強(qiáng)單位：mmHg（毫米汞柱） mmH2O（毫米水柱） 第9頁(yè)/共53頁(yè) 第一節(jié) 壓力容器簡(jiǎn)介5、常見壓強(qiáng)單位的換算（1）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓0.1MPa760 mmHg （2）工

3、程大氣壓第10頁(yè)/共53頁(yè)第一節(jié) 壓力容器簡(jiǎn)介如果以水柱高度來計(jì)算壓力，其換算關(guān)系為： 1kgf /m2(9.8Pa) =1 mmH2O 1kgf /mm2(0.098MPa) =10000mmH2O =10mH2O第11頁(yè)/共53頁(yè) 第一節(jié) 壓力容器簡(jiǎn)介 絕對(duì)壓力、表壓力、負(fù)壓力（1）絕對(duì)壓力：容器內(nèi)的實(shí)際壓力。（2）表壓力：壓力表上的讀數(shù)或液柱差H的壓力值就是容器內(nèi)介質(zhì)壓力超出大氣壓力的部分P絕=P表+P大氣壓（3）負(fù)壓力（真空度）：介質(zhì)的壓力低于大氣壓力的部分,稱為負(fù)壓力或真空,簡(jiǎn)稱負(fù)壓。此時(shí)P表為負(fù)值，或表示為 P負(fù)= P大氣壓 -P絕。第12頁(yè)/共53頁(yè) 第一節(jié) 壓力容器簡(jiǎn)介幾種壓力

4、的關(guān)系圖第13頁(yè)/共53頁(yè) 第一節(jié) 壓力容器簡(jiǎn)介第14頁(yè)/共53頁(yè) 第一節(jié) 壓力容器簡(jiǎn)介 P絕P大氣壓 P絕P大氣壓 P絕P大氣壓第15頁(yè)/共53頁(yè)第一節(jié) 壓力容器簡(jiǎn)介二、壓力容器的定義1、容器：由曲面構(gòu)成用于盛裝物料的空間構(gòu)件。2、廣義的壓力容器：即所有承受壓力的密閉容器均稱為壓力容器，或者稱為受壓容器。（它包括內(nèi)壓和外壓容器）3、狹義的壓力容器：按照特種設(shè)備安全監(jiān)察條例第九十九條第一款第（二）項(xiàng)的定義。第16頁(yè)/共53頁(yè)第一節(jié) 壓力容器簡(jiǎn)介 壓力容器，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者等于0.1MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于2

5、.5MPaL的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體的固定式容器和移動(dòng)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等于1.0MPaL的氣體、液化氣體和標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)等于或者低于60液體的氣瓶；氧艙等。 第17頁(yè)/共53頁(yè)第一節(jié) 壓力容器簡(jiǎn)介 按TSG21-2016固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程規(guī)定： 1.工作壓力大于或者等于0.1MPa（表壓）； 2.容積大于或者等于0.03m3(30L)的氣體、并且內(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; 3.盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體以及介質(zhì)最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體

6、。第18頁(yè)/共53頁(yè)第一節(jié) 壓力容器簡(jiǎn)介三、壓力容器中的壓力源 工作介質(zhì)：容器所盛裝的或在容器內(nèi)參加反應(yīng)的物質(zhì)。1、來自容器外部：蒸汽鍋爐或壓縮機(jī)2、來自容器內(nèi)部：受熱、介質(zhì)化學(xué)反 應(yīng)、聚集狀態(tài)發(fā)生改變等第19頁(yè)/共53頁(yè) 第二節(jié) 壓力容器的工藝參數(shù)一、壓力（一）工作壓力：容器頂部在正常工藝操作時(shí)的壓力。（二）最高工作壓力：容器頂部在工藝操作過程中可能產(chǎn)生的最高壓力。（三）設(shè)計(jì)壓力：在設(shè)計(jì)過程中，在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下用以確定容器壁厚及其元件尺寸的壓力。第20頁(yè)/共53頁(yè)第二節(jié) 壓力容器的工藝參數(shù)（四）相關(guān)壓力之間的關(guān)系 *設(shè)計(jì)壓力最高工作壓力工作壓力 設(shè)計(jì)壓力超壓泄放裝置動(dòng)作壓力 超壓泄放裝置動(dòng)作

7、壓力設(shè)計(jì)圖樣注明的最高允許工作壓力二、溫度（一）介質(zhì)溫度：容器內(nèi)工作介質(zhì)的溫度。第21頁(yè)/共53頁(yè)第二節(jié) 壓力容器的工藝參數(shù) （二）設(shè)計(jì)溫度：容器在正常工作過程中，在相應(yīng)的設(shè)計(jì)壓力下，表壁或元件金屬可能達(dá)到的最高或最低溫度。 這里值得注意的是，只有當(dāng)殼壁或元件金屬的溫度低于-20 時(shí)，才按最低溫度確定沒計(jì)溫度。除此而外，設(shè)計(jì)溫度一律按最高溫度選取。第22頁(yè)/共53頁(yè)第三節(jié) 壓力容器的分類依照固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程附件A的規(guī)定， 主要有以下幾種分類方法：一、按設(shè)計(jì)壓力分：（1）低壓（代號(hào)L）： 0.1MPaP1.6MPa（2）中壓（代號(hào)M）：1.6MPaP10MPa（3）高壓（代號(hào)H）：

8、10MPaP100MPa （4）超高壓（代號(hào)U）：100MPaP第23頁(yè)/共53頁(yè)第三節(jié) 壓力容器的分類二、殼體承壓方式分類 按殼體承壓方式不同，壓力容器可分為： 內(nèi)壓（殼體內(nèi)部承受介質(zhì)壓力）容器， 外壓（殼體外部承受介質(zhì)壓力）容器兩大類。 這兩類容器是截然不同的其差別首先反映在設(shè)計(jì)原理上，內(nèi)壓容器壁厚是根據(jù)強(qiáng)度指標(biāo)確定的，而外壓容器設(shè)計(jì)則主要考慮穩(wěn)定性。 第24頁(yè)/共53頁(yè)第三節(jié) 壓力容器的分類三、按設(shè)計(jì)溫度 壓力容器按設(shè)計(jì)溫度（t）的高低可分為： 低溫容器（t-20）、 常溫容器（-20t450）、 高溫容器（t450）。第25頁(yè)/共53頁(yè)四、從安全技術(shù)管理分類 壓力容器可分為固定式容器和

9、移動(dòng)式容器兩大類。 （一）固定式容器：指有固定的安裝和使用地點(diǎn)，工藝條件和使用操作人員也比較固定，一般不是單獨(dú)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、管殼式余熱鍋爐、熱交換器、分離器等。 （二）移動(dòng)式容器：指一種儲(chǔ)裝容器，如氣瓶、汽車槽車等。其主要用途是裝運(yùn)有壓力的氣體。這類容器無(wú)固定使用地點(diǎn)，一般也沒有專職的使用操作人員，使用環(huán)境經(jīng)常變遷，管理比較復(fù)雜，較易發(fā)生事故。 第三節(jié) 壓力容器的分類第26頁(yè)/共53頁(yè)第三節(jié) 壓力容器的分類五、按生產(chǎn)工藝原理分類（1）反應(yīng)容器（R）（2）換熱容器（E）（3）分離容器（S）（4）儲(chǔ)存容器（C）品種劃分詳見固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程P5

10、9頁(yè)第27頁(yè)/共53頁(yè)第三節(jié) 壓力容器的分類具體劃分如下：（1）反應(yīng)壓力容器（代號(hào)R），主要是用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)的壓力容器，例如各種反應(yīng)器、反應(yīng)釜、聚合釜、合成塔、變換爐、煤氣發(fā)生爐等；反應(yīng)釜第28頁(yè)/共53頁(yè)（2）換熱壓力容器（代號(hào)E），主要是用于完成介質(zhì)的熱量交換的壓力容器，例如各種熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器等；管殼式換熱器第三節(jié) 壓力容器的分類烘干機(jī)第29頁(yè)/共53頁(yè)第三節(jié) 壓力容器的分類（3）分離壓力容器（代號(hào)S），主要是用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離的壓力容器。 例如各種分離器、過濾器、集油器、 洗滌器、吸收塔、銅洗塔、干燥塔、汽提塔、 分汽缸、 除氧器

11、等；第30頁(yè)/共53頁(yè)（4）儲(chǔ)存壓力容器（代號(hào)C ，其中球罐代號(hào)B），主要是用于儲(chǔ)存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)的壓力容器，例如各種型式的儲(chǔ)罐、緩沖罐、消毒鍋、印染機(jī)、烘缸、蒸鍋等。第三節(jié) 壓力容器的分類第31頁(yè)/共53頁(yè)六、壓力容器的分類（根據(jù)新容規(guī)劃分） (一）介質(zhì)分組 壓力容器的介質(zhì)分為以下兩組（包括氣體、液化氣體以及最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體）（1）第一組介質(zhì)，毒性程度為極度危害、高度危害的化學(xué)介質(zhì)，易爆介質(zhì)，液化氣體。（2）第二組介質(zhì)，除第一組以外的介質(zhì)。第三節(jié) 壓力容器的分類第32頁(yè)/共53頁(yè)第三節(jié) 壓力容器的分類（二）介質(zhì)危害性 介質(zhì)危害性指壓力容器在生產(chǎn)過程中因

12、事故致使介質(zhì)與人體大量接觸，發(fā)生爆炸或者因經(jīng)常泄漏引起職業(yè)性慢性危害的嚴(yán)重程度，用介質(zhì)毒性程度和爆炸危害程度表示。 1. 毒性程度： 綜合考慮急性毒性、最高容許濃度和職業(yè)性慢性危害等因素， 極度危害最高容許濃度小于0.1mg/m3； 高度危害最高容許濃度0.1mg/m3-1.0mg/m3時(shí)； 中度危害最高容許濃度1.0mg/m3-10mg/m3； 輕度危害最高容許濃度大于或者等于10mg/m3。第33頁(yè)/共53頁(yè)第三節(jié) 壓力容器的分類（二）介質(zhì)危害性 2.易爆介質(zhì)： 指氣體或者液體的蒸汽、薄霧與空氣混合形成的爆炸混合物，并且其爆炸下限小于10%，或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于20%的

13、介質(zhì)。 3.介質(zhì)毒性危害程度和爆炸危險(xiǎn)程度的確定 按照HG 20660-2000壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性危害和爆炸危險(xiǎn)程度分類確定。HG 20660沒有規(guī)定的，由壓力容器設(shè)計(jì)單位參照GB 5044-85職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)的原則，決定介質(zhì)組別。第34頁(yè)/共53頁(yè)第三節(jié) 壓力容器的分類（三）壓力容器類別劃分方法1.基本劃分：壓力容器類別劃分應(yīng)當(dāng)根據(jù)介質(zhì)特性、設(shè)計(jì)壓力、容積，標(biāo)出坐標(biāo)點(diǎn)，確定壓力容器類別。（1）第一組介質(zhì)設(shè)備的分類（見下圖）第35頁(yè)/共53頁(yè)第三節(jié) 壓力容器的分類（2）第二組介質(zhì)設(shè)備的分類（見下圖）第36頁(yè)/共53頁(yè)第三節(jié) 壓力容器的分類2. 多腔壓力容器類別劃分： 多腔壓力容

14、器（如換熱器的管程、殼程，夾套容器）按類別高的壓力腔作為該容器的類別并且按照該容器類別進(jìn)行使用和管理。3. 同腔多種介質(zhì)壓力容器類別劃分：一個(gè)壓力腔內(nèi)有多種介質(zhì)時(shí)，按照組別高的介質(zhì)劃分類別。4. 介質(zhì)含量極小的壓力容器類別劃分：當(dāng)某一危害性物質(zhì)在介質(zhì)中含量極小時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)其危害程度及其含量綜合考慮，按照壓力容器設(shè)計(jì)單位決定的介質(zhì)組別劃分類別。第37頁(yè)/共53頁(yè)第三節(jié) 壓力容器的分類七、其他分類方式 1、按壁厚與內(nèi)徑比：薄壁、厚壁。 2、按幾何形狀：球形、筒形、圓錐形。 3、按制造方法：焊接、鍛造、鉚接、鑄造。 4、按結(jié)構(gòu)材料：鋼制、鑄鐵、有色金屬、非金屬。 5、按安放形式：立式容器、臥式容器。

15、第38頁(yè)/共53頁(yè)第四節(jié) 壓力容器常用鋼材 制造壓力容器的材料種類較多,有金屬材料和非金屬材料,黑色金屬和有色金屬等,但目前絕大多數(shù)的壓力容器是鋼制的.一、對(duì)選用鋼材的要求 具體選用壓力容器用鋼材時(shí),應(yīng)重點(diǎn)考慮鋼材的機(jī)械性能、工藝性能和耐腐蝕性能（物理及化學(xué)性能）。 第39頁(yè)/共53頁(yè)（一）鋼材的機(jī)械性能（強(qiáng)度、塑性、韌性）1.強(qiáng)度：1.1 抗拉強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度:鋼材試樣在拉伸試驗(yàn)中,拉斷前所能承受的最大應(yīng)力。 1.2 屈服強(qiáng)度：試樣在拉伸過程中,拉力不斷增加(甚至有所下降),還繼續(xù)顯著變形時(shí)的最小應(yīng)力. 1.3 蠕變極限：在一定溫度和恒定拉力負(fù)荷下,試樣在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)的蠕變變形量或蠕變速度

16、不超過某規(guī)定值時(shí)的最大應(yīng)力.1.4 持久強(qiáng)度:鋼材試樣在給定的溫度下,經(jīng)過規(guī)定時(shí)間發(fā)生斷裂的應(yīng)力.第四節(jié) 壓力容器常用鋼材第40頁(yè)/共53頁(yè)2.塑 性：表征金屬材料發(fā)生塑性變形的能力. 伸長(zhǎng)率:試樣拉斷后總伸長(zhǎng)與原來比值的百分?jǐn)?shù). =(L1-L0)/L0100% 斷面收縮率:試樣拉斷后,斷口面積縮減值與原截面積比值的百分?jǐn)?shù) =(F0-F1)/F0100% 伸長(zhǎng)率和斷面收縮率越大,則鋼材的塑性愈好. 3.韌性：(沖擊韌性)表征材料抵抗沖擊功的性能. ak=Ak/F第四節(jié) 壓力容器常用鋼材第41頁(yè)/共53頁(yè) (二）鋼材的工藝性能 工藝性能是材料的冷塑性與焊接性能的統(tǒng)稱.冷塑性一般從塑性指標(biāo)得到保證

17、,焊接性能是工藝性能中控制的主要指標(biāo)。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?jī)?yōu)良的焊接接頭的性能。鋼的可焊性主要決定于它的化學(xué)成分,其中含碳量影響最大。一般認(rèn)為碳當(dāng)量不超過0.45%的合金鋼具有良好的可焊性。為了保證焊接質(zhì)量，壓力容器用鋼需選用不發(fā)生裂紋、可焊性好的鋼材。第四節(jié) 壓力容器常用鋼材第42頁(yè)/共53頁(yè)（三）鋼材的耐腐蝕性能 是指材料在使用條件下抵抗工作介質(zhì)腐蝕的能力。壓力容器在使用過程中接觸腐蝕性介質(zhì)時(shí)會(huì)受到腐蝕，其用鋼要求具有良好的耐蝕性。金屬的耐蝕性（一般腐蝕，或稱連續(xù)腐蝕）通常按腐蝕速率（mm/a）評(píng)定。 第四節(jié) 壓力容器常用鋼材第43頁(yè)/共5

18、3頁(yè) 二、壓力容器常用鋼材及其使用范圍 （一）碳素鋼： 1. 低碳鋼：wc 0.25% 2.中碳鋼：wc =0.25%0.6% 3.高碳鋼：wc 0.6 用于焊接結(jié)構(gòu)壓力容器主要受壓元件的碳素鋼其含碳量不應(yīng)大于0.25%。在特殊條件下，如選用含碳量超過0.25%的鋼材，應(yīng)限定碳當(dāng)量不大于0.45%。它雖然含較多雜質(zhì),但生產(chǎn)方便、成本低、性能良好,故得以廣泛使用,如Q235B、Q245R等. GB150(壓力容器）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Q235B系列鋼板的使用規(guī)定：設(shè)計(jì)壓力小于1.6MPa使用,溫度200C 3000C，厚度 16mm,不得用于毒性程度為級(jí)為極毒或高度危害的介質(zhì) 。第四節(jié) 壓力容器常用鋼材第44

19、頁(yè)/共53頁(yè)(二) 低合金鋼 普通碳鋼添加少量合金元素即成,其機(jī)械性能和工藝性能都較好。如Q345R (16MnR)等。用這種鋼板制造的容器比一般碳素鋼（Q235）減輕重量30%-40%，使用溫度為-20475。 (三)特殊條件下使用的容器用鋼 (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(yùn)行過程中產(chǎn)生脆性破裂。深冷容器常采用高合金鋼制造，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，其下限使用溫度分別為-40和-70。Q345DR (16MnDR)鋼板用于低溫時(shí)，需要做低溫沖擊試驗(yàn)。第四節(jié) 壓力容器常用鋼材第45頁(yè)/共53頁(yè) （2) 高溫容器用

20、鋼 使用溫度在400-500范圍內(nèi)的容器一般可選用錳釩鋼、錳錮釩鋼等低合金鋼，使用溫度為500-600時(shí)，可選用鉻鉑低合金鋼，如15CrMo；使用溫度為600-700 時(shí)，則可選用鎳鉻高合金鋼。 (3)抗氫腐蝕用鋼 根據(jù)國(guó)內(nèi)外的使用經(jīng)驗(yàn)，工作壓力為300個(gè)大氣壓、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：低于200時(shí)可用優(yōu)質(zhì)碳鋼，如10號(hào)鋼； 低于350時(shí)可用鉻鉬低合金鋼； 低于450時(shí)可用鉻鉬合金鋼； 在更高溫度下使用時(shí)可選用含釩量0.5的鉻鉬合金鋼。第四節(jié) 壓力容器常用鋼材第46頁(yè)/共53頁(yè)（4）不銹鋼：（主要是含有鉻Cr鉬Mo等元素）如 0Cr18Ni9、1Cr18Ni

21、9Ti等注: 新GB713-2008對(duì)命名方法的修改將碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼和低合金高強(qiáng)鋼的命名作了統(tǒng)一，均用原碳素鋼的命名方法表示， 如：原20g、20R均改為Q245R， 原16MnR改為 Q345R。 而原鉻鉬鋼、鉬鋼的命名方法基本不變。第四節(jié) 壓力容器常用鋼材第47頁(yè)/共53頁(yè)第五節(jié)壓力容器的應(yīng)力及其對(duì)安全的影響 壓力容器承受的常見載荷有壓力載荷、重力載荷、溫度載荷、風(fēng)載荷和地震載荷。這些載荷都會(huì)使容器產(chǎn)生整體的或局部的變形，并相應(yīng)地產(chǎn)生各種應(yīng)力.一、各種載荷所產(chǎn)生的應(yīng)力(一)由壓力所產(chǎn)生的應(yīng)力 壓力是壓力容器最主要的載荷，受內(nèi)壓的容器，由于殼體在壓力作用下要向外擴(kuò)張，所以在器壁上總是要產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，這一應(yīng)力又稱為薄膜應(yīng)力。由壓力而產(chǎn)生的應(yīng)力則是確定容器壁厚的主要因素，對(duì)大多數(shù)容器來說往往是唯一的因素。 第48頁(yè)/共53頁(yè)(二)由重量所產(chǎn)生的應(yīng)力 壓力容器本體就具有一定的重量，此外，容器內(nèi)的工作介質(zhì)、工藝裝置附件以及容器外的其他附加裝置，如保溫裝置、 、扶梯、平臺(tái)等也有較大的重量。所有這些重量作用在器壁上也會(huì)使器壁產(chǎn)生應(yīng)力。(三)由溫度所引起的應(yīng)力 壓力