壓力容器基本知識(shí)2課件

壓力容器基本知識(shí)

安全教育管理中心講課人：邱旭波電話：8775284壓力容器基本知識(shí)安全教育管理中心1壓力容器基本知識(shí)2課件2主要內(nèi)容

第一節(jié)

壓力容器簡介

第二節(jié)

壓力容器的工藝參數(shù)

第三節(jié)

壓力容器的分類

第四節(jié)

壓力容器的應(yīng)力及其對(duì)安全的影響

主要內(nèi)容第一節(jié)壓力容器簡介3第一節(jié)

壓力容器簡介一、壓力容器定義二、壓力載荷三、壓力容器工作介質(zhì)四、壓力容器的壓力源五、壓力容器界定第一節(jié)壓力容器簡介一、壓力容器定義4

一、壓力容器概念壓力容器定義：

作為特種設(shè)備的一種，一般泛指在工業(yè)生產(chǎn)中盛裝氣體或液體用于完成反應(yīng)、傳質(zhì)、傳熱、分離和儲(chǔ)存等生產(chǎn)工藝過程，并能承載一定壓力的密閉設(shè)備。壓力容器應(yīng)用：

它被廣泛用于化工、煉油、機(jī)械、石油、動(dòng)力、輕工、紡織、冶煉、核能及運(yùn)輸?shù)裙I(yè)部門，是生產(chǎn)過程中必不可少的重要設(shè)備。一、壓力容器概念壓力容器定義：

作為5如制冷裝置是食品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生等部門用以制造“人造冷”的一種通用設(shè)備；化工生產(chǎn)中的反應(yīng)裝置、換熱裝置、分離裝置的外殼，流體儲(chǔ)罐，核動(dòng)力反應(yīng)堆的壓力殼，電廠鍋爐系統(tǒng)的汽包，鉆井氣動(dòng)裝置的儲(chǔ)氣罐，采油采氣用的分離器、脫水器、加熱爐，石油練制工程中的各種塔和罐。還有使用廣泛的液化石油氣瓶、高分子聚合反應(yīng)的反應(yīng)釜等都是壓力容器。

例如：用乙烯和水（高壓過熱蒸汽）制造乙醇，就需要在7MPa的壓力下進(jìn)行；用氫和氮制造合成氨，要在10—100MPa的壓力下才能交好的反應(yīng)。如制冷裝置是食品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生等部門用以制造“人造6二、壓力容器的壓力載荷壓力容器器壁兩邊（內(nèi)、外部）所存在的壓力差稱作壓力載荷。所以壓力容器也稱為受壓容器。

壓力容器所承受的壓力載荷等于人為地將能量進(jìn)行提升、積蓄，使容器具備了能量隨時(shí)釋放的可能性和危險(xiǎn)性，也就是會(huì)發(fā)生泄漏和爆炸事故，而且事故的危害比較大。

隨著生產(chǎn)規(guī)模和油田開發(fā)面積的擴(kuò)大，壓力容器的品種越來越多，使用范圍越來越廣。因此，設(shè)計(jì)好、管理好、使用好、檢驗(yàn)好壓力容器是非常重要的；其壓力容器操作人員、管理人員、檢驗(yàn)人員都應(yīng)熟悉壓力容器的基本知識(shí)，經(jīng)過專門培訓(xùn)，以確保壓力容器安全運(yùn)行。二、壓力容器的壓力載荷壓力容器器壁兩邊（內(nèi)、外部7三、壓力容器的工作介質(zhì)容器所盛裝的，或在容器內(nèi)參加反應(yīng)的物質(zhì)，稱之為工作介質(zhì)。

壓力容器的危險(xiǎn)程度跟壓力容器的工作介質(zhì)、工作壓力和容積、溫度等密切相關(guān)。常用壓力容器的工作介質(zhì)一般包括壓縮氣體、水蒸汽、液化氣體和工作溫度高于其標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的飽和液體。由于液體的壓縮性小，卸壓時(shí)液體的膨脹很小，容器爆炸時(shí)所釋放的能量也很小。工作介質(zhì)是氣體的，由于氣體的壓縮性很大，卸壓膨脹所釋放的能量也很大。所以，工作介質(zhì)為氣體的壓力容器其爆炸危險(xiǎn)性比介質(zhì)為液體的壓力容器大很多。三、壓力容器的工作介質(zhì)容器所盛裝的，或在容器內(nèi)參加反應(yīng)的物質(zhì)8四、壓力容器的壓力源壓力來源：根據(jù)氣體壓力的產(chǎn)生或增大,從廣義和狹義來講,有來自容器內(nèi)的和容器外的二種。

1、來自容器外的壓力源：來源于容器外的壓力，其壓力源一般是氣體壓縮機(jī)或蒸汽鍋爐。1)氣體壓縮機(jī):主要有容積型和速度型兩類。A容積型氣體壓縮機(jī)是通過縮小氣體的體積，增加氣體的密度來提高氣體壓力的。B速度型氣體壓縮機(jī)是通過增加氣體的流速，使氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽軄硖岣邭怏w壓力的。氣體壓縮機(jī)的附屬設(shè)備如氣體冷卻器、油水分離器、儲(chǔ)氣罐、干燥過濾裝置等都是壓力容器。工作介質(zhì)為壓縮氣體的壓力容器，其可能達(dá)到的最高壓力為氣體壓縮機(jī)出口的氣體壓力。壓力容器簡介四、壓力容器的壓力源壓力容器簡介92）蒸汽鍋爐

是利用燃料燃燒放出的熱量將水加熱蒸發(fā)而產(chǎn)生水蒸汽的一種設(shè)備。

由于在相同壓力下水蒸汽的體積是飽和水的1600多倍，例如在1個(gè)絕對(duì)大氣壓力下，1公斤飽和水的體積是1．043升，而變?yōu)樗羝蟮捏w積則是1725升，約增大1700倍。因?yàn)殄仩t是密閉的，鍋筒的體積有限，隨著爐水不斷受熱蒸發(fā)，蒸汽密度不斷增加，壓力也隨之增高。工作介質(zhì)為水蒸汽的壓力容器，其可能達(dá)到的最高壓力為鍋爐出口處的蒸汽壓力。壓力容器簡介2）蒸汽鍋爐

是利用燃料燃燒放出的熱量將水加熱蒸發(fā)而產(chǎn)生水蒸102、來自容器內(nèi)的壓力源：1）容器內(nèi)介質(zhì)的聚集狀態(tài)發(fā)生改變；2）氣體介質(zhì)在容器內(nèi)受熱，溫度急劇升高；3）介質(zhì)在容器內(nèi)發(fā)生體積增大的化學(xué)反應(yīng)等。壓力容器簡介2、來自容器內(nèi)的壓力源：壓力容器簡介111）由于介質(zhì)的聚集狀態(tài)發(fā)生改變而產(chǎn)生或增加壓力：

是由于液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)在容器內(nèi)受熱(如周圍環(huán)境溫度升高、容器內(nèi)其他物料發(fā)生放熱化學(xué)反應(yīng)等)，蒸發(fā)或分解為氣體，體積劇烈膨脹；但因受到容器容積的限制，氣體密度增加，因而在容器內(nèi)產(chǎn)生壓力或使原有的氣體壓力增加。

壓力容器簡介1）由于介質(zhì)的聚集狀態(tài)發(fā)生改變而產(chǎn)生或增加壓力：

是由于液態(tài)122）氣體介質(zhì)在容器內(nèi)受熱，溫度急劇升高而產(chǎn)生或增大壓力

這種情況一般少見。因特殊原因，氣體在容器內(nèi)吸收了大量的熱量，溫度大幅度升高時(shí)壓力顯著增加的情況才會(huì)發(fā)生。例如有些貯裝易于發(fā)生聚合反應(yīng)的氣體容器(如某些碳?xì)浠衔镔A罐)，在合適條件下單分子氣體可以局部發(fā)生聚合反應(yīng)，產(chǎn)生大量的聚合熱，使容器內(nèi)的氣體受熱，溫度大幅度上升，使壓力劇烈增高，有時(shí)還會(huì)因此而發(fā)生容器超壓爆破事故。壓力容器簡介2）氣體介質(zhì)在容器內(nèi)受熱，溫度急劇升高而產(chǎn)生或增大壓力

這種133）由于介質(zhì)在容器內(nèi)發(fā)生體積增大的化學(xué)反應(yīng)使壓力升高

如：碳酸鈣加水經(jīng)化學(xué)反應(yīng)生成乙炔氣體，體積增加，在密閉的容器內(nèi)產(chǎn)生較高的壓力；

又如電解水制取氫和氧，因?yàn)?米3的水可以分解成1240米3的氫氣和620米3的氧氣，體積約增大2600倍，在密閉的容器內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生很高的壓力。壓力容器簡介3）由于介質(zhì)在容器內(nèi)發(fā)生體積增大的化學(xué)反應(yīng)使壓力升高

如：碳14

五、壓力容器的界定劃分壓力容器的界限應(yīng)從事故發(fā)生的可能性與事故危害性的大小兩個(gè)方面來考慮：工作介質(zhì)是氣體的壓力容器，因氣體具有很大的壓縮性，容器爆破時(shí)膨脹大，即瞬時(shí)所釋放的能量很大，危害性也就大；

工作介質(zhì)是液體的壓力容器，由于液體的壓縮性極小，因此在容器爆破時(shí)其膨脹小，即所釋放的能量很小，危害性也小。

這是指常溫下的液體，而不包括高于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)（在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點(diǎn)）的飽和液體（如鍋爐中汽包的高溫飽和水）和沸點(diǎn)低于常溫的液化氣體。因?yàn)檫@些介質(zhì)在容器內(nèi)由于壓力較高才呈現(xiàn)液態(tài)（實(shí)際在容器內(nèi)是汽液并存的飽和狀態(tài)），如果容器破裂，容器內(nèi)的壓力下降，飽和液體呈現(xiàn)過熱狀態(tài)，并立即蒸發(fā)汽化，體積急劇膨脹，發(fā)生“蒸汽爆炸”（暴沸），所釋放的能量要比同體積、同壓力的飽和蒸汽大的多，相當(dāng)于瞬間不斷地產(chǎn)生飽和蒸汽。壓力容器簡介五、壓力容器的界定壓力容器簡介15我國壓力容器的界定，按照《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，同時(shí)要具備下列三個(gè)條件:

(1)最低工作壓力≥0．1MPa(不包括液體靜壓力，下同)；(2)

內(nèi)直徑(非圓形截面指斷面最大尺寸)≥0．15m，且容積(V)≥25L且最高工作壓力與容積的乘積≥20L?MPa(3)介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。壓力容器每年要進(jìn)行一次外檢，每3年進(jìn)行一次內(nèi)檢，每6年進(jìn)行一次全面檢查。壓力容器簡介我國壓力容器的界定，按照《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，同時(shí)要16第二節(jié)

壓力容器的工藝參數(shù)一、壓力二、溫度三、直徑第二節(jié)壓力容器的工藝參數(shù)一、壓力17一、壓力

1、定義：在物理學(xué)中，壓力指垂直作用于物體表面上的力，而垂直作用在物體單位面積上的力稱為壓力強(qiáng)度,簡稱壓強(qiáng)。

在工業(yè)上，壓力的概念實(shí)質(zhì)上就是物理學(xué)中的壓強(qiáng)。

P（壓強(qiáng)）=F（壓力）／S（受力面積）1帕斯卡=1牛頓／平方米，即1Pa=1N／m2

l公斤力／厘米2=0.098×106Pa1兆帕=106Pa壓力容器的工藝參數(shù)一、壓力

1、定義：在物理學(xué)中，壓力指垂直作用于物體表面上的182．大氣壓力地球表面被一層很厚的大氣包裹著,大氣受地心的吸引產(chǎn)生重力，所以包圍在地球外面的大氣層對(duì)地球表面及其上的物體便產(chǎn)生了大氣壓力，即所謂大氣壓；大氣層越厚，壓力就越大，反之就越小。所以大氣壓力不是恒定不變的；將0℃北緯23.5度的海平面上的大氣壓力1.033公斤力／厘米2(相當(dāng)于0.1MPa)，或760毫米汞柱稱為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。2．大氣壓力193．絕對(duì)壓力、表壓力與負(fù)壓力

(1)容器內(nèi)介質(zhì)的實(shí)際壓力稱為絕對(duì)壓力；(2)當(dāng)容器內(nèi)介質(zhì)的壓力大于大氣壓力時(shí)，壓力表的指針?biāo)甘镜膲毫喎Q表壓力；(3)當(dāng)容器內(nèi)介質(zhì)的壓力低于外界大氣壓力時(shí)，簡稱負(fù)壓；人們通常所說的容器壓力或介質(zhì)壓力均指表壓力

P絕=P表+P大氣P負(fù)=P大氣-P絕3．絕對(duì)壓力、表壓力與負(fù)壓力204．工作壓力：也稱操作壓力，系指容器頂部在正常工藝操作時(shí)的壓力（不包括液柱壓力）。5．最高工作壓力：系指容器在工藝操作過程中可能產(chǎn)生的最大表壓力(不包括液體靜壓力)。

壓力超過最高工作壓力時(shí)，容器上的安全裝置就動(dòng)作。

容器最高工作壓力的確定與工作介質(zhì)有關(guān)。

在不同情況下，最高工作壓力的選取應(yīng)具備如下三條規(guī)定：4．工作壓力：也稱操作壓力，系指容器頂部在正常工藝操作時(shí)的壓21(1)盛裝臨界溫度高于50℃的液化氣體的壓力容器，如設(shè)計(jì)有可靠的保冷設(shè)施，其最高工作壓力應(yīng)為所盛裝液化氣體在可能達(dá)到的最高工作溫度下的飽和蒸氣壓力，如無保冷設(shè)施，其最高工作壓力不得低于該液化氣體在50℃時(shí)的飽和蒸氣壓力。壓力容器的工藝參數(shù)(1)盛裝臨界溫度高于50℃的液化氣體的壓力容器，如設(shè)計(jì)有可22（2）盛裝臨界溫度低于50℃的液化氣體的壓力容器，如設(shè)計(jì)有可靠的保冷措施，并能確保低溫貯存的，其最高工作壓力不得低于試驗(yàn)實(shí)測的最高溫度下的飽和蒸氣壓力，

沒有實(shí)測數(shù)據(jù)或沒有保冷設(shè)施的壓力容器，其最高工作壓力不得低于所裝液化氣體在規(guī)定的最大充裝量時(shí)，溫度為50℃的氣體壓力。

壓力容器的工藝參數(shù)（2）盛裝臨界溫度低于50℃的液化氣體的壓力容器，如設(shè)計(jì)有可23（3）常溫下盛裝混合液化石油氣的壓力容器，應(yīng)以50℃為設(shè)計(jì)溫度。

當(dāng)其50℃的飽和蒸氣壓力低于異丁烷50℃的飽和蒸氣壓力時(shí)，取50℃異丁烷的飽和蒸氣壓力為最高工作壓力；

如其高于50℃異丁烷的飽和蒸氣壓力時(shí)，取50℃丙烷的飽和蒸氣壓力為最高工作壓力；

如其高于50℃丙烷的飽和蒸氣壓力時(shí)，取50℃丙烯的飽和蒸氣壓力為最高工作壓力。

壓力容器的工藝參數(shù)（3）常溫下盛裝混合液化石油氣的壓力容器，應(yīng)以50℃為設(shè)計(jì)溫246．設(shè)計(jì)壓力：系指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下用以確定容器計(jì)算壁厚及其元件尺寸的壓力。一般取設(shè)計(jì)壓力等于或略高于最高工作壓力?！秹毫θ萜靼踩夹g(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定容器的設(shè)計(jì)壓力不得低于最高工作壓力，裝有安全裝置的容器，其設(shè)計(jì)壓力不得低于安全裝置的開啟壓力或爆破壓力。

壓力容器的工藝參數(shù)6．設(shè)計(jì)壓力：系指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下用以確定容器計(jì)算壁厚及其元25(1)當(dāng)容器各部位或受壓元件所受的液柱靜壓力達(dá)到5％的設(shè)計(jì)壓力時(shí)，應(yīng)取設(shè)計(jì)壓力和液柱壓力之和進(jìn)行該部位或元件的設(shè)計(jì)計(jì)算。(2)容器上裝有安全泄放裝置時(shí)，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)不小于安全裝置的開啟壓力。(3)對(duì)于盛裝液化氣體的容器，在規(guī)定的充裝系數(shù)范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)根據(jù)操作條件下允許達(dá)到的最高金屬溫度確定。壓力容器的工藝參數(shù)(1)當(dāng)容器各部位或受壓元件所受的液柱靜壓力達(dá)到5％的設(shè)計(jì)壓26(4)外壓容器的設(shè)計(jì)壓力，應(yīng)取不小于在正常操作情況下可能出現(xiàn)的最大內(nèi)外壓力差。(5)真空容器按承受外壓設(shè)計(jì)，當(dāng)裝有安全控制裝置(如真空泄放閥)時(shí)，設(shè)計(jì)壓力取1．25倍的最大內(nèi)外壓力差，或0．1MPa兩者中的較小值；當(dāng)沒有安全控制裝置時(shí)取0．1MPa。壓力容器的工藝參數(shù)(4)外壓容器的設(shè)計(jì)壓力，應(yīng)取不小于在正常操作情況下可能出現(xiàn)27二、

溫度--介質(zhì)溫度1.介質(zhì)溫度：系指壓力容器的工作溫度，即容器內(nèi)介質(zhì)的溫度,可以用測溫儀表測得.如:我國規(guī)定氣瓶最高工作溫度應(yīng)不高于60℃.壓力容器的工藝參數(shù)二、溫度--介質(zhì)溫度壓力容器的工藝參數(shù)28二、

溫度--金屬溫度2．金屬溫度：金屬溫度系指容器受壓元件沿截面厚度的平均溫度。在任何情況下，元件金屬的表面不得超過鋼材的允許使用溫度。壓力容器的工藝參數(shù)二、溫度--金屬溫度2．金屬溫度：金屬溫度系指容器受壓元件29二、溫度--設(shè)計(jì)溫度3．設(shè)計(jì)溫度：設(shè)計(jì)溫度系指容器在正常操作過程中，在相應(yīng)的設(shè)計(jì)壓力下，殼壁或元件金屬可能達(dá)到的最高或最低溫度.殼壁或元件金屬的溫度低于-20℃時(shí),按最低溫度確定設(shè)計(jì)溫度,除此以外,設(shè)計(jì)溫度一律按最高溫度選取.

設(shè)計(jì)溫度是指殼體的設(shè)計(jì)溫度.壓力容器的工藝參數(shù)二、溫度--設(shè)計(jì)溫度3．設(shè)計(jì)溫度：設(shè)計(jì)溫度系指容器在正常操作30三、直徑一般所說的直徑指其內(nèi)徑，單位多用毫米表示。由于標(biāo)準(zhǔn)化的需要，把容器直徑按尺寸大小排列成一定數(shù)目的系列，該系列中的各尺寸稱為公稱直徑。壓力容器的工藝參數(shù)三、直徑一般所說的直徑指其內(nèi)徑，單位多用毫米表示。壓力容31第三節(jié)

壓力容器的分類一、一般分類

1、壓力分類

2、殼體承壓方式分類

3、設(shè)計(jì)溫度分類

4、安全技術(shù)管理角度分類

5、生產(chǎn)工藝過程原理分類二、《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對(duì)壓力容器的分類三、其他分類第三節(jié)壓力容器的分類一、一般分類

1、壓32

一般分類

（一）按壓力分類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(gè)等級(jí)：1、低壓容器(代號(hào)L)0．1MPa≤P<1．6MPa

基本化學(xué)工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)以及冶金、采礦、醫(yī)藥、食品、精細(xì)化工、日用化工、飲食服務(wù)業(yè)等用的壓力容器大多為低壓容器。2、中壓容器(代號(hào)M)1．6Mpa≤P<10MPa

多用于石油化學(xué)工業(yè)。3、高壓容器(代號(hào)H)10MPa≤P<1OOMPa

主要用于氮肥工業(yè)和一部分石油化學(xué)工業(yè)。4、超高壓容器(代號(hào)U)P≥100MPa

目前使用還不太多，一般用于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、高分子聚合設(shè)備。一般分類

（一33（二）按殼體承壓方式分類壓力容器可分為內(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。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)壓容器的壁厚是根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算確定的，而外壓容器的設(shè)計(jì)則主要考慮穩(wěn)定性問題。其次，反映在安全性上，外壓容器一般較內(nèi)壓容器安全。（二）按殼體承壓方式分類壓力容器可分為內(nèi)壓(殼體內(nèi)34（三）按設(shè)計(jì)溫度分類

按設(shè)計(jì)溫度(t)的高低，可分為：低溫容器(t≤一20℃)常溫容器(一20℃

<t<450℃)高溫容器(t≥450℃)。

此溫度為容器壁溫度（三）按設(shè)計(jì)溫度分類按設(shè)計(jì)溫度(t)的高低，可分35（四）安全技術(shù)管理角度分類可分為固定式容器和移動(dòng)式容器兩大類：1.固定式容器系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。2.移動(dòng)式容器，系指一種貯裝容器，其主要用途是裝運(yùn)有壓力的氣體。

如氣瓶、汽車槽車、鐵路槽車等。

無固定使用地點(diǎn)，一般沒有專職使用操作人員，使用環(huán)境經(jīng)常變遷。管理比較復(fù)雜，較易發(fā)生事故。（四）安全技術(shù)管理角度分類可分為固定式容器和移動(dòng)式容器兩大類36氣瓶：是使用最為普遍的一種移動(dòng)式容器。

按氣瓶盛裝氣體的特性、用途或結(jié)構(gòu)形式分為：

（1）永久氣體氣瓶：一般以較高的壓力充裝氣體，常用的充裝壓力為15MPa和12.5MPa,永久氣體有：氧、空氣、氫、甲烷、CO、NO及一些惰性氣體。

（2）液化氣體氣瓶：在充裝時(shí)都是以低溫液態(tài)罐裝，有低臨界溫度液化氣體氣瓶和高臨界溫度液化氣體氣瓶之分。低臨界溫度液化氣體氣瓶一般用較高的壓力來充裝（按氣瓶公稱工作壓力系列分有20MPa、15MPa、12.5MPa、8MPa,常用的是15MPa和12.5MPa）。高臨界溫度液化氣體氣瓶其工作壓力為最高工作溫度下的飽和蒸汽壓力，不超過5MPa，最高工作溫度不超過60℃。

（3）溶解氣體氣瓶：轉(zhuǎn)供盛裝乙炔氣的氣瓶，最高工作壓力≤3.0MPa氣瓶：是使用最為普遍的一種移動(dòng)式容器。

按氣瓶盛裝氣體的特性37（五）按生產(chǎn)工藝過程作用原理分類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。這種容器的壓力源于加壓反應(yīng)和反應(yīng)升壓。

加壓反應(yīng)是指容器內(nèi)部的壓力由容器外產(chǎn)生，工作介質(zhì)經(jīng)過加壓后才進(jìn)入容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。

反應(yīng)升壓是指通過容器內(nèi)介質(zhì)反應(yīng)而產(chǎn)生的壓力

常用的反應(yīng)容器有：反應(yīng)器、反應(yīng)釜、合成塔、變換爐、蒸煮鍋、蒸球、煤氣發(fā)生爐等。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。其主要過程是物理過程，按傳熱的方式分為蓄熱式、直接式和間接式三種。

常用的換熱器有管殼式余熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、電熱蒸汽發(fā)生器等（五）按生產(chǎn)工藝過程作用原理分類1．反應(yīng)壓力容器(代號(hào)R)：383．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等的壓力容器。常用的分離容器有分離器、過濾器、洗滌器、吸收塔干燥塔、分氣缸等。4．儲(chǔ)存壓力容器(代號(hào)C)，其中球罐代號(hào)（B)；如各種型式的儲(chǔ)罐，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。常用的有壓縮氣體儲(chǔ)罐、壓力緩沖器等。大型的儲(chǔ)存壓力容器多為球形容器，小型的常為臥式圓筒形容器。在一種容器中，如同時(shí)具備兩個(gè)以上的工藝作用原理時(shí)，應(yīng)按工藝過程中的主要作用來劃分品種。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39二、《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》

對(duì)壓力容器的分類為有利于安全技術(shù)管理和監(jiān)督檢查，根據(jù)容器的壓力高低，介質(zhì)的危害程度以及在生產(chǎn)過程中的重要作用，《容規(guī)》將其適用范圍的容器劃分為三類。1.屬于下列情況之一者為一類容器（代號(hào)為I）：（1）非易燃和無毒介質(zhì)的低壓容器；（2）易燃或有毒介質(zhì)的低壓分離容器和換熱容器。

二、《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》

對(duì)壓力容器的分類為有利于安402.屬于下列情況之一者為二類壓力容器（代號(hào)為II）：（1）中壓容器；（2）易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和低壓儲(chǔ)存容器；（3）毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的低壓容器；（4）低壓管殼式余熱鍋爐；（5）低壓塘玻璃壓力容器。2.屬于下列情況之一者為二類壓力容器（代號(hào)為II）：413．屬于下列情況之一者為三類壓力容器（代號(hào)為III）：(1)毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)且PV≥0．2MPa.m3的低壓容器；(2)易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)且PV≥0．5MPa.m3的中壓反應(yīng)容器，PV≥lOMPa.m3的中壓儲(chǔ)存容器;(3)高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；(4)高壓容器;中壓搪玻璃壓力容器(5)容積≥50m3的球形儲(chǔ)罐;容積>5m3的低溫絕熱壓力容器;(6)移動(dòng)式壓力容器包括鐵路罐車(介質(zhì)為液化氣體\低溫液體罐)、汽車（液化氣體運(yùn)輸車、低溫液體運(yùn)輸車、永久氣體運(yùn)輸車）和罐式集裝箱（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）3．屬于下列情況之一者為三類壓力容器（代號(hào)為III）：42名詞解釋廢熱鍋爐（余熱鍋爐）——利用化學(xué)反應(yīng)熱、煙氣余熱等廢熱來生產(chǎn)蒸汽的設(shè)備。按照熱源不同而分成管殼式和煙道式兩類，前者主要是利用化學(xué)反應(yīng)熱，后者則利用煙氣余熱。名詞解釋廢熱鍋爐（余熱鍋爐）——利用化學(xué)反應(yīng)熱、煙氣余熱等廢43劇毒介質(zhì)——是指進(jìn)入人體量<50克即導(dǎo)致肌體嚴(yán)重?fù)p傷或致死作用的介質(zhì)，

如氟、氫氟酸、氫氰酸、光氣、氟化氫、碳銑氟等。有毒介質(zhì)——是指進(jìn)入人體量≥50克即導(dǎo)致人體正常功能損傷的介質(zhì)，

如二氧化硫、氨、一氧化碳、氯乙烯、甲醇、氧化乙烯、硫化乙烯、二硫化碳、乙炔、硫化氫等；易燃介質(zhì)——是指與空氣混合的爆炸下限<10％，或爆炸上限與下限之差值>20％的氣體，

如一甲胺、乙烷、乙烯、氯甲烷、環(huán)氧乙烷、環(huán)丙烷、氫、丁烷、三甲胺、丁二烯、丁烯、丙烷、丙烯、甲烷等。劇毒介質(zhì)——是指進(jìn)入人體量<50克即導(dǎo)致肌體嚴(yán)重?fù)p傷或致死作44介質(zhì)毒性程度的分級(jí)介質(zhì)的毒性程度參照GB5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)》的規(guī)定，按其最高容許濃度的大小分為下列四級(jí)：1、極度危害（I級(jí)）最高容許濃度<0.1mg/m32、高度危害(II級(jí))最高容許濃度0.1~1.0mg/m33、中度危害(III級(jí))最高容許濃度1.0~10mg/m34、輕度危害（IV級(jí)）最高容許濃度≥10mg/m3介質(zhì)毒性程度的分級(jí)介質(zhì)的毒性程度參照G45三、壓力容器的其他分類方法1．按容器的壁厚有薄壁容器(壁厚不大于容器內(nèi)徑的1／10)和厚壁容器之分。2．按殼體的幾何形狀有球形容器、圓筒形容器、圓錐形容器之分。3.按制造方法有焊接容器、鍛造容器、鉚接容器、鑄造容器及各式組合制造容器之分。4.按結(jié)構(gòu)材料可有鋼制容器、鑄鐵容器、有色金屬容器和非金屬容器之分。5．按容器的安放形式有立式容器、臥式容器等之分。三、壓力容器的其他分類方法1．按容器的壁厚有薄壁容器(壁厚不46第四節(jié)

壓力容器的應(yīng)力

及其對(duì)安全的影響

壓力容器在運(yùn)行過程中，可能承受著各種形式的載荷。

其中比較常見的是壓力載荷、重力載荷、溫度載荷、風(fēng)載荷和地震載荷等。

這些載荷都會(huì)使容器器壁產(chǎn)生整體的或局部的變形，并相應(yīng)的產(chǎn)生各種應(yīng)力。

第四節(jié)壓力容器的應(yīng)力

及其對(duì)安全的影響壓力容器在運(yùn)47壓力容器的應(yīng)力及其對(duì)安全的影響

----各種載荷所產(chǎn)生的應(yīng)力

1．由壓力而產(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。

壓力容器的應(yīng)力及其對(duì)安全的影響

48

壓力容器的應(yīng)力

及其對(duì)安全的影響

---各種載荷所產(chǎn)生的應(yīng)力2．由重量而產(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。

如臥式容器常用的是鞍式支座，殼體橫臥在兩個(gè)支座上，由于重量的作用而產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。

壓力容器的應(yīng)力

49壓力容器的應(yīng)力及其對(duì)安全的影響

----各種載荷所產(chǎn)生的應(yīng)力3．由溫度而引起的應(yīng)力：

壓力容器在使用過程中，由于溫度變化也會(huì)引起應(yīng)力。

熱脹冷縮是物體的固有特性，如果物體的溫度發(fā)生了變化，而它又受到相鄰部分或其他物體的牽制約束而不能自如地?zé)崦浝淇s，則此物體內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。這種應(yīng)力稱為溫度應(yīng)力。

壓力容器的應(yīng)力及其對(duì)安全的影響

50壓力容器的應(yīng)力及其對(duì)安全的影響

----各種載荷所產(chǎn)生的應(yīng)力4．風(fēng)載荷產(chǎn)生的應(yīng)力：

安裝在室外的塔器，大多數(shù)是支承式的，在風(fēng)力作用下，塔體就會(huì)隨風(fēng)向發(fā)生彎曲變形，使迎風(fēng)而產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，而背風(fēng)面則產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。

壓力容器的應(yīng)力及其對(duì)安全的影響

51壓力容器的應(yīng)力及其對(duì)安全的影響

----應(yīng)力對(duì)容器安全的影響

有些應(yīng)力分布在容器壁的整個(gè)截面上，它使容器發(fā)生整體變形，且隨著應(yīng)力增大，容器變形加劇，當(dāng)這些應(yīng)力達(dá)到材料的屈服極限時(shí)，容器壁即產(chǎn)生顯著的塑性變形，若應(yīng)力繼續(xù)增大，容器則因過度的塑性變形而最終破裂。

由容器內(nèi)的壓力而產(chǎn)生的薄膜應(yīng)力就是這樣一種應(yīng)力。

因其能直接導(dǎo)致容器的破壞，所以是影響容器安全的最危險(xiǎn)的一種應(yīng)力。

壓力容器的應(yīng)力及其對(duì)安全的影響

52壓力容器的應(yīng)力及其對(duì)安全的影響

----應(yīng)力對(duì)容器安全的影響有些應(yīng)力只產(chǎn)生在容器的局部區(qū)域內(nèi)，也能引起容器變形，當(dāng)應(yīng)力值增大到材料的屈服極限時(shí)，局部地方還可能產(chǎn)生塑性變形，但由于相鄰區(qū)域應(yīng)力較低，材料處于彈性變形，使局部地方的塑性變形受到制約而不能繼續(xù)發(fā)展，應(yīng)力將重新分布。

一般溫度應(yīng)力和總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)處的彎曲應(yīng)力就是這樣一種應(yīng)力。在這種應(yīng)力作用下，容器的加載與卸載循環(huán)次數(shù)不需太多，就會(huì)導(dǎo)致容器破壞，因此對(duì)容器的安全也構(gòu)成重要影響。

壓力容器的應(yīng)力及其對(duì)安全的影響

53壓力容器的應(yīng)力及其對(duì)安全的影響

----應(yīng)力對(duì)容器安全的影響由于應(yīng)力集中而產(chǎn)生的局部應(yīng)力，只局限在一個(gè)很小的區(qū)域內(nèi)，因?yàn)檫@種應(yīng)力衰減得快，在其周圍附近會(huì)很快消失，因受到相鄰區(qū)域的制約，基本上不會(huì)使容器產(chǎn)生任何重要變形。

如容器壁上的小孔或缺口附近的應(yīng)力集中就是這樣一種應(yīng)力。

這種類型的應(yīng)力雖不會(huì)直接導(dǎo)致容器破壞，但可使韌性較差的材料產(chǎn)生脆性破壞，也會(huì)使容器發(fā)生疲勞破壞。對(duì)容器安全也有一定影響。壓力容器的應(yīng)力及其對(duì)安全的影響

54壓力容器的應(yīng)力及其對(duì)安全的影響

----應(yīng)力對(duì)容器安全的影響以上分析可知，不同應(yīng)力對(duì)壓力容器安全的影響雖然不同，但都可能導(dǎo)致容器破壞。

為了防止在使用過程中壓力容器早期失效或發(fā)生破裂而導(dǎo)致嚴(yán)重的破壞事故，對(duì)容器在各種載荷下可能產(chǎn)生的各類型的應(yīng)力都必須加以控制而把它限制在允許范圍內(nèi)。

要做到這一點(diǎn)，除設(shè)計(jì)人員精心設(shè)計(jì)外，操作人員認(rèn)真操作，保持工作穩(wěn)定，不超溫、不超壓也是十分重要的。

壓力容器的應(yīng)力及其對(duì)安全的影響

55由于壓力容器安全技術(shù)涉及范圍甚廣，內(nèi)容多，授課過程中不足之處敬請(qǐng)各位指正。謝謝！！由于壓力容器安全技術(shù)涉及范圍甚廣，內(nèi)容多，授課過程中不足之處56壓力容器基本知識(shí)

安全教育管理中心講課人：邱旭波電話：8775284壓力容器基本知識(shí)安全教育管理中心57壓力容器基本知識(shí)2課件58主要內(nèi)容

第一節(jié)

壓力容器簡介

第二節(jié)

壓力容器的工藝參數(shù)

第三節(jié)

壓力容器的分類

第四節(jié)

壓力容器的應(yīng)力及其對(duì)安全的影響

主要內(nèi)容第一節(jié)壓力容器簡介59第一節(jié)

壓力容器簡介一、壓力容器定義二、壓力載荷三、壓力容器工作介質(zhì)四、壓力容器的壓力源五、壓力容器界定第一節(jié)壓力容器簡介一、壓力容器定義60

一、壓力容器概念壓力容器定義：

作為特種設(shè)備的一種，一般泛指在工業(yè)生產(chǎn)中盛裝氣體或液體用于完成反應(yīng)、傳質(zhì)、傳熱、分離和儲(chǔ)存等生產(chǎn)工藝過程，并能承載一定壓力的密閉設(shè)備。壓力容器應(yīng)用：

它被廣泛用于化工、煉油、機(jī)械、石油、動(dòng)力、輕工、紡織、冶煉、核能及運(yùn)輸?shù)裙I(yè)部門，是生產(chǎn)過程中必不可少的重要設(shè)備。一、壓力容器概念壓力容器定義：

作為61如制冷裝置是食品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生等部門用以制造“人造冷”的一種通用設(shè)備；化工生產(chǎn)中的反應(yīng)裝置、換熱裝置、分離裝置的外殼，流體儲(chǔ)罐，核動(dòng)力反應(yīng)堆的壓力殼，電廠鍋爐系統(tǒng)的汽包，鉆井氣動(dòng)裝置的儲(chǔ)氣罐，采油采氣用的分離器、脫水器、加熱爐，石油練制工程中的各種塔和罐。還有使用廣泛的液化石油氣瓶、高分子聚合反應(yīng)的反應(yīng)釜等都是壓力容器。

例如：用乙烯和水（高壓過熱蒸汽）制造乙醇，就需要在7MPa的壓力下進(jìn)行；用氫和氮制造合成氨，要在10—100MPa的壓力下才能交好的反應(yīng)。如制冷裝置是食品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生等部門用以制造“人造62二、壓力容器的壓力載荷壓力容器器壁兩邊（內(nèi)、外部）所存在的壓力差稱作壓力載荷。所以壓力容器也稱為受壓容器。

壓力容器所承受的壓力載荷等于人為地將能量進(jìn)行提升、積蓄，使容器具備了能量隨時(shí)釋放的可能性和危險(xiǎn)性，也就是會(huì)發(fā)生泄漏和爆炸事故，而且事故的危害比較大。

隨著生產(chǎn)規(guī)模和油田開發(fā)面積的擴(kuò)大，壓力容器的品種越來越多，使用范圍越來越廣。因此，設(shè)計(jì)好、管理好、使用好、檢驗(yàn)好壓力容器是非常重要的；其壓力容器操作人員、管理人員、檢驗(yàn)人員都應(yīng)熟悉壓力容器的基本知識(shí)，經(jīng)過專門培訓(xùn)，以確保壓力容器安全運(yùn)行。二、壓力容器的壓力載荷壓力容器器壁兩邊（內(nèi)、外部63三、壓力容器的工作介質(zhì)容器所盛裝的，或在容器內(nèi)參加反應(yīng)的物質(zhì)，稱之為工作介質(zhì)。

壓力容器的危險(xiǎn)程度跟壓力容器的工作介質(zhì)、工作壓力和容積、溫度等密切相關(guān)。常用壓力容器的工作介質(zhì)一般包括壓縮氣體、水蒸汽、液化氣體和工作溫度高于其標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的飽和液體。由于液體的壓縮性小，卸壓時(shí)液體的膨脹很小，容器爆炸時(shí)所釋放的能量也很小。工作介質(zhì)是氣體的，由于氣體的壓縮性很大，卸壓膨脹所釋放的能量也很大。所以，工作介質(zhì)為氣體的壓力容器其爆炸危險(xiǎn)性比介質(zhì)為液體的壓力容器大很多。三、壓力容器的工作介質(zhì)容器所盛裝的，或在容器內(nèi)參加反應(yīng)的物質(zhì)64四、壓力容器的壓力源壓力來源：根據(jù)氣體壓力的產(chǎn)生或增大,從廣義和狹義來講,有來自容器內(nèi)的和容器外的二種。

1、來自容器外的壓力源：來源于容器外的壓力，其壓力源一般是氣體壓縮機(jī)或蒸汽鍋爐。1)氣體壓縮機(jī):主要有容積型和速度型兩類。A容積型氣體壓縮機(jī)是通過縮小氣體的體積，增加氣體的密度來提高氣體壓力的。B速度型氣體壓縮機(jī)是通過增加氣體的流速，使氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽軄硖岣邭怏w壓力的。氣體壓縮機(jī)的附屬設(shè)備如氣體冷卻器、油水分離器、儲(chǔ)氣罐、干燥過濾裝置等都是壓力容器。工作介質(zhì)為壓縮氣體的壓力容器，其可能達(dá)到的最高壓力為氣體壓縮機(jī)出口的氣體壓力。壓力容器簡介四、壓力容器的壓力源壓力容器簡介652）蒸汽鍋爐

是利用燃料燃燒放出的熱量將水加熱蒸發(fā)而產(chǎn)生水蒸汽的一種設(shè)備。

由于在相同壓力下水蒸汽的體積是飽和水的1600多倍，例如在1個(gè)絕對(duì)大氣壓力下，1公斤飽和水的體積是1．043升，而變?yōu)樗羝蟮捏w積則是1725升，約增大1700倍。因?yàn)殄仩t是密閉的，鍋筒的體積有限，隨著爐水不斷受熱蒸發(fā)，蒸汽密度不斷增加，壓力也隨之增高。工作介質(zhì)為水蒸汽的壓力容器，其可能達(dá)到的最高壓力為鍋爐出口處的蒸汽壓力。壓力容器簡介2）蒸汽鍋爐

是利用燃料燃燒放出的熱量將水加熱蒸發(fā)而產(chǎn)生水蒸662、來自容器內(nèi)的壓力源：1）容器內(nèi)介質(zhì)的聚集狀態(tài)發(fā)生改變；2）氣體介質(zhì)在容器內(nèi)受熱，溫度急劇升高；3）介質(zhì)在容器內(nèi)發(fā)生體積增大的化學(xué)反應(yīng)等。壓力容器簡介2、來自容器內(nèi)的壓力源：壓力容器簡介671）由于介質(zhì)的聚集狀態(tài)發(fā)生改變而產(chǎn)生或增加壓力：

是由于液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)在容器內(nèi)受熱(如周圍環(huán)境溫度升高、容器內(nèi)其他物料發(fā)生放熱化學(xué)反應(yīng)等)，蒸發(fā)或分解為氣體，體積劇烈膨脹；但因受到容器容積的限制，氣體密度增加，因而在容器內(nèi)產(chǎn)生壓力或使原有的氣體壓力增加。

壓力容器簡介1）由于介質(zhì)的聚集狀態(tài)發(fā)生改變而產(chǎn)生或增加壓力：

是由于液態(tài)682）氣體介質(zhì)在容器內(nèi)受熱，溫度急劇升高而產(chǎn)生或增大壓力

這種情況一般少見。因特殊原因，氣體在容器內(nèi)吸收了大量的熱量，溫度大幅度升高時(shí)壓力顯著增加的情況才會(huì)發(fā)生。例如有些貯裝易于發(fā)生聚合反應(yīng)的氣體容器(如某些碳?xì)浠衔镔A罐)，在合適條件下單分子氣體可以局部發(fā)生聚合反應(yīng)，產(chǎn)生大量的聚合熱，使容器內(nèi)的氣體受熱，溫度大幅度上升，使壓力劇烈增高，有時(shí)還會(huì)因此而發(fā)生容器超壓爆破事故。壓力容器簡介2）氣體介質(zhì)在容器內(nèi)受熱，溫度急劇升高而產(chǎn)生或增大壓力

這種693）由于介質(zhì)在容器內(nèi)發(fā)生體積增大的化學(xué)反應(yīng)使壓力升高

如：碳酸鈣加水經(jīng)化學(xué)反應(yīng)生成乙炔氣體，體積增加，在密閉的容器內(nèi)產(chǎn)生較高的壓力；

又如電解水制取氫和氧，因?yàn)?米3的水可以分解成1240米3的氫氣和620米3的氧氣，體積約增大2600倍，在密閉的容器內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生很高的壓力。壓力容器簡介3）由于介質(zhì)在容器內(nèi)發(fā)生體積增大的化學(xué)反應(yīng)使壓力升高

如：碳70

五、壓力容器的界定劃分壓力容器的界限應(yīng)從事故發(fā)生的可能性與事故危害性的大小兩個(gè)方面來考慮：工作介質(zhì)是氣體的壓力容器，因氣體具有很大的壓縮性，容器爆破時(shí)膨脹大，即瞬時(shí)所釋放的能量很大，危害性也就大；

工作介質(zhì)是液體的壓力容器，由于液體的壓縮性極小，因此在容器爆破時(shí)其膨脹小，即所釋放的能量很小，危害性也小。

這是指常溫下的液體，而不包括高于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)（在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點(diǎn)）的飽和液體（如鍋爐中汽包的高溫飽和水）和沸點(diǎn)低于常溫的液化氣體。因?yàn)檫@些介質(zhì)在容器內(nèi)由于壓力較高才呈現(xiàn)液態(tài)（實(shí)際在容器內(nèi)是汽液并存的飽和狀態(tài)），如果容器破裂，容器內(nèi)的壓力下降，飽和液體呈現(xiàn)過熱狀態(tài)，并立即蒸發(fā)汽化，體積急劇膨脹，發(fā)生“蒸汽爆炸”（暴沸），所釋放的能量要比同體積、同壓力的飽和蒸汽大的多，相當(dāng)于瞬間不斷地產(chǎn)生飽和蒸汽。壓力容器簡介五、壓力容器的界定壓力容器簡介71我國壓力容器的界定，按照《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，同時(shí)要具備下列三個(gè)條件:

(1)最低工作壓力≥0．1MPa(不包括液體靜壓力，下同)；(2)

內(nèi)直徑(非圓形截面指斷面最大尺寸)≥0．15m，且容積(V)≥25L且最高工作壓力與容積的乘積≥20L?MPa(3)介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。壓力容器每年要進(jìn)行一次外檢，每3年進(jìn)行一次內(nèi)檢，每6年進(jìn)行一次全面檢查。壓力容器簡介我國壓力容器的界定，按照《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，同時(shí)要72第二節(jié)

壓力容器的工藝參數(shù)一、壓力二、溫度三、直徑第二節(jié)壓力容器的工藝參數(shù)一、壓力73一、壓力

1、定義：在物理學(xué)中，壓力指垂直作用于物體表面上的力，而垂直作用在物體單位面積上的力稱為壓力強(qiáng)度,簡稱壓強(qiáng)。

在工業(yè)上，壓力的概念實(shí)質(zhì)上就是物理學(xué)中的壓強(qiáng)。

P（壓強(qiáng)）=F（壓力）／S（受力面積）1帕斯卡=1牛頓／平方米，即1Pa=1N／m2

l公斤力／厘米2=0.098×106Pa1兆帕=106Pa壓力容器的工藝參數(shù)一、壓力

1、定義：在物理學(xué)中，壓力指垂直作用于物體表面上的742．大氣壓力地球表面被一層很厚的大氣包裹著,大氣受地心的吸引產(chǎn)生重力，所以包圍在地球外面的大氣層對(duì)地球表面及其上的物體便產(chǎn)生了大氣壓力，即所謂大氣壓；大氣層越厚，壓力就越大，反之就越小。所以大氣壓力不是恒定不變的；將0℃北緯23.5度的海平面上的大氣壓力1.033公斤力／厘米2(相當(dāng)于0.1MPa)，或760毫米汞柱稱為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。2．大氣壓力753．絕對(duì)壓力、表壓力與負(fù)壓力

(1)容器內(nèi)介質(zhì)的實(shí)際壓力稱為絕對(duì)壓力；(2)當(dāng)容器內(nèi)介質(zhì)的壓力大于大氣壓力時(shí)，壓力表的指針?biāo)甘镜膲毫喎Q表壓力；(3)當(dāng)容器內(nèi)介質(zhì)的壓力低于外界大氣壓力時(shí)，簡稱負(fù)壓；人們通常所說的容器壓力或介質(zhì)壓力均指表壓力

P絕=P表+P大氣P負(fù)=P大氣-P絕3．絕對(duì)壓力、表壓力與負(fù)壓力764．工作壓力：也稱操作壓力，系指容器頂部在正常工藝操作時(shí)的壓力（不包括液柱壓力）。5．最高工作壓力：系指容器在工藝操作過程中可能產(chǎn)生的最大表壓力(不包括液體靜壓力)。

壓力超過最高工作壓力時(shí)，容器上的安全裝置就動(dòng)作。

容器最高工作壓力的確定與工作介質(zhì)有關(guān)。

在不同情況下，最高工作壓力的選取應(yīng)具備如下三條規(guī)定：4．工作壓力：也稱操作壓力，系指容器頂部在正常工藝操作時(shí)的壓77(1)盛裝臨界溫度高于50℃的液化氣體的壓力容器，如設(shè)計(jì)有可靠的保冷設(shè)施，其最高工作壓力應(yīng)為所盛裝液化氣體在可能達(dá)到的最高工作溫度下的飽和蒸氣壓力，如無保冷設(shè)施，其最高工作壓力不得低于該液化氣體在50℃時(shí)的飽和蒸氣壓力。壓力容器的工藝參數(shù)(1)盛裝臨界溫度高于50℃的液化氣體的壓力容器，如設(shè)計(jì)有可78（2）盛裝臨界溫度低于50℃的液化氣體的壓力容器，如設(shè)計(jì)有可靠的保冷措施，并能確保低溫貯存的，其最高工作壓力不得低于試驗(yàn)實(shí)測的最高溫度下的飽和蒸氣壓力，

沒有實(shí)測數(shù)據(jù)或沒有保冷設(shè)施的壓力容器，其最高工作壓力不得低于所裝液化氣體在規(guī)定的最大充裝量時(shí)，溫度為50℃的氣體壓力。

壓力容器的工藝參數(shù)（2）盛裝臨界溫度低于50℃的液化氣體的壓力容器，如設(shè)計(jì)有可79（3）常溫下盛裝混合液化石油氣的壓力容器，應(yīng)以50℃為設(shè)計(jì)溫度。

當(dāng)其50℃的飽和蒸氣壓力低于異丁烷50℃的飽和蒸氣壓力時(shí)，取50℃異丁烷的飽和蒸氣壓力為最高工作壓力；

如其高于50℃異丁烷的飽和蒸氣壓力時(shí)，取50℃丙烷的飽和蒸氣壓力為最高工作壓力；

如其高于50℃丙烷的飽和蒸氣壓力時(shí)，取50℃丙烯的飽和蒸氣壓力為最高工作壓力。

壓力容器的工藝參數(shù)（3）常溫下盛裝混合液化石油氣的壓力容器，應(yīng)以50℃為設(shè)計(jì)溫806．設(shè)計(jì)壓力：系指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下用以確定容器計(jì)算壁厚及其元件尺寸的壓力。一般取設(shè)計(jì)壓力等于或略高于最高工作壓力?！秹毫θ萜靼踩夹g(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定容器的設(shè)計(jì)壓力不得低于最高工作壓力，裝有安全裝置的容器，其設(shè)計(jì)壓力不得低于安全裝置的開啟壓力或爆破壓力。

壓力容器的工藝參數(shù)6．設(shè)計(jì)壓力：系指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下用以確定容器計(jì)算壁厚及其元81(1)當(dāng)容器各部位或受壓元件所受的液柱靜壓力達(dá)到5％的設(shè)計(jì)壓力時(shí)，應(yīng)取設(shè)計(jì)壓力和液柱壓力之和進(jìn)行該部位或元件的設(shè)計(jì)計(jì)算。(2)容器上裝有安全泄放裝置時(shí)，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)不小于安全裝置的開啟壓力。(3)對(duì)于盛裝液化氣體的容器，在規(guī)定的充裝系數(shù)范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)根據(jù)操作條件下允許達(dá)到的最高金屬溫度確定。壓力容器的工藝參數(shù)(1)當(dāng)容器各部位或受壓元件所受的液柱靜壓力達(dá)到5％的設(shè)計(jì)壓82(4)外壓容器的設(shè)計(jì)壓力，應(yīng)取不小于在正常操作情況下可能出現(xiàn)的最大內(nèi)外壓力差。(5)真空容器按承受外壓設(shè)計(jì)，當(dāng)裝有安全控制裝置(如真空泄放閥)時(shí)，設(shè)計(jì)壓力取1．25倍的最大內(nèi)外壓力差，或0．1MPa兩者中的較小值；當(dāng)沒有安全控制裝置時(shí)取0．1MPa。壓力容器的工藝參數(shù)(4)外壓容器的設(shè)計(jì)壓力，應(yīng)取不小于在正常操作情況下可能出現(xiàn)83二、

溫度--介質(zhì)溫度1.介質(zhì)溫度：系指壓力容器的工作溫度，即容器內(nèi)介質(zhì)的溫度,可以用測溫儀表測得.如:我國規(guī)定氣瓶最高工作溫度應(yīng)不高于60℃.壓力容器的工藝參數(shù)二、溫度--介質(zhì)溫度壓力容器的工藝參數(shù)84二、

溫度--金屬溫度2．金屬溫度：金屬溫度系指容器受壓元件沿截面厚度的平均溫度。在任何情況下，元件金屬的表面不得超過鋼材的允許使用溫度。壓力容器的工藝參數(shù)二、溫度--金屬溫度2．金屬溫度：金屬溫度系指容器受壓元件85二、溫度--設(shè)計(jì)溫度3．設(shè)計(jì)溫度：設(shè)計(jì)溫度系指容器在正常操作過程中，在相應(yīng)的設(shè)計(jì)壓力下，殼壁或元件金屬可能達(dá)到的最高或最低溫度.殼壁或元件金屬的溫度低于-20℃時(shí),按最低溫度確定設(shè)計(jì)溫度,除此以外,設(shè)計(jì)溫度一律按最高溫度選取.

設(shè)計(jì)溫度是指殼體的設(shè)計(jì)溫度.壓力容器的工藝參數(shù)二、溫度--設(shè)計(jì)溫度3．設(shè)計(jì)溫度：設(shè)計(jì)溫度系指容器在正常操作86三、直徑一般所說的直徑指其內(nèi)徑，單位多用毫米表示。由于標(biāo)準(zhǔn)化的需要，把容器直徑按尺寸大小排列成一定數(shù)目的系列，該系列中的各尺寸稱為公稱直徑。壓力容器的工藝參數(shù)三、直徑一般所說的直徑指其內(nèi)徑，單位多用毫米表示。壓力容87第三節(jié)

壓力容器的分類一、一般分類

1、壓力分類

2、殼體承壓方式分類

3、設(shè)計(jì)溫度分類

4、安全技術(shù)管理角度分類

5、生產(chǎn)工藝過程原理分類二、《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對(duì)壓力容器的分類三、其他分類第三節(jié)壓力容器的分類一、一般分類

1、壓88

一般分類

（一）按壓力分類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(gè)等級(jí)：1、低壓容器(代號(hào)L)0．1MPa≤P<1．6MPa

基本化學(xué)工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)以及冶金、采礦、醫(yī)藥、食品、精細(xì)化工、日用化工、飲食服務(wù)業(yè)等用的壓力容器大多為低壓容器。2、中壓容器(代號(hào)M)1．6Mpa≤P<10MPa

多用于石油化學(xué)工業(yè)。3、高壓容器(代號(hào)H)10MPa≤P<1OOMPa

主要用于氮肥工業(yè)和一部分石油化學(xué)工業(yè)。4、超高壓容器(代號(hào)U)P≥100MPa

目前使用還不太多，一般用于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、高分子聚合設(shè)備。一般分類

（一89（二）按殼體承壓方式分類壓力容器可分為內(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。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)壓容器的壁厚是根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算確定的，而外壓容器的設(shè)計(jì)則主要考慮穩(wěn)定性問題。其次，反映在安全性上，外壓容器一般較內(nèi)壓容器安全。（二）按殼體承壓方式分類壓力容器可分為內(nèi)壓(殼體內(nèi)90（三）按設(shè)計(jì)溫度分類

按設(shè)計(jì)溫度(t)的高低，可分為：低溫容器(t≤一20℃)常溫容器(一20℃

<t<450℃)高溫容器(t≥450℃)。

此溫度為容器壁溫度（三）按設(shè)計(jì)溫度分類按設(shè)計(jì)溫度(t)的高低，可分91（四）安全技術(shù)管理角度分類可分為固定式容器和移動(dòng)式容器兩大類：1.固定式容器系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。2.移動(dòng)式容器，系指一種貯裝容器，其主要用途是裝運(yùn)有壓力的氣體。

如氣瓶、汽車槽車、鐵路槽車等。

無固定使用地點(diǎn)，一般沒有專職使用操作人員，使用環(huán)境經(jīng)常變遷。管理比較復(fù)雜，較易發(fā)生事故。（四）安全技術(shù)管理角度分類可分為固定式容器和移動(dòng)式容器兩大類92氣瓶：是使用最為普遍的一種移動(dòng)式容器。

按氣瓶盛裝氣體的特性、用途或結(jié)構(gòu)形式分為：

（1）永久氣體氣瓶：一般以較高的壓力充裝氣體，常用的充裝壓力為15MPa和12.5MPa,永久氣體有：氧、空氣、氫、甲烷、CO、NO及一些惰性氣體。

（2）液化氣體氣瓶：在充裝時(shí)都是以低溫液態(tài)罐裝，有低臨界溫度液化氣體氣瓶和高臨界溫度液化氣體氣瓶之分。低臨界溫度液化氣體氣瓶一般用較高的壓力來充裝（按氣瓶公稱工作壓力系列分有20MPa、15MPa、12.5MPa、8MPa,常用的是15MPa和12.5MPa）。高臨界溫度液化氣體氣瓶其工作壓力為最高工作溫度下的飽和蒸汽壓力，不超過5MPa，最高工作溫度不超過60℃。

（3）溶解氣體氣瓶：轉(zhuǎn)供盛裝乙炔氣的氣瓶，最高工作壓力≤3.0MPa氣瓶：是使用最為普遍的一種移動(dòng)式容器。

按氣瓶盛裝氣體的特性93（五）按生產(chǎn)工藝過程作用原理分類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。這種容器的壓力源于加壓反應(yīng)和反應(yīng)升壓。

加壓反應(yīng)是指容器內(nèi)部的壓力由容器外產(chǎn)生，工作介質(zhì)經(jīng)過加壓后才進(jìn)入容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。

反應(yīng)升壓是指通過容器內(nèi)介質(zhì)反應(yīng)而產(chǎn)生的壓力

常用的反應(yīng)容器有：反應(yīng)器、反應(yīng)釜、合成塔、變換爐、蒸煮鍋、蒸球、煤氣發(fā)生爐等。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。其主要過程是物理過程，按傳熱的方式分為蓄熱式、直接式和間接式三種。

常用的換熱器有管殼式余熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、電熱蒸汽發(fā)生器等（五）按生產(chǎn)工藝過程作用原理分類1．反應(yīng)壓力容器(代號(hào)R)：943．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等的壓力容器。常用的分離容器有分離器、過濾器、洗滌器、吸收塔干燥塔、分氣缸等。4．儲(chǔ)存壓力容器(代號(hào)C)，其中球罐代號(hào)（B)；如各種型式的儲(chǔ)罐，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。常用的有壓縮氣體儲(chǔ)罐、壓力緩沖器等。大型的儲(chǔ)存壓力容器多為球形容器，小型的常為臥式圓筒形容器。在一種容器中，如同時(shí)具備兩個(gè)以上的工藝作用原理時(shí)，應(yīng)按工藝過程中的主要作用來劃分品種。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95二、《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》

對(duì)壓力容器的分類為有利于安全技術(shù)管理和監(jiān)督檢查，根據(jù)容器的壓力高低，介質(zhì)的危害程度以及在生產(chǎn)過程中的重要作用，《容規(guī)》將其適用范圍的容器劃分為三類。1.屬于下列情況之一者為一類容器（代號(hào)為I）：（1）非易燃和無毒介質(zhì)的低壓容器；（2）易燃或有毒介質(zhì)的低壓分離容器和換熱容器。

二、《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》

對(duì)壓力容器的分類為有利于安962.屬于下列情況之一者為二類壓力容器（代號(hào)為II）：（1）中壓容器；（2）易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和低壓儲(chǔ)存容器；（3）毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的低壓容器；（4）低壓管殼式余熱鍋爐；（5）低壓塘玻璃壓力容器。2.屬于下列情況之一者為二類壓力容器（代號(hào)為II）：973．屬于下列情況之一者為三類壓力容器（代號(hào)為III）：(1)毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)且PV≥0．2MPa.m3的低壓容器；(2)易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)且PV≥0．5MPa.m3的中壓反應(yīng)容器，PV≥lOMPa.m3的中壓儲(chǔ)存容器;(3)高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；(4)高壓容器;中壓搪玻璃壓力容器(5)容積≥50m3的球形儲(chǔ)罐;容積>5m3的低溫絕熱壓力容器;(6)移動(dòng)式壓力容器包括鐵路罐車(介質(zhì)為液化氣體\低溫液體罐)、汽車（液化氣體運(yùn)輸車、低溫液體運(yùn)輸車、永久氣體運(yùn)輸車）和罐式集裝箱（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）3．屬于下列情況之一者為三類壓力容器（代號(hào)為III）：98名詞解釋廢熱鍋爐（余熱鍋爐）——利用化學(xué)反應(yīng)熱、煙氣余熱等廢熱來生產(chǎn)蒸汽的設(shè)備。按照熱源不同而分成管殼式和煙道式兩類，前者主要是利用化學(xué)反應(yīng)熱，后者則利用煙氣余熱。名詞解釋廢熱鍋爐（余熱鍋爐）——利用化學(xué)反應(yīng)熱、煙氣余熱等廢99劇毒介質(zhì)——是指進(jìn)入人體量<50克即導(dǎo)致肌體嚴(yán)重?fù)p傷或致死作用的介質(zhì)，

如氟、氫氟酸、氫氰酸、光氣、氟化氫、碳銑氟等。有毒介質(zhì)——是指進(jìn)入人體量≥50克即導(dǎo)致人體正常功能損傷的介質(zhì)，

如二氧化硫、氨、一氧化碳、氯乙烯、甲醇、氧化乙烯、硫化乙烯、二硫化碳、乙炔、硫化氫等；易燃介質(zhì)——是指與空氣混合的爆炸下限<10％，或爆炸上限與下限之差值>20％的氣體，

如一甲胺、乙烷、乙烯、氯甲烷、環(huán)氧乙烷、環(huán)丙烷、氫、丁烷、三甲胺、丁二烯、丁烯、丙烷、丙烯、甲烷等。劇毒介質(zhì)——是指進(jìn)入人體量<50克即導(dǎo)致肌體嚴(yán)重?fù)p傷或致死作100介質(zhì)毒性程度的分級(jí)介質(zhì)的毒性程度參照GB5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)》的規(guī)定，按其最高容許濃度的大小分為下列四級(jí)：1、極度危害（I級(jí)）最高容許濃度<0.1mg/m32、高度危害(II級(jí))最高容許濃度0.1~1.0mg/m33、中度危害(III級(jí))最高容許濃度1.0~10mg/m34、輕度危害（IV級(jí)）最高容許濃度≥10mg/m3介質(zhì)毒性程度的分級(jí)介質(zhì)的毒性程度參照G101三、壓力容器的其他分類方法1．按容器的壁厚有薄壁容器(壁厚不大于容器內(nèi)徑的1／10)和厚壁容器之分。2．按殼體的幾何形狀有球形容器、圓筒形容器、圓錐形