壓力容器基本知識課件

壓力容器基本知識山東特檢泰安分院2013.051.壓力容器基本知識山東特檢泰安分院1.主要內(nèi)容1.壓力容器簡介2.壓力容器的工藝參數(shù)3.壓力容器的基本要求4.壓力容器的分類5.壓力容器常用的鋼材6.壓力容器的應力及其對安全的影響2.主要內(nèi)容1.壓力容器簡介2.第一節(jié)壓力容器簡介壓力容器又稱受壓容器，是生產(chǎn)和人民生活中不可缺少的一種設備，廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)和領域。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，壓力容器的使用越來越廣泛。壓力容器不僅數(shù)量多，增長速度快，而且結(jié)構(gòu)特殊，類型復雜，操作條件苛刻，發(fā)生事故的可能性較大。與其他生產(chǎn)裝置和設備不同，壓力容器發(fā)生事故時，不僅本身遭到破壞，往往還會誘發(fā)一系列惡性事故，會給國民經(jīng)濟和人民財產(chǎn)造成重大損失，因此它的安全問題就特別值得注意。我國和其他許多工業(yè)國家都設有專門的機構(gòu)，對壓力容器進行安全管理和監(jiān)督檢查，并要求按規(guī)定的技術(shù)規(guī)范進行設計、制造和使用管理。作為壓力容器操作人員，正確使用和維護壓力容器，保證壓力容器安全運行是應盡的職責。為了幫助操作人員豐富理論知識和提高實際操作水平，本章將講解一些與壓力容器有關的基本知識。3.第一節(jié)壓力容器簡介壓力容器又稱受壓容器，是生產(chǎn)和人民生活中本節(jié)主要內(nèi)容1壓力2壓力容器的壓力源3壓力容器界限4壓力容器在工業(yè)生產(chǎn)中的應用4.本節(jié)主要內(nèi)容1壓力4.1壓力1.1壓力的定義1.2大氣壓力1.3絕對壓力1.4絕對壓力、表壓力及大氣壓力之間的關系5.1壓力1.1壓力的定義5.

1.1壓力的定義壓力的單位是牛頓，用“N”表示，面積的單位是平方米，用“m2”表示，壓強的單位是帕斯卡，簡稱帕，用“Pa”表示。

1帕斯卡=1牛頓/平方米，即1Pa=1N/m2。從上述分析可知，壓力與壓強是兩個概念不同的物理量，但在壓力容器上或一般工程技術(shù)上，人們習慣于將壓強稱為壓力。因此，未加說明時，本書中以后所說的壓力實際上就是壓強。6.1.1壓力的定義6.

1.2大氣壓力大氣壓力。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，密度越大，壓力就越大，反之壓力就越小。所以大氣壓力不是恒定不變的，高山上的大氣壓就比海平面上的小。工程上為了計算方便，把1千克力/厘米2（0.098MPa）的壓力稱為1個工程大氣壓，它與標準大氣壓之間的換算關系為：1工程大氣壓=0.968標準大氣壓=735.6毫米汞柱如果以水柱高度來計算壓力時，其換算關系為：1千克力/米2（9.8Pa）=1毫米水柱1千克力/厘米2（0.098MPa）=10000毫米水柱=10米水柱7.1.2大氣壓力7.1.3絕對壓力絕對壓力（P絕）。容器內(nèi)介質(zhì)的實際壓力稱為絕對壓力，絕對壓力等于表壓力（又叫相對壓力）與當?shù)卮髿鈮毫χ?。表壓力與負壓力容器內(nèi)介質(zhì)（液體或或氣體）的壓力高于大氣壓時，介質(zhì)處于正壓狀態(tài)，如低于大氣壓時，則介質(zhì)處于負壓狀態(tài)。用各種壓力表測量容器介質(zhì)的壓力得到的壓力數(shù)值稱為表壓力或表壓（P表）。當容器內(nèi)介質(zhì)的壓力等于大氣壓力時，壓力表的指針在零位，即表壓為零。當容器內(nèi)介質(zhì)的壓力大于大氣壓時，壓力表的指針才會轉(zhuǎn)動，表上才有讀數(shù)。此時壓力表的讀數(shù)就是容器內(nèi)介質(zhì)壓力超出大氣壓的部分，即表壓為正壓力。當容器內(nèi)介質(zhì)的壓力低于外界大氣壓時，真空表的壓力值即為介質(zhì)的壓力低于大氣壓力的部分，表壓為負壓力或真空，簡稱負壓。8.1.3絕對壓力8.1.4絕對壓力、表壓力及大氣壓力三者之間的關系絕對壓力、表壓力及大氣壓力三者之間的關系為：P絕=P表+P大氣由上式可知，只有當壓力表是負數(shù)時，絕對壓力才有可能小于大氣壓力，二出現(xiàn)負壓力P負。P負=P大氣-P絕人們通常所說的容器壓力或介質(zhì)壓力均指表壓力而言。9.1.4絕對壓力、表壓力及大氣壓力三者之間的關系9.2壓力容器的壓力源容器所盛裝的或在容器內(nèi)參加反應的物質(zhì)被稱為工作介質(zhì)。常用壓力容器的工作介質(zhì)是各種壓縮氣體或蒸汽，所以這里主要講氣體介質(zhì)的壓力來源。壓力來源可以分為氣體壓力的產(chǎn)生或增大來自容器內(nèi)或容器外兩類。10.2壓力容器的壓力源容器所盛裝的或在容器內(nèi)參加反應的物質(zhì)被稱2.1容器的氣體壓力產(chǎn)生于容器外容器的氣體壓力產(chǎn)生于容器外時，其壓力源一般是氣體壓縮機或蒸汽鍋爐。其中，氣體壓縮機主要有容積型（活塞式、螺桿式、轉(zhuǎn)子式、滑片式等）和速度型（離心式、軸流式、淚流式等）兩類。容積型氣體壓縮機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；而速度型氣體壓縮機則是通過增加氣體的流速，是氣體的動能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽軄硖岣邭怏w壓力的工作介質(zhì)為壓縮氣體的壓力容器，其可能達到的最高壓力為壓縮機出口的氣體壓力（氣體在容器內(nèi)溫度大幅度升高或發(fā)生其他物理化學變化時壓力升高的情況除外）。11.2.1容器的氣體壓力產(chǎn)生于容器外11.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)生水蒸氣的一種設備。在相同壓力下水蒸氣的體積是飽和水的1000多倍，汽包（或鍋筒）的體積有限，隨著水不斷受熱蒸發(fā)，蒸汽密度不斷增加，壓力也隨之增大。所以工作介質(zhì)為水蒸氣的壓力容器，其可能達到的最高壓力為鍋爐出口處的蒸汽壓力。12.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)生水蒸氣的一2.2容器的氣體壓力產(chǎn)生于容器內(nèi)容器的氣體壓力產(chǎn)生于容器內(nèi)時，其原因有容器內(nèi)介質(zhì)的聚集狀態(tài)發(fā)生改變，氣體介質(zhì)在容器內(nèi)受熱，溫度急劇升高，介質(zhì)在容器內(nèi)發(fā)生體積增大的化學反應等。由于介質(zhì)的聚集狀態(tài)發(fā)生改變而產(chǎn)生或增加壓力的，一般是由于液態(tài)或液態(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)生放熱化學反應等）。蒸發(fā)或分解的氣體，體積劇烈膨脹，但因受到容器容積的限制，氣體密度大為增加，因而在容器內(nèi)產(chǎn)生壓力或使原有的氣體壓力增加。由于氣體介質(zhì)在容器內(nèi)受熱而產(chǎn)生或顯著增加壓力的情況一般是少見的，只有特殊原因，氣體在容器內(nèi)吸收了大量的熱量，溫度大幅升高時壓力顯著增加的情況才會發(fā)生，有時還會因此而發(fā)生容器超壓爆炸事故。13.2.2容器的氣體壓力產(chǎn)生于容器內(nèi)13.由于介質(zhì)在容器內(nèi)發(fā)生體積增大的化學反應而壓力升高的例子較多，例如用碳化鈣加水經(jīng)化學反應生成乙炔氣體，體積大為增加，在密閉的容器內(nèi)會產(chǎn)生較高的壓力。又如電解水制取氫和氧的反應，因為1立方米的水可以分解成1240立方米的氫氣和620立方米的氧氣，體積約增大2000倍，在密閉的容器內(nèi)也會產(chǎn)生很高的壓力。常用的壓力容器中，氣體壓力在容器外增大的較多，在容器內(nèi)增大的較少。但后者危險性較大，對壓力控制的要求也更嚴格。14.由于介質(zhì)在容器內(nèi)發(fā)生體積增大的化學反應而壓力升高的例子較多，3壓力容器界限壓力容器定義的所謂容器，通常的說法是由曲面構(gòu)成用于盛裝物料的空間，通俗地講，就是化工、煉油、醫(yī)藥、食品等生產(chǎn)所用的各種設備外部的殼體都屬于容器。不言而喻，所有承受壓力的密閉容器均被稱為壓力容器，或者被稱為受壓容器。本書討論的壓力容器，主要是指那些容易發(fā)生事故，而且事故的危害性較大，須由專門機構(gòu)進行監(jiān)督，并按規(guī)定的技術(shù)管理規(guī)范進行制造和使用的壓力容器。即按特殊設備對待的壓力容器。15.3壓力容器界限壓力容器定義的所謂容器，通常的說法是由曲面3.1劃分壓力容器界限應考慮的因素劃分壓力容器的界限應考慮的因素主要有事故發(fā)生的可能性與事故危害性的大小兩個方面。目前國際上對壓力容器的界限范圍尚無完全統(tǒng)一的規(guī)定。一般說來，壓力容器發(fā)生爆炸事故時，其危害性大小與工作介質(zhì)的狀態(tài)、工作壓力及容器的容積等因素有關，工作介質(zhì)是液體的壓力容器，由于液體的壓縮性極小，因此在容器爆炸時其膨脹功，即所釋放的能量很小，危害性也小。而工作介質(zhì)是氣體的壓力容器，因氣體具有很大的壓縮性，容器爆炸時的膨脹功，即瞬時所釋放的能量很大，危害性也就大。16.3.1劃分壓力容器界限應考慮的因素16.劃分壓力容器的界限，除了考慮工作介質(zhì)的狀態(tài)外，還應考慮容器的工作壓力和容積這兩個因素。一般說來，工作壓力越高，容積越大，容器儲存的能量越大，爆炸時釋放出來的能量也越大，所以事故的危害性也就大。但壓力和容積的劃分不像工作介質(zhì)那樣有一個比較明確的界限，都是人為地規(guī)定一個比較合適的下限值，如工作壓力的下限值規(guī)定為1個大氣壓（0.098MPa，表壓）。至于壓力容器的容積下限值應如何規(guī)定才合適卻很難說，所以有些國家不是單獨規(guī)定容積的下限值，而是以容器的工作壓力和容積的乘積達到某一規(guī)定數(shù)值作為下限條件。17.劃分壓力容器的界限，除了考慮工作介質(zhì)的狀態(tài)外，還應考慮容器的3.2我國壓力容器的界限范圍國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗檢疫總局頒發(fā)的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定同時具備下列三個條件的容器作為特殊設備來管理：（1）最高工作壓力（Pw）大于等于0.1MPa（不包括液體靜壓力，下同）；（2）內(nèi)直徑大于等于0.15m，且容積（V）大于等于0.025m3；（3）介質(zhì)為氣體、液化氣體和最高工作溫度高于等于標準沸點（指在1個大氣壓下的沸點）的液體。18.3.2我國壓力容器的界限范圍18.《特種設備安全監(jiān)察條例》中壓力容器的定義為：壓力容器，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設備，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的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體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1.0的氣體、液化氣體和標準沸點等于或者低于60℃液體的氣瓶；氧艙等。19.《特種設備安全監(jiān)察條例》中壓力容器的定義為：壓力容器，是指盛2009年8月31日由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局特種設備安全監(jiān)察局批準頒布的《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對我國壓力容器的界限范圍做了明確劃分?！豆倘菀?guī)》適用于同時具備下列條件的壓力容器：（1）工作壓力大于或者等于0.1MPa（注1）；（2）工作壓力與容積的乘積大于或者等于2.5（注2）；（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其標準沸點的液體（注3）。20.2009年8月31日由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局特種設備安全監(jiān)注1：工作壓力，是指壓力容器在正常工作情況下，其頂部可能達到的最高壓力（表壓力）。注2：容積，是指壓力容器的幾何容積，即由設計圖樣標注的尺寸計算（不考慮制造公差）并且圓整。一般應當扣除永久連接在壓力容器內(nèi)部的內(nèi)件的體積。注3：容器內(nèi)介質(zhì)為最高工作溫度低于其標準沸點的液體時，如果氣相空間的容積與工作壓力的乘積大于或者等于2.5時，也屬于本規(guī)程的使用范圍。21.注1：工作壓力，是指壓力容器在正常工作情況下，其頂部可能達到其中，超高壓容器應當符合《超高壓容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，非金屬壓力容器應當符合《非金屬壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，簡單壓力容器應當符合《簡單壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定。22.其中，超高壓容器應當符合《超高壓容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定4壓力容器在工業(yè)生產(chǎn)中的應用壓力容器在各個工業(yè)領域中應用廣泛，如化學工業(yè)、石油化工、煉油、制藥、炸藥、化肥、食品工業(yè)、水泥、冶金、涂料、合成樹脂、合成橡膠、塑料、合成纖維、造紙、深海探測器、潛水艙、火力發(fā)電站、航空、深冷、運輸貯罐、原子能發(fā)電等等。就當前來說，以石油化學工業(yè)應用的最為普遍。石油化學工業(yè)生產(chǎn)工藝復雜，火災爆炸危險性大，產(chǎn)品品種多，與生產(chǎn)、人民生活及國防密切相關，在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位。在石油化工企業(yè)中，壓力容器可以作為一種簡單的盛裝容器，用以貯存有壓力的氣體、蒸汽或液化氣體，如液氮貯罐、氫氣、氯氣貯罐23.4壓力容器在工業(yè)生產(chǎn)中的應用壓力容器在各個工業(yè)領域中應用等，這類容器內(nèi)部一般沒有其他的工藝裝置，可以單獨構(gòu)成一臺設備，或者作為其他裝置的一個獨立部件；壓力容器也可以作為其他石油化工設備的外殼，為各種化工單元操作（如化學反應、傳質(zhì)、傳熱、分離、蒸餾等）提供必要的壓力空間，并將該空間與外界大氣隔離，此時壓力容器不能作為一臺獨立設備存在，其內(nèi)部必須裝入某些工藝裝置（俗稱內(nèi)件）才能構(gòu)成一臺完整的設備，如氨合成塔、尿素合成塔、廢熱鍋爐、二氧化碳吸收塔、氮分離器等。壓力容器除了用于工業(yè)生產(chǎn)外，還用于基本建設、醫(yī)療衛(wèi)生、地址勘探、文教體育等國民經(jīng)濟各部門。24.等，這類容器內(nèi)部一般沒有其他的工藝裝置，可以單獨構(gòu)成一臺設備第二節(jié)壓力容器的工藝參數(shù)壓力容器的工藝參數(shù)是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求確定的，是進行壓力容器設計和安全操作的主要依據(jù)。壓力容器的主要工藝參數(shù)為壓力、溫度和介質(zhì)。2.1壓力2.2溫度2.3介質(zhì)25.第二節(jié)壓力容器的工藝參數(shù)壓力容器的工藝參數(shù)是根據(jù)生產(chǎn)工藝的2.1壓力在各種壓力容器的規(guī)范或標準中，經(jīng)常出現(xiàn)工作壓力、最高允許工作壓力和設計壓力等概念，現(xiàn)依據(jù)GB150.1-2011《壓力容器》將其定義分述如下：1.工作壓力：在正常工作情況下，容器頂部可能達到的最高壓力。2.最高允許工作壓力：在指定的相應溫度下，容器頂部所允許承受的最大壓力。該壓力是根據(jù)容器各受壓元件的有效厚度，考慮了該元件承受的所有載荷而計算得到的，且取最小值。3.設計壓力：設定的容器頂部的最高壓力，與相應的設計溫度一起作為容器的基本設計載荷條件，其值不低于工作壓力。4.試驗壓力：進行耐壓試驗或泄漏試驗時，容器頂部的壓力。26.2.1壓力26.常溫儲存液化氣體壓力容器的設計壓力常溫儲存液化氣體壓力容器的設計壓力，應當以規(guī)定溫度下的工作壓力為基礎確定：（1）常溫儲存液化氣體壓力容器規(guī)定溫度下的工作壓力按照表3-4確定：27.常溫儲存液化氣體壓力容器的設計壓力27.(2)常溫儲存液化石油氣壓力容器規(guī)定溫度下的工作壓力，按照不低于50℃時混合液化石油氣組分的實際飽和蒸氣壓來確定，設計單位在設計圖樣上注明限定的組分和對應的壓力；若無實際組分數(shù)據(jù)或者不做組分分析，其規(guī)定溫度下的工作壓力不得低于表3-5的規(guī)定。28.(2)常溫儲存液化石油氣壓力容器規(guī)定溫度下的工作壓依據(jù)GB150《壓力容器》，設計壓力的值不低于工作壓力。確定設計壓力或計算壓力時，應考慮：a)容器上裝有超壓泄放裝置時，應按附錄B的規(guī)定確定設計壓力；b)對于盛裝液化氣體的容器，如果具有可靠地保冷設施，在規(guī)定的裝量系數(shù)范圍內(nèi)，設計壓力應根據(jù)工作條件下容器介質(zhì)可能達到的最高溫度確定；否則按相關法規(guī)確定；c)確定真空容器的殼體厚度時，設計壓力按承受外壓考慮；當裝有安全控制裝置（如真空泄放閥）時，設計壓力取1.25倍最大內(nèi)外壓力差或0.1MPa兩者中的低值；當無安全控制裝置時，取0.1MPa；d)由2個或2個以上壓力室組成的容器，如夾套容器，應分別確定各壓力室的設計壓力。29.依據(jù)GB150《壓力容器》，設計壓力的值不低于工作壓力。確定2.2溫度設計溫度：壓力容器在正常工作情況下，設定的元件的金屬溫度（沿元件金屬截面的溫度平均值）。設計溫度與設計壓力一起作為設計載荷條件。設計常溫儲存壓力容器時，應當充分考慮在正常工作狀態(tài)下大氣環(huán)境溫度條件對容器殼體金屬溫度的影響，其最低設計金屬溫度不得高于歷年來月平均最低氣溫（是指當月各天的最低氣溫值相加后除以當月的天數(shù)）的最低值。試驗溫度：進行耐壓試驗或泄漏試驗時，容器殼體的金屬溫度。有關規(guī)程或規(guī)范規(guī)定，對容器的使用溫度或金屬壁溫要進行控制，以免容器超溫運行。30.2.2溫度30.GB150《壓力容器》提出了如下幾種確定設計溫度的方法：a)設計溫度不得低于元件金屬在工作狀態(tài)可能達到的最高溫度。對于0℃以下的金屬溫度，設計溫度不得高于元件金屬可能達到的最低溫度。b)容器各部分在工作狀態(tài)下的金屬溫度不同時，可分別設定每部分的設計溫度。c)元件的金屬溫度通過以下方法確定：1)傳熱計算求得；2)在已使用的同類容器上測定；3)根據(jù)容器內(nèi)部介質(zhì)溫度并結(jié)合外部條件確定。d)在確定最低設計金屬溫度時，應當充分考慮在運行過程中，大氣環(huán)境低溫條件對容器殼體金屬溫度的影響。大氣環(huán)境低溫條件系指歷年來月平均最低氣溫（指當月各天的最低氣溫值之和除以當月天數(shù)）的最低值。31.GB150《壓力容器》提出了如下幾種確定設計溫度的方法：312.3介質(zhì)介質(zhì)是指壓力容器內(nèi)盛裝的物料，由液態(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，介性質(zhì)不同，對容器的材料、制造和使用的要求也不同，介質(zhì)有易燃、易爆、腐蝕性和毒性的容器，在使用維護中應特別注意。（1）介質(zhì)分組壓力容器的介質(zhì)分為以下兩組：第一組介質(zhì)，毒性程度為極度危害、高度危害的化學介質(zhì)，易爆介質(zhì)，液化氣體。第二組介質(zhì)，除第一組以外的介質(zhì)。32.2.3介質(zhì)32.（2）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；中毒危害最高容許濃度1.0mg/m3~10.0mg/m3；輕度危害最高容許濃度大于10.0mg/m3。②易燃介質(zhì)指與空氣混合的爆炸下限小于10%，或爆炸上限與下限之差值大于等于20%的氣體，如氫、甲烷、乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)丙烷、乙烯、丙烯。33.（2）介質(zhì)危害性33.③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%的介質(zhì)。④介質(zhì)毒性危害程度和爆炸危險程度的確定按照HG20660-2000《壓力容器中化學介質(zhì)毒性危害和爆炸危害程度分類》確定。HG20660沒有規(guī)定的，由壓力容器設計單位參照GB5044-85《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》的原則，決定介質(zhì)組別。34.③易爆介質(zhì)34.（3）壓力容器中的介質(zhì)為混合物質(zhì)時應以介質(zhì)的組成并按毒性程度和易燃介質(zhì)的劃分原則，由設計單位的工藝設計或使用單位的生產(chǎn)技術(shù)部分，決定介質(zhì)毒性程度或是否屬于易燃介質(zhì)。（4）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。35.（3）壓力容器中的介質(zhì)為混合物質(zhì)時應以介質(zhì)的組成并按毒性程第三節(jié)壓力容器的基本要求壓力容器必須具備工藝要求的特定使用性能，安全可靠；制造安裝簡單；結(jié)構(gòu)先進，維修方便和經(jīng)濟合理等方面的特點。壓力容器的設計必須滿足以下要求：1.強度：指容器在確定的壓力或其他外部載荷作用下抵抗破裂或過量變形的能力。2.剛度：指容器抵抗彈性變形過大而造成失效的能力。3.穩(wěn)定性：指容器抵抗外部載荷引起的形狀改變的能力。4.耐久性：指容器具有足夠的使用壽命，容器維護得好，使用壽命可以比設計壽命長得多。5.密封性：指容器連接處保持介質(zhì)不泄露的能力。36.第三節(jié)壓力容器的基本要求壓力容器必須具備工藝要求的特定使用第四節(jié)壓力容器的分類壓力容器的型式繁多。壓力容器可有許多分類方法，常用的有以下幾種：4.1按壓力等級劃分壓力容器的設計壓力(p)劃分為低壓、中壓、高壓和超高壓四個壓力等級：①低壓（代號L），0.1MPa≤p＜1.6MPa；②中壓（代號M），1.6MPa≤p＜10.0MPa；③高壓（代號H），10.0MPa≤p＜100.0MPa；④超高壓（代號U），p≥100.0MPa。37.第四節(jié)壓力容器的分類壓力容器的型式繁多。壓力容器可有許多分4.2按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）容器和外壓容器（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計原理上，內(nèi)壓容器的壁厚是根據(jù)強度計算確定的，而外壓容器的設計則主要考慮穩(wěn)定性問題。其次，反映在安全上，外壓容器一般較內(nèi)壓容器安全。4.3按設計溫度分類按設計溫度（t）的高低，壓力容器可以分為低溫容器（t≤-20℃），常溫容器（-20℃＜t＜450℃）和高溫容器（t≥450℃）。38.4.2按殼體承壓方式分類38.4.4從安裝方式分類按安裝方式分類，壓力容器可分為固定式容器和移動式容器兩大類：①固定式容器。系指有固定的安裝和使用地點，工藝條件和使用操作人員也比較固定。一般不是單獨裝設，而是用管道與其他設備相連接的容器。如合成塔、蒸球、管殼式余熱鍋爐、熱交換器、分離器等。②移動式容器。系指一種貯裝容器，如氣瓶、汽車槽車、鐵路槽車等。其主要用途是裝運由壓力的氣體。這類容器無固定使用地點，一般也沒有專職的使用操作人員，使用環(huán)境經(jīng)常變遷，管理比較復雜，較易發(fā)生事故。39.4.4從安裝方式分類39.4.5按生產(chǎn)工藝過程中的作用原理分類壓力容器可以分為反應壓力容器、換熱壓力容器、分類壓力容器、儲存壓力容器。具體劃分如下：①反應壓力容器（代號R），主要是用于完成介質(zhì)的物理、化學反應的壓力容器，例如各種反應器、反應釜、聚合釜、合成塔、變換爐、煤氣發(fā)生爐等；②換熱壓力容器（代號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；③分離壓力容器（代號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類的壓力容器，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、除氧器等；④儲存壓力容器（代號C，其中球罐代號B），主要是用于儲存或者盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)的壓力容器，例如各種型式的儲罐。40.4.5按生產(chǎn)工藝過程中的作用原理分類40.4.6《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對壓力容器的分類根據(jù)危險程度，《固容規(guī)》將壓力容器劃分為三類：第一類壓力容器、第二類壓力容器、第三類壓力容器。具體的類別劃分方法見《固容規(guī)》附件A。41.4.6《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對壓力容器的分類442.42.43.43.44.44.4.7其他分類方法（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）和厚壁容器之分。（2）按殼體的幾何形狀分：有球形容器、圓筒形容器、異形容器之分。（3）按制造方法分：有焊接、鍛造容器、機加工容器之分。（4）按結(jié)構(gòu)材料分：有鋼結(jié)構(gòu)容器、鑄鐵容器、有色金屬容器和非金屬容器之分。（5）按容器的安放形式分：有立式容器、臥式容器等之分。45.4.7其他分類方法45.第五節(jié)壓力容器常用的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。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，易產(chǎn)生變形、腐蝕和疲勞等損壞，此外，在制造壓力容器時，為了獲得所需的幾何形狀，鋼材還需彎卷、沖壓、焊接等冷熱成形加工，可能產(chǎn)生加工殘余應力及缺陷。由于這些原因，壓力容器比其他一般的機械設備容易損壞。為了保證壓力容器安全運行，正確選用鋼材是一個重要的因素。46.第五節(jié)壓力容器常用的鋼材制造壓力容器的材料種類較多，有金屬5.1對選用鋼材的要求用來制造壓力容器的鋼材應能適應容器的操作條件（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，重點應考慮鋼材的力學性能、化學性能、物理性能和工藝性能。47.5.1對選用鋼材的要求47.1.力學性能。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。（1）強度。強度是材料承受外力和內(nèi)力作用而不被破壞的能力，對于壓力容器用鋼材的強度，以常溫及工作溫度下的抗拉強度和屈服極限表示其短時強度性能，而以蠕變極限和持久強度來表示其長時高溫強度性能。當壓力容器在室溫和低于250℃下工作時，鋼材的短時強度以室溫下的抗拉強度和屈服極限來控制，當壓力容器的工作溫度超過250℃時，則鋼材的短時強度以設計溫度下的抗拉強度和屈服極限來控制，當壓力容器的工作溫度（或設計溫度）超過某一界限，在高溫下長期工作時，必須考慮鋼材的高溫持久強度和蠕變極限。48.1.力學性能。壓力容器的鋼材主要強調(diào)其強度、塑性、韌性和硬度上述強度參數(shù)都是通過試驗得出的，其含義分別解釋于下：①抗拉強度定義為，鋼材試樣在拉伸試驗中，拉斷前所能承受的最大應力。②屈服極限（又稱屈服強度）定義為，試樣在拉伸過程中，拉力不增加（甚至有所下降），還繼續(xù)顯著變形時的最小應力（有些鋼材在拉伸試樣時，無明顯臨界屈服點，則規(guī)定其發(fā)生0.2%殘余伸長的應力為“條件屈服極限”，以“ReL或Rp0.2”表示）。49.上述強度參數(shù)都是通過試驗得出的，其含義分別解釋于下：49.③蠕變極限，首先應知道何謂蠕變，常溫條件下金屬受外力作用時，如應力小于屈服極限，僅會發(fā)生彈性變形（外力消除能恢復原狀的變形），如應力達到屈服極限時，除發(fā)生彈性變形外金屬還會產(chǎn)生一定的塑性變形（外力消除后不能恢復原狀），這些變形值只要受力不變就一直保持下去，不隨時間而改變。但在高溫條件下則不然，金屬材料即使受到小于屈服極限的應力，也會隨著時間的增長而緩慢地產(chǎn)生蠕變極限，系指在一定溫度和恒定拉力負荷下，試樣在規(guī)定的時間間隔內(nèi)的蠕變變形量或蠕變速度不超過某規(guī)定值時的最大應力。50.③蠕變極限，首先應知道何謂蠕變，常溫條件下金屬受外力作用時④持久強度，對于壓力容器來講，失效的形式主要是破壞而不是變形，所以要有一個能更好地反映高溫元件失效特點的強度指標—持久強度，試樣在給定溫度下，經(jīng)過規(guī)定時間發(fā)生斷裂的應力。在GB150《壓力容器》中用10萬hRD表示某溫度下10萬小時斷裂持久強度。51.④持久強度，對于壓力容器來講，失效的形式主要是破壞而不是變（2）塑性。系指金屬材料發(fā)生塑性變形的性能。壓力容器在制造過程中藥經(jīng)受彎卷、沖壓等成形加工，要求用于制造壓力容器的鋼材具有較好的塑性。以防止壓力容器在使用過程中因意外超載而導致破壞，以便與加工。這是因為塑性好的鋼材在破壞以前一般都會產(chǎn)生較明顯的塑性變形，不但易于發(fā)現(xiàn)，且可松弛局部應力而避免斷裂。塑性指標包括伸長率和斷面收縮率，可通過制備拉伸試驗試樣，按材料拉伸試驗標準進行試驗得出。52.（2）塑性。系指金屬材料發(fā)生塑性變形的性能。壓力容器在制造過（3）韌性。為了防止或減少壓力容器發(fā)生脆性破壞（在較低的應力狀態(tài)下發(fā)生無顯著塑性變形的破壞），要求壓力容器用鋼材在使用溫度下有較好的韌性。表征材料韌性的性能指標有沖擊功和斷裂韌性兩種。材料標準中一般給出了沖擊功指標的要求，而斷裂韌性指標則較少被提出要求，除非容器對材料斷裂性能要求特別嚴格。另外，當對含缺陷壓力容器進行安全評定時，往往用到斷裂韌性指標。53.（3）韌性。為了防止或減少壓力容器發(fā)生脆性破壞（在較低的應力（4）硬度。表示材料抵抗局部變形的能力，一般情況下材料的硬度與強度呈一定的正比關系，硬度高的材料對裂紋和裂紋擴展的敏感性較強，故壓力容器不宜采用硬度太高的材料。54.（4）硬度。表示材料抵抗局部變形的能力，一般情況下材料的硬度2.化學性能。壓力容器用鋼材的化學性能主要強調(diào)其耐腐蝕性和抗氧化性兩個性能指標。（1）耐腐蝕性。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)時會受到腐蝕，其用鋼要求具有良好的耐蝕性。金屬的耐蝕性通常按腐蝕速率（毫米/年）評定。有關各種腐蝕性介質(zhì)對常用材料的腐蝕速率可查閱防腐手冊。（2）抗氧化性。指金屬材料在高溫時抵抗氧化性氣氛腐蝕作用的能力稱為抗氧化性。熱力設備中的高溫部件，如鍋爐的過熱器、水冷壁管、汽輪機的汽缸、葉片等，易產(chǎn)生氧化腐蝕。一般用作過熱器管等材料的抗氧化腐蝕速度指標控制在簇0.lmm/a。55.2.化學性能。壓力容器用鋼材的化學性能主要強調(diào)其耐腐蝕性和抗3.物理性能。壓力容器用鋼材的物理性能主要強調(diào)其比重、熔點、導電、導熱、磁性等性能指標。4.工藝性能。壓力容器大多數(shù)是用鋼板滾卷或沖壓后焊接制成的，所以要求壓力容器用鋼要具有良好的工藝性能，即具有冷塑性變形能力和焊接性能。前者可以通過控制塑性指標得到保證，而焊接性是取決于鋼材的含碳量（對碳鋼）或碳當量（對合金鋼）。焊接性是指鋼材在規(guī)定的焊接工藝條件下，能否得到質(zhì)量優(yōu)良的焊接接頭的性能，在焊接中或焊接后易發(fā)生裂紋的鋼材焊接性差，為了保證焊接質(zhì)量，壓力容器用鋼需選用不56.3.物理性能。壓力容器用鋼材的物理性能主要強調(diào)其比重、熔點、易發(fā)生裂紋、焊接性好的鋼材，碳鋼和普通低合金鋼其含碳量分別小于0.3%和0.25%時，一般都具有良好的焊接性。對合金鋼特別是高強度合金鋼，由于加入了較多的合金元素，其焊接性與含碳量和合金元素的含量有關，目前常用碳當量Ccq（將鋼中的碳含量與合金元素含量折算成相當?shù)奶己康目偤停┳鳛樵u價指標。一般認為，碳當量不超過0.45%的合金鋼具有良好的焊接性。57.易發(fā)生裂紋、焊接性好的鋼材，碳鋼和普通低合金鋼其含碳量分別小為了保證壓力容器安全運行，TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對壓力容器材料的選用做了明確的規(guī)定，在選用時應嚴格遵照執(zhí)行。58.為了保證壓力容器安全運行，TSGR0004-2009《固定5.2壓力容器常用鋼材及其使用范圍1.碳鋼。碳鋼也叫碳素鋼，指含碳量Wc小于2.11%的鐵碳合金。依據(jù)含碳量的不同，碳鋼可以分為低碳鋼（含碳量≤0.25%）、中碳鋼（含碳量＞0.25%～0.60%）、高碳鋼（含碳量＞0.60%）。其中，低碳鋼具有適當?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。低碳鋼的焊接性能良好，對焊接熱輸入量一般沒有嚴格的限制。具有良好的抗熱裂紋能力，但隨著強度級別的增高，壁厚的增大，具有一定的冷裂紋傾向。一般情況下不必采取特殊的工藝措施。但對于厚度超過20mm的工件，或環(huán)境溫度較低（0℃以下）的情況下，需要預熱。低碳鋼常用的焊接工藝有焊條電弧焊，氬弧焊或二氧化碳氣體保護焊。常用的低碳鋼由Q235系列鋼板、Q245R等。59.5.2壓力容器常用鋼材及其使用范圍59.2.普通低合金鋼。普通低合金鋼添加少量合金元素既成，其機械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Q345R（Q345R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壁一般碳鋼減輕重量約30%~40%，使用溫度為-20~475℃。Q345R鋼是屈服強度為340MPa級的壓力容器專用板，它具有良好的綜合力學性能和工藝性能。磷、硫含量略低于低合金高強度鋼板Q345(16Mn)鋼，除抗拉強度、延伸率要求比Q345(16Mn)鋼有所提高外，還要求保證沖擊韌性。它是目前我國用途最廣、用量最大的壓力容器專用鋼板。60.2.普通低合金鋼。普通低合金鋼添加少量合金元素既成，其機械性3.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，以防止容器在運行中產(chǎn)生脆性破裂。深冷容器常采用高合金鋼制造，如0Cr18Ni9（新牌號為06Cr19Ni10，統(tǒng)一數(shù)字代號為S30408）、0Cr18Ni9Ti（新牌號為06Cr18Ni11Ti，統(tǒng)一數(shù)字代號為S32168），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16MnDR、09Mn2VDR等，其下限使用溫度分別為-40℃和-70℃。Q345R鋼板用于低溫時，需要做低溫沖擊試驗，如能保證鋼板在-40℃下的沖擊值ak≥34.3J/cm2，則可用到-40℃以上，此時可寫成16MnDR。61.3.特殊條件下使用的容器用鋼61.（2）高溫容器用鋼，使用溫度在400~500℃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、14MnMoVg等；使用溫度為500~600℃時，可選用鉻鉬低合金鋼，如15CrMo、12Cr2Mo1等；使用溫度為600~700℃時，則可選用鎳鉻高合金鋼，如06Cr19Ni10、06Cr18Ni11Ti等。62.（2）高溫容器用鋼，使用溫度在400~500℃范圍內(nèi)的容器，（3）抗氫腐蝕用鋼，根據(jù)國內(nèi)外的使用經(jīng)驗，工作壓力為300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℃時可用優(yōu)質(zhì)碳鋼，如10號鋼；低于350℃時可用低合金鋼，如15Mo、30Mo；低于450℃時可用鉻鉬鋁合金鋼，如Cr6Mo。在更高溫度下使用時，可選用含釩量0.5%的鉻鉬合金鋼。壓力容器常用的鋼種很多，上面所列舉的鋼種僅是其中用得最多的一部分。63.（3）抗氫腐蝕用鋼，根據(jù)國內(nèi)外的使用經(jīng)驗，工作壓力為300大第六節(jié)壓力容器的應力及其對安全的影響壓力容器在運行過程中，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、風載荷和地震載荷等。這些載荷都會使容器器壁產(chǎn)生整體的或局部的變形，并相應的產(chǎn)生各種應力。6.1各種載荷所產(chǎn)生的應力（1）由壓力而產(chǎn)生的應力。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張，所以在器壁上總是要產(chǎn)生拉伸應力，這一應力又稱為薄膜應力，由應力而產(chǎn)生的應力則是確定容器壁厚的主要因素，對大多數(shù)容器來說往往是惟一的因素。64.第六節(jié)壓力容器的應力及其對安全的影響壓力容器在運行過程中，（2）由重量而產(chǎn)生的應力。壓力容器本身就具有一定的重量，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、平臺等也有較大的重量。所有這些重量作用在器壁上也會使器壁產(chǎn)生應力。如臥式容器常用的是鞍式支座，殼體橫臥在兩個支座上，由于重量的作用而產(chǎn)生彎曲應力。65.（2）由重量而產(chǎn)生的應力。壓力容器本身就具有一定的重量，此外（3）由溫度而引起的應力。壓力容器在使用過程中，由于溫度變化也會引起應力。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熱脹冷縮，則此物體內(nèi)部就會產(chǎn)生應力。這種應力稱為溫度應力。例如，厚壁容器壁內(nèi)外兩面溫度不一樣，存在著溫差，如果內(nèi)壁溫度高于外壁，則內(nèi)壁要膨脹就會受到外壁的約束而不能自由膨脹，這樣就產(chǎn)生了溫度應力（亦可稱為溫差應力）。又如，具有襯里或由復合鋼板制成的容器，由于材料的熱膨脹系數(shù)不同也會產(chǎn)生溫度應力。66.（3）由溫度而引起的應力。壓力容器在使用過程中，由于溫度變化（4）風載荷產(chǎn)生的應力。安裝在室外的塔器，在風力作用下，塔體就會隨風向發(fā)生彎曲變形，使迎風面產(chǎn)生拉伸應力，而背風面則產(chǎn)生壓縮應力，除上述載荷引起的應力外，還有地震。在容器側(cè)旁或頂部裝置的重量較大的附屬裝置等均會使容器壁產(chǎn)生相應的應力。67.（4）風載荷產(chǎn)生的應力。安裝在室外的塔器，在風力作用下，塔體6.2應力對容器安全的影響不同的載荷使容器壁產(chǎn)生的應力，或者由同一種載荷在容器各部位引起不同類型的應力，對于容器安全的影響是不一樣的。有些應力分布在容器壁的整個截面上，它使容器發(fā)生整體變形，且隨著應力增大容器變形加劇，當這些應力達到材料的屈服極限時，容器壁即產(chǎn)生顯著的塑性變形，若應力繼續(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)生的薄膜應力就是這樣一種應力。因其能直接導致容器的破壞，所以是影響容器安全的最危險的一種應力。68.6.2應力對容器安全的影響68.有些應力只產(chǎn)生在容器的局部區(qū)域內(nèi)，也能引起容器變形，當應力值增大到材料的屈服極限時，局部地方還可能產(chǎn)生塑性變形，但由于相鄰區(qū)域應力較低，材料處于彈性變形，使這局部地方的塑性變形受到制約而不能繼續(xù)發(fā)展，應力將重新分布，一般溫度應力和總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)處的彎曲應力就是這樣一種應力。在這種應力作用下，容器的加載與卸載循環(huán)次數(shù)不需太多，就會導致容器破壞，因此對容器的安全也構(gòu)成重要影響。69.有些應力只產(chǎn)生在容器的局部區(qū)域內(nèi)，也能引起容器變形，當應力值有些由應力集中而產(chǎn)生的局部應力，只局限在一個很小的區(qū)域內(nèi)，因為這種應力衰減得快，在其周圍附近會很快消失，因受到相鄰區(qū)域的制約，基本上不會使容器產(chǎn)生任何重要變形，如容器壁上的小孔或缺口附近的應力集中就是這樣一種應力。這種類型的應力雖不會直接導致容器破壞，但可使韌性較差的材料發(fā)生脆性破壞，也會使容器發(fā)生疲勞破壞，故對容器安全也有一定影響。70.有些由應力集中而產(chǎn)生的局部應力，只局限在一個很小的區(qū)域內(nèi)，因以上分析可知，不同應力對壓力容器安全的影響雖然不同，但都可能導致容器破壞。為了防止在使用過程中壓力容器早期失效或發(fā)生破裂而導致嚴重的破壞事故，對容器在各種載荷下可能產(chǎn)生的各類型的應力都必須加以控制而把它限制在允許范圍。要做到這一點，除設計人員精心設計外，操作人員認真操作，保持工況穩(wěn)定，不超溫、不超壓是十分重要的。71.以上分析可知，不同應力對壓力容器安全的影響雖然不同，但都可能謝謝大家!72.72.壓力容器基本知識山東特檢泰安分院2013.0573.壓力容器基本知識山東特檢泰安分院1.主要內(nèi)容1.壓力容器簡介2.壓力容器的工藝參數(shù)3.壓力容器的基本要求4.壓力容器的分類5.壓力容器常用的鋼材6.壓力容器的應力及其對安全的影響74.主要內(nèi)容1.壓力容器簡介2.第一節(jié)壓力容器簡介壓力容器又稱受壓容器，是生產(chǎn)和人民生活中不可缺少的一種設備，廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)和領域。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，壓力容器的使用越來越廣泛。壓力容器不僅數(shù)量多，增長速度快，而且結(jié)構(gòu)特殊，類型復雜，操作條件苛刻，發(fā)生事故的可能性較大。與其他生產(chǎn)裝置和設備不同，壓力容器發(fā)生事故時，不僅本身遭到破壞，往往還會誘發(fā)一系列惡性事故，會給國民經(jīng)濟和人民財產(chǎn)造成重大損失，因此它的安全問題就特別值得注意。我國和其他許多工業(yè)國家都設有專門的機構(gòu)，對壓力容器進行安全管理和監(jiān)督檢查，并要求按規(guī)定的技術(shù)規(guī)范進行設計、制造和使用管理。作為壓力容器操作人員，正確使用和維護壓力容器，保證壓力容器安全運行是應盡的職責。為了幫助操作人員豐富理論知識和提高實際操作水平，本章將講解一些與壓力容器有關的基本知識。75.第一節(jié)壓力容器簡介壓力容器又稱受壓容器，是生產(chǎn)和人民生活中本節(jié)主要內(nèi)容1壓力2壓力容器的壓力源3壓力容器界限4壓力容器在工業(yè)生產(chǎn)中的應用76.本節(jié)主要內(nèi)容1壓力4.1壓力1.1壓力的定義1.2大氣壓力1.3絕對壓力1.4絕對壓力、表壓力及大氣壓力之間的關系77.1壓力1.1壓力的定義5.

1.1壓力的定義壓力的單位是牛頓，用“N”表示，面積的單位是平方米，用“m2”表示，壓強的單位是帕斯卡，簡稱帕，用“Pa”表示。

1帕斯卡=1牛頓/平方米，即1Pa=1N/m2。從上述分析可知，壓力與壓強是兩個概念不同的物理量，但在壓力容器上或一般工程技術(shù)上，人們習慣于將壓強稱為壓力。因此，未加說明時，本書中以后所說的壓力實際上就是壓強。78.1.1壓力的定義6.

1.2大氣壓力大氣壓力。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，密度越大，壓力就越大，反之壓力就越小。所以大氣壓力不是恒定不變的，高山上的大氣壓就比海平面上的小。工程上為了計算方便，把1千克力/厘米2（0.098MPa）的壓力稱為1個工程大氣壓，它與標準大氣壓之間的換算關系為：1工程大氣壓=0.968標準大氣壓=735.6毫米汞柱如果以水柱高度來計算壓力時，其換算關系為：1千克力/米2（9.8Pa）=1毫米水柱1千克力/厘米2（0.098MPa）=10000毫米水柱=10米水柱79.1.2大氣壓力7.1.3絕對壓力絕對壓力（P絕）。容器內(nèi)介質(zhì)的實際壓力稱為絕對壓力，絕對壓力等于表壓力（又叫相對壓力）與當?shù)卮髿鈮毫χ?。表壓力與負壓力容器內(nèi)介質(zhì)（液體或或氣體）的壓力高于大氣壓時，介質(zhì)處于正壓狀態(tài)，如低于大氣壓時，則介質(zhì)處于負壓狀態(tài)。用各種壓力表測量容器介質(zhì)的壓力得到的壓力數(shù)值稱為表壓力或表壓（P表）。當容器內(nèi)介質(zhì)的壓力等于大氣壓力時，壓力表的指針在零位，即表壓為零。當容器內(nèi)介質(zhì)的壓力大于大氣壓時，壓力表的指針才會轉(zhuǎn)動，表上才有讀數(shù)。此時壓力表的讀數(shù)就是容器內(nèi)介質(zhì)壓力超出大氣壓的部分，即表壓為正壓力。當容器內(nèi)介質(zhì)的壓力低于外界大氣壓時，真空表的壓力值即為介質(zhì)的壓力低于大氣壓力的部分，表壓為負壓力或真空，簡稱負壓。80.1.3絕對壓力8.1.4絕對壓力、表壓力及大氣壓力三者之間的關系絕對壓力、表壓力及大氣壓力三者之間的關系為：P絕=P表+P大氣由上式可知，只有當壓力表是負數(shù)時，絕對壓力才有可能小于大氣壓力，二出現(xiàn)負壓力P負。P負=P大氣-P絕人們通常所說的容器壓力或介質(zhì)壓力均指表壓力而言。81.1.4絕對壓力、表壓力及大氣壓力三者之間的關系9.2壓力容器的壓力源容器所盛裝的或在容器內(nèi)參加反應的物質(zhì)被稱為工作介質(zhì)。常用壓力容器的工作介質(zhì)是各種壓縮氣體或蒸汽，所以這里主要講氣體介質(zhì)的壓力來源。壓力來源可以分為氣體壓力的產(chǎn)生或增大來自容器內(nèi)或容器外兩類。82.2壓力容器的壓力源容器所盛裝的或在容器內(nèi)參加反應的物質(zhì)被稱2.1容器的氣體壓力產(chǎn)生于容器外容器的氣體壓力產(chǎn)生于容器外時，其壓力源一般是氣體壓縮機或蒸汽鍋爐。其中，氣體壓縮機主要有容積型（活塞式、螺桿式、轉(zhuǎn)子式、滑片式等）和速度型（離心式、軸流式、淚流式等）兩類。容積型氣體壓縮機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；而速度型氣體壓縮機則是通過增加氣體的流速，是氣體的動能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽軄硖岣邭怏w壓力的工作介質(zhì)為壓縮氣體的壓力容器，其可能達到的最高壓力為壓縮機出口的氣體壓力（氣體在容器內(nèi)溫度大幅度升高或發(fā)生其他物理化學變化時壓力升高的情況除外）。83.2.1容器的氣體壓力產(chǎn)生于容器外11.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)生水蒸氣的一種設備。在相同壓力下水蒸氣的體積是飽和水的1000多倍，汽包（或鍋筒）的體積有限，隨著水不斷受熱蒸發(fā)，蒸汽密度不斷增加，壓力也隨之增大。所以工作介質(zhì)為水蒸氣的壓力容器，其可能達到的最高壓力為鍋爐出口處的蒸汽壓力。84.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)生水蒸氣的一2.2容器的氣體壓力產(chǎn)生于容器內(nèi)容器的氣體壓力產(chǎn)生于容器內(nèi)時，其原因有容器內(nèi)介質(zhì)的聚集狀態(tài)發(fā)生改變，氣體介質(zhì)在容器內(nèi)受熱，溫度急劇升高，介質(zhì)在容器內(nèi)發(fā)生體積增大的化學反應等。由于介質(zhì)的聚集狀態(tài)發(fā)生改變而產(chǎn)生或增加壓力的，一般是由于液態(tài)或液態(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)生放熱化學反應等）。蒸發(fā)或分解的氣體，體積劇烈膨脹，但因受到容器容積的限制，氣體密度大為增加，因而在容器內(nèi)產(chǎn)生壓力或使原有的氣體壓力增加。由于氣體介質(zhì)在容器內(nèi)受熱而產(chǎn)生或顯著增加壓力的情況一般是少見的，只有特殊原因，氣體在容器內(nèi)吸收了大量的熱量，溫度大幅升高時壓力顯著增加的情況才會發(fā)生，有時還會因此而發(fā)生容器超壓爆炸事故。85.2.2容器的氣體壓力產(chǎn)生于容器內(nèi)13.由于介質(zhì)在容器內(nèi)發(fā)生體積增大的化學反應而壓力升高的例子較多，例如用碳化鈣加水經(jīng)化學反應生成乙炔氣體，體積大為增加，在密閉的容器內(nèi)會產(chǎn)生較高的壓力。又如電解水制取氫和氧的反應，因為1立方米的水可以分解成1240立方米的氫氣和620立方米的氧氣，體積約增大2000倍，在密閉的容器內(nèi)也會產(chǎn)生很高的壓力。常用的壓力容器中，氣體壓力在容器外增大的較多，在容器內(nèi)增大的較少。但后者危險性較大，對壓力控制的要求也更嚴格。86.由于介質(zhì)在容器內(nèi)發(fā)生體積增大的化學反應而壓力升高的例子較多，3壓力容器界限壓力容器定義的所謂容器，通常的說法是由曲面構(gòu)成用于盛裝物料的空間，通俗地講，就是化工、煉油、醫(yī)藥、食品等生產(chǎn)所用的各種設備外部的殼體都屬于容器。不言而喻，所有承受壓力的密閉容器均被稱為壓力容器，或者被稱為受壓容器。本書討論的壓力容器，主要是指那些容易發(fā)生事故，而且事故的危害性較大，須由專門機構(gòu)進行監(jiān)督，并按規(guī)定的技術(shù)管理規(guī)范進行制造和使用的壓力容器。即按特殊設備對待的壓力容器。87.3壓力容器界限壓力容器定義的所謂容器，通常的說法是由曲面3.1劃分壓力容器界限應考慮的因素劃分壓力容器的界限應考慮的因素主要有事故發(fā)生的可能性與事故危害性的大小兩個方面。目前國際上對壓力容器的界限范圍尚無完全統(tǒng)一的規(guī)定。一般說來，壓力容器發(fā)生爆炸事故時，其危害性大小與工作介質(zhì)的狀態(tài)、工作壓力及容器的容積等因素有關，工作介質(zhì)是液體的壓力容器，由于液體的壓縮性極小，因此在容器爆炸時其膨脹功，即所釋放的能量很小，危害性也小。而工作介質(zhì)是氣體的壓力容器，因氣體具有很大的壓縮性，容器爆炸時的膨脹功，即瞬時所釋放的能量很大，危害性也就大。88.3.1劃分壓力容器界限應考慮的因素16.劃分壓力容器的界限，除了考慮工作介質(zhì)的狀態(tài)外，還應考慮容器的工作壓力和容積這兩個因素。一般說來，工作壓力越高，容積越大，容器儲存的能量越大，爆炸時釋放出來的能量也越大，所以事故的危害性也就大。但壓力和容積的劃分不像工作介質(zhì)那樣有一個比較明確的界限，都是人為地規(guī)定一個比較合適的下限值，如工作壓力的下限值規(guī)定為1個大氣壓（0.098MPa，表壓）。至于壓力容器的容積下限值應如何規(guī)定才合適卻很難說，所以有些國家不是單獨規(guī)定容積的下限值，而是以容器的工作壓力和容積的乘積達到某一規(guī)定數(shù)值作為下限條件。89.劃分壓力容器的界限，除了考慮工作介質(zhì)的狀態(tài)外，還應考慮容器的3.2我國壓力容器的界限范圍國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗檢疫總局頒發(fā)的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定同時具備下列三個條件的容器作為特殊設備來管理：（1）最高工作壓力（Pw）大于等于0.1MPa（不包括液體靜壓力，下同）；（2）內(nèi)直徑大于等于0.15m，且容積（V）大于等于0.025m3；（3）介質(zhì)為氣體、液化氣體和最高工作溫度高于等于標準沸點（指在1個大氣壓下的沸點）的液體。90.3.2我國壓力容器的界限范圍18.《特種設備安全監(jiān)察條例》中壓力容器的定義為：壓力容器，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設備，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的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體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1.0的氣體、液化氣體和標準沸點等于或者低于60℃液體的氣瓶；氧艙等。91.《特種設備安全監(jiān)察條例》中壓力容器的定義為：壓力容器，是指盛2009年8月31日由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局特種設備安全監(jiān)察局批準頒布的《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對我國壓力容器的界限范圍做了明確劃分?！豆倘菀?guī)》適用于同時具備下列條件的壓力容器：（1）工作壓力大于或者等于0.1MPa（注1）；（2）工作壓力與容積的乘積大于或者等于2.5（注2）；（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其標準沸點的液體（注3）。92.2009年8月31日由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局特種設備安全監(jiān)注1：工作壓力，是指壓力容器在正常工作情況下，其頂部可能達到的最高壓力（表壓力）。注2：容積，是指壓力容器的幾何容積，即由設計圖樣標注的尺寸計算（不考慮制造公差）并且圓整。一般應當扣除永久連接在壓力容器內(nèi)部的內(nèi)件的體積。注3：容器內(nèi)介質(zhì)為最高工作溫度低于其標準沸點的液體時，如果氣相空間的容積與工作壓力的乘積大于或者等于2.5時，也屬于本規(guī)程的使用范圍。93.注1：工作壓力，是指壓力容器在正常工作情況下，其頂部可能達到其中，超高壓容器應當符合《超高壓容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，非金屬壓力容器應當符合《非金屬壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，簡單壓力容器應當符合《簡單壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定。94.其中，超高壓容器應當符合《超高壓容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定4壓力容器在工業(yè)生產(chǎn)中的應用壓力容器在各個工業(yè)領域中應用廣泛，如化學工業(yè)、石油化工、煉油、制藥、炸藥、化肥、食品工業(yè)、水泥、冶金、涂料、合成樹脂、合成橡膠、塑料、合成纖維、造紙、深海探測器、潛水艙、火力發(fā)電站、航空、深冷、運輸貯罐、原子能發(fā)電等等。就當前來說，以石油化學工業(yè)應用的最為普遍。石油化學工業(yè)生產(chǎn)工藝復雜，火災爆炸危險性大，產(chǎn)品品種多，與生產(chǎn)、人民生活及國防密切相關，在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位。在石油化工企業(yè)中，壓力容器可以作為一種簡單的盛裝容器，用以貯存有壓力的氣體、蒸汽或液化氣體，如液氮貯罐、氫氣、氯氣貯罐95.4壓力容器在工業(yè)生產(chǎn)中的應用壓力容器在各個工業(yè)領域中應用等，這類容器內(nèi)部一般沒有其他的工藝裝置，可以單獨構(gòu)成一臺設備，或者作為其他裝置的一個獨立部件；壓力容器也可以作為其他石油化工設備的外殼，為各種化工單元操作（如化學反應、傳質(zhì)、傳熱、分離、蒸餾等）提供必要的壓力空間，并將該空間與外界大氣隔離，此時壓力容器不能作為一臺獨立設備存在，其內(nèi)部必須裝入某些工藝裝置（俗稱內(nèi)件）才能構(gòu)成一臺完整的設備，如氨合成塔、尿素合成塔、廢熱鍋爐、二氧化碳吸收塔、氮分離器等。壓力容器除了用于工業(yè)生產(chǎn)外，還用于基本建設、醫(yī)療衛(wèi)生、地址勘探、文教體育等國民經(jīng)濟各部門。96.等，這類容器內(nèi)部一般沒有其他的工藝裝置，可以單獨構(gòu)成一臺設備第二節(jié)壓力容器的工藝參數(shù)壓力容器的工藝參數(shù)是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求確定的，是進行壓力容器設計和安全操作的主要依據(jù)。壓力容器的主要工藝參數(shù)為壓力、溫度和介質(zhì)。2.1壓力2.2溫度2.3介質(zhì)97.第二節(jié)壓力容器的工藝參數(shù)壓力容器的工藝參數(shù)是根據(jù)生產(chǎn)工藝的2.1壓力在各種壓力容器的規(guī)范或標準中，經(jīng)常出現(xiàn)工作壓力、最高允許工作壓力和設計壓力等概念，現(xiàn)依據(jù)GB150.1-2011《壓力容器》將其定義分述如下：1.工作壓力：在正常工作情況下，容器頂部可能達到的最高壓力。2.最高允許工作壓力：在指定的相應溫度下，容器頂部所允許承受的最大壓力。該壓力是根據(jù)容器各受壓元件的有效厚度，考慮了該元件承受的所有載荷而計算得到的，且取最小值。3.設計壓力：設定的容器頂部的最高壓力，與相應的設計溫度一起作為容器的基本設計載荷條件，其值不低于工作壓力。4.試驗壓力：進行耐壓試驗或泄漏試驗時，容器頂部的壓力。98.2.1壓力26.常溫儲存液化氣體壓力容器的設計壓力常溫儲存液化氣體壓力容器的設計壓力，應當以規(guī)定溫度下的工作壓力為基礎確定：（1）常溫儲存液化氣體壓力容器規(guī)定溫度下的工作壓力按照表3-4確定：99.常溫儲存液化氣體壓力容器的設計壓力27.(2)常溫儲存液化石油氣壓力容器規(guī)定溫度下的工作壓力，按照不低于50℃時混合液化石油氣組分的實際飽和蒸氣壓來確定，設計單位在設計圖樣上注明限定的組分和對應的壓力；若無實際組分數(shù)據(jù)或者不做組分分析，其規(guī)定溫度下的工作壓力不得低于表3-5的規(guī)定。100.(2)常溫儲存液化石油氣壓力容器規(guī)定溫度下的工作壓依據(jù)GB150《壓力容器》，設計壓力的值不低于工作壓力。確定設計壓力或計算壓力時，應考慮：a)容器上裝有超壓泄放裝置時，應按附錄B的規(guī)定確定設計壓力；b)對于盛裝液化氣體的容器，如果具有可靠地保冷設施，在規(guī)定的裝量系數(shù)范圍內(nèi)，設計壓力應根據(jù)工作條件下容器介質(zhì)可能達到的最高溫度確定；否則按相關法規(guī)確定；c)確定真空容器的殼體厚度時，設計壓力按承受外壓考慮；當裝有安全控制裝置（如真空泄放閥）時，設計壓力取1.25倍最大內(nèi)外壓力差或0.1MPa兩者中的低值；當無安全控制裝置時，取0.1MPa；d)由2個或2個以上壓力室組成的容器，如夾套容器，應分別確定各壓力室的設計壓力。101.依據(jù)GB150《壓力容器》，設計壓力的值不低于工作壓力。確定2.2溫度設計溫度：壓力容器在正常工作情況下，設定的元件的金屬溫度（沿元件金屬截面的溫度平均值）。設計溫度與設計壓力一起作為設計載荷條件。設計常溫儲存壓力容器時，應當充分考慮在正常工作狀態(tài)下大氣環(huán)境溫度條件對容器殼體金屬溫度的影響，其最低設計金屬溫度不得高于歷年來月平均最低氣溫（是指當月各天的最低氣溫值相加后除以當月的天數(shù)）的最低值。試驗溫度：進行耐壓試驗或泄漏試驗時，容器殼體的金屬溫度。有關規(guī)程或規(guī)范規(guī)定，對容器的使用溫度或金屬壁溫要進行控制，以免容器超溫運行。102.2.2溫度30.GB150《壓力容器》提出了如下幾種確定設計溫度的方法：a)設計溫度不得低于元件金屬在工作狀態(tài)可能達到的最高溫度。對于0℃以下的金屬溫度，設計溫度不得高于元件金屬可能達到的最低溫度。b)容器各部分在工作狀態(tài)下的金屬溫度不同時，可分別設定每部分的設計溫度。c)元件的金屬溫度通過以下方法確定：1)傳熱計算求得；2)在已使用的同類容器上測定；3)根據(jù)容器內(nèi)部介質(zhì)溫度并結(jié)合外部條件確定。d)在確定最低設計金屬溫度時，應當充分考慮在運行過程中，大氣環(huán)境低溫條件對容器殼體金屬溫度的影響。大氣環(huán)境低溫條件系指歷年來月平均最低氣溫（指當月各天的最低氣溫值之和除以當月天數(shù)）的最低值。103.GB150《壓力容器》提出了如下幾種確定設計溫度的方法：312.3介質(zhì)介質(zhì)是指壓力容器內(nèi)盛裝的物料，由液態(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，介性質(zhì)不同，對容器的材料、制造和使用的要求也不同，介質(zhì)有易燃、易爆、腐蝕性和毒性的容器，在使用維護中應特別注意。（1）介質(zhì)分組壓力容器的介質(zhì)分為以下兩組：第一組介質(zhì)，毒性程度為極度危害、高度危害的化學介質(zhì)，易爆介質(zhì)，液化氣體。第二組介質(zhì)，除第一組以外的介質(zhì)。104.2.3介質(zhì)32.（2）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；中毒危害最高容許濃度1.0mg/m3~10.0mg/m3；輕度危害最高容許濃度大于10.0mg/m3。②易燃介質(zhì)指與空氣混合的爆炸下限小于10%，或爆炸上限與下限之差值大于等于20%的氣體，如氫、甲烷、乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)丙烷、乙烯、丙烯。105.（2）介質(zhì)危害性33.③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%的介質(zhì)。④介質(zhì)毒性危害程度和爆炸危險程度的確定按照HG20660-2000《壓力容器中化學介質(zhì)毒性危害和爆炸危害程度分類》確定。HG20660沒有規(guī)定的，由壓力容器設計單位參照GB5044-85《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》的原則，決定介質(zhì)組別。106.③易爆介質(zhì)34.（3）壓力容器中的介質(zhì)為混合物質(zhì)時應以介質(zhì)的組成并按毒性程度和易燃介質(zhì)的劃分原則，由設計單位的工藝設計或使用單位的生產(chǎn)技術(shù)部分，決定介質(zhì)毒性程度或是否屬于易燃介質(zhì)。（4）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。107.（3）壓力容器中的介質(zhì)為混合物質(zhì)時應以介質(zhì)的組成并按毒性程第三節(jié)壓力容器的基本要求壓力容器必須具備工藝要求的特定使用性能，安全可靠；制造安裝簡單；結(jié)構(gòu)先進，維修方便和經(jīng)濟合理等方面的特點。壓力容器的設計必須滿足以下要求：1.強度：指容器在確定的壓力或其他外部載荷作用下抵抗破裂或過量變形的能力。2.剛度：指容器抵抗彈性變形過大而造成失效的能力。3.穩(wěn)定性：指容器抵抗外部載荷引起的形狀改變的能力。4.耐久性：指容器具有足夠的使用壽命，容器維護得好，使用壽命可以比設計壽命長得多。5.密封性：指容器連接處保持介質(zhì)不泄露的能力。108.第三節(jié)壓力容器的基本要求壓力容器必須具備工藝要求的特定使用第四節(jié)壓力容器的分類壓力容器的型式繁多。壓力容器可有許多分類方法，常用的有以下幾種：4.1按壓力等級劃分壓力容器的設計壓力(p)劃分為低壓、中壓、高壓和超高壓四個壓力等級：①低壓（代號L），0.1MPa≤p＜1.6MPa；②中壓（代號M），1.6MPa≤p＜10.0MPa；③高壓（代號H），10.0MPa≤p＜100.0MPa；④超高壓（代號U），p≥100.0MPa。109.第四節(jié)壓力容器的分類壓力容器的型式繁多。壓力容器可有許多分4.2按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）容器和外壓容器（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計原理上，內(nèi)壓容器的壁厚是根據(jù)強度計算確定的，而外壓容器的設計則主要考慮穩(wěn)定性問題。其次，反映在安全上，外壓容器一般較內(nèi)壓容器安全。4.3按設計溫度分類按設計溫度（t）的高低，壓力容器可以分為低溫容器（t≤-20℃），常溫容器（-20℃＜t＜450℃）和高溫容器（t≥450℃）。110.4.2按殼體承壓方式分類38.4.4從安裝方式分類按安裝方式分類，壓力容器可分為固定式容器和移動式容器兩大類：①固定式容器。系指有固定的安裝和使用地點，工藝條件和使用操作人員也比較固定。一般不是單獨裝設，而是用管道與其他設備相連接的容器。如合成塔、蒸球、管殼式余熱鍋爐、熱交換器、分離器等。②移動式容器。系指一種貯裝容器，如氣瓶、汽車槽車、鐵路槽車等。其主要用途是裝運由壓力的氣體。這類容器無固定使用地點，一般也沒有專職的使用操作人員，使用環(huán)境經(jīng)常變遷，管理比較復雜，較易發(fā)生事故。111.4.4從安裝方式分類39.4.5按生產(chǎn)工藝過程中的作用原理分類壓力容器可以分為反應壓力容器、換熱壓力容器、分類壓力容器、儲存壓力容器。具體劃分如下：①反應壓力容器（代號R），主要是用于完成介質(zhì)的物理、化學反應的壓力容器，例如各種反應器、反應釜、聚合釜、合成塔、變換爐、煤氣發(fā)生爐等；②換熱壓力容器（代號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；③分離壓力容器（代號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類的壓力容器，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、除氧器等；④儲存壓力容器（代號C，其中球罐代號B），主要是用于儲存或者盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)的壓力容器，例如各種型式的儲罐。112.4.5按生產(chǎn)工藝過程中的作用原理分類40.4.6《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對壓力容器的分類根據(jù)危險程度，《固容規(guī)》將壓力容器劃分為三類：第一類壓力容器、第二類壓力容器、第三類壓力容器。具體的類別劃分方法見《固容規(guī)》附件A。113.4.6《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對壓力容器的分類4114.42.115.43.116.44.4.7其他分類方法（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）和厚壁容器之分。（2）按殼體的幾何形狀分：有球形容器、圓筒形容器、異形容器之分。（3）按制造方法分：有焊接、鍛造容器、機加工容器之分。（4）按結(jié)構(gòu)材料分：有鋼結(jié)構(gòu)容器、鑄鐵容器、有色金屬容器和非金屬容器之分。（5）按容器的安放形式分：有立式容器、臥式容器等之分。117.4.7其他分類方法45.第五節(jié)壓力容器常用的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。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，易產(chǎn)生變形、腐蝕和疲勞等損壞，此外，在制造壓力容器時，為了獲得所需的幾何形狀，鋼材還需彎卷、沖壓、焊接等冷熱成形加工，可能產(chǎn)生加工殘余應力及缺陷。由于這些原因，壓力容器比其他一般的機械設備容易損壞。為了保證壓力容器安全運行，正確選用鋼材是一個重要的因素。118.第五節(jié)壓力容器常用的鋼材制造壓力容器的材料種類較多，有金屬5.1對選用鋼材的要求用來制造壓力容器的鋼材應能適應容器的操作條件（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，重點應考慮鋼材的力學性能、化學性能、物理性能和工藝性能。119.5.1對選用鋼材的要求47.1.力學性能。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。（1）強度。強度是材料承受外力和內(nèi)力作用而不被破壞的能力，對于壓力容器用鋼材的強度，以常溫及工作溫度下的抗拉強度和屈服極限表示其短時強度性能，而以蠕變極限和持久強度來表示其長時高溫強度性能。當壓力容器在室溫和低于250℃下工作時，鋼材的短時強度以室溫下的抗拉強度和屈服極限來控制，當壓力容器的工作溫度超過250℃時，則鋼材的短時強度以設計溫度下的抗拉強度和屈服極限來控制，當壓力容器的工作溫度（或設計溫度）超過某一界限，在高溫下長期工作時，必須考慮鋼材的高溫持久強度和蠕變極限。120.1.力學性能。壓力容器的鋼材主要強調(diào)其強度、塑性、韌性和硬度上述強度參數(shù)都是通過試驗得出的，其含義分別解釋于下：①抗拉強度定義為，鋼材試樣在拉伸試驗中，拉斷前所能承受的最大應力。②屈服極限（又稱屈服強度）定義為，試樣在拉伸過程中，拉力不增加（甚至有所下降），還繼續(xù)顯著變形時的最小應力（有些鋼材在拉伸試樣時，無明顯臨界屈服點，則規(guī)定其發(fā)生0.2%殘余伸長的應力為“條件屈服極限”，以“ReL或Rp0.2”表示）。121.上述強度參數(shù)都是通過試驗得出的，其含義