壓力容器安全技術(shù)-壓力容器概述

化工安全單元五壓力容器安全技術(shù)一、壓力容器分類項(xiàng)目一壓力容器概述在化工生產(chǎn)過程中，為有利于安全技術(shù)監(jiān)督和管理，根據(jù)容器的壓力高低、介質(zhì)的危害程度以及在生產(chǎn)中的重要作用，將壓力容器進(jìn)行分類。1、按工作壓力分類項(xiàng)目一壓力容器概述按工作壓力分類低壓（代號(hào)L）0.1MPa≤p＜1.6MPa中壓（代號(hào)M）1.6MPa≤p＜10MPa高壓（代號(hào)H）10.0MPa≤p＜100MPa超高壓（代號(hào)U）100MPa≤p≤1000MPa2、按用途分類項(xiàng)目一壓力容器概述反應(yīng)容器（代號(hào)R）主要用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)的壓力容器。如反應(yīng)器、反應(yīng)釜、分解鍋、蒸球、蒸壓釜、煤氣發(fā)生爐等。換熱容器（代號(hào)E）主要用于完成介質(zhì)的熱量交換的壓力容器。如管殼式廢熱鍋爐、蒸發(fā)器、蒸脫機(jī)、煤氣發(fā)生爐水夾套等。分離容器（代號(hào)S）主要用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡和氣體凈化分離等的壓力容器。如分離器、過濾器、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等貯存容器（代號(hào)C，其中球罐代號(hào)B）主要是盛裝生產(chǎn)用的原料氣體、液體、液化氣體等的壓力容器。如各種類型的貯罐。3、按危險(xiǎn)性和危害性分類項(xiàng)目一壓力容器概述

按危險(xiǎn)性和危害性分類一類壓力容器非易燃或無(wú)毒介質(zhì)的低壓容器；易燃或有毒介質(zhì)的低壓分離容器和換熱容器。二類壓力容器任何介質(zhì)的中壓容器；易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和貯存容器；毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的低壓容器；低壓管殼式余熱鍋爐；低壓搪玻璃壓力容器。三類壓力容器毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的中壓容器和pV（設(shè)計(jì)壓力×容積）≥0.2MPa·m3的低壓容器；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≥10MPa·m3的中壓貯存容器；高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；中壓搪玻璃壓力容器；容積V≥50m3的球形儲(chǔ)罐，容積V＞50m3的低溫絕熱壓力容器；高壓容器。二、壓力容器的設(shè)計(jì)、制造和安裝項(xiàng)目一壓力容器概述發(fā)給設(shè)計(jì)許可證書,方可承擔(dān)設(shè)計(jì)任務(wù)。無(wú)證單位不得自行設(shè)計(jì)壓力容器。壓力容器設(shè)計(jì),應(yīng)由設(shè)計(jì)單位技術(shù)負(fù)責(zé)批準(zhǔn)。設(shè)計(jì)圖紙上應(yīng)該有設(shè)計(jì)、校對(duì)和審批人員三級(jí)簽字。設(shè)計(jì)總圖除上述求外,還必須有單位技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字和《壓力容器設(shè)計(jì)單位批準(zhǔn)書》的編和批準(zhǔn)日期。沒有設(shè)計(jì)單位批準(zhǔn)書的編號(hào)和批準(zhǔn)日期的圖紙不得在社會(huì)上流通制造單位可以拒絕加工。全國(guó)性鍋爐定型設(shè)計(jì),須經(jīng)國(guó)務(wù)院主管門和國(guó)家勞動(dòng)人事部門審批。非全國(guó)性鍋爐定型設(shè)計(jì)則要經(jīng)過省、自治區(qū)、直轄市主管部門和同級(jí)勞動(dòng)部門審批。鍋爐總圖上應(yīng)該有勞動(dòng)部門鍋爐壓容器安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)的審批標(biāo)記,無(wú)審批標(biāo)記的總圖不得流通。1、壓力容器的設(shè)計(jì)—設(shè)計(jì)一般要求(1)設(shè)計(jì)單位資格項(xiàng)目一壓力容器概述壓力容器設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能避免應(yīng)力的集中或局部受力狀況的惡化。受壓殼體的幾何形狀突變或其他結(jié)構(gòu)上的不連續(xù)，都會(huì)產(chǎn)生較高的不連續(xù)應(yīng)力。因此，應(yīng)該力求結(jié)構(gòu)上的形狀變化平緩，避免不連續(xù)性。在壓力容器中，總是不可避免地存在一些局部應(yīng)力較高或?qū)Σ考?qiáng)度有所削弱的結(jié)構(gòu)，如開孔、轉(zhuǎn)角、焊縫等部位。能夠引起應(yīng)力集中或削弱強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)應(yīng)該互相錯(cuò)開。(2)壓力容器結(jié)構(gòu)項(xiàng)目一壓力容器概述壓力容器封頭從力學(xué)的角度分析球形最理想在相同的直徑和壓力下,球形封頭所需壁厚最。但是由于它的深度太大,加工制造比較困難.一般很少采用。用的比較多的是橢圓形封頭。在封頭半徑與高度的比值相同的情況下,碟形封頭比橢圓形封頭存在較大的彎曲應(yīng)力，故應(yīng)盡量少采用碟形封頭。無(wú)折邊球形封頭使筒體產(chǎn)生較大的附彎曲應(yīng)力，因而只適用于直徑較小、壓力較低、無(wú)毒易燃流體的容器。錐形封頭只在工藝條件確實(shí)需要的情況下才采用。平板角焊封頭一般不宜用于壓力容器。壓力容器殼體上的開孔。如人孔、手孔和檢查孔等，一般應(yīng)為圓形、橢圓形和長(zhǎng)圓形。容器開孔，受壓殼體因結(jié)構(gòu)不連續(xù)而引起應(yīng)力集中,在孔的邊緣產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力。為了降低殼體開孔邊緣的局部應(yīng)力，在開孔處應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

(2)壓力容器結(jié)構(gòu)項(xiàng)目一壓力容器概述材料的質(zhì)量和規(guī)格應(yīng)該符合國(guó)標(biāo)、部標(biāo)和有關(guān)的技術(shù)要求。選用的鋼材要有良好的機(jī)械性能,即強(qiáng)度高、塑性和韌性好、冷脆傾向較低、缺口和時(shí)效敏感性不明顯。鋼板的分層和夾渣等缺陷較少,無(wú)白點(diǎn)和裂紋。承壓元件必須采用鎮(zhèn)靜鋼,不宜采用沸騰鋼。由于沸騰鋼是在不完全脫氧的條件下煉得的,含氧量較高,硫、磷等雜質(zhì)分布不均勻。而鎮(zhèn)靜鋼脫氧完全,組織均勻,沖擊韌性也較好。(3)材料的選用二、壓力容器的設(shè)計(jì)、制造和安裝項(xiàng)目一壓力容器概述對(duì)于非旋轉(zhuǎn)容器,設(shè)計(jì)壓力一般要高出操作壓力0.1MPa或10%;而旋轉(zhuǎn)容器的設(shè)計(jì)壓力則要高出預(yù)期的最高壓力的5%-10%。設(shè)計(jì)溫度通常要高出不會(huì)引起規(guī)范許可應(yīng)力減少的最高溫度30℃。比如,在180℃操作的碳鋼容器,其設(shè)計(jì)溫度為350℃而不是210℃。容器設(shè)計(jì)壓力應(yīng)該標(biāo)記基于部件最小壁厚的最大允許工作壓力,而不能標(biāo)記用于計(jì)算最小壁厚的壓力。1、壓力容器的設(shè)計(jì)—設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(1)設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度項(xiàng)目一壓力容器概述設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,大直徑壓力容器的板材厚度不應(yīng)小于(D-2.54)/1000，其中，D是筒體的最小直徑(單位m),焊接結(jié)構(gòu)的最小板厚度許多組織規(guī)定為5mm或6mm。

(2)

最小板材厚度許多過程容器是在外壓或真空下,或偶爾是在這些條件下操作。設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定規(guī)范容器,偶爾承受0.1MPa及其以下的外壓,無(wú)需考慮外壓結(jié)構(gòu)的規(guī)范要求。在應(yīng)用這項(xiàng)規(guī)范時(shí),應(yīng)該充分考慮到各種可能的后果,如罐體破裂時(shí)的人員危險(xiǎn),更換容器的費(fèi)用,內(nèi)容物泄出的財(cái)產(chǎn)損失和危險(xiǎn)等。(3)外壓或真空項(xiàng)目一壓力容器概述材料在設(shè)計(jì)壓力和溫度下的允許應(yīng)力并不需要過量的壁。一些材料,如銅、鋁、它們的合金和鑄鐵都有具體的溫度限度。過程容器結(jié)構(gòu)材料預(yù)期的腐蝕阻力,可以在容器操作同樣的條件下近似測(cè)出。高純度的需要可能會(huì)限制材料的選擇,但是這并不意味著最昂貴的材料是最好的。當(dāng)壓力和溫度條件允許時(shí),可以采用金屬鍍層、玻璃、橡膠、鉛板、塑料襯套等,而不必采用貴重的合金要求制造商提出替代建議,例如,不銹鋼與鋁比較以及金屬包層材料與固體合金比較等。(4)材料選擇項(xiàng)目一壓力容器概述容器及其支架的設(shè)計(jì)必須與以下各項(xiàng)負(fù)荷匹配:容器及其內(nèi)容物的重量；料盤、隔板、蛇管等內(nèi)件的重量；裝置、攪拌器、交換器、轉(zhuǎn)筒等外件的重量；建筑物、扶梯、平臺(tái)、配管等外部設(shè)施的重量；固定負(fù)載和移動(dòng)負(fù)載的重量；隔離板和防火墻的重量；風(fēng)力和地震負(fù)荷;支撐耳柄、環(huán)形加強(qiáng)肋以及熱梯度的作用。這些負(fù)荷都可以引起過量的局部應(yīng)力。(5)非壓力負(fù)荷項(xiàng)目一壓力容器概述立式容器—船用立柱和耳柄支撐,有時(shí)還會(huì)用到環(huán)形槽鋼或折邊。大型臥式容器常用三個(gè)或更多的鞍形托架支撐。對(duì)于小型容器,不管是臥式的還是立式的其支架的設(shè)計(jì)由于支撐附件造成的二次應(yīng)力、扭矩和剪切力,可能會(huì)比大型容器復(fù)雜得多。(6)支架二、壓力容器的設(shè)計(jì)、制造和安裝項(xiàng)目一壓力容器概述為了確保壓力容器的制造質(zhì)量,國(guó)家規(guī)定凡制造鍋爐、壓力容器的專業(yè)單位,須經(jīng)主管部門和勞動(dòng)部門的審查、批準(zhǔn),發(fā)給制造許可證書,無(wú)證單位不準(zhǔn)制造承壓設(shè)備。非專業(yè)單位若自制自用壓力容器,須辦理申請(qǐng)、審查和批準(zhǔn)手續(xù)。2、壓力容