壓力容器基礎(chǔ)知識

第一節(jié)壓力容器的定義與管轄邊界

弄清“壓力容器”的概念需要區(qū)分：

>>容器

>>壓力容器

>>法規(guī)意義的壓力容器

容器：

盛裝、容納物品的器皿或設(shè)備。一般具有固定形狀。

如：箱、罐、壇，油輪、原油儲罐

各種常壓容器、壓力容器等

壓力容器：

承受一定壓力的封閉設(shè)備。

此處壓力是容器內(nèi)部的絕對壓力與所處環(huán)境或外部絕對壓力的壓力差。

如：壓力鍋，汽車輪胎，壓縮機氣缸，深海潛水器，以及各種需要強制安全

管理的壓力容器（即“法規(guī)意義的壓力容器”）

法規(guī)意義的壓力容器：

壓力差的存在會造成危險性，失效后會帶來人員傷亡和/或財產(chǎn)損失。因此，

危險性較大的壓力容器需要進行強制安全管理，由此國家出臺了系列法律法規(guī)和

安全技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。按照特種設(shè)備安全法的規(guī)定，采用目錄管理。

目前執(zhí)行：

質(zhì)檢總局2014.10.30公布的《特種設(shè)備目錄》（2014年第114號）

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.IMPa（表壓）的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者

等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體、容積大于或者等于30L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0.2MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于

1.OMPa-L的氣體、液化氣體和標(biāo)準(zhǔn)沸點等于或者低于60℃液體的氣瓶；氧艙。

要點1：涵蓋的種類

固定式壓力容器

移動式壓力容器

氣瓶

氧艙

均具有單獨的安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程。

固定式壓力容器示例

立題力容者

在第空，

移動式壓力容器示例

氣瓶示例

氧艙示例

要點2：壓力限定

固定式容器：最高工作壓力大于或者等于0.IMPa（表壓）

移動式容器：最高工作壓力大于或者等于O.IMPa（表壓）

氣瓶：公稱工作壓力大于或者等于0.2MPa（表壓）

氧艙：未限定

所述“壓力”指內(nèi)壓力。

要點3：尺寸/體積限定

固定式容器：容積大于或者等于30L且內(nèi)直徑大于或者等于150mm（非圓形

截面指截面內(nèi)邊界最大兒何尺寸）

移動式容器：（同上）

氣瓶：壓力與容積的乘積大于或者等于1.OMPa-L

氧艙：未限定

要點4：盛裝介質(zhì)限定

固定式容器：氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體

移動式容器：（同上）

氣瓶：氣體、液化氣體和標(biāo)準(zhǔn)沸點等于或者低于60℃液體

氧艙：未限定

要點5：同時滿足

同時滿足壓力、介質(zhì)、兒何尺寸要求的固定式壓力容器、移動式壓力容器和

氣瓶，才屬于“法規(guī)意義的壓力容器”范疇。

未對氧艙的壓力、介質(zhì)、兒何尺寸進行限定。

“法規(guī)意義的壓力容器”通常簡稱為“壓力容器”

兒個概念

最高工作壓力：在正常工作情況下，容器頂部可能達到的最高壓力。（表壓

力）

最高工作溫度：在正常工作情況下，容器介質(zhì)的最高溫度。

公稱工作壓力：對壓縮氣體，是指在基準(zhǔn)溫度（20℃）下，氣瓶內(nèi)壓縮氣

體達到完全均勻狀態(tài)時的限定壓力（表壓力）。對高（低）壓液化氣體、溶解氣

體、低溫液化氣體、混合氣體的公稱工作壓力在“瓶規(guī)”中均有界定。

標(biāo)準(zhǔn)沸點：在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下（101325Pa）的沸點稱為該液體的“標(biāo)準(zhǔn)沸

點”，例如水的標(biāo)準(zhǔn)沸點為100C。

液化氣體：指臨界溫度高于等于一50℃的高（低）壓液化氣體（常溫），

臨界溫度低于一50C的低溫液化氣體。

《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》對壓力容器的界定

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.IMPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者

等于2.5MPa-L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0.2MPa（表壓），

且壓力與容積的乘積大于或者等于1.OMPa?L的氣體、液化氣體和標(biāo)準(zhǔn)沸點等于

或者低于60℃液體的氣瓶；氧艙等。

TSG21-2016大固容規(guī)對固定式壓力容器的界定

固定式壓力容器是指安裝在固定位置使用的壓力容器。

本規(guī)程適用于特種設(shè)備目錄所定義的、同時具備以下條件的壓力容器：

（1）工作壓力大于或者等于0.1MPa；

（2）容積大于或者等于0.03m3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其標(biāo)

準(zhǔn)沸點的液體。

不適用：移動式壓力容器、氣瓶、氧艙以及軍事、核設(shè)施、海上設(shè)施、船舶、

航空航天器、礦山井下等特殊行業(yè)使用的壓力容器。

TSGR0005-2011移動規(guī)對移動式壓力容器的界定

移動式壓力容器是指由罐體或者大容積鋼制無縫氣瓶與走行裝置或框架采

用永久性連接組成的運輸裝備，包括鐵路罐車、汽車罐車、長管拖車、罐式集裝

箱和管束式集裝箱等。

本規(guī)程適用于同時具備下列條件的移動式壓力容器：

（1）具有充裝與卸載介質(zhì)功能，并且參與鐵路、公路或者水路運輸；

（2）罐體工作壓力20.IMPa,氣瓶公稱工作壓力20.2MPa；

（3）罐體容積2450L,氣瓶容積21000L；

（4）充裝介質(zhì)為氣體或最高工作溫度2其標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體。

TSGR0006-2014氣瓶安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程對氣瓶的界定

本規(guī)程適用于正常環(huán)境溫度（-40℃~60℃）下使用、公稱容積為0.4L?

3000L、公稱工作壓力為0.2MPa?30MPa（表壓）且壓力與容積的乘積大于或者

等于L0MPa?L、盛裝壓縮氣體、高（低）壓液化氣體、低溫液化氣體、溶解氣

體、吸附氣體、標(biāo)準(zhǔn)沸點等于或者低于60℃液體以及混合氣體（兩種或者兩種

以上氣體）的無縫氣瓶、焊接氣瓶、焊接絕熱氣瓶、纏繞氣瓶、內(nèi)部裝有填料的

氣瓶以及氣瓶附件。

TSG24-2015氧艙安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程對氧艙的界定

氧艙是指采用空氣、氧氣或者混合氣體（氧氣與其它氣體按比例配置的可呼

吸氣體）為壓力介質(zhì)，用于人員在艙內(nèi)進行治療、適應(yīng)性訓(xùn)練的載人壓力容器。

包括：醫(yī)用氧艙和高氣壓艙。

適用于固定式氧艙和移動式氧艙。

不適用于軍事裝備、核設(shè)施、海上設(shè)施、船舶、水下裝備、潛水裝備、礦山

井下等的載人容器；保健用途的載人容器；施工機械用載人過渡艙。

規(guī)范規(guī)定的壓力容器管轄邊界

上面介紹了各種法規(guī)對壓力容器的界定，是從壓力、介質(zhì)、兒何尺寸等方面

的管轄邊界。

下面從空間尺度介紹壓力容器管轄范圍的規(guī)定。

此處介紹固定式壓力容器和移動式壓力容器的空間尺度的管轄邊界。

1.TSG21-2016“固容規(guī)”規(guī)定的管轄邊界

本規(guī)程適用范圍內(nèi)的壓力容器，其范圍包括：

壓力容器本體；

壓力容器的安全附件；

壓力容器的儀表。

固定式壓力容器本體界定在以下范圍內(nèi)：

（1）壓力容器與外部管道或者裝置焊接（粘接）連接的第一道環(huán)向接頭的

坡口面、螺紋連接的第一個螺紋接頭端面、法蘭連接的第一個法蘭密封面、專用

連接件或者管件連接的第一個密封面；

（2）壓力容器開孔部分的承壓蓋及其緊固件；

（3）非受壓元件與受壓元件的連接焊縫。

固定式壓力容器的安全附件：

直接連接在壓力容器上的安全閥、爆破片裝置、易熔塞、緊急切斷裝置、安

全聯(lián)鎖裝置。

固定式壓力容器的儀表：

包括直接連接在壓力容器上的壓力、溫度、液位等測量儀表。

2.TSGR0005-2011“移動規(guī)”規(guī)定的管轄邊界

其適用范圍內(nèi)的移動式壓力容器，其范圍包括：

罐體或者氣瓶；

管路；

安全附件、裝卸附件；

走行裝置或框架。

（1）罐體或者氣瓶，下述范圍內(nèi)：

>>罐體與管路焊接連接的第一道環(huán)向接頭的坡口面，罐體或者氣瓶與管路、

安全附件螺紋連接的第一個螺紋接頭端面、法蘭連接的第一個法蘭密封面；

>>罐體或者氣瓶開孔部分的端蓋、端塞及其緊固件；

>>罐體與非受壓元件的連接焊縫。

（所述為“內(nèi)部邊界”，用于界定“罐體或者氣瓶”）

（2）管路：

>>移動式壓力容器的管路包括所有與罐體或者氣瓶相連接的管子與管件。

（3）安全附件、裝卸附件：

>>移動式壓力容器的安全附件包括安全泄放裝置、緊急切斷裝置、壓力/

溫度/液位的測量裝置、阻火器、導(dǎo)靜電裝置等

>>移動式壓力容器的裝卸附件包括裝卸閥門、裝卸軟管和快速裝卸接頭等

（4）走行裝置或框架：

>>走行裝置：

>>框架：將長管組或瓶組固定并與走行裝置連接的構(gòu)架；罐式集裝箱、管

束式集裝箱的“箱體”

（移動式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程將走行裝置納入，但監(jiān)督檢驗和定期檢

驗中沒有給出相應(yīng)要求）

第二節(jié)壓力容器的常用術(shù)語

本節(jié)主要介紹GB150中的常用術(shù)語，包括：

壓力相關(guān)術(shù)語，

溫度相關(guān)術(shù)語，

厚度相關(guān)術(shù)語，和

低溫容器的概念。

1.壓力系列術(shù)語

壓力：垂直作用在容器單位表面上的力。除非特別注明，一般采用表壓力。

單位：MPa

工作壓力P,:在正常工作情況下，容器頂部可能達到的最高壓力。

設(shè)計壓力P:設(shè)定的容器頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計溫度一起作為容器

的基本設(shè)計載荷條件，其值不低于工作壓力。

計算壓力P.:指在相應(yīng)設(shè)計溫度下，用以確定元件厚度的壓力，包括液柱靜

壓力等附加載荷。（當(dāng)元件所承受的液柱靜壓力小于5%設(shè)計壓力時，可忽略不

計）

試驗壓力PT：進行耐壓試驗或泄漏試驗時，容器頂部的壓力。

最大允許工作壓力［p」：在指定的相應(yīng)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。

安全閥的開啟壓力P,:安全閥閥瓣開始離開閥座，介質(zhì)呈連續(xù)排出狀態(tài)時,

在安全閥進口測得的壓力，也稱整定壓力。

爆破片的標(biāo)定爆破壓力Pb：爆破片銘牌上標(biāo)明的爆破壓力。

動作壓力：系指安全閥的開啟壓力或爆破片的爆破壓力。

固定式壓力容器壓力關(guān)系示意圖

2.溫度系列術(shù)語

工作溫度：容器在正常工作情況下，容器元件的金屬溫度。在實際工程設(shè)計

中，標(biāo)注在圖樣上的工作溫度一般指介質(zhì)溫度。

設(shè)計溫度：指壓力容器在正常工作情況下，設(shè)定的元件金屬溫度（沿元件金

屬截面的溫度平均值），與設(shè)計壓力一起作為設(shè)計載荷條件。

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。

最低設(shè)計金屬溫度：在壓力容器設(shè)計中，預(yù)期該容器在運行過程中各種可能

條件下的金屬溫度的最低值。

注1:“各種可能條件”不但包括正常工作情況，還應(yīng)考慮可能出現(xiàn)的最低

工作溫度、工作中的不正常、自動制冷、大氣環(huán)境溫度以及其他制冷因素。

注2:是設(shè)計選材依據(jù)之一，材料的選用除應(yīng)滿足容器各設(shè)計工況條件下的

使用要求外，還應(yīng)確保在最低設(shè)計金屬溫度下對材料及其焊接接頭的沖擊功要求。

3.厚度系列術(shù)語

計算厚度：按標(biāo)準(zhǔn)公式計算得到的厚度。需要時，尚應(yīng)計入其他載荷所需厚

度。對于外壓元件，指滿足穩(wěn)定性要求的最小厚度。

設(shè)計厚度：計算厚度與腐蝕裕量之和。

名義厚度：設(shè)計厚度加上鋼材負(fù)偏差后向上圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度。（標(biāo)

注在圖樣上的厚度）

有效厚度：名義厚度減去腐蝕裕量和材料厚度負(fù)偏差。

最小成形厚度：受壓元件成形后保證設(shè)計要求的最小厚度。（設(shè)計者在設(shè)計

圖樣上標(biāo)明）

鋼材厚度：直接構(gòu)成容器的鋼板、鋼管或鍛件等元件厚度。

最小厚度：考慮制造、運輸、安裝等因素影響的厚度最小值。GB150.1-2011

的4.3.7規(guī)定不包括腐蝕裕量的最小厚度，對碳素鋼和低合金鋼制容器為3mm,

對高合金鋼容器為2mmo但JB4732-1995為6mm和3mm0

厚度關(guān)系圖

設(shè)計溫度低于-20℃的碳素鋼、低合金鋼、雙相不銹鋼和鐵素體不銹鋼制容

器，以及設(shè)計溫度低于一196℃的奧氏體不銹鋼制容器。

第三節(jié)壓力容器的分類和分級

為了便于安全管理和交流，按照壓力、用途、溫度、結(jié)構(gòu)、材料?、安裝形式

等單獨或組合進行分類、分級。本節(jié)主要介紹常見固定式壓力容器的分類、分級

方法。

1.按照壓力分類

按照壓力容器的設(shè)計壓力（P）分為：

低壓容器（代號L）：0.IMPaWp<l,6MPa

中壓容器（代號M）：1.6MPaWp<10MPa

高壓容器（代號H）：lOMPaWp<100MPa

超高壓容器（代號U）：p2lOOMPa

代號：L—LowpressureM—Middlepressure

H-HighpressureU-Ultra-highpressure

2.按照用途分類

按照壓力容器在生產(chǎn)工藝過程中的作用原理，劃分為：

（1）反應(yīng)壓力容器（代號R,Reactor）,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；

（2）換熱壓力容器（代號E,heatExchanger）,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,Separator）,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、除氧器等；

（4）儲存壓力容器（代號C,其中球罐代號B。Container,Ball）,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。

3.按照溫度分類：

低溫壓力容器、常溫壓力容器、高溫壓力容器

4.按照結(jié)構(gòu)分類：

單腔壓力容器，如：普通圓筒型、球形等

多腔壓力容器，如：夾套壓力容器、管殼式換熱器等

5.按照安裝形式分類

臥式壓力容器、立式壓力容器

6.按照材料分類

鋼制壓力容器、有色金屬（鋁、鈦、銀、錯）壓力容器、非金屬壓力容器、

襯里壓力容器、鑄鋼壓力容器、鑄鐵壓力容器等

7.安全監(jiān)察分類（TSG21-2016）

按照危險程度（介質(zhì)分組、設(shè)計壓力、容器體積、壓力體積的乘積）分為第

I類、第II類、第HI類壓力容器。

介質(zhì)分組：

第一組介質(zhì)：毒性危害程度為極度、高度危害的化學(xué)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)。

按照HG20660-2000《壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性危害和爆炸危險程度分類》

確定介質(zhì)毒性危害程度和爆炸危險程度。

壓力容器分類圖——第一組介質(zhì)

L?

1

ftLI

壓力容器分類圖——第二組介質(zhì)

容收.2

特別說明

（1）超高壓容器為第HI類壓力容器（與目錄中的“品種”不一致）。

（2）多腔壓力容器，各腔單獨劃分，取最高級別。

（3）介質(zhì)為混合物時，按照組別高組分的介質(zhì)分類。

（4）當(dāng)某一危害性物質(zhì)在介質(zhì)中含量極小時，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)計單位確定的介質(zhì)組別分類。

（5）坐標(biāo)點位于圖中的分類線上時，按照較高的類別劃分。

（6）簡單壓力容器統(tǒng)一劃分為第I類壓力容器。

簡單壓力容器

同時滿足以下條件的壓力容器稱為簡單壓力容器：

（1）壓力容器由筒體和平蓋、凸形封頭（不包括球冠形封頭），或者由兩

個凸形封頭組成；

（2）筒體、封頭和接管等主要受壓元件的材料為碳素鋼、奧氏體不銹鋼或

者Q345R；

（3）設(shè)計壓力小于或者等于1.6MPa；

（4）容積小于或者等于1m3；

（5）工作壓力與容積的乘積小于或者等于IMPa?m3；

（6）介質(zhì)為空氣、氮氣、二氧化碳、惰性氣體、醫(yī)用蒸儲水蒸發(fā)而成的蒸

汽或者上述氣（汽）體的混和氣體；允許介質(zhì)中含有不足以改變介質(zhì)特性的油等

成分，并且不影響介質(zhì)與材料的相容性；

（7）設(shè)計溫度大于或者等于-20C,最高工作溫度小于或者等于150℃；

（8）非直接火焰的焊接壓力容器（當(dāng)內(nèi)直徑小于或者等于550mm時允許采

用平蓋螺栓連接）。

危險化學(xué)品包裝物、滅火器、快開門式壓力容器不在簡單壓力容器范圍內(nèi)。

8.安全監(jiān)察分類（按照制造許可級別：鍋爐壓力容器制造監(jiān)督管理辦百）

壓力容器制造許可級別劃分

制造壓力容器范圍代表產(chǎn)品

別

超高壓容器、高壓容器

(Al)

第二類低、中壓容器(A2)

A1應(yīng)注明單層、鍛焊、多層包扎、繞帶、熱套、繞板、無縫、鍛

A球形儲罐現(xiàn)場組焊或球

造、管制等結(jié)構(gòu)形式

殼板制造(A3)

非金屬壓力容器(A4)

醫(yī)用氧艙(A5)

無縫氣瓶(B1)

B2注明含(限)溶解乙快氣瓶或液化石油氣瓶。B3注明機動車用、

B焊接氣瓶(B2)

纏繞、非重復(fù)充裝、真空絕熱低溫氣瓶等

特種氣瓶(B3)

鐵路罐車(C1)

汽車罐車或長管拖車

C

(C2)

皤式集裝箱(C3)

第一類壓力容器(D1)

D第二類低、中壓容器

(D2)

9.安全監(jiān)察分類(按照4寺種設(shè)備目錄)

代碼種類類別品種

2000壓力容器

2100固定式壓力容器

2110超高壓容器

2130第三類壓力容器

2150第二類壓力容器

2170第?類壓力容器

2200移動式壓力容器

2210鐵路罐車

2220汽車罐車

2230長管拖車

2240罐式集裝箱

2250管束式集裝箱

2300氣瓶

2310無縫氣瓶

2320焊接氣瓶

23T0特種氣瓶(內(nèi)裝填料氣瓶、纖維纏繞氣瓶、低溫絕熱氣瓶)

2400氧艙

2410醫(yī)用氧艙

2420高氣壓艙

第四節(jié)典型壓力容器和部件的結(jié)構(gòu)

除氣瓶外，絕大多數(shù)壓力容器均為“非標(biāo)設(shè)備”。為完成不同的工藝需求，容器的承載本體與部件、

附件的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出不同的特征。

本節(jié)將介紹典型壓力容器的結(jié)構(gòu)形式。對于某些“專用”部件/附件與容器一同介紹，“通用”部件/

附件則在最后統(tǒng)一介紹。

1.臥式儲罐包括本體和附件

1-犧牲陽極

2-浮子液面計

3-金屬導(dǎo)線

4-電線保護測試點

5-壓力表

6-護罩

7-安全閥

8-罐裝氣相閥門

9-罐裝液相閥門

10-排污和倒空管閥門

11-罐間氣相連接管

12-罐體

13-罐間液相連接管

14-支座

2.球形儲罐

1-球殼；2-液位計導(dǎo)管；3-避雷針；4-安全泄放閥；5-操作平臺;

6-盤梯：7-噴淋水管：8-支柱：9-拉桿

球殼板的布置

現(xiàn)場組焊安裝

支柱

郎於I

羲

HT支H2

冉徐筋板3

外M板?

內(nèi)就9埠5根

為火隔熱乂1IJ>IJIEAU

即火房尖f了71

可烯*t

I—”bfiUkll

找地凸推9一

底板17

3.管殼式換熱器(1)固定管板式換熱器

(2)浮頭式換熱器

分程隔板浮頭端

浮頭端可自由伸縮，無熱應(yīng)力

(3)U形管換熱器

(4)填料函式換熱器

(5)釜式重沸器

管束可以為浮頭式、U形管式或固定管板式結(jié)構(gòu)

（6）繞管式換熱器

（7）薄管板換熱器

小技”,構(gòu)內(nèi)政第構(gòu)版邊”構(gòu)

（浦提性管版）

（8）其它管板換熱器

管板與殼體、管箱的連接

管子管板的連接

保證換熱管與管板連接的密封性能及抗拉脫強度

4.其它換熱器

5.塔設(shè)備

板式塔

氣體出U

3同?設(shè)入口

4Maniwa

4次作

AHtfiSU

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9.氣體入U

IldtAttU

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填料塔

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6.夾套式壓力容器

實物圖

本體=儲存深冷液體的內(nèi)容器+維持真空絕熱的外殼

絕熱方式包括：

真空多層絕熱：絕熱層空間內(nèi)設(shè)置多層由絕熱材料間隔的防熱輻射屏，并抽高真空。

真空粉末絕熱：絕熱層空間內(nèi)充填多孔顆粒絕熱材料，并抽真空。

真空纖維絕熱：絕熱層空間內(nèi)充填纖維絕熱材料，并抽真空。

7.儲氣井

8.快開門壓力容器

對一些間歇操作的蒸壓釜、消毒柜等壓力容器，在完成一個操作循環(huán)后，需要以較快的速度，方便地

打開（或關(guān)閉）容器端部，需要加裝快開門裝置。裝有快開門的壓力容器，叫做快開門壓力容器。

按照結(jié)構(gòu)特征，快開門裝置通常包括：

>>齒嚙式快開裝置

>>壓緊式快開裝置

>>卡箍式快開裝置

>>剖分環(huán)式快開裝置

齒嚙式快開裝置

壓緊式快開裝置

其它快開裝置

圖示容器頂蓋與筒體采用活接螺栓連接，不屬于快開門壓力容器。

活接螺栓也稱花籃螺栓。

9.多層厚壁壓力容器（1）多層包孔壓力容器

（2）鋼帶錯繞壓力容器

（3）熱套壓力容器

（4）密封結(jié)構(gòu)示例

劇罅自和e部結(jié)粕

導(dǎo)靜電裝置

(2)低溫汽車罐車

(3)鐵路罐車

（4）長管拖車

（5）罐式集裝箱

1frmarm：JIH：?san.：3aza?mo

（6）管束式集裝箱

包蜜式窗裝*

1-4M：2?M;3

11.非金屬壓力容器

I?為。電情3?■建丹

?PSP艮bFSP?ttR1T??,w,

HII?1PS，姑溝BB

(PSP)

12.壓力容器封頭(1)凸形封頭

(a)半球形封頭(b)標(biāo)HS形封頭(c)藻形封頭

橢圓形封頭

(2)錐形封頭

(3)平蓋

補強圈補強接管實物圖

厚壁接管補強實物圖

14.法蘭

壓力容器接管法蘭從HG/T20592~20635選取；設(shè)備法蘭按NB/T47020~47027

選取，亦可通過強度和剛度計算設(shè)計非標(biāo)法蘭。

典型螺栓/法蘭/墊片可拆連接系統(tǒng)

3-法蘭

法蘭分類1

（1）按照法蘭環(huán)與筒體（或接管頸）的連接結(jié)構(gòu)分為:

活套法蘭

平焊法蘭

承插焊法蘭

高（長）頸法蘭

螺紋法蘭

活套法蘭

平焊法蘭（HG/T20592,管法蘭）

平焊法蘭（NB/T47021,NB/T47022,容器法蘭）

高（長）頸法蘭

(e)

螺紋法蘭

法蘭分類2

（2）按照法蘭環(huán)與筒體的相對位置分為：

一般法蘭：法蘭環(huán)位于筒體（或接管）外側(cè)的法蘭，絕大多數(shù)法蘭屬于此類。

反向法蘭：法蘭環(huán)位于筒體內(nèi)側(cè)的法蘭。此類法蘭是平封頭開大孔且直接采

用螺栓墊片連接的種特殊結(jié)構(gòu)。

法蘭分類3

（3）按照墊片與螺栓的相對位置分為：

窄面法蘭：墊片的接觸面位于法蘭螺栓孔中心圓范圍內(nèi)的法蘭稱為窄面法蘭。

應(yīng)用廣泛。

寬面法蘭：墊片的接觸面分布于法蘭螺栓孔中心圓內(nèi)外兩側(cè)的法蘭稱為寬面

法蘭。寬面法蘭僅應(yīng)用于低壓的一般介質(zhì)的使用場合。

法蘭分類4

（4）按照整體性程度分為（GB150.3,便于計算）：

松式法蘭：法蘭環(huán)未能有效與容器（或接管）連接成一體，不具有整體連接

的同等結(jié)構(gòu)強度。如活套法蘭、螺紋法蘭、一般角焊縫連接的平焊法蘭。

整體法蘭：法蘭環(huán)、法蘭頸及容器（或接管）三者能連接成整體結(jié)構(gòu)，共同

承受法蘭力矩作用。

任意式法蘭：是指一類平焊法蘭，其計算按照整體法蘭進行，但當(dāng)符合一定

條件時（GB150）可按松式法蘭計算。

松式法蘭：

整體法蘭:

任意式法蘭:

15.壓力容器支承裝置（支座）

支座是用來支承容器及介質(zhì)重量，并使其固定在某一位置的壓力容器附件。

在某些場合還受到風(fēng)載荷、地震載荷等動載荷的作用。

J1KT4T12.3

JVT4TI2.4

J1VT4T12.2

navTMi

WT4T12.1

立式容器：耳式支座（懸掛式支座）

1-墊板2-筋板3-支

立式容器：支承式支座

裙式支座

實物圖

臥式容器：鞍式支座

鞍式支座

臥式容器：腿式支座（非典型應(yīng)用）

16.膨脹節(jié)

為了補償溫度不同帶來的膨脹量差異，固定管板式換熱器等設(shè)備經(jīng)常采用波

形膨脹節(jié)。

工程實際中大量采用U型膨脹節(jié)。GB16749"壓力容器用波形膨脹節(jié)”給出

了金屬單層和多層U型膨脹節(jié)的詳細規(guī)定（設(shè)計、制造、檢驗、驗收、貯存、安

裝以及基本參數(shù)與尺寸等）。

膨脹節(jié)（組件）的基本構(gòu)成

ms-i各1E分么”

膨脹節(jié)示例1

型號：

ZDL1200-2.5-1X10X3(20R)

ZD整體成型大波高

L立式設(shè)備用

1200公稱直徑，mm

2.5公稱壓力，MPa

1W

10厚度，mm

3波數(shù)

20R材質(zhì)

膨脹節(jié)示例2

復(fù)式較鏈型膨脹節(jié)

17.內(nèi)防護層(襯里/復(fù)合層/搪玻璃/堆焊層/隔熱)

出于耐腐蝕或工藝等的需要，一些壓力容器內(nèi)部與介質(zhì)接觸表面設(shè)有耐腐蝕

的襯里、復(fù)合層、搪瓷或堆焊層。

在管殼式余熱鍋爐的高溫氣體入口、一些高溫反應(yīng)器的內(nèi)側(cè)，為了防止容器

金屬溫度過高，通常敷設(shè)隔熱材.料，也有人稱為襯里。

18.結(jié)構(gòu)限制

壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，特別是常規(guī)設(shè)計中，由于不能對結(jié)構(gòu)的強度、剛度、

失穩(wěn)等進行詳細分析，或由于分析成本高，或出于一些特殊考慮，往往對結(jié)構(gòu)形

式、尺寸、適用范圍等做強制性限定。

結(jié)構(gòu)限制：示例1

GB150.3-2011的5.3“橢圓形封頭”：

Di/2hiW2的橢圓形封頭的有效厚度應(yīng)不小于封頭內(nèi)直徑的

0.15%,Di/2hi>2的橢圓封頭的有效厚度應(yīng)不小于內(nèi)直徑的0.3%,但當(dāng)確定封

頭厚度時已經(jīng)考慮了內(nèi)壓下的彈性失穩(wěn)問題，可不受此限制。

結(jié)構(gòu)限制：示例2

GB150.3-2011的5.5“球冠形封頭”：

S1|-

S2.MA?iMVI

■5-4

結(jié)構(gòu)限制：示例3

TSG21-2016固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程3.2.5"壓力容器用管法

（2）盛裝液化石油氣、毒性危害程度為極度和高度危害介質(zhì)以及強滲透性

中度危害介質(zhì)的壓力容器，其管法蘭應(yīng)當(dāng)按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T20592?HG/T20635

系列標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并且選用帶頸對焊法蘭、帶加強環(huán)的金屬纏繞墊片和專用級高

強度螺柱組合；無法采用此類管法蘭密封組合的，應(yīng)當(dāng)由設(shè)計者根據(jù)介質(zhì)、壓力

與溫度特性確定法蘭連接結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)限制：示例4

TSG21-2016固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程3.2.2.2"接管與殼體之間

的焊接接頭設(shè)計”：

壓力容器的接管(凸緣)與殼體之間的接頭設(shè)計以及夾套壓力容器的接頭設(shè)

計，有下列情況之一的，應(yīng)當(dāng)采用全焊透結(jié)構(gòu)：

(1)介質(zhì)為易爆或者毒性危害程度為極度危害和高度危害的壓力容器；

(2)要求氣壓試驗或者氣液組合壓力試驗的壓力容器；

(3)第in類壓力容器；

(4)低溫壓力容器；

(5)進行疲勞分析的壓力容器；

(6)直接受火焰加熱的壓力容器；

(7)設(shè)計者認(rèn)為有必要的。

本節(jié)小結(jié)：

上面所述的為“典型”壓力容器和部件的結(jié)構(gòu)特征。但絕大多數(shù)壓力容器為

“非標(biāo)設(shè)計”，或稱“非典型設(shè)計”，結(jié)構(gòu)特征多種多樣而不能窮舉。

容器的具體結(jié)構(gòu)與其所完成的工藝功能和安全需求直接相關(guān)。因此，在進行

容器檢驗前，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真閱讀設(shè)計圖樣，了解容器的結(jié)構(gòu)特征，識別各主要部件的

失效/損傷模式，以利于檢驗的實施。

非典型結(jié)構(gòu)設(shè)計

柴油加氫裝置的熱高分氣/混合氫換熱器

第五節(jié)常見壓力容器安全附件

介紹直接連接在壓力容器上的安全閥、爆破片裝置、易熔塞、緊急切斷裝置、

安全聯(lián)鎖裝置、壓力表、液位計、測溫儀表等；

重點講解安全閥的相關(guān)技術(shù)、管理要求。

1.常用安全附件、儀表及基本功能

nS|—火火和ER1b能承舒3?

一

|量，口看蕊豆一

I安全展.至工1—|快開na力?*MM即自動＜0]

應(yīng)當(dāng)區(qū)分：

集散控制系統(tǒng)^DCS）中的用于遠程調(diào)節(jié)和自動控制裝置，如：

PIC：壓力顯示控制器pressureindictorcontroller

TIC：溫度顯示控制器temperatureindicatorcontroller

LIC：液位顯示控制器levelindicatorcontroller

PHA：壓力高報警pressurehighalarm

PHH：壓力高聯(lián)鎖pressurehighinterlock

LHA;LLA：液位高（低）報警levelhigh（low）alarm

LHH;LLL：液位高（低）聯(lián)鎖levelhigh（low）interlock

2.安全閥

安全閥分類：

①按閥瓣加載型式：重錘式、杠桿重錘式、彈簧式安全閥；

②按作用原理：直接作用式安全閥（介質(zhì)作用力）、非直接作用式安全閥（先

導(dǎo)式、帶動力輔助裝置安全閥）；

③按開啟高度分類：微啟式、全啟式和中啟式安全閥。

彈簧式安全閥

外置式安全閥

常用于固定式壓力容器

內(nèi)置式安全閥

常用于罐車

Am.xs±]

安全閥相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

管理

TSGZF001-2006《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》

TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》

TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》

TSGR7001-2013《壓力容器定期檢驗規(guī)則》

GB150.1-2011《壓力容器》附錄B

產(chǎn)品

GB/T12241-2005《安全閥一般要求》

GB/T12242-2005《壓力釋放裝置性能試驗規(guī)范》

GB/T12243-2005《彈簧直接載荷式安全閥》

HG/T20570.2-1995《安全閥的設(shè)置和選用》

安全閥的兒個概念

整定壓力（開啟壓力）：安全閥在運行條件下開始開啟的預(yù)定壓力，是在閥

門進口處測量的表壓力。在該壓力下，在規(guī)定的運行條件下由介質(zhì)壓力產(chǎn)生的使

閥門開啟的力同使閥瓣保持在閥座上的力相互平衡。

回座壓力：安全閥排放后其閥瓣重新與閥座接觸，即開啟高度變?yōu)榱銜r的進

口靜壓力。

密封試驗壓力：進行密封試驗時的壓力，在該壓力下測量通過閥瓣與閥座密

封面間的泄漏率。

Fd=Po*S+f

Fd—彈簧力

PoS一介質(zhì)作用力

f一密封力

安全閥的校驗

校驗項目：整定壓力和密封壓力，有條件的校驗回座壓力。一般每年至少一

次。

整定壓力的取值：

固定式壓力容器安全閥的整定壓力一般不大于該壓力容器的設(shè)計壓力。設(shè)計

圖樣或者銘牌上標(biāo)注有最高允許工作壓力的，也可以采用最高允許工作壓力確定

安全閥的整定壓力。

移動式壓力容器安全閥的開啟壓力應(yīng)為罐體設(shè)計壓力的1.051.10倍，安

全閥的額定排放壓力不得高于罐體設(shè)計壓力的L2倍，回座壓力不應(yīng)低于開啟

壓力的0.8倍。

在用容器的安全閥整定壓力應(yīng)當(dāng)由當(dāng)事檢驗人員給定。對在用壓力容器降壓

使用的，應(yīng)當(dāng)以允許使用壓力為基準(zhǔn)整定安全閥。

3.爆破片裝置

剪切型爆破片

爆破片爆破后可能有碎片產(chǎn)生

正拱普通拉伸型爆破片裝置

爆破片爆破后可能有碎片產(chǎn)生,

反拱刻槽型爆破片裝置

爆破片的兒個術(shù)語

設(shè)計爆破壓力：根據(jù)容器的工作條件和相應(yīng)的安全技術(shù)規(guī)范設(shè)定的，在設(shè)計

爆破溫度下爆破片的爆破壓力值。

標(biāo)定爆破壓力：標(biāo)注在爆破片銘牌上的，在規(guī)定的設(shè)計（或許可試驗）爆破

溫度下，同一批次爆破片抽樣爆破試驗時，實測爆破壓力的算術(shù)平均值。

制造范圍：一個批次爆破片標(biāo)定爆破壓力相對于設(shè)計爆破壓力差值的允許分

布范圍。當(dāng)爆破片取零制造范圍時，標(biāo)定爆破壓力等于設(shè)計爆破壓力。

最低標(biāo)定爆破壓力：設(shè)計爆破壓力與制造范圍下偏差的代數(shù)和。

《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定：

壓力容器上裝有爆破片裝置時，爆破片的設(shè)計爆破壓力不得大于該容器的設(shè)

計壓力（PBWP）,并且爆破片的最小設(shè)計爆破壓力不得小于該容器的工作壓力。

當(dāng)設(shè)計圖樣或者銘牌上標(biāo)注有最高允許工作壓力時，爆破片的設(shè)計爆破壓力不得

大于壓力容器的最高允許工作壓力。

爆破片的更換：

爆破片裝置應(yīng)進行定期更換，爆破片的更換周期，應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)備使用條件、

介質(zhì)性質(zhì)等具體影響因素合理確定。一般爆破片裝置應(yīng)在2?3年內(nèi)更換。對于

腐蝕性、毒性介質(zhì)與苛刻條件下使用的爆破片，應(yīng)當(dāng)縮短更換周期。更換期限由

使用單位根據(jù)本單位的實際情況確定。

對以下情況的必須立即更換：

1.設(shè)備運行中出現(xiàn)超過最小爆破壓力而未爆破的；

2.設(shè)備運行中出現(xiàn)使用溫度超過爆破片材料允許使用溫度范圍的。

5.緊急切斷閥

融K或鬟翻

6.快開門安全聯(lián)鎖裝置

TSG21-2016規(guī)定(3.2.16)：功能要求

快開門壓力容器的安全聯(lián)鎖裝置應(yīng)滿足如下要求：

（1）當(dāng)快開門達到預(yù)定關(guān)閉位置后，方能升壓運行；

（2）當(dāng)壓力容器的內(nèi)部壓力完全釋放，方能打開快開門。

一種安全聯(lián)鎖裝置

1.通過快開門行程開關(guān)來確定快開門是否達到預(yù)定關(guān)閉部位。當(dāng)快開門已達

到預(yù)定關(guān)閉部位，控制進氣閥門的執(zhí)行器3的安全銷才自動退銷解鎖，此時壓力

容器可升壓運行。否則將進氣閥門鎖定，無法開閥加壓運行。

2.當(dāng)壓力容器內(nèi)部壓力完全釋放，壓力控制器給出零壓信號，執(zhí)行器1、執(zhí)

行器2的安全銷自動退銷解鎖，安全聯(lián)鎖裝置脫開，此時可以打開快開門。

總體安裝示意圖

快開門執(zhí)行器安裝示意圖

7.壓力表

通過表內(nèi)的敏感元件（波登管、膜盒、波紋管）的彈性變形，由機芯的轉(zhuǎn)換

機構(gòu)將變形傳到至指針，使指針旋轉(zhuǎn)來顯示壓力。

基本指標(biāo)為：量程、精度等。

8.液位計

液位檢測分為直接檢測和間接檢測兩種。

直接測量：利用連通器原理，將容器中的液體引入帶有標(biāo)尺的觀察管中，讀

出液位。

間接測量：將液位信號轉(zhuǎn)化為其他信號進行測量，如壓力法、浮力法、電磁

法、超聲波法等。

浮塌K位計

9.測溫儀表

目前工業(yè)使用的測溫儀表主要有膨脹式溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計,

熱電偶溫度計和輻射溫度計等幾種。它們是分別利用物質(zhì)的膨脹、壓力、電阻、

熱電勢和輻射性質(zhì)隨溫度變化的原理制成的。

前四種溫度計屬于接觸式溫度測量儀表，輻射式溫度計屬于非接觸式溫度測

量儀表。

KjbiCaiEH-

(±SaME;MB)(雌/W的壓力TUE關(guān)系)

第六節(jié)壓力容器常用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)概要

本節(jié)簡要介紹壓力容器的常用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

基礎(chǔ)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

GB150-2011壓力容器

JB4732-1996（2005確認(rèn)）鋼制壓力容器——分析設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

專門產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

GB/T151-2014熱交換器

GB12337-2014鋼制球形儲罐

NB/T47041-2014塔式容器

NB/T47042-2014臥式容器

GB25025-2010搪玻璃設(shè)備技術(shù)條件

NB/T47012-2010制冷裝置用壓力容器

NB/T47036-2013制冷裝置用小型壓力容器

JB/T4734-2002鋁制焊接容器

JB/T4745-2002鈦制焊接容器

JB/T4755-2006銅制壓力容器

JB/T4756-2006銀及銀合金制壓力容器

NB/T47011-2010鉆制壓力容器....等

GB150-2011壓力容器

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適用范圍：

設(shè)計壓力：鋼制壓力容器的設(shè)計壓力0.IMPaWpW35MPa；其它金屬材料容

器按照各自標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

設(shè)計溫度：-269-900℃；