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压力容器作业人员培训讲义压力容器作业人员培训讲义一、压力容器简介n1.压力：n 压力压力 (F) ：工程上把垂直作用在物体表面的力叫做压力工程上把垂直作用在物体表面的力叫做压力单位为；牛顿，用符号 N 表示n 压强压强 (P):物理上把单位面积（物理上把单位面积（ 1m2）上承受垂直方向力叫）上承受垂直方向力叫做压做压 强单位为；帕斯卡，用符号 Pa 表示亦即1Pa=1 N/m2 n习惯上把压强称为压力，亦即单位为：帕斯卡，用符号习惯上把压强称为压力，亦即单位为：帕斯卡，用符号 Pa 表表示n 1kgf/cm2=9.8×104 Pa ，由于 1 Pa 的压力（强）太小了，习惯上用兆帕（ 106 Pa ）来表示，亦即用符号 MPa 则有： 1kgf/cm2=0.098 MPa7/29/20242n3.压力容器的压力源：压力容器的压力源：n1 ）产生于容器外：n(1)压缩空气：由容积式压缩机（通过压缩小气体的体积，压缩空气：由容积式压缩机（通过压缩小气体的体积，n 增加气体的密度来提高气体的压力）与速度增加气体的密度来提高气体的压力）与速度n 式压缩机（通式压缩机（通 过在增加气体的流速使其的过在增加气体的流速使其的n 动能转变势能来提高气体的压力）产生的压动能转变势能来提高气体的压力）产生的压n 力气体。

力气体n 可能达到的最高压力：压缩机的出口压力n(2)水蒸汽：由锅炉（利用燃料燃烧放出的热量将水加热蒸水蒸汽：由锅炉（利用燃料燃烧放出的热量将水加热蒸n 发而产生水蒸汽）产生的压力汽体发而产生水蒸汽）产生的压力汽体n 可能达到的最高压力：锅炉的出口压力在相同的压力下，水蒸汽的体积是饱和水的 1000 多倍锅炉内饱和水泄漏后体积膨胀很大7/29/20249n2 ）产生于容器内：n主要由容器内介质：主要指反应容器聚集状态发生改变而增主要由容器内介质：主要指反应容器聚集状态发生改变而增大压力：液态或固态在容器内受热、蒸发或分解为气体体积大压力：液态或固态在容器内受热、蒸发或分解为气体体积剧烈膨胀而增加压力剧烈膨胀而增加压力n如： 液态的二氧化硫，当温度低于-10.1 ℃（标准沸点）时， 在密闭的容器内其蒸汽压力低于大气压力，而当温度升高到 60 ℃时，其呈液态的二氧化硫便大量的蒸发压力升至11.25 绝对大气压力n 固态的聚甲醛，受热后“解聚”变为气体，其体积约增大1065 倍，在密闭容器内也会产生很高的压力7/29/202410n受热而显著增加压力：一般少见，仅在特殊情况下才能发生。

受热而显著增加压力：一般少见，仅在特殊情况下才能发生n如：储存易于发生聚合反应的气体（某些碳氢化合物），在适合的条件下单分子气体可局部发生聚合反应，产生大量的聚合热使容器内的气体受热温度大幅上升，致使压力剧烈增高n发生体积增大的化学反应而增大压力：例子较多发生体积增大的化学反应而增大压力：例子较多n如：碳化钙加水经化学反应生成乙炔，体积大为增加，在密闭的容器会产生较大的压力n电解水制取氢和氧的反应， 1m3的水可分解成 1240m3的氢气和 620m3的氧气，在密闭的容器会产生很高的压力7/29/202411n4.压力容器界限压力容器界限：n 仅指按特种设备实行特殊监管的压力容器，亦即有爆炸危n 险，易发生事故的特种设备n1 ）划分的界限因素：按发生事故的可能性和事故的危害大小n 来考虑其与：n（（ 1 ）介质的状态）介质的状态：常温下的液体因压缩性极小，而气体的压缩性很大，其爆破时膨胀功就比液体膨胀爆破时大得多如；n 10M3的容器存储气体，压力为 1MPa时，若发生爆破时的n 放能量约为 13.3 × 106 焦耳；n 10M3的容器存储水，压力为 1MPa时，若发生爆破时的释n 放能量约为 21.6 × 102 焦耳；n存储水爆破时的释放能量约为盛装气体的存储水爆破时的释放能量约为盛装气体的 1/6200 倍。

倍7/29/202412n 对于最高工作温度高于其标准沸点的液体和液化气体，在容器内承压而呈液态（实际上是汽、液两相共存的饱和状态），一旦爆破或泄漏，压力急剧上升，这些饱和的液体就会汽化，体积急剧膨胀，同时释放出的能量很大n（（2）） 压力：压力越大其储存的能量就越大压力：压力越大其储存的能量就越大n（（3）容积：容积越大其储存的能量就越大）容积：容积越大其储存的能量就越大7/29/202413n2 ）我国压力容器的界限范围：n《条例》中压力容器界限范围：na.盛装气体或者液体承载一定压力的密闭设备，其范围规定为：最高工作压力 P ≥ 0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积≥ 2.5MPa·L的气体,液化气体和最高工作温度高于和等于标准沸点温度的液体固定式容器和移动式容器；nb.盛装公称工作压力 P ≥ 0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积≥ 1.0MPa·L的气体，液化气体和标准沸点温度≤ 60 ℃液体的气瓶；nC.氧舱7/29/202414n压力容《容器安全技术监察规程》中压力容器界限压力容《容器安全技术监察规程》中压力容器界限范围：范围：n 同时具备以下三个条件：同时具备以下三个条件：na. 最高工作压力大于等于最高工作压力大于等于 0.1MPa（不含静液体压（不含静液体压力）；力）；nb.内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于或等于内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于或等于 0.15m，且容积大或等于，且容积大或等于 0.025m3；；nc.盛装介质为气体，液化气体或最高温度高于等于盛装介质为气体，液化气体或最高温度高于等于标准沸点的标准沸点的 液体。

液体nGB150中压力容器界限范围：中压力容器界限范围：7/29/202415n5.压力容器的应用：n 压力容器被广泛应用在国民经济的各部门，各行各业都与压力容器密切相关，我们的生产、生活、医疗等方面都能看到，安全使用压力容器是我们每一个作业人员都应该尽的职责和义务7/29/202416二、压力容器的工艺参数n1.压力压力：：n1 ）工作压力：指容器顶部在正常的工艺）工作压力：指容器顶部在正常的工艺操作时的压力（不包括液体静压力）操作时的压力（不包括液体静压力）n2 ）最高工作压力：指容器顶部在工艺操）最高工作压力：指容器顶部在工艺操作过程中，可能出现的最大表压力（不包作过程中，可能出现的最大表压力（不包括液体静压力）括液体静压力）7/29/202417n3 ）设计压力：指在相应设计温度下，用以确定容器计算壁厚及其元件尺寸的压力n P设计≥P最大工作＞P工作n外压容器： P设计≥ △P最大工作的内外压差n真空容器：n 有安全控制装置时， P设计取1.25倍的△P最大工作的内外压差或0.1MPa两者的较小者；n 无安全控制装置时， P设计取0.1MPa。

7/29/202418n2.温度：温度：n1 ）介质温度介质温度：指容器内工作介质的温度，可用温度计测得n2 ）设计温度设计温度：指容器在正常的工艺操作时的表壁和元件金属可能达到的最高或最低温度铭牌上标注的设计温度是指壳体的设计温度n3）金属温度金属温度：指容器受压元件沿截面厚度的平均温度n4）试验温度试验温度：是指压力容器压力试验时的壳体温度7/29/202419n3.介质介质：：n1）毒性介质：n（1）毒性的形式：气体、蒸汽、雾、烟或粉尘等形式na.气体：指常温常压下呈气体的物质；nb.蒸汽：由液体蒸发或固体升华而形成的前者如苯蒸汽、汞蒸汽；后者如熔磷时的磷蒸汽；nc.雾：是指混悬在空气中的液滴，多为蒸汽冷凝或液体喷散所形成；如漆雾、铬酸雾、硫酸雾7/29/202420nd.烟尘：又叫烟雾或烟气，是指悬浮在空气中的烟状固体微粒，其直径往往小于0.1微米金属熔化时，产生的蒸汽在空气中氧化冷凝是可形成烟，如铅块加热熔解时，在空气中形成的氧化铅烟，煤和石油的燃烧、塑料加热时的产生的烟等ne.粉尘：是能较长时间悬浮于空气中的固体微粒，直径多为0.1~10微米大都是固体物质经加工而形成。

7/29/202421n（2）毒性的分类：n《容规》按对人体危害程度分为：na.极度危害（Ⅰ级）＜0.1mg/m3；nb.高度危害（Ⅱ级）0.1~＜1.0mg/m3；nc.中度危害（Ⅲ级）1.0~＜10mg/m3；nd.轻度危害（Ⅳ级）≥10mg/m3； 7/29/202422（ 3）工业毒物侵入人体的途径：a. 经呼吸道进入： 是生产性毒物进入人体最主要的途径由于肺是人体主要呼吸器官，肺泡面积大、肺泡壁簿，仅1~4微米厚，其表面又为含碳酸的液体所湿润，并有丰富的毛细血管所以肺泡对毒物极其敏感，且吸收迅速 如：人体吸进氟化氢、一氧化碳等介质，在数分钟内就会中毒昏倒另外， 由呼吸道进入的毒物被肺泡吸收后不经肝脏解毒就直接进入血液循环而分布全身，所以有更大的危险性7/29/202423b. 经皮肤进入: 是职业中毒较为常见的途径，它是通过身体裸露部分表皮、毛囊或皮脂腺而渗入人体的，不经过肝即可直接进入血液循环分布全身c. 经消化道进入： 在生产环境中，毒物单纯从消化道吸收而引起的中毒情况较少，大都是与在车间进食、吸烟有关由消化道吸收的毒物，先经过静脉系统进入肝脏，在肝脏转化后，才经循环而至全身。

7/29/202424n2）易燃易爆介质：n（1）燃烧及燃烧条件：na.燃烧：是一种放热伴随发光的化学反应nb.燃烧条件：可燃物、助燃物、着火点n 防止火灾应从燃烧的三个条件和火源能量出发，采取一防止火灾应从燃烧的三个条件和火源能量出发，采取一切阻断燃烧隐患的有效防火、灭火措施切阻断燃烧隐患的有效防火、灭火措施n（2）爆炸极限：na.爆炸极限：n 可燃气体、可燃液体的蒸汽或可燃粉尘和空气混合达到一定浓度时，遇到明火就会爆炸，这个浓度就称为爆炸极限通常气体用体积百分比浓度、粉尘用毫克/升来表示；7/29/202425n爆炸下限：当其浓度在空气中刚刚达到足以使火焰蔓延的最低浓度n爆炸上限：当其浓度在空气中达到足以使火焰蔓延的最高浓度n爆炸范围：爆炸范围：在下限与上限之间的浓度称为爆炸极限范围nb.易燃介质：是指其与空气混合的下限＜10%，或者爆炸上限与下限之差＞ 20%的气体n如乙炔气体爆炸极限的下限为确3.22%，其＜10%属易燃介质nc.混合物的爆炸极限：n容器中的介质常用混合物溶液，对于这种物质的爆炸极限应以主要的成分来划分7/29/202426n（3）部分易燃易爆介质的特性：介质名称 闪点℃ 沸点℃ 自燃点℃ 气态比重 爆炸极限 汽油 -20~100 38~204 510~590 3~4 1.4~7.6 液化石油气 ＜-60 -42 475~510 1.82 1.5~11 石油气 (干气) 550 4~16 水煤气 648 0.6 4.5~40一氧化碳 -192 609 1.00 12.5~74 甲烷 ＜-66.7 -162 645 0.6 5.0~15 甲醇 11 64.7 385 1.1 6.0~36 乙醇 13 78 363 1.6 3.3~1 7/29/202427n（（4）防止易燃易爆介质的措施：）防止易燃易爆介质的措施：n a.火源的控制：火源的控制： （（a）明火控制；）明火控制； （（b）摩擦、电火花、撞击火花的控制；）摩擦、电火花、撞击火花的控制； （（c）其它火源。

其它火源 b.防止易燃易爆介质的泄漏：严防容器、工防止易燃易爆介质的泄漏：严防容器、工 艺管艺管 线、阀门、仪表等连接部位的泄漏线、阀门、仪表等连接部位的泄漏7/29/202428三、压力容器的分类n1.按压力分类：n低压：0.1MPa≤P＜1.6MPa； 中压：1.6MPa ≤P＜10MPa ；n高压：10MPa ≤P＜ 100MPa： 超高压P≥ 100MPa n2.按壳体承压方式分类：内压（按强度计算设计）、外压（按刚度稳定性计算）n3.按设计温度分类：低温（t ≤ -20℃）、n 常温（-20℃ ＜t ＜450 ℃ ）、高温（t ≤ 450℃）n4.按安全技术监察管理分类：n1）固定式容器； 2）移动式容器7/29/202429n5.按在生产工艺中的作用于原理分类：n1）反应容器；2）换热容器；3）分离容器；4）储运容器n6.《容规》分类：n一类：非易燃和无毒介质的低压容器；易燃和毒性介质n 中度危害的低压分离和换热容器；n二类：中压容器，毒性为高度和极度危害介质的低压容n 器，易燃和毒性介质为中度危害的低压反应和储n 存容器，低管壳式余热锅炉，低压搪玻璃容器；7/29/202430n三类容器：n 高压容器，毒性为高度和极度危害介质的中压容器和低压容器(仅限于pv乘积≥0.2MPa·m3)，易燃和毒性介质为中度危害的中压反应容器(仅限于pv乘积≥0.5MPa·m3)高、中压管壳式余热锅炉，中压搪玻璃容器，移动式容器，V ≥ 50m3的球形容器，；V ≥ 5m3的低温储存容器，使用强度级别高的材料制造的容器；n7.其它分类方式：按壁厚、几何形状、制造方法、结构材料、安放形式等分类。

7/29/202431低压容器中压容器高压容器0.1MPa≤P＜1.6MPa1.6MPa≤P＜10MPa10MPa≤P＜100MPaESCRESCRESCR介质毒性轻度Ⅰ类容器Ⅱ类容器 Ⅲ类容器中易度或燃 高度极度低压管壳式余热锅炉搪玻璃容器7/29/202432压力容器作业人员培训考核讲义结构及安全附件部分结构及安全附件部分7/29/202433压力容器结构n压力容器的基本构成压力容器的基本构成:n壳体、封头、连接件、密封元件、接管、开孔及其补强、支座n圆筒体结构圆筒体结构: 整体式、组合式整体式、组合式n封头及盖板：凸形封头、锥形封头、平形盖板封头及盖板：凸形封头、锥形封头、平形盖板n法兰及连接结构：法兰及连接结构：n法兰的连接与密封作用原理n法兰与筒体的连接形式n法兰密封面及垫片n法兰连接的紧固形式n密封结构：密封结构分类、几种常见的密封结构密封结构：密封结构分类、几种常见的密封结构n支座：立式容器支座、卧式容器支座、球形容器支座支座：立式容器支座、卧式容器支座、球形容器支座7/29/202434压力容器的基本构成压力容器的基本构成n由承压的壳体、封头由承压的壳体、封头、、连接件、密封元件接管、连接件、密封元件接管、开孔及其补强、支座等主要部件组成；开孔及其补强、支座等主要部件组成；n同时作为一种工艺设备，内设有用于化学反应、传热、分离等工艺过程的内件。

n常见的有:圆筒形压力容器、球形压力容器、方箱形压力容器7/29/202435圆筒形压力容器的基本构成圆筒形压力容器的基本构成7/29/202436球形压力容器的基本构成球形压力容器的基本构成7/29/202437壳体 是压力容器最主要的组成部分；是压力容器最主要的组成部分；n是储存物料或完成化学反应所需要的压是储存物料或完成化学反应所需要的压力空间；力空间；n其形状有圆筒形、球形、锥形和组合型等数种，但最常见的是圆筒形和球形圆筒形和球形两种7/29/202438圆筒形压力容器n圆筒形压力容器：n壳体是圆筒形的，其形状特点是轴对称，筒体是一个平滑的曲面，应力分布比较均匀，承载能力较高，且易于制造，便于内件的设置和装拆，因而获得广泛的应用7/29/202439n圆筒形压力容器按其结构分：n整体式：筒体为一整体，最常用的是单层卷焊式即是用卷整体式：筒体为一整体，最常用的是单层卷焊式即是用卷扳机将钢板卷成圆筒，然后焊上纵焊缝制成筒节，再将扳机将钢板卷成圆筒，然后焊上纵焊缝制成筒节，再将若干个筒节组焊成筒体，它与封头或端盖组装成容器若干个筒节组焊成筒体，它与封头或端盖组装成容器是一种应用最广泛的容器结构。

是一种应用最广泛的容器结构n其优点：其优点：n结构成熟，使用经验丰富，理论较为完善；n制造工艺成熟，工艺流程较简单，材料利用高；n便于利用调质处理等热处理方法，改善和提高料的能；n开孔、接管及内件的装设容易处理；n零件少，生产及管理均方便；n使用温度无限制，可作为高温或低温容器7/29/202440n组合式：组合式：n多层板式筒体结构：多层板式包扎、多层热套、多层绕板、螺旋包扎等n绕制式筒体结构：由一个钢板卷焊而成的内筒和在其外面缠绕的多层钢带构成这种结构包括型槽绕带式、扁平绕带式两种n多用于高压或超高压容器7/29/202441封头及盖板封头及盖板n封头及盖板：凸形封头、锥形封头、平形盖封头及盖板：凸形封头、锥形封头、平形盖板n凸形封头：半球形、碟形、椭圆形、无折边凸形封头：半球形、碟形、椭圆形、无折边球形头7/29/202442n半球形封头：半球形封头：n应力状态好，但加工制造困难，仅用于高压或直径大的容器7/29/202443n碟形封头：碟形封头：n 由半径为 R 的球面，高度为 L 的圆筒形直边，半径为 r 的连接球面与直边的过渡区三部分组成 过渡区的存在是球面与圆筒体的连接由突然转折变成平滑过渡，改善了连接处的受力状态。

高度为 h的圆筒形直边的设置是为了避免边缘应力叠加在封头与筒体的连接环焊缝上因加工制造困难，所以，使用时受到一定的限制7/29/202444n椭圆形封头：椭圆形封头：由半椭圆球体由半椭圆球体和圆筒体两部和圆筒体两部分组成 高度为 h 的圆筒形直边的设置有如蝶形封头的圆筒体直边，在于避免边缘应力叠加在封头与筒体的连接环焊缝上7/29/202445 其受力状态取决于封头的内直径（ Dg ）与两倍的封头深度 (2h) 之比值（ Dg/2h 2.6 为宜 Dg/2h=L的椭圆形封头称为标准椭圆形封头，是最常见的压力容器封头否则为非标准椭圆形封头7/29/202446其它类型封头如图所示：无折边球形封头无折边锥形封头有折边锥形封头7/29/202447n钢制封头冲压后的壁厚变化7/29/202448球形压力容器：球形压力容器：n壳体呈球形，其形状特点是中心对称壳体呈球形，其形状特点是中心对称n其优点：其优点： 是受力均匀，同壁厚时承载能力高，同是受力均匀，同壁厚时承载能力高，同容积时表面积小从受力状态和节约用材来说，是最容积时表面积小从受力状态和节约用材来说，是最理想的压力容器外形。

理想的压力容器外形n其缺点：其缺点：一是制造比较困难；二是用于反应、传热或传质时，既不便于在内部安装工艺内件，也不便于内部相互作用的介质流动n 一般只用于中、低压力的储装容器，如液化石油气储罐、液氨储罐等另外用于减少热损失的工况，如造纸用蒸汽直接加热的蒸煮纸浆的蒸球7/29/2024497/29/202450连接件n连接件：连接件：n在反应、换热、分离等容器中，由生产工艺和安装检修的需要封头和筒体采用可拆连接结构时就要使用连接件；容器的接管与外部管道连接也需要连接件n连接件一般常用法兰螺栓连接连接件一般常用法兰螺栓连接n法兰连接通过螺栓起连接作用，并通过拧紧螺栓使垫片压紧而保证密封n管法兰：用于管道连接与密封的叫管法兰；管法兰：用于管道连接与密封的叫管法兰；n容器法兰：用于容器端盖和筒体连接和密封的法兰叫容器容器法兰：用于容器端盖和筒体连接和密封的法兰叫容器 法兰7/29/202451密封元件n密封元件：是可拆连接结构容器中起密封作用的元件它放在密封元件：是可拆连接结构容器中起密封作用的元件它放在两个法兰或封头与筒体端部的接触面之间，借助于螺栓等连两个法兰或封头与筒体端部的接触面之间，借助于螺栓等连接件的压紧力而起密封作用。

是压力容器的一个相当重要的接件的压紧力而起密封作用是压力容器的一个相当重要的组成部分组成部分n分类：n1.按所用材料分：n1 ）非金属密封元件（石棉橡胶板，橡胶 O 形环，塑料垫,尼龙垫等）；n2 ）金属密封垫（紫铜垫、不锈钢垫、铝垫）；n3 ）组合式密封件（铁皮包石棉垫、钢丝缠绕棉垫）n2.按截面的形状分：平垫片、三角形与八角形垫片、透镜式垫片7/29/202452接管、开孔及其补强结构n接管：接管：n 是容器与介质输送管道或仪表、安全附件管道等进行连接的附件n螺纹短管式接管：螺纹短管式接管：n 一段带有内螺纹或外螺纹的短管插入并焊在容器的器壁上，短管螺纹用来与外部管件连接常用于接装测量仪表的小直径短管n法兰短管式接管：法兰短管式接管：n 一段焊有管法兰，一段插入并焊在容器的器壁上管法兰的短管要有一定的长度，一般情况下不小于 100mm ，法兰短管式接管多用于直径稍大的接管7/29/202453n平法兰接管：平法兰接管：n 是法兰短管式接管除掉了短管的一种特殊形式，但短管螺孔于一般管法兰的孔不一样，是一种带有内螺纹的不穿透孔，实际上是直接焊在容器开孔上的一个管法兰。

n其优点：既可作接管口与外部管件连接，又可作补强圈其优点：既可作接管口与外部管件连接，又可作补强圈对器壁的开孔起补强作用对器壁的开孔起补强作用n其缺点：是装在法兰螺孔内的螺栓容易被碰撞而折断，其缺点：是装在法兰螺孔内的螺栓容易被碰撞而折断，而且，一旦折断后要取出来则相当困难而且，一旦折断后要取出来则相当困难7/29/202454n开孔（人孔、手孔）：开孔（人孔、手孔）：为了便于检查、清理容器的内部，装卸、修理工艺内件及满足工艺的需要而开设n人孔、手孔开孔形式：人孔、手孔开孔形式：椭圆形和圆形，多用椭圆形7/29/202455n人孔、手孔封闭形式：人孔、手孔封闭形式：n内闭式（孔盖放在孔壁里面，用两个螺栓把压紧在孔内闭式（孔盖放在孔壁里面，用两个螺栓把压紧在孔外放置并支承在孔边的横杆上（又称压马））：外放置并支承在孔边的横杆上（又称压马））：有自紧密封的效用，多用于工作介质为高温或有毒气体的容器n外闭式（一个带法兰的短管和一个平板型盖或稍压弯外闭式（一个带法兰的短管和一个平板型盖或稍压弯的无折边的球形盖，用螺栓或双夹螺栓紧固，盖上还的无折边的球形盖，用螺栓或双夹螺栓紧固，盖上还焊有手柄）。

焊有手柄）n开孔次数较多的人孔常采用绞接的回转盖开孔次数较多的人孔常采用绞接的回转盖这种装置使用带有铰链的螺栓和带有缺口螺孔的法兰，孔盖用销钉与短管绞接，拧松螺母翻转螺栓后即可把整个孔盖绕销钉翻转，装卸都较为方便，更适宜于装在高处的人孔结构7/29/202456开孔补强结构：开孔补强结构： 开孔造成两个问题：开孔造成两个问题： 一是减少了容器壁的受力面积； 二是造成了结构不连续而引起应力集中（使开孔边缘出的应力大大增加，孔边的最大应力要比器壁上的平均应力达几倍，对容器的安全运行极为不利）n开孔补强方法有：开孔补强方法有：n整体补强：整体补强：用增加容器整体壁厚的方式，来提高承载能力不合理n局部补强：局部补强：用在孔边增加补强结构来提高承载能力，其原理是等面积补强等面积补强既是补强结构在有效补强范围内所增加的有效面积大于等于开孔所减少的面积7/29/202457n局部补强常用结构：局部补强常用结构：n补强圈补强结构：补强圈补强结构：是在开孔的边缘焊一个加强圈，其材料与容器材料相同，厚度也与容器的壁厚相同，其外径约为孔径的 2 倍n厚壁短管补强结构：厚壁短管补强结构：是把与开孔连接的接管一段管壁加厚，使这段接管除了承受管内压力所需的厚度外，还有一很大部分剩余厚度用来加强孔边适用于应力集中比较敏感的低合金高强度钢制造的、开孔尺寸较小的容器。

n整体锻造补强结构：整体锻造补强结构：球形容器制造中采用的结构，是先把开孔与部分球壳锻造成一个整体，在车制成形后与壳体进行焊接受力情况好，但制造困难成本高，多用于高压或某些重要的容器上7/29/202458支座n支座对于容器起支撑和固定作用支座对于容器起支撑和固定作用n用于圆筒形容器的支座有用于圆筒形容器的支座有：立式和卧式两种支座n立式支座：悬挂式、支承式、裙式n卧式支座：鞍式、圈座式、支承式n用于球形容器的支座有用于球形容器的支座有：赤道正切柱式支承和其它式7/29/202459压力容器安全附件n压力容器安全附件压力容器安全附件：：n主要包括有：安全阀、爆破片、紧急切断装置、压力表、安全阀、爆破片、紧急切断装置、压力表、液面计、测温仪表、快开门式压力容器的安全连锁装置液面计、测温仪表、快开门式压力容器的安全连锁装置n作用：通过对它的监视和操作来实现和控制压力容器的运作用：通过对它的监视和操作来实现和控制压力容器的运 行其可靠与否直接关系到容器的安全行其可靠与否直接关系到容器的安全n管理：实行强制管理，纳入特种设备的监察管理体制管理：实行强制管理，纳入特种设备的监察管理体制。

n要求：作业人员要正确的操作和监视这些装置要求：作业人员要正确的操作和监视这些装置7/29/202460安全阀n安全阀是一种超压防护装置安全阀是一种超压防护装置n安全阀功能安全阀功能:n 当容器内的压力超过一的规定值时，就自动开启迅速排放容器内的过压介质，并发出声响警示作业人员采取降压措施；n 当容器内的压力恢复到允许的规定值时，就自动关闭，使容器内的压力始终低于允许范围的上限，不致于因超压而酿成爆炸事故7/29/202461n安全阀特点安全阀特点:n由进口静压开启的自动卸压阀门，当进口压力由进口静压开启的自动卸压阀门，当进口压力低于开启压力时，阀门就自动关闭而保持进口低于开启压力时，阀门就自动关闭而保持进口处封闭n安全阀分类：安全阀分类：n按加载方式和整体结构分有弹簧式和杠杆式弹簧式和杠杆式n按阀芯升起高度分有全启式（全启式（ h ≥ 1/4 dt ））和微启式（和微启式（ 1/4 dt ＞＞ h ≥ 1/40 dt ）7/29/202462弹簧式安全阀n结构：结构：n主要由阀座、阀芯、阀盖、阀杆、主要由阀座、阀芯、阀盖、阀杆、弹簧、弹簧压盖、调整螺丝、销子、弹簧、弹簧压盖、调整螺丝、销子、阀帽、提升手柄、阀体构成。

阀帽、提升手柄、阀体构成n原理：原理：n利用弹簧被压缩后的弹力来平衡气利用弹簧被压缩后的弹力来平衡气体作用在阀芯上力体作用在阀芯上力7/29/202463弹簧式安全阀的工作原理7/29/202464n当气体作用在阀芯上的力超过弹簧的弹力时，弹簧被进一步压缩，阀芯被抬起离开阀座，安全阀开启排气卸压，并发出声响，警告操作人员采取降压措施；n当气体作用在阀芯上的力小于弹簧的弹力时，阀芯紧闭在阀座上，安全阀处在关闭状态n安全阀开启压力的大小可通过调节弹簧的松紧度来实现，调安全阀开启压力的大小可通过调节弹簧的松紧度来实现，调节螺丝拧紧，弹簧被压缩的量增大，作用在阀芯上的弹力也节螺丝拧紧，弹簧被压缩的量增大，作用在阀芯上的弹力也增大，其开启压力也增高，反之则降低增大，其开启压力也增高，反之则降低n弹簧式安全阀应有防止随便拧动调整螺丝的铅封装置弹簧式安全阀应有防止随便拧动调整螺丝的铅封装置n特点：结构紧凑、调节方便、对管道和容器的振动不敏感特点：结构紧凑、调节方便、对管道和容器的振动不敏感7/29/202465杠杆式安全阀n结构：结构：n主要由阀罩、支点、阀杆、力点、导架、阀主要由阀罩、支点、阀杆、力点、导架、阀芯、杠杆、固定螺丝、调整螺丝、重锤、阀芯、杠杆、固定螺丝、调整螺丝、重锤、阀体构成。

体构成n原理：原理：n通过杠杆和阀杆将重锤的重力矩作用于阀芯，通过杠杆和阀杆将重锤的重力矩作用于阀芯，以平衡气体压力作用于阀芯上的力矩以平衡气体压力作用于阀芯上的力矩7/29/2024667/29/202467n当重锤的压力矩小于气体压力的力矩时，阀芯被顶起离开阀座，安全阀开启排气卸压；n当重锤的压力矩大于气体压力的力矩时，阀芯被压紧在阀座上，安全阀关闭n重锤位置是可以移动的，根据容器工作压力的大重锤位置是可以移动的，根据容器工作压力的大小来移动重锤在杠杆上的位置，以调整安全阀的小来移动重锤在杠杆上的位置，以调整安全阀的开启压力；开启压力；n应有防止重锤自由移动的装置和限制杠杆越出的应有防止重锤自由移动的装置和限制杠杆越出的导架7/29/202468弹簧式安全阀与杠杆式安全阀比较n弹簧式安全阀特点：弹簧式安全阀特点：n 结构紧凑、调节方便、对管道和容器的振动不敏感应结构紧凑、调节方便、对管道和容器的振动不敏感应用得最为普遍用得最为普遍n杠杆式安全阀特点：杠杆式安全阀特点：n 结构简单、调整方便、准确，适用于操作温度较高的结构简单、调整方便、准确，适用于操作温度较高的容器上但其结构较笨重、占地面积大，稍受振动易产生卸容器上但其结构较笨重、占地面积大，稍受振动易产生卸压，回座压力较低。

压，回座压力较低7/29/202469安全阀的型号规格及主要性能参数n安全阀的型号规格：n 一 × × × × × × n 阀体材料阀体材料 C-碳钢碳钢…n 工称压力数值低工称压力数值低 Pg4.6.10.13.16n 密封面材料密封面材料 T-铜合金铜合金 H-合金钢合金钢 F-聚四氟聚四氟n 乙烯 Y-硬质合金n 结构形式见表结构形式见表 3-1n 连接型式连接型式 1 —内螺纹内螺纹 2 —外螺纹外螺纹 4 —法兰连接法兰连接n 驱动方式均为自动开启，故此单元可略去。

驱动方式均为自动开启，故此单元可略去n 阀门类型阀门类型 A 表示安全阀表示安全阀7/29/202470n安全阀的主要性能参数；n1.公称压力：安全阀公称压力与压力容器的工作压力应相匹配n2.开启高度：安全阀开启时，阀芯离开阀座的最大高度分微启式和全启式n3.安全阀的排放量：都标在铭牌上，要求不小安全阀的排放量：都标在铭牌上，要求不小于容器安全泄放量于容器安全泄放量7/29/202471安全阀的安装要求n1.安全阀应铅直安装，并装设在容器液面以上的气相空间或n 与容器气相空间相连的管道上用于液体的安全阀应装在正n 常液面以下；n2.与容器之间的连接管和管件的通孔，其截面积不得小于安n 全阀的进口面积；n3.容器的一个连接口上装设数个安全阀时，其入口的面积应n 不少于数个安全阀的进口面积总和；n4.容器与其之间不宜设中间截止阀若需设时应符合相关要容器与其之间不宜设中间截止阀若需设时应符合相关要n 求，且要求运行时截止阀必须保持全开，并加铅封；求，且要求运行时截止阀必须保持全开，并加铅封；n5.安全阀的装设位置应便于检查和维修7/29/202472安全阀的安装要求n6.新装安全阀应根据使用情况调试后，才准安装使用；n7.对易燃、毒性程度为极度、高度、中度危害介质的压力容n 器，应在安全阀的排放出口装设导管，将排放介质引至安n 全地点；n8.容器的最高工作压力低于压力源的压力时在通向容器的进口n 管道上必须装设减压阀；n9.安全阀的铅封不得擅自启封，其铭牌、定压牌及其它标记不n 得擅自取下或更换； 10.易燃介质的排放应尽量的排放入火炬，如排入大气时应引n 至远离火源和易燃物且通风良好处排放管应尽可靠的接 n 地，以导除静电。

7/29/202473安全阀的维护检查n1.应经常保持清洁，防止被油污所粘满或锈蚀，铅封是否完n 好，温度过低时有无冻结的可能,安全阀是否有跑冒滴漏；n2.杠杆式阀应有防止重锤自动移动和限制杠杆越出的导架n 弹簧式阀应有防止随便拧动调整螺丝的铅封装置；n3.至少每一年检验一次，其包括：清洗、研磨、零件更换、n 定压和气密试验、铅封其定压值不得大于容器的设计压n 力；n4.安全阀进行校验和压力调整时，必须有使用压力容器的单n 位的安全技术人员在场，调整后的安全阀应加铅封；n5.检查中发现安全阀失灵或有故障时，应立即处理7/29/202474爆破片装置n1. 结构和适用范围： 结构：结构：由夹持片和爆破片构成它是一非重闭式卸压装 置， 由进口静压使爆破片收押爆破而是放介质， 以防止 容器或系统内压力超过预定的安全值n适用范围：适用范围：n1 ）容器内介质沉淀、聚合、结晶或带有粘性物质时，可）容器内介质沉淀、聚合、结晶或带有粘性物质时，可能导致安全阀失灵的场合；能导致安全阀失灵的场合；n2 ）不允许有微量介质泄漏的容器；n3 ）容器内压力增长过快以致安全阀不能适应时；n4 ）安全阀不能适应的其它情况。

7/29/202475n2.型式：型式：爆破片是爆破片装置承受压力的元件，起控制爆破压力的作用，常有：n1 ）平板型爆破片：由塑性金属或石墨制成，前者受载后引起拉伸破坏，后者则引起剪切或弯曲破坏；n2 ）普通正拱形爆破片：由单层塑性金属材料制成，凹面側向着介质，受载后引起拉伸破坏；n3 ）开缝正拱形爆破片：有两片曲率相同的普通正拱形爆破片组合而成，凹面側向着介质与介质接触的一片由耐介质腐蚀的金属或非金属材料制成；另一片由金属材料制成，拱形部分开设若干条穿透的槽隙受载后引起拉伸破坏；n4 ）反拱形爆破片：由单层塑性金属材料制成，凸面側向着介质，受载后引起失稳破坏7/29/202476n3.爆破片的更换定期要求：n（1）超过最大设计爆破压力而未爆破的爆破片应立即更换；n（2）苛刻条件下使用的爆破片装置应每年更换；n（（3）一般爆破片装置应在）一般爆破片装置应在2~3年内更换（制造单年内更换（制造单位明确可延长使用寿命的除外）位明确可延长使用寿命的除外）7/29/202477安全阀与爆破片装置的组合n1.组合方式组合方式：n 并联和串联组合爆破片装置可设置在安全阀之前，也可设置在安全阀之后，但必须满足以下要求：n1 ）并联时：）并联时：爆破片的标定压力不得超过容器的设计压力安全阀的开启压力应略低于爆破片的标定压力；n2 ）串联（安全阀进口与容器之间串联爆破片装置）时：）串联（安全阀进口与容器之间串联爆破片装置）时：n泄放能力应满足要求；爆破片爆破后的泄放面积应不小于安全阀的进口面积；爆破片装置与安全阀之间安设压力表、旋塞、排气孔和报警指示仪，以检查爆破片是否爆破或渗漏；7/29/202478n3 ）串联（安全阀出口侧串联爆破片装置）时：）串联（安全阀出口侧串联爆破片装置）时：n 介质应是清洁的；泄放能力应满足要求；爆破片爆破后的泄放面积不得小于安全阀的进口面积；爆破片装置与安全阀之间应设置排空管或排污管，以防该空间的压力累积；安全阀与爆破片装置之间存在背压时，阀仍能在开启压力下准确开启。

7/29/202479压力表n压力表：是测量和反映容器或系统内流体压力的仪表压力表：是测量和反映容器或系统内流体压力的仪表n压力表的型式：液柱式、弹簧管式、活塞式和电量式n最常用的是：弹簧管式压力表n最可靠的是：液柱式压力表n弹簧管式压力表的工作原理：弹簧管式压力表的工作原理：n是利用弹簧弯管在内压力作用下发生变形的原理根据弹性元件的变形程度来确定被测介质的压力值其压力表变形量的传递机构分为扇形齿轮式和杠杆式两种n扇形齿轮式传动机构的原理：扇形齿轮式传动机构的原理：n其弹簧管是一根横断面呈椭圆形或扁平形的中空弯管7/29/202480n 压力表主要靠弯管的作用来表示压力的大小，它的一端牢固的焊在支座上另一端为自由端，当容器内有压力的气流进入弹簧弯管内时，由于内压作用，椭圆形截面的弯管就有膨胀成圆形的趋势，从而使弯管向外伸展发生角位移变形，弯管内的压力越高，变形也越大n 弹簧管的自由端通过拉杆与扇形齿轮相连，扇形齿轮又与小齿轮相咬合，在小齿轮的轴上装有指针和游丝游丝是为了消除扇形齿轮和小齿轮的间隙而装设的7/29/202481n当弹簧管向外伸展时通过拉杆带动扇形齿轮，由于扇形齿轮的支点比较靠近拉杆一端，只要弹簧弯管带着拉杆稍微移动，扇形齿轮就要作较大的摆动。

n又因为中心轴上的小齿轮的齿数较少，扇形齿轮相当于一个齿数很大的大齿轮，所以当扇形齿轮作小量摆动时，小齿轮就作了大量转动，从而使中心轴和指针也跟着转动，由指针转动后的位置在刻度盘上就可以直接读出所测介质之压力值7/29/202482n杠杆传动机构的单弹簧管压力表的工作原理杠杆传动机构的单弹簧管压力表的工作原理n弹簧管的自由端通过拉杆带动弯曲杠杆，从而转动指针这种弹簧管压力表可以得到更高的准确度而且耐震但指针只能在 90 度的范围内转动n单弹簧管压力表的优点单弹簧管压力表的优点n结构坚固，不易泄漏，准确度较高，安装使用方便，测量范围较宽，价格低廉7/29/202483压力表的选用n1 .量程量程：：n 最大量程为容器工作压力的 2 ~3 倍，一般以 1.5 倍为最宜n2. 精度精度:n 低压容器不低于 2.5 级；中压不低于 1.5 级；高压应为 1 级n3 .表盘直径表盘直径：：n 一般不应小于 100mm若距离观察地点超过 2m时应不小于 150mm ，超过 5m时应不小于 250mm 7/29/202484压力表的安装n1 应安装在醒目便于观察的地方，并要有足够的照明,压力表的接管应直接与容器本体相连接，同时要注意避免受辐射热、低温及震动的影响。

装在高处的应稍微向前倾斜；n2 应便于更换和校验，表与容器之间应装设三通旋塞，旋塞应装在垂直的管段上；n3 应注意高温介质的影响工作介质为高温蒸汽的容器表的接管应装有一段弯管，以使蒸汽在弯管内冷凝，防止高温蒸汽直接进入弹簧管内而过热变形影响精度；n4 应注意腐蚀介质的影响；n5 压力表盘应有警戒红线，一般标出最高工作压力为宜7/29/202485压力表的维护n1 .应保持清洁，表盘上的玻璃要明亮清晰，表盘内的指针指示的压力值可清晰易见；n2 .表的连接管要定期吹洗，以免堵塞，要经常检查表的指针转动与波动是否正常，检查连接管上的旋塞是否处于全开状态；n3 .压力表必须定期检定，每年至少进行一次法定检定并加铅封7/29/202486液面计n液面计是用来测量和观察设备内物料的液位、裝量、投料量等的计量仪表n1 形式及结构形式及结构n玻璃管式液位计：适用于工作压力为 0.6MPa和介质为非易燃易爆或无毒的容器n玻璃版式液位计：适用于大型储罐，介质为易燃、剧毒、有毒、压力和温度较高的容器n浮球液位计：多装在液化气体与油品气体的槽车上n旋转管式液位计：适用于液化气体与油品气体的槽车上n滑管式液位计：同上。

7/29/202487n2.对液面计的安全技术要求：对液面计的安全技术要求：n1 ）结构简单、安全可靠、测量数据准确、精度要高、液位指示明显醒目，操作维修方便；n对大型和存储危害较大的介质容器，除采用直读式液面计外，还须装设能够进行数字传递的远程控制、遥控遥测自动化液位测定装置，另外还又加装液位报警装置，当液位达到或超过警告线时能自动报警n2 ）安装完毕并经调校后，应在刻度表盘上用红色油漆画出最高和最低的液位警告红线，要经常巡回检查，防止冻堵和假液位要定期冲洗玻璃管和玻璃板n3 ）应安装在便于观察的地方，并有防爆、照明装置7/29/202488温度计n常用形式及工作原理： 类别作用原理测温范围（℃）膨胀式温度计物体受热后的热膨胀－ 80 ～ 700压力式温度计液体气体或蒸汽在密封系统中受热产生压力或体积变化－ 60 ～ 550热电偶式温度计利用物体的热电性能－ 50 ～ 160电阻温度计利用导体或半导体受热后电阻值变化性能－ 50 ～ 6507/29/202489n温度计的安全使用要点：温度计的安全使用要点：n1 选择合适的测温点，使其测得的情况具有代表性；n2 温度计的温包应尽量插入容器或紧贴于容器器壁上；n3 介质温度变化剧烈工况应考虑滞后效应；n4 应安装在便于工作、不受碰撞、减少震动的地点；n5 新装的温度计应检定校验后使用，高温介质中使用的温度计应逐渐升温使用。

7/29/202490常用阀门n1.截止阀：优点是结构简单、密封性能好，制造和维护方便；n 缺点是流体阻力大，阀体较长，占地较大n 常用来截断流体和调节流量n2. 节流阀：优点是外形尺寸小、重量轻、制造精度高、密封n 好，能准确地调节流量和压力n 缺点是加工困难n 常用于压缩气体的节流、液化气体的装卸和钢瓶的角阀n3.闸阀：优点是全启时介质流动阻力小，阀体较短n 缺点是结构较复杂，密封面易磨损，检修较困难n 常用于容器的放料阀、离心泵进口阀，介质双向流动的管道， 要求介质输送阻力小的管道，阀体安装受限制的地方7/29/2024914.止回阀 (逆止阀、单向阀) ： 升降式：优点是结构简单、密封性能好，安装维修方便，缺点是阀芯容易被卡住； 摆动式：优点是结构简单、流动阻力小缺点是噪音大、密 封性能差5.减压阀（节流调压阀）：常用的有弹簧式、杠杆式、气动 式、薄膜式、活塞式和波纹管式减压阀 常用在液化气体和蒸汽管道上，为调整压力方便在减压 阀前后加设压力表；为防止减压阀失灵引起低压端管道 或容器超压爆炸，在低压部分应装设安全阀。

7/29/202492n6.紧急切断阀：是装在液化石油气储罐和液化石油气汽车或n 铁路罐车的气、液相出口管道上安全装置n 要求一旦发生事故，为防止事故蔓延和扩大，紧急切断阀n 应在 10 秒钟内关闭阀门，以迅速切断物料n常用油压式、气动式、电动式和手动式n7.过流阀：是装在存储易燃易爆介质的液相出口管处，当管n 道或附件破裂或其它原因造成介质在管内流速急n 剧增加时，阀门自行关闭以防止管内介质大量流n 出，避免因介质与管壁剧烈摩擦而产生的电火花n 导致事故发生7/29/202493压力容器作业人员培训考核讲义n压力容器用材部分压力容器用材部分7/29/202494钢材的基本知识及容器用钢的选材要求n一、容器用钢的选择：一、容器用钢的选择：n（一）材料机械性能；（一）材料机械性能；n（二）材料使用性能；（二）材料使用性能；n（三）材料的制造性能；（三）材料的制造性能；n（四）材料的价格及来源四）材料的价格及来源n二、钢材的机械性能：n 是指在一定温度条件下和外力作用下，抗拉变形和断裂的能力如强度、塑性、硬度、冲击韧性等。

7/29/202495n（一）强度：（一）强度：材料能承受外力和内力作用而不破坏的能力n1.弹性极限σe ：材料有弹性变形过渡到弹——塑性变形的应力；n2.屈服极限σs ：材料抵抗微小塑性变形的能力；n3.强度极限 σb ：材料抵抗外力破坏作用的最大能力；n4.屈强比（σs / σb ）:n 以上单位均为兆帕（MPa），工程单位为公斤力/毫米2 （kgf/mm2）7/29/202496n（二）塑性（二）塑性：塑性指延伸率（ δ ）和断面收缩率（ψ）它表示材料在受力的条件下塑性变形的能力n延伸率（ δ ）：材料进行拉力试验时，试样拉断后用标距n 长度的增量与原标距长度的百分比n断面收缩率（ψ）：材料进行拉力试验时，试样拉断后其n 缩径处横截面积的最大缩减量与原横截n 面积的百分比n（三）硬度：（三）硬度：是指材料抵抗局部塑性变形的能力n常用的有布氏硬度（ HB ）；维氏硬度（ HV ）；洛氏硬度（ HR）7/29/202497n（四）冲击韧性（四）冲击韧性：材料在冲击载荷的作用下折断时所吸收的功。

n冲击吸收功AKV：具有一定形状和尺寸的金属试样在冲击载n 荷作用下折断时所吸收的功单位为焦耳n （J）或公斤力·米（kgf · m）n冲击韧性值dkv：冲击吸收功除以试样缺口底部处横截面面n 积所得的商n 1公斤力·米≈9.8焦耳7/29/202498n（五）冷弯：（五）冷弯：n 可检查材料的塑性好坏，也可检查考核材料的工艺性n 工程上常常检查钢板受试面缺陷以及焊接接头的焊接缺陷7/29/202499n三、金属材料高温机械性能：三、金属材料高温机械性能：（一）特定温度下的屈服极限（ σs ）和强度极限（ σb ）：（二）持久强度：是评定承载元件在高温条件下长期使用的强度指标 如： 代表材料在500℃，经过105小时断裂所承受的最大应力7/29/2024100（三）蠕变极限：指在一定的温度和恒定拉力负荷下，试样在规定的时间间隔内的蠕变变形量或蠕变速度不超过某规定值时的最大应力 如： 表示t℃温度下，蠕变速度为1×10-5%/h 的蠕变极限。

表示t℃温度下，经过1×105小时总变形量为1%时的蠕变极限 7/29/2024101n四、钢的物理化学性能：四、钢的物理化学性能：n1.钢的物理性能：线膨胀系数、导电、导热、导磁、比重、弹性模数等n2.钢的化学性能：环境介质(腐蚀性、氧化性等）条件下的化学稳定性n五、材料的使用性：五、材料的使用性：是指材料在服役条件下，能够保证稳定使用如耐腐蚀性、无磁性、耐中子照射性等n六、钢的工艺性能：六、钢的工艺性能：n 冷、热变形，焊接性能7/29/2024102钢材分类及压力容器常用钢种n一、钢材的分类：n（1）按冶金方式分：按炉别分为平炉钢、转炉钢、电炉钢；按脱氧程度、浇注分为沸腾钢、镇定钢、半镇定钢；n（2）按化学方法分：碳素钢、合金钢；n（3）按品质分:普通钢、优质钢、高级优质钢；n（4）按用途分：低碳钢、低合金高强度钢；耐热钢；低温钢；不锈钢；n（5）按专业分为船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、桥梁用钢7/29/2024103n二、压力容器用钢：n（一）碳素钢：Q 235——A（B、C、D、F）n Q 235-AF：常用于P设计≤0.6MPa，钢板使用温度0~250℃；n 用于容器壳体厚度不大于12mm；nQ 235-A：常用于P设计≤1.0MPa，钢板使用温度为0~350℃；n 用于容器壳体厚度不大于16mm；nQ 235-B：常用于P设计≤1.6MPa，钢板使用温度为0~350℃；n 用于容器壳体厚度不大于20mm；nQ 235-C：常用于P设计≤2.5MPa，钢板使用温度为0~400℃； n 用于容器壳体厚度不大于30mm；7/29/2024104n20g：在力学性能上在增加了应变时效要求，钢板使用温度n 为-20~475℃；用来制造温度较高的中、低压容器。

n（二）低合金钢：n1.16MnR:用得最为广泛，具有良好的可焊性；n2.15MnVR：综合机械性能好，但要注意板厚对强度、冷弯及低温冲击韧性有较大的影响；n3.18MnMoNbR:是强度级别为490MPa的低合金钢，由于厚板冷裂纹倾向较大，所以焊前要大于200 ℃的预热、焊条要用低氢焊条、施焊期间要保证层间温度不小于预热温度、整个焊缝要一次焊完、焊后要及时进行消除应力热处理7/29/2024105n（三）特殊用钢：n1.低温用钢（容器使用时壳体的温度低于-20 ℃ ）：n16MnRD(-40℃)；07MnNiCrMoVDR (-40℃) ；15MnNiDR (-45℃) ；09Mn2VDR (-50℃)； 09MnNiDR (-70℃)；0Cr18Ni9Ti (-196℃) ；0Cr18Ni9 (-196℃) n2.高温用钢（≥450 ℃ ）：n20g(475 ℃)；15MnVR、14MnMoVg（400~500 ℃）；15CrMo、12Cr2Mo1 （500~600 ℃）； 0Cr18Ni9Ti 、0Cr18Ni9 (600~700 ℃) 、1Cr18Ni9Ti n3.抗氢腐蚀用钢：7/29/2024106压力容器作业人员培训考核讲义n压力容器的应力及其对安全的影响部分7/29/2024107压力容器的应力n一、应力与压力的概念：n压力压力：垂直作用在物体表面上的力叫压力。

n压强：压强：垂直作用在物体表面上单位面积的压力叫压强习惯n 上叫压力n应力：构件截面单位面积上的内力叫应力内力叫应力n对于构件来说：压力是垂直作用在物体表面上的力，属于外压力是垂直作用在物体表面上的力，属于外n 力；而应力是由于外力的作用，在构件内引力；而应力是由于外力的作用，在构件内引n 起的单位面积上的内力起的单位面积上的内力7/29/2024108n二、压力容器各种载荷所产生的应力：n1.由压力产生的应力：n压力是主要的载荷压力是主要的载荷，受内压的容器由于壳体在压力的作用下要向外扩张，所以在器壁上总要产生拉伸应力（通常称为簿膜应力）这是确定容器壁厚最主要的因素n2.由重量而产生的应力：n即重量产生的应力，如卧式容器常用的鞍式支座，壳体横卧在两个支座上，由于重量的作用而产生弯曲应力7/29/2024109n3.由温差引起的应力：n由于物体的热胀冷缩固有特性，当构件的温度发生变化时，因结构、温差、材料特性等原因都会引起的应力n4.风载产生应力：n立式容器在风力作用下塔体随风向发生弯曲变形，使迎风面产生拉伸应力，背风面产生压缩应力。

7/29/2024110应力对压力容器安全的影响n一、薄膜应力：n 是分布在容器壁的整个截面上，它使容器发生整体变形，且随着应力增大容器变形加剧，当这些应力达到材料的屈服极限时，容器壁即产生显著的塑性变形若应力继续增大，容器则因过度的塑性变形而最终破裂n 所以说，薄膜应力是影响容器安全的主要薄膜应力是影响容器安全的主要因素设备运行时一定要保证在不超过允许的因素设备运行时一定要保证在不超过允许的压力下操作压力下操作7/29/2024111n二、温差应力：n 温度变化频繁的容器在工艺操作上要注意温差应力的影响，严格控制升温和降温速率，以防止过高的破坏性温差应力；开、停车时应严格执行开、停车时应严格执行先升温后升压及先降压后降温的操作先升温后升压及先降压后降温的操作7/29/2024112n三、局部应力：n 温度应力和总体结构不连续而应起的弯曲应力都在局部产生，其特点是只局限在一个很小的区域内，而且衰减得很快，当应力一旦超过屈服极限时，相邻区域应力很低，材料处于弹性变形，使局部地方的塑性变形受到制约而不能继续发展，应力将重新分布但频繁加载卸载也会导致容器的破坏，对容器的安全也会构成重要的影响。

n 容器小孔和缺口的应力集中而产生的局部应力与前述特点一样，这种应力虽不会直接导致容器破坏，但可使韧性较差的材料发生脆性破坏，也会使容器发生疲劳破坏故对容器也有一定的影响7/29/2024113n 综上所述：综上所述：n 不同的应力对压力容器具有不同的影响形式不同的应力对压力容器具有不同的影响形式与结果，但最终都会导致容器失效破坏与结果，但最终都会导致容器失效破坏n 因此，除严格控制压力容器的设计、制造、因此，除严格控制压力容器的设计、制造、安装质量外，实行压力容器的定期检验制度和操安装质量外，实行压力容器的定期检验制度和操作人员持证上岗制度，严格遵守安全操作规程和作人员持证上岗制度，严格遵守安全操作规程和工艺要求，对于确保压力容器的安全运行是十分工艺要求，对于确保压力容器的安全运行是十分重要的7/29/2024114压力容器作业人员培训考核讲义n 压力容器安全操作及维护保养部分压力容器安全操作及维护保养部分n n 邓怀珍主讲邓怀珍主讲7/29/2024115压力容器在运行过程中常见的事故原因n一、常见的事故原因：n1.容器本体质量差：设计结构不合理、用材不当、制造质量差，容器本身存在先天性缺陷；未定期检验，年久失修，容器器壁被腐蚀，强度不够。

n2.容器内部压力过高：由于介质充装过量、容器受热致使内部介质发生剧烈的化学反应等原因引起压力升高n3.容器内形成爆炸性混合气体n4.容器由于附件泄漏，引起火灾、爆炸事故：阀门从主体脱落、阀门泄漏、安全泄压装置动作、容器上的压力表、温度计、液位计等破损，造成物料泄漏引起事故n5.操作工缺乏基本知识，违章操作；领导盲目指挥，任意改变生产工艺7/29/2024116n二、事故举例：n1.脱硫罐爆炸事故：间接蒸汽改直接蒸汽（ 0.6MPa）加热，导致超压破坏死五人n2.煮麻锅爆炸事故：快开式锅盖，因少装锅盖上的螺栓（原设计是 32 个，只装 13 个），而违章开车升压止 0.8 MPa ，致使锅盖飞出几十米，造成死亡，直接损失 10 万元n3.其它事故举例：7/29/2024117压力容器安全操作的一般要求n1.作业人员要定期培训：学习容器的基本知识，熟悉国家颁发的行政法规、技术规范、技术标准和有关安全使用的内容要熟记本岗位的工艺流程、有关容器的结构、类别、技术参数和主要技术性能n2.要严格遵守安全操作规程，掌握本单位容器操作程序和方法及对一般故障的排除技能并做到认真填写操作记录或生产工艺记录，加强对容器和设备的巡回检查和维护保养。

n3.作业人员要了解生产流程中的各种介质的物理和化学性质，了解它们之间可能发生的物理化学反应，以便在发生意外时能做到判断准确及时7/29/2024118n4.作业人员必须掌握各种安全附件的型号、规格、性能及用途经常保持其齐全、灵活、准确可靠n5.作业人员必须取得特种设备作业人员作业资格证书，方能独立承担压力容器的作业和管理n6.作业人员应年满 18 岁以上，初中以上文化程度，必须热爱本职工作，认真负责身体健康，并经体检合格n7.作业人员应履行职责：即执行规章制度，发现容器异常现象危及安全应采取措施并及时上报，拒绝违章操作，努力学习提高技能7/29/2024119压力容器安全操作要点n操作内容：操作前的检查开机准备开启阀门启动电源调整工况正常运行停机程序7/29/2024120n安全操作要点：n1.严禁超温超压运行：n1 ）避免误操作； 2 ）避免过量加料和加混料； 3 ）液化气体严禁超量加装和意外受热； 4 ）聚合反应的容器应按工艺严格加料； 5 ）制造高分子聚合的高压反应釜应严格生产工艺加原料和催化剂n2.应严格按操作规程和工艺规程精心操作n3.应平稳操作：既是指缓慢的进行加载和卸载，以及运行期间保持相对稳定的载荷。

n4.承压时不拆卸压紧螺栓n5.换热器的操作介质要先引进冷流后进热流，以免产生较大的温差应力7/29/2024121n6.要坚守岗位n7.坚持运行期间的巡回检查：n工艺条件方面的检查，主要检查操作压力、温度、液位是否在安全操作规程规定的范围内；容器工作介质的化学成分、物料配比、投料数量等，特别是那些影响容器安全（如产生腐蚀、使压力升高等）的成分是否符合要求；n设备状况方面的检查，主要检查容器各联接部位有无泄漏、渗漏现象；容器有无塑性变形、腐蚀以及其他缺陷或可疑迹象；容器及其管道有无震动、磨损等现象；n在安全装置方面主要检查容器的安全装置是否保持完好状态；n巡回检查时，应定检查路线和检查点，认真检查各相关部位7/29/2024122n8.认真填写操作记录：n 操作记录一般应包括以下内容：n 1 ）生产调度指令；n 2 ）进出容器的各种物料的温度、压力、流量、时间、数量和 n 间隙操作周期；n 3 ）容器的实际操作条件，即不同时间下的压力、温度、及波n 动范围；n 4 ）当班操作期间的操作内容如机泵的启动次数和停机，阀门n 的开启和关闭以及巡回检查的时间内容及发现的异常情况n 等；7/29/2024123n 5 ）操作用工具是否齐全，本岗位环境卫生是否打n 扫干净；n 6 ）认真作好交接班记录；n9.设备系统的“跑、冒、滴、漏”处理：n10.紧急情况停止运行：n 运行中若容器突然发生故障、严重危及安全时，作业人员应及时采取紧急措施，停止容器运行，并向上级领导报告。

7/29/2024124压力容器的运行操作n一、压力容器的投用一、压力容器的投用n 1 .投用前之准备工作：n 1 ）全面检查验收；n 2 ）编制开工方案；n 3 ）做好开工前准备；n 2 .开工：n 1 ）吹扫贯通试压；n 2 ）加强试运行中的检查；n 3 ）进料；7/29/2024125n二、运行中工艺参数的控制二、运行中工艺参数的控制n1. 温度控制n2 .投料控制n3 .充装量控制n4 .压力温度的波动控制n5 .介质腐蚀性的控制7/29/2024126n三、压力容器停止运行三、压力容器停止运行n1 .正常停止运行n 1 ）停工方案审定n 2 ）停工中应控制降温速度n 3 ）对储存液化气的容器应采取降温的方法降压n 4 ）应清除干净剩余物料n 5 ）停工阶段应准确执行各种操作n 6 ）杜绝火源7/29/2024127 2 紧急情况下的停止运行： 1 ）停止运行的条件： a. 容器的操作压力、介质温度超过工艺操作规程所规定的 极限值，并经采取措施仍无法控制还有继续恶化的趋 势； b. 容器本体不合格危及安全； c. 安全附件失效，接管断裂，紧固件损坏等难以保证安全 运行； d. 容器的信号孔或警告孔泄漏； f. 操作岗内发生火灾或其他自然灾害，威胁到容器的安 全操作；7/29/2024128n 2 ）相应措施n a. 关键容器应配置双电源与连锁自控装置n b. 局部停水时课调整操作方案n c. 对于须加热的容器如发生降温情况应考虑应急 n 方案n d. 气动控制元件停风时应手动操作n e. 可燃物泄漏处理时应严禁动火，并注意消除其n 它火源， 及时向管理人员报告。

7/29/2024129压力容器的维护保养n一、压力容器设备的完好标准一、压力容器设备的完好标准n 1 运行正常，性能良好的标志为：n1 ）各项操作性能指标符合设计要求，能满足正常生产的需n 要；n2 ）操作过程中运转正常，易于平稳的控制各项操作参数；n3 ）密封性能良好，无泄漏现象；n4 ）带搅拌的容器，其搅拌装置运转正常，无异常的震动和杂n 音；n5 ）带夹套的容器加热或冷却其内部介质的功能良好； n6 ）换热器无严重结垢，列管式换热器的胀口、焊口，板式n 换热器的板间，各类换热器的法兰连接处均能密封良n 好、无泄漏及渗漏7/29/2024130n2 装置完整质量良好的要求有：n1 ）零部件、安全装置、附属装置、仪器仪表完整，质量符合n 设计要求；n2 ）容器本体整洁，油漆、保温层完整，无严重锈蚀和机械损n 伤；n3 ）有衬里的容器，衬里完好，无渗漏及鼓包；n4 ）阀门及各类可拆连接处无“跑、冒、滴、漏”现象；n5 ）基础牢固，支座无严重锈蚀，外管道情况正常；n6 ）各类技术资料齐全准确，有完整的设备技术档 案；n7 ）容器在其规定期限内进行了定期检验，安全性能好，并已n 注册登记；n8 ）安全附件定期进行了校验和检查。

7/29/2024131n二、压力容器的防腐措施二、压力容器的防腐措施n三、压力容器停用期间的维护保养三、压力容器停用期间的维护保养n 1 将内部介质排除干净，对腐蚀性介质要进行排放、置换和清洗、吹干；n 2 保持容器内部干燥洁净，清除内部的污垢和腐蚀产物，修补好防腐层破损处；n 3 容器外壁涂刷防腐油漆，同时注意保温层下和支座处的防腐处理；n四、安全装置维护保养四、安全装置维护保养n 1 设置原则n 2 维护保养7/29/2024132。