壓力容器基礎知識ppt課件

壓力容器基礎知識 講座 目錄 一 壓力容器的定義二 壓力容器應用情況三 壓力容器的形式及主要參數(shù)四 壓力容器分類五 壓力容器的制造材料六 壓力容器管理法規(guī) 壓力容器一般是指在工業(yè)生產(chǎn)中用來完成反應 傳熱 傳質(zhì) 分離 貯存等工藝過程 并承受0 1MPa表壓以上壓力的密閉容器 特種設備安全監(jiān)察條例 中明確指出壓力容器的定義為 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 表壓 且壓力與容積的乘積大于或者等于 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 表壓 且壓力與容積的乘積大于或者等于 的氣體 液化氣體和標準沸點等于或者低于 液體的氣瓶 氧艙等 一 壓力容器的定義 壓力容器早期主要應用于化學工業(yè) 壓力多在10兆帕以下 合成氨和高壓聚乙烯等高壓生產(chǎn)工藝出現(xiàn)后 要求壓力容器承受的壓力提高到100兆帕以上 隨著化工和石油化學工業(yè)的發(fā)展 壓力容器的工作溫度范圍也越來越寬 新工作介質(zhì)的出現(xiàn) 還要求壓力容器能耐介質(zhì)腐蝕 許多工藝裝置規(guī)模越來越大 壓力容器的容量也隨之不斷增大 20世紀60年代開始 核電站的發(fā)展對反應堆壓力容器提出了更高的安全和技術要求 這進一步促進了壓力容器的發(fā)展 如 煤轉化工業(yè)的發(fā)展 需要單臺重量達數(shù)千噸的高溫壓力容器 快中子增殖反應堆的應用 需要解決高溫耐液態(tài)鈉腐蝕的壓力容器 海洋工程的發(fā)展 需要能在水下幾百至幾千米工作的外壓容器 二 壓力容器應用情況 壓力容器在使用中如果發(fā)生爆炸 會造成災難性事故 歷史上曾多次發(fā)生過使成百人傷亡的壓力容器爆炸事故 就是小型液化石油氣瓶的爆炸也會造成人身傷亡 核電站用反應堆壓力容器如發(fā)生事故 就會使放射性物質(zhì)外逸 造成更為嚴重的后果 二 壓力容器應用情況 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 1 壓力容器的結構壓力容器一般由筒體 又稱殼體 封頭 又稱端蓋 法蘭 密封元件 開孔與接管 人孔 手孔 視鏡孔 物料進出口接管 液位計 流量計 測溫管 安全閥等 和支座以及其他各種內(nèi)件所組成 壓力容器的基本結構 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 壓力容器的形式通常有以下劃分方法 一 按制造方法分分為焊接容器 鍛造容器 熱套容器 多層包扎式容器 繞帶式容器 組合容器等 二 按制造材料分分為鋼制容器 有色金屬容器 非金屬容器等 三 按幾何形狀分分為圓筒形容器 球形容器 矩形容器 組合式容器等 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 四 按安裝方式分分為立式容器 臥式容器等 五 按受壓情況分分為內(nèi)壓容器 外壓容器等 六 按壁厚分分為薄壁容器 厚壁容器 幾種壓力容器結構 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 七 按工藝過程中作用原理分分為反應容器 代號R 換熱容器 代號E 分離容器 代號S 貯存容器 代號C 其中球罐 代號B 八 按操作溫度分 1 低溫容器 t 20 2 常溫容器 t 20 150 3 中溫容器 t 150 450 4 高溫容器 t 450 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 九 按設計壓力分 1 低壓容器 代號L 0 1MPa P 1 6MPa 2 中壓容器 代號M 1 6MPa P 10MPa 3 高壓容器 代號H 10MPa P 100MPa 4 超高壓容器 代號U p 100MPa 另外 按使用方式可分為固定式和移動式壓力容器 按結構分為可拆結構和不可拆結構容器 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 2 主要參數(shù)1 設計壓力 是指在相應設計溫度下用以確定容器殼壁計算壁厚及其元件尺寸壓力 壓力容器的設計壓力不得低于最高工作壓力 裝有安全泄放裝置的壓力容器 其設計壓力不得低于安全閥的開啟壓力或爆破片的爆破壓力 2 最高工作壓力 是指容器頂部在正常工作過程中可能產(chǎn)生的最高表壓力 3 工作壓力 是指容器在滿足工藝要求的條件下 所產(chǎn)生的表壓力 4 試驗壓力 是指容器在壓力試驗時 容器頂部的壓力 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 5 設計溫度 是指容器在正常工作情況下 設定的元件的金屬溫度 標志在銘牌上的設計溫度應是殼體設計溫度的最高值或最低值 6 試驗溫度 是指壓力容器在壓力試驗時 殼體的金屬溫度 7 計算厚度 是指壓力容器各部分元件按公式計算出的厚度 8 設計厚度 是指計算厚度與腐蝕裕量之和 9 名義厚度 是指設計厚度加鋼材負偏差后向上圓整至鋼材標準規(guī)格的厚度 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 10 有效厚度 是指名義厚度減去鋼材負偏差和腐蝕裕量之后的厚度 11 實測厚度 是指壓力容器在檢驗時 用測厚儀所測出的實際厚度 12 外徑 是指圓柱 球形壓力容器外直徑 13 內(nèi)徑 是指圓柱形 球形壓力容器內(nèi)直徑 14 容器規(guī)格的表示 內(nèi)徑X壁厚X長度 高度 單位 mm 用符號表示 L 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 3 壓力容器的安全附件壓力容器的安全附件是為防止容器超溫 超壓 超負荷而裝設在設備上的一種安全裝置 壓力容器的安全附件較多 但最常用的安全附件有安全泄壓裝置 安全閥 爆破片 防爆帽 壓力表 液位計等 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 安全泄壓裝置安全泄壓裝置是為保證壓力容器安全運行 防止它超壓的一種器具 常見的安全泄壓裝置有安全閥 爆破片和防爆帽 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 功能 當容器在正常工作壓力下運行時 保持嚴密不漏 若容器內(nèi)壓力一旦超過規(guī)定 則能自動地 迅速地排泄出器內(nèi)的介質(zhì) 使設備的壓力始終保持在許用壓力范圍以內(nèi) 一般情況下 安全泄壓裝置除了具有自動泄壓這一主要功能外 還有自動報警的作用 因為當它啟動排放氣體時 由于介質(zhì)以高速噴出 常常發(fā)出較大的響聲 這就相當于發(fā)出了設備壓力過高的報警音響訊號 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 安全閥安全閥按其整體結構及加載機構形式來分 常用的有杠桿式和彈簧式兩種 安全閥要定期檢驗 每年至少檢驗一次 定期檢驗工作包括清洗 研磨 試驗和校正 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 彈簧式安全閥的加載裝置是一個彈簧 通過調(diào)節(jié)螺母 可以改變彈簧的壓縮量 調(diào)整閥瓣對閥座的壓緊力 從而確定其開啟壓力的大小 彈簧式安全閥結構緊湊 體積小 動作靈敏 對震動不太敏感 可以裝在移動式容器上 缺點是閥內(nèi)彈簧受高溫影響時 彈性有所降低 杠桿式安全閥靠移動重錘的位置或改變重錘的質(zhì)量來調(diào)節(jié)安全閥的開啟壓力 它具有結構簡單 調(diào)整方便 比較準確以及適用較高溫度的優(yōu)點 但杠桿式安全閥結構比較笨重 難以用于高壓容器之上 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 主要用于蒸汽鍋爐 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 防爆片防爆片又稱防爆膜 防爆板 是一種斷裂型的安全泄壓裝置 防爆片具有密封性能好 反應動作快以及不易受介質(zhì)中粘污物的影響等優(yōu)點 但它是通過膜片的斷裂來泄壓的 所以泄后不能繼續(xù)使用 容器也被迫停止運行 因此它只是在不宜裝設安全閥的壓力容器上使用 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 防爆帽防爆帽又稱爆破帽 也是一種斷裂型安全泄壓裝置 它的樣式較多 但基本作用原理一樣 它的主要元件是一個一端封閉 中間具有一薄弱斷面的厚壁短管 當容器的壓力超過規(guī)定時 防爆帽即從薄弱斷面處斷裂 氣體從管孔中排出 為了防止防爆帽斷裂后飛出傷人 在它的外面應裝有保護裝置 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 壓力表壓力表是測量壓力容器中介質(zhì)壓力的一種計量儀表 壓力表的種類較多 有液柱式 彈性元件式 活塞式和電量式四大類 壓力容器大多使用彈性元件式的單彈簧管壓力表 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 裝在鍋爐 壓力容器上的壓力表 其最大量程 表盤上刻度極限值 應與設備的工作壓力相適應 壓力表的量程一般為設備工作壓力的1 5 3倍 最好取2倍 壓力表一般每半年校驗一次 校驗后的壓力表應加鉛封 并注明下次校驗日期或校驗有效期 在容器運行期間 如發(fā)現(xiàn)壓力表指示失靈 刻度不清 表盤玻璃破裂 泄壓后指針不回零位 鉛封損壞等情況 應立即校正或更換 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 液面計液面計又稱液位計 是用來測量容器內(nèi)液面變化情況的一種計量儀表 操作人員根據(jù)其指示的液面高低來調(diào)節(jié)或控制充裝量 從而保證容器內(nèi)介質(zhì)的液而始終在正常范圍內(nèi) 主要有 伺服液位計 鋼帶液位計 浮筒液位計 磁翻板液位計 超聲波液位計 磁致伸縮液位計 雷達液位計 電容液位計 玻璃板液位計 玻璃管液位計 吹氣液位計 差壓液位計 激光液位計和 射線料位計等 用得最多的是差壓液位計和浮筒液位計 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 磁翻板式液位計 磁翻板式液位計原理 浮筒式液位計原理 四 壓力容器分類 國家質(zhì)量技術監(jiān)督局頒發(fā)的 壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程 質(zhì)技監(jiān)局發(fā) 1999 154號 以下簡稱 容規(guī) 根據(jù)壓力容器操作壓力 介質(zhì)危害程度 容器功能 結構特性 材料和對容器安全性能的綜合影響程度等 將壓力容器分為三類 四 壓力容器分類 一 第一類壓力容器低壓容器 第 二 三 款規(guī)定的除外 二 第二類壓力容器 下列情況之一 第 三 款規(guī)定的除外 1 中壓容器 2 低壓容器 僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì) 3 低壓反應容器和低壓儲存容器 僅限易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì) 4 低壓管殼式余熱鍋爐 5 低壓搪玻璃壓力容器 四 壓力容器分類 三 第三類壓力容器 下列情況之一 1 高壓容器 2 中壓容器 僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì) 3 中壓儲存容器 僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì) 且pV大于或等于10MPa m3 4 中壓反應容器 僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì) 且pV大于或等于0 5MPa m3 5 低壓容器 僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì) 且pV大于或等于0 2MPa m3 四 壓力容器分類 6 高壓 中壓管殼式余熱鍋爐 7 中壓搪玻璃鋼容器 8 使用強度級別較高 指相應標準中抗拉強度規(guī)定值下限大于等于540MPa 的材料制造的壓力容器 9 移動式壓力容器 包括鐵路罐車 介質(zhì)為液化氣體 低溫液體 罐式汽車 液化氣體運輸 半掛車 低溫液體運輸 半掛車 永久氣體運輸 半掛車 和罐式集裝箱 介質(zhì)為液化氣體 低溫液體 10 球形儲罐 容積大于等于50m3 11 低溫液體儲存容器 容積大于5m3 五 壓力容器的制造材料 石油化工裝置的壓力容器絕大多數(shù)為鋼制的 制造材料多種多樣 比較常用的有如下幾種 一 Q235 A0235 A鋼 含硅量多 脫氧完全 因而質(zhì)量較好 限定的使用范圍為 設計壓力 1 0MPa 設計溫度0 350 用于制造殼體時 鋼板厚度不得大于16mm 不得用于盛裝液化石油氣體 毒性程度為極度 高度危害介質(zhì)及直接受火焰加熱的壓力容器 二 20g20g鍋爐鋼板與一般20號優(yōu)質(zhì)鋼相同 含硫量較Q235 A鋼低 具有較高的強度 使用溫度范圍為 20 475 常用于制造溫度較高的中壓容器 五 壓力容器的制造材料 三 16MnR16MnR普通低合金容器鋼板 制造中 低壓容器可減輕溫度較高的容器重量 使用溫度范圍為 20 475 四 低溫容器 低于 20 材料主要是要求在低溫條件下有較好的韌性以防脆裂 一般低溫容器用鋼多采用錳釩鋼 五 高溫容器用鋼溫度 400 可用普通碳鋼 使用溫度400 500 可用15MnVR 14MnMoVg 使用溫度500 600 可采用15CrMo 12Cr2Mol 使用溫度600 700 應采用0Cr13Ni9和1Cr18Ni9Ti等高合金鋼 六 壓力容器管理法規(guī) 壓力容器屬危險性大的生產(chǎn)設備 為了確保壓力容器安全運行 2003年3月11日朱镕基簽署國務院第373號令公布 并頒發(fā)的 特種設備安全監(jiān)察條例 以下簡稱 條例 于2003年6月1日起施行 質(zhì)量技術監(jiān)督局頒發(fā)的 壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程 以下簡稱 容規(guī) 條例 和 容規(guī) 都是強制執(zhí)行的壓力容器管理法規(guī) 凡是從事各種壓力容器的設計 制造 安裝 使用 檢驗 修理 改造的單位 都必須貫徹執(zhí)行 六 壓力容器管理法規(guī) 條例 與 容規(guī) 的主要規(guī)定有 一 壓力容器的設計壓力容器的設計單位應當經(jīng)國務院特種設備安全監(jiān)督管理部門許可 方可從事壓力容器的設計活動 設計文件應當經(jīng)國務院特種設備安全監(jiān)督管理部門核準的檢驗檢測機構鑒定 方可用于制造 壓力容器的設計單位應當具備下列條件 有與壓力容器設計相適應的設計人員 設計審核人員 有與壓力容器設計相適應的健全的管理制度和責任制度 壓力容器設計資格許可與監(jiān)督管理規(guī)則 特種設備設計許可證 壓力容器 類別的劃分 一 A級 1 A1級 注1 系指超高壓容器 高壓容器 2 A2級系指第三類低 中壓容器 3 A3級系指球形儲罐 4 A4級系指非金屬壓力容器 二 C級 1 C1級系指鐵路罐車 2 C2級 注2 系指汽車罐車或長管拖車 3 C3級系指罐式集裝箱 三 D級 1 D1級系指第一類壓力容器 2 D2級系指第二類低 中壓容器 四 SAD級 系指壓力容器應力分析設計 注1 當只具備其中一項資格時 應當注明超高壓容器或高壓容器 注2 當只具備其中一項資格時 應當注明汽車罐車或長管拖車 六 壓力容器管理法規(guī) 二 壓力容器的制造 安裝 改造壓力容器的制造 安裝 改造單位 以及壓力管道用管子 管件 閥門 法蘭 補償器 安全保護裝置等 以下簡稱壓力管道元件 的制造單位 應當經(jīng)國務院特種設備安全監(jiān)督管理部門許可 方可從事相應的活動 六 壓力容器管理法規(guī) 壓力容器的制造 安裝 改造單位應當具備下列條件 有與壓力容器制造 安裝 改造相適應的專業(yè)技術人員和技術工人 有與壓力容器制造 安裝 改造相適應的生產(chǎn)條件和檢測手段 有健全的質(zhì)量管理制度和責任制度 AR1 指第一 二 三類低 中壓容器 高壓容器AR2 指第一 二 三類低 中壓容器AR3 指球形壓力容器現(xiàn)場組焊AR4 指超高壓容器AR5 指醫(yī)用氧艙BR1 指第一 二類低 中壓容器BR2 指第一類壓力容器 CR1 指液化氣體鐵路罐車CR2 指液化氣體汽車罐車DR1 指無縫氣瓶DR2 指焊接氣瓶DR3 指溶解乙炔氣瓶DR4 指特種氣瓶DR5 指液化石油氣瓶注 QP 指球片壓制 中華人民共和國壓力容器制造資質(zhì)級別說明 六 壓力容器管理法規(guī) 容器制成后必須進行壓力試驗 壓力試驗是指耐壓試驗和氣密性試驗 耐壓試驗包括液壓試驗和氣壓試驗 除設計圖樣要求用氣體代替液體進行耐壓試驗外 不得采用氣壓試驗 進行氣壓試驗前 要全面復查有關技術文件 要有可靠的安全措施 并經(jīng)制造安裝單位技術負責人和安全部門檢查 批準后方可進行 需要進行氣密性試驗的容器 要在液壓試驗合格后進行 六 壓力容器管理法規(guī) 液壓試驗時 容器要充滿液體 排凈空氣 待容器壁溫度與液體溫度相同時 才能緩慢升壓到規(guī)定壓力 根據(jù)容器大小保持10 30min 然后將壓力降到設計壓力至少保持30min 氣壓試驗時 首先緩慢升壓至規(guī)定試驗壓力的10 保持10min 然后對所有焊縫和連接部位進行初次檢查 合格后繼續(xù)升壓到規(guī)定試驗壓力的50 其后按每級為規(guī)定試驗壓力的10 的級差升壓到試驗壓力 保持10 30min 然后再降到設計壓力至少保持30min 同時進行檢查 要注意氣壓試驗時所用氣體應為干燥的空氣或氮氣 氣體溫度不低于15 壓力試驗要嚴格按照試驗的安全規(guī)定進行 防止試驗中發(fā)生事故 六 壓力容器管理法規(guī) 液壓試驗后檢查 符合下列情況為合格 1 無滲漏 2 無可見異常變形 3 試驗過程中無異常響聲 壓力容器出廠時 制造單位必須按照 容規(guī) 的規(guī)定向訂貸單位提供有關技術資料 六 壓力容器管理法規(guī) 三 壓力容器的定期檢驗壓力容器的定期檢驗是指在容器使用的過程中 每隔一定期限采用各種適當而有效的方法 對容器的各個承壓部件和安全裝置進行檢查和必要的試驗 通過檢驗 發(fā)現(xiàn)容器存在的缺陷 采取措施 以防壓力容器在運行中發(fā)生事故 六 壓力容器管理法規(guī) 從事壓力容器定期檢驗工作的檢驗機構和檢驗人員 必須嚴格按照核準的