【文章內(nèi)容簡介】 封頭 5—— 封頭拼接焊縫 6—— 補(bǔ)強(qiáng)圈 7—— 人孔 8—— 筒體縱向?qū)雍缚p 9—— 筒體 10—— 壓力表 11—— 安全閥 12—— 液位計管 容器制造工序（板焊結(jié)構(gòu)制造工序） 7 第二節(jié) 壓力容器的 不同 分類 形式 由于過程條件的多樣化和復(fù)雜化，使得壓力容器的種類十分繁多，而且他們在使用過程中一旦發(fā)生事故所造成的危害程度也各相同 。為了了解各種壓力容器的結(jié)構(gòu)特點、適用場合以及設(shè)計、制造、管理等方面的要求，需要對壓力容器 8 進(jìn)行分類。將著重介紹中國《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中的分類方法。 壓力容器分類如果壓力等級分類：壓力容器可分為內(nèi)壓容器與外壓容器。 內(nèi)壓容器又可按設(shè)計壓力（ p）大小分為四個壓力等級： 、低壓 (代號 L)容器 MPa≤ p＜ MPa。 、中壓 (代號 M)容器 MPa≤ p＜ MPa。 、高壓 (代號 H)容器 10 MPa≤ p＜ 100 MPa。 、超高壓 (代號 U)容器 p≥ 100MPa。 壓力容器分類如果按容器在生產(chǎn)中的作用分類 :又可以按以下要求分類四種： 、反應(yīng)壓力容器 (代號 R):用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)。 、換熱壓力容器 (代號 E):用于完成介質(zhì)的熱量交換。 、分離壓力容器（代號 S):用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離。 、儲存壓力容器（代號 C，其中球罐代號 B）：用于儲存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)。 壓力容器按安裝方式可以劃分成兩類： 、固定式壓力容器：有固定安裝和使用地點，工藝 條件和操作人員也較固定的壓力容器。 、移動式壓力容器：使用時不僅承受內(nèi)壓或外壓載荷，搬運(yùn)過程中還會受到由于內(nèi)部介質(zhì)晃動引起的沖擊力，以及運(yùn)輸過程帶來的外部撞擊和振動載荷，因而在結(jié)構(gòu)、使用和安全方面均有其特殊的要求。 壓力容器按《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》安全技術(shù)管理可以分為三類 : 、第三類壓力容器，具有下列情況之一的，為第三類壓力容器： 、高壓容器； 、中壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）； 、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 乘積大于等于 10MPa?m3 ）； 、中壓反應(yīng)容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且 pV 乘積大于等 于 ?m3）； 、低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且乘積大于等于 ?m3 ）； 、高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；中壓搪玻璃壓力容器； 、使用強(qiáng)度級別較高（指相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限大于等于 540MPa）的材料制造的壓力容器； 、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(yùn)輸（半掛）車、低溫液體運(yùn)輸（半掛）車、永久氣體運(yùn)輸（半掛）車 ]和罐式集裝箱（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）等； 、球形儲罐（容積大于等于 50m3）；低溫液體儲存容器（容積大于 5m3）； 、低溫液體儲存容器（容積大于 5m3）； 、第二類壓力容器，具有下列情況之一的，為第二類壓力容器： 、中壓容器； 、低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）； 、低壓反應(yīng)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)）； 9 、低壓管殼式余熱鍋爐； 、低壓搪玻璃壓力容器。 、第一類壓力容器 ,除上述規(guī)定以外的低壓容器為第一類壓力容器。 《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》采用既考慮容器壓力與容積乘積大小，又考慮介質(zhì)危險性以及容器在生產(chǎn)過程中的作用的綜合分類方法，以有利于安全技術(shù)監(jiān)督和管理。壓力容器的危險程度還與介質(zhì)危險性及其設(shè)計壓力 p和全容積 V的乘積有關(guān)，pV 值愈大，則容器破裂時爆炸能量愈大，危害性也愈大，對壓力容器的設(shè)計、制造、檢驗、使用和管理的要求愈高。 可見 ，國內(nèi)壓力容器分類方法綜合考慮了設(shè)計壓力、幾何容積、材料強(qiáng)度、應(yīng)用場合和介質(zhì)危害程度等影響因素 。 第三章 壓力容器的質(zhì)量保障體系 由于壓力容器是化工、石油化工、核能、冶金、機(jī)械、輕工、食品、紡織、航空、航天以及海洋石油工業(yè)中廣泛使用的、有爆炸危險的承壓設(shè)備，所以對承擔(dān)壓力容器的設(shè)計，制造、安裝、使用、檢驗、修理、改造，直至判定退役等各有關(guān)單位，都必須遵守國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》以及由國務(wù)院頒發(fā)的《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》，對于壓力容器的設(shè)計、制造工作，則規(guī)劃國家標(biāo)準(zhǔn)局全國壓 力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會分管，即壓力容器的設(shè)計和制造必須遵守上述標(biāo)委員會編制的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定、規(guī)程、技術(shù)條件和方法。而壓力容器在役檢驗與監(jiān)控，則必修由專業(yè)資格人員進(jìn)行，并接受勞動部門鍋爐壓力容器安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)的監(jiān)督和檢查。所有這些措施都是為了確保壓力容器在整個輔以過程內(nèi)安全進(jìn)行，以減少或杜絕災(zāi)難性事故的發(fā)生。為達(dá)此目的，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家都通過實施質(zhì)量控制以保證其安全。質(zhì)量保證是一個系統(tǒng)工程，長期實踐中各國都逐步形成了質(zhì)量保證體系，我國也不例外。然而實施質(zhì)量控制要有兩個先決條件：其一是必須有一個能起到安全保證作用 的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，因為這是質(zhì)量控制的基礎(chǔ)；其二是能是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范得到貫徹執(zhí)行的管理體制，它包括管理機(jī)構(gòu)和管理制度。 壓力容器的質(zhì)量保障體系主要由設(shè)計、材料、制造、檢驗和定期檢驗等幾個方面組成。 一、設(shè)計 設(shè)計是壓力容器質(zhì)量保障的第一個環(huán)節(jié)。涉及一臺化工機(jī)器時必須充分考慮到以后的各個質(zhì)量保證環(huán)節(jié)、各個環(huán)節(jié)中可能產(chǎn)生的問題和為保證質(zhì)量所應(yīng)采取的措施。如果設(shè)計者對此考慮不甚周密，則將埋下隱患。 設(shè)計是一種富有創(chuàng)造性的勞動，在設(shè)計時，首先要根據(jù)設(shè)計任務(wù)的特定要求，收集相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，據(jù)此確定壓力容器所承受的各種載荷和 工作條件。這些載荷可能是以靜載荷為主，也可能是交變載荷。工作溫度可能是恒定的，也可能使變動 10 的，它們都可能在容器部件中引起恒定的或變動的溫差應(yīng)力。內(nèi)部介質(zhì)有時可能對鋼材有腐蝕性、介質(zhì)本身也可能是易燃、易爆、有毒的，設(shè)計者應(yīng)綜合上述條件，從中確定可能出現(xiàn)的最危險或最苛刻的工況。 設(shè)計必須符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、遵守有關(guān)法令和法規(guī)。設(shè)計者要決定根據(jù)何種規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，是按常規(guī)設(shè)計還是按應(yīng)力分析法進(jìn)行設(shè)計。少數(shù)極重要的壓力容器還要求在設(shè)計階段就要按斷裂力學(xué)理論進(jìn)行斷裂分析。設(shè)計者根據(jù)這些規(guī)范的要求，對容器和設(shè)備的各部位進(jìn)行應(yīng)力 分析和強(qiáng)度計算，這項工作是根據(jù)具體選定的材料對象進(jìn)行的。應(yīng)力分析的原則是充分發(fā)揮材料的性能和盡可能使容器的各部分做到等強(qiáng)度，做到既符合安全性也符合經(jīng)濟(jì)性。 殼體材料和焊接材料的選擇是設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，為此設(shè)計者必須對所選的材料有全面的了解，并從中判斷出它在制造工藝、使用壽命、設(shè)備造價的關(guān)系。 壓力容器和化工設(shè)備的設(shè)計還應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)化的原則。因為從產(chǎn)品的設(shè)計、制造、檢驗和維修等許多方面來看、標(biāo)準(zhǔn)化都是組織現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要手段之一，它有利于成批生產(chǎn)，縮短生產(chǎn)周期，降低成本和節(jié)省國家資源、增加零部件的互換性。 我國已經(jīng)制定了一系列的零部件的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計者必須熟悉并掌握。 設(shè)計單位和設(shè)計者應(yīng)提供包括設(shè)計計算書、設(shè)計圖樣和設(shè)計要求在內(nèi)的設(shè)計文件，并對這些文件的準(zhǔn)確性和完整性負(fù)責(zé)。 二、材料 鋼管的選擇一般要注意以下問題：根據(jù)具體的設(shè)計條件選擇相應(yīng)的使用狀態(tài)和適應(yīng)溫度的鋼管。制造單位應(yīng)按規(guī)定的取樣數(shù)量復(fù)驗力學(xué)性能，并根據(jù)鋼管使用時的加工工藝和鋼管標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)規(guī)定進(jìn)行必要的工藝性能試驗。制造換熱器的換熱管必須符合 GB 8163《輸送流體用無縫鋼管》和 GB/T 14976《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》的規(guī)定。還應(yīng)注意高溫 、低溫、腐蝕條件下可能出現(xiàn)的石墨化傾向或晶間腐蝕傾向等問題。 鍛件按使用要求分為四個級別，每個級別的檢驗項目及指標(biāo)要求應(yīng)符合 JB 4726~4728 壓力容器用碳素鋼、低合金鋼和不銹鋼鍛件的規(guī)定。 焊件材料的選擇一般要注意以下問題：根據(jù)母材的化學(xué)成分、力學(xué)性能、焊接性能結(jié)合壓力容器的制造特點和使用條件，綜合選用焊接材料，必要時通過工藝性能試驗確定。 三、制造 制造是質(zhì)量保證體系中極重要的環(huán)節(jié)。我國《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》明文規(guī)定，壓力容器制造和現(xiàn)場組焊單位，必須有國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的制造許可證，并按批準(zhǔn)的范圍制造或組焊。無制造許可證的單位，不得制造和阻焊壓力容器。必須嚴(yán)格執(zhí)行國家和有關(guān)部門制定的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照設(shè)計圖樣制造和組焊壓力容器。焊工必須經(jīng)過勞動部門組織的考試，取得合格證后，才能在有效的時 11 間擔(dān)任合格規(guī)范內(nèi)的焊接工作。壓力容器出廠，制造單位必須向用戶提供竣工圖樣、產(chǎn)品質(zhì)量證明書和質(zhì)量證明書和質(zhì)量監(jiān)督檢驗證書等技術(shù)文件和資料。 鋼制壓力容器制造應(yīng)著重控制下面幾點： 1) 焊接方法 焊接方法通常由設(shè)計師在施工圖紙上作出證明規(guī)定。必須是與制造廠和用戶協(xié)商確定。焊接方法包括焊接接頭的結(jié)構(gòu)形式、 焊接才來哦即焊條或焊絲或焊絲焊劑的選用，已由圖樣和技術(shù)要求規(guī)定。至于焊接設(shè)備和焊接工藝參數(shù)等則由制造廠根基知道經(jīng)驗或試驗確定。對于正要容器或焊接經(jīng)驗不多的材料，則必須有焊接工藝試驗來確定最合適的焊接工藝規(guī)程。 2) 焊縫表面質(zhì)量 其主要的要求是：寒風(fēng)的形狀、尺寸以及外觀應(yīng)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計圖樣的要求；不得有裂紋、氣孔、弧坑和肉眼可見的夾渣等缺陷；焊縫與母材應(yīng)圓滑過度；焊縫表面咬邊應(yīng)符合規(guī)定；尺寸應(yīng)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實際圖樣要求。 3) 焊后熱處理 焊后熱處理的目的是，消除或部分消除焊接殘余應(yīng)力，并消除焊接區(qū)的脆化，回復(fù)其延 塑性。熱處理應(yīng)用整體法，若采用分段法，則應(yīng)有不小于 1500mm 的寵妾熱處理長度。局部熱處理要包括整條焊縫。任何熱處理都必須在焊接工作全部結(jié)束之后，并于壓力試驗之前進(jìn)行。采用電渣焊接的鐵素體材料制成的壓力容器受壓元件，也應(yīng)于焊接后進(jìn)行。采用電渣焊接的鐵素體材料制成的壓力容器受壓元件，也應(yīng)于焊接后進(jìn)行經(jīng)理細(xì)化正火熱處理。有抗腐蝕要求的奧氏體不銹鋼或復(fù)合鋼板制壓力容器，應(yīng)進(jìn)行表面酸洗、鈍化處理。熱處理的溫度應(yīng)適當(dāng)，過高會使經(jīng)歷出大而降低韌性，過低則會使微量元素在晶界積聚而呈現(xiàn)脆性甚至出現(xiàn)再熱裂紋。 4) 產(chǎn)品焊接試板 為檢驗產(chǎn)品焊接接頭和其他受壓元件的力學(xué)性能和彎曲性能，應(yīng)焊接產(chǎn)品毛坯，以便驚醒拉力、冷彎和必要的沖擊韌性試驗。試板通常是在圓筒形筒節(jié)的縱焊縫的嚴(yán)查部位，采用濕寒壓力容器相同條件的條件和焊接工藝同時焊接。產(chǎn)品的焊接試板的材料、焊接熱處理工藝，應(yīng)與代表的受壓元件一致。有熱處理要的時還應(yīng)同爐處理。至于試板的要求在《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中作出詳盡的規(guī)定。 四、檢驗 壓力容器的檢驗主要包括無損探傷和壓力試驗。無損探傷的主要方法是射線探傷與超聲波探傷，并輔以磁粉法或著色法檢驗是否存在表面裂紋。探傷中發(fā)現(xiàn)的 超標(biāo)缺陷應(yīng)予消除。發(fā)現(xiàn)裂紋應(yīng)全部消除，消除的方法以補(bǔ)焊為主。無損探傷應(yīng)由持證資格人員進(jìn)行。具有裂紋傾向的材料應(yīng)在焊接完成 24 小時后，才能進(jìn)行無損探傷檢驗。壓力容器無損探傷的比例按合計分為全部和局部兩種，并按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行評定。 被檢測內(nèi)部的面積型缺陷，如裂紋、白點分層和未熔合等通常采用超聲波探傷；對于體積型的缺陷，如氣孔、夾渣、縮孔和疏孔等一般應(yīng)采用射線透照檢測方法。磁粉檢測能發(fā)現(xiàn)表面或近表面的裂紋、折疊、夾層等缺陷的位置、大小和 12 形狀，但難以確定缺陷的深度，它不適合用于非鐵磁性材料，如奧氏體鋼、銅、鋁等。著色 探傷能發(fā)現(xiàn)表面開口的裂紋、折疊、針孔等缺陷的位置、大小和形狀，但也難以確定缺陷的深度。近年來已應(yīng)用渦流檢測技術(shù)發(fā)現(xiàn)諸如裂紋、凹坑、疏松等表面或近表面缺陷，通常能確定缺陷的位置和相對尺寸，但難以確定缺陷的種類。 壓