【正文】 ，經(jīng)常出現(xiàn)工作壓力、最高工作壓力和設計壓力等概念，觀將其定義分述如下。 （一）壓力 這里主要討論壓力容器工作介質(zhì)的壓力，即壓力容器工作時所承受的主要載荷。 4．耐久性 5．密封性 五、壓力容器的工藝參數(shù) 壓力容器的工藝參數(shù)是由生產(chǎn)的工藝要求確定的，是進行壓力容器設計和安全操作的主要依據(jù)。強度是是涉及安全的主要問題。 ? 《 特種設備安全監(jiān)察條例 》 、 《 容規(guī) 》 對壓力容器有相應的界定 四、壓力容器的基本要求 1．強度：金屬抵抗永久變形和斷裂的能力。所以一般都不把介質(zhì)為液體的容器列入作為特殊設備的壓力容器范圍內(nèi)。 ? 工作介質(zhì)是液體的壓力容器，由于液體的壓縮性極小，容器爆破時其膨脹功，即所釋放的能量很小，危害性也小。目前國際上對壓力容器的界限范圍尚無完全統(tǒng)一的規(guī)定。因而所講得的系指按特殊設備對待的壓力容器。并按規(guī)定的技術(shù)管理規(guī)范進行制造和使用的壓力容器。但后者危險性較大，對壓力控制的要求也更嚴格。又如電解水制取氫和氧的反應，因為 1米 3的水可以分解成 1240米 3的氫氣和 620米 3的氧氣，體積約增大 2022倍，在密閉的容器內(nèi)也會產(chǎn)生很高的壓力。例如有些貯裝易于發(fā)生聚合反應的氣體容器 (如某些碳氫化合物貯罐 )，在合適條件下單分子氣體可以局部發(fā)生聚合反應，產(chǎn)生大量的聚合熱，使容器內(nèi)的氣體受熱，溫度大幅度上升，使壓力劇烈增高，有時還會因此而發(fā)生容器超壓爆破事故。又如高分子聚合物固態(tài)聚甲醛，受熱后“解聚’變?yōu)闅鈶B(tài)，體積約增大 1065倍，在密閉容器內(nèi)也會產(chǎn)生很高的氣體壓力。由于介質(zhì)的聚集狀態(tài)發(fā)生改變而產(chǎn)生或增加壓力的，一般是由于液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)在容器內(nèi)受熱 (如周圍環(huán)境溫度升高，容器內(nèi)其他物料發(fā)生放熱化學反應等 )、蒸發(fā)或分解為氣體，體積劇烈膨脹，但因受到容器容積的限制，氣體密度大為增加，因而在器內(nèi)產(chǎn)生壓力或使原有的氣體壓力增加。工作介質(zhì)為壓縮氣體的壓力容器，其可能達到的最高壓力為氣體壓縮機出口的氣體壓力 . 蒸汽鍋爐是利用燃料燃燒放出的熱量將水加熱蒸發(fā)而產(chǎn)生水蒸汽的一種設備。容積型氣體壓縮機是通過縮小氣體的體積，增加氣體的密度來提高氣體壓力的。 容器的氣體壓力產(chǎn)生于器外時，其壓力源一般是氣體壓縮機或蒸汽鍋爐。 常用壓力容器的工作介質(zhì)是各種氣體、水蒸汽或液體，我們這里主要講氣體介質(zhì)的壓力來源。 不言而喻，所有承受壓力的密閉容器稱為壓力容器，或者稱為受壓容器。壓力容器審核員培訓 壓力容器基礎知識 濟南市鍋爐壓力容器檢驗研究所 毛文幫 2022年 12月 壓力容器簡介 一、廣義壓力容器的定義 所謂容器，通常的說法是：由物體構(gòu)成用于盛裝物料的空間構(gòu)件。通俗地講，就是化工、煉油，醫(yī)藥，食品等生產(chǎn)所用的各種設備外部的殼體都屬于容器。 二、壓力容器的壓力源 容器所盛裝的，或在容器內(nèi)參加反應的物質(zhì)，稱之為工作介質(zhì)。壓力來源可以分為氣體壓力的產(chǎn)生或增大，它來自容器內(nèi)或容器外二類。氣體壓縮機主要有容積型和速度型兩類。而速度型氣體壓縮機則是通過增加氣體的流速，使氣體的動能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽軄硖岣邭怏w壓力的。由于在相同壓力下水蒸汽的體積是飽和水的 1000多倍 . 容器的氣體壓力產(chǎn)生于容器內(nèi)時，其原因有：容器內(nèi)介質(zhì)的聚集狀態(tài)發(fā)生改變；氣體介質(zhì)在容器內(nèi)受熱，溫度急劇升高；介質(zhì)在容器內(nèi)發(fā)生體積增大的化學反應等。例如二氧化硫，當溫度低于 —℃ (標準沸點 )時，它在密閉容器內(nèi)的蒸氣壓力低于大氣壓力，而當溫度升高至 60℃ 時，呈液態(tài)的二氧化硫便大量蒸發(fā)，其蒸氣壓力即升高到 。 ? 由于氣體介質(zhì)在容器內(nèi)受熱而產(chǎn)生或顯著增加壓力。 ? 由于介質(zhì)在容器內(nèi)發(fā)生體積增大的化學反應而壓力升高的例子較多，例如用碳化鈣加水經(jīng)化學反應生成乙炔氣體，體積大為增加，在密閉的容器內(nèi)會產(chǎn)生較高的壓力。 ? 注意： 常用的壓力容器中，氣體壓力在容器外增大的較多，在容器內(nèi)增大的較少。 三、壓力容器界限 ? 在此討論的壓力容器，主要是指那些容易發(fā)生事故。也就是對壓力容器劃個界限，哪些按一般設備對待，哪些按特殊設備對待。 ? 1．劃分壓力容器的界限應考慮的因素，主要是事故發(fā)生的可能性與事故危害性的大小兩個方面。 一般說來，壓力容器發(fā)生爆炸事故時，其危害性大小與工作介質(zhì)的狀態(tài)、工作壓力及容器的容積等因素有關(guān)。而介質(zhì)是氣體的容器，因氣體具有很大的壓縮性，容器爆破時瞬時所釋放的能量很大，危害性也就大。 值得注意的是，這里所說的液體，是指常溫下的液體，不包括最高工作溫度高于其標準沸點 (即標準大氣壓下的沸點 )。常用的強度判據(jù)如屈服強度、抗拉強度。 2．剛度：剛性是在外力作用（制造、運輸、安裝與使用）下產(chǎn) 生不允許的彈性變形，如法蘭（密封）、管板等； 3．穩(wěn)定性：在外力作用下防止突然失去原有形狀的穩(wěn)定性，如外壓及真空容器。壓力容器的主要工藝參數(shù)為壓力和溫度。壓力容器運行時的壓力是用壓力表來測量的，表上所顯示的壓力值為表壓力。 1．工作壓力。 2．最高工作壓力。壓力超過此值時，容器上的安全裝置就要動作。 3． 設計壓力 指在相應設計溫度下用以確定容器計算壁厚及其元件尺寸的壓力。 《 容規(guī) 》 規(guī)定容器的設計壓力，應略高于容器在使用過程中的最高工作壓力。 （二）溫度 ? 1．介質(zhì)溫度，系指容器內(nèi)工作介質(zhì)的溫度，可以用測溫儀表測得． ? ；壓力容器的設計溫度不同于其內(nèi)部介質(zhì)可能達到的溫度，系容器在正常工作過程中，在相應設計壓力下，表壁或元件金屬可能達到的最高或最低溫度。 ? (2)對有內(nèi)保溫的容器，應作壁溫計算或以工作條件相似容器的實測壁溫作為設計溫度。根據(jù)不同壓力容器可有許多分類方法，常用的有以下幾種． （一）按壓力分類 按所承受壓力 (P)的高低，壓力容器可分為低壓，中壓，高壓，超高壓四個等級。 ? 2．中壓容器： ≤P10MPa。 ? 4．超高壓容器： 100MPa。 ? 這兩類容器是截然不同的，其差別首先反映在設計原理上，內(nèi)壓容器的壁厚是根據(jù)強度計算確定的，而外壓容器的設計則主要考慮穩(wěn)定性問題。 （三）按設計溫度分類 按設計溫度 (t)的高低，壓力容器可分為低溫容器 (t≤20℃ )，常溫容器 (—20℃ t450℃ )和高溫容器 (t ≥ 450℃ )． （四）從安全技術(shù)管理角度分類 按安全技術(shù)管理分類，壓力容器可分為固定式容器和移動式容器兩大類。如合成塔、蒸球，管殼式余熱鍋爐，熱交換器，分離器等。其主要用途是裝運有壓力的氣體。 （五）按在生產(chǎn)工藝過程中的作用原理分類 壓力容器可分為反應容器、換熱容器，分離容器和貯運容器。如反應器，反應釜、發(fā)生器、分解鍋、分解塔、聚合釜，高壓釜，合成塔，變換爐，蒸煮鍋，蒸球等。如管殼式廢熱鍋爐、熱交換器、冷卻器，冷凝器，蒸發(fā)鍋、加熱器，硫化鍋，消毒鍋，蒸壓釜，蒸煮器，染色器等。如分離器，過濾器、集油器，緩沖器，貯能器，洗滌器，吸收塔，銅洗塔，干燥塔等。如各種型式的貯槽，槽車 (鐵路槽車、公路槽車 )。 （ 六） 《 容規(guī) 》 對壓力容器的分類 ? 為有利于安全技術(shù)管理和監(jiān)督檢查，根據(jù)容器的壓力高低，介質(zhì)的危害程度等， 《 容規(guī) 》 將其適用范圍的容器劃分為三類。 容器： K＝（ Do／ Di） ≤ 。 3．按制造方法有焊接容器、鍛造容器，鉚接容器、鑄造容器及各式組合制造容器之分。 5．按容器的安放形式則有立式容器，臥式容器等之分 壓力容器專業(yè)知識 一 .壓力容器設計、制造的主要特點 1. 壓力容器設計一般包括結(jié)構(gòu)設計 (選擇 )、 設計計 算與材料選擇 ． 其中結(jié)構(gòu)是設計計算的基礎 ， 即 根據(jù)各類承壓零部件不同的結(jié)構(gòu) 、 形狀 ,分別進 行設計計算 . 一 .壓力容器設計、制造的主要特點 : 強度 在外壓作用下不允許產(chǎn)生塑性 (永久 )變形 ,是涉及安全的主要問題 ,如筒體、封頭等； 剛性 在外力作用（制造、運輸、安裝與使用）下產(chǎn)生不允許的彈性變形，如法蘭（密封）、管板等； 穩(wěn)定性 在外力作用下防止突然失去原有形狀的穩(wěn)定性，如外壓及真空容器。 三 . 壓力容器設計基礎知識 2. 強度理論的選擇 強度理論的作用 ——在外載引起的應力與材料極限應力間建立聯(lián)系 ， 以便計算壁厚 。 適用于脆性材料破壞 ， 但 ASMEⅧ 1與 GB150等仍采用 ， 主要原因在于經(jīng)驗豐富 、 簡便 ， 采用一定的限制條件 （ 壓力 、結(jié)構(gòu) 、 元件系數(shù) ） 可保證安全 。 ? 第四強度理論 （ 能量理論 ） ~均方根剪應力 （ 考慮最大剪應力的同時 ， 兼顧其他剪應力對安全的影響 ） 達到或超過材料屈服極限構(gòu)件即破壞 （ 塑性屈服 ） ， 最適用壓力容器 ， 但需試算使用不便 。 偏安全 、 經(jīng)驗豐富 ，ASMEⅧ 1及 GB150采用 。 三 .壓力容器設計基礎知識 3. 失效判據(jù) (準則 )的選擇 失效判據(jù) (準則 )的分類及選擇 ? 爆破失效判據(jù) 因材料屈服強化 ， 內(nèi) 、 外壁材料同時進入塑性仍不會破壞 ， 應力直至材料強度限前均可使用 ， 我國超高壓容器設計采用 。 （最高）工作壓力 正常工況（安全責任界限）容器頂部（最小、唯一）可能（并非必然）出現(xiàn)的最大壓力，由用戶工藝人員提供。 腐蝕裕量 年腐蝕速率 設計壽命，指均勻腐蝕。 三 .壓力容器設計基礎知識 5. 安全系數(shù) 安全系數(shù)的作用 安全性與經(jīng)濟性辯證統(tǒng)一 ， 整部標準規(guī)范的核心 。 ? 設計誤差 。 ? 制造與檢驗的誤差 。 ? 未可知因素 三 .壓力容器設計基礎知識 5. 安全系數(shù) 安全系數(shù)發(fā)展的歷史與趨向 ? 單一走向多元 nb(強度 )、 ns(屈服 )、 nst(設計溫度下屈服 )、 nD(持久 )、 nn(蠕變 )。 ? 從高 到低 ， 下降趨勢 （ 技術(shù)進步 ， 經(jīng)驗積累 ） 。 三 .壓力容器設計基礎知識 5.