壓力容器基礎(chǔ)知識(shí)ppt課件

壓力容器基礎(chǔ)知識(shí) 講座 目錄 一 壓力容器的定義二 壓力容器應(yīng)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(yīng) 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(shè)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體的固定式容器和移動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)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(yīng)用于化學(xué)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(xué)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(jì)60年代開始 核電站的發(fā)展對(duì)反應(yīng)堆壓力容器提出了更高的安全和技術(shù)要求 這進(jìn)一步促進(jìn)了壓力容器的發(fā)展 如 煤轉(zhuǎn)化工業(yè)的發(fā)展 需要單臺(tái)重量達(dá)數(shù)千噸的高溫壓力容器 快中子增殖反應(yīng)堆的應(yīng)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(yīng)用情況 壓力容器在使用中如果發(fā)生爆炸 會(huì)造成災(zāi)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(huì)造成人身傷亡 核電站用反應(yīng)堆壓力容器如發(fā)生事故 就會(huì)使放射性物質(zhì)外逸 造成更為嚴(yán)重的后果 二 壓力容器應(yīng)用情況 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 1 壓力容器的結(jié)構(gòu)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(jìn)出口接管 液位計(jì) 流量計(jì) 測(cè)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(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu) 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(yīng)容器 代號(hào)R 換熱容器 代號(hào)E 分離容器 代號(hào)S 貯存容器 代號(hào)C 其中球罐 代號(hào)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(shè)計(jì)壓力分 1 低壓容器 代號(hào)L 0 1MPa P 1 6MPa 2 中壓容器 代號(hào)M 1 6MPa P 10MPa 3 高壓容器 代號(hào)H 10MPa P 100MPa 4 超高壓容器 代號(hào)U p 100MPa 另外 按使用方式可分為固定式和移動(dòng)式壓力容器 按結(jié)構(gòu)分為可拆結(jié)構(gòu)和不可拆結(jié)構(gòu)容器 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 2 主要參數(shù)1 設(shè)計(jì)壓力 是指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下用以確定容器殼壁計(jì)算壁厚及其元件尺寸壓力 壓力容器的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(yàn)壓力 是指容器在壓力試驗(yàn)時(shí) 容器頂部的壓力 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 5 設(shè)計(jì)溫度 是指容器在正常工作情況下 設(shè)定的元件的金屬溫度 標(biāo)志在銘牌上的設(shè)計(jì)溫度應(yīng)是殼體設(shè)計(jì)溫度的最高值或最低值 6 試驗(yàn)溫度 是指壓力容器在壓力試驗(yàn)時(shí) 殼體的金屬溫度 7 計(jì)算厚度 是指壓力容器各部分元件按公式計(jì)算出的厚度 8 設(shè)計(jì)厚度 是指計(jì)算厚度與腐蝕裕量之和 9 名義厚度 是指設(shè)計(jì)厚度加鋼材負(fù)偏差后向上圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)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(fù)偏差和腐蝕裕量之后的厚度 11 實(shí)測(cè)厚度 是指壓力容器在檢驗(yàn)時(shí) 用測(cè)厚儀所測(cè)出的實(shí)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(zhǎng)度 高度 單位 mm 用符號(hào)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(fù)荷而裝設(shè)在設(shè)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(jì)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(yùn)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(dāng)容器在正常工作壓力下運(yùn)行時(shí) 保持嚴(yán)密不漏 若容器內(nèi)壓力一旦超過規(guī)定 則能自動(dòng)地 迅速地排泄出器內(nèi)的介質(zhì) 使設(shè)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(dòng)泄壓這一主要功能外 還有自動(dòng)報(bào)警的作用 因?yàn)楫?dāng)它啟動(dòng)排放氣體時(shí) 由于介質(zhì)以高速噴出 常常發(fā)出較大的響聲 這就相當(dāng)于發(fā)出了設(shè)備壓力過高的報(bào)警音響訊號(hào) 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(jié)構(gòu)及加載機(jī)構(gòu)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(yàn) 每年至少檢驗(yàn)一次 定期檢驗(yàn)工作包括清洗 研磨 試驗(yàn)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(gè)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(duì)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(jié)構(gòu)緊湊 體積小 動(dòng)作靈敏 對(duì)震動(dòng)不太敏感 可以裝在移動(dòng)式容器上 缺點(diǎn)是閥內(nèi)彈簧受高溫影響時(shí) 彈性有所降低 杠桿式安全閥靠移動(dòng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 調(diào)整方便 比較準(zhǔn)確以及適用較高溫度的優(yōu)點(diǎn) 但杠桿式安全閥結(jié)構(gòu)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(yīng)動(dòng)作快以及不易受介質(zhì)中粘污物的影響等優(yōu)點(diǎn) 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(yùn)行 因此它只是在不宜裝設(shè)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(gè)一端封閉 中間具有一薄弱斷面的厚壁短管 當(dāng)容器的壓力超過規(guī)定時(shí) 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(yīng)裝有保護(hù)裝置 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 壓力表壓力表是測(cè)量壓力容器中介質(zhì)壓力的一種計(jì)量?jī)x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(yīng)與設(shè)備的工作壓力相適應(yīng) 壓力表的量程一般為設(shè)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(yàn)一次 校驗(yàn)后的壓力表應(yīng)加鉛封 并注明下次校驗(yàn)日期或校驗(yàn)有效期 在容器運(yùn)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(yīng)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(jì)液面計(jì)又稱液位計(jì) 是用來測(cè)量容器內(nèi)液面變化情況的一種計(jì)量?jī)x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(jì) 鋼帶液位計(jì) 浮筒液位計(jì) 磁翻板液位計(jì) 超聲波液位計(jì) 磁致伸縮液位計(jì) 雷達(dá)液位計(jì) 電容液位計(jì) 玻璃板液位計(jì) 玻璃管液位計(jì) 吹氣液位計(jì) 差壓液位計(jì) 激光液位計(jì)和 射線料位計(jì)等 用得最多的是差壓液位計(jì)和浮筒液位計(jì) 三 壓力容器的形式及主要參數(shù) 磁翻板式液位計(jì) 磁翻板式液位計(jì)原理 浮筒式液位計(jì)原理 四 壓力容器分類 國(guó)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 質(zhì)技監(jiān)局發(fā) 1999 154號(hào) 以下簡(jiǎn)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(jié)構(gòu)特性 材料和對(duì)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(yīng)容器和低壓儲(chǔ)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(chǔ)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(yīng)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(qiáng)度級(jí)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 9 移動(dòng)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 10 球形儲(chǔ)罐 容積大于等于50m3 11 低溫液體儲(chǔ)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(shè)計(jì)壓力 1 0MPa 設(shè)計(jì)溫度0 350 用于制造殼體時(shí) 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(hào)優(yōu)質(zhì)鋼相同 含硫量較Q235 A鋼低 具有較高的強(qiáng)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(yīng)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(xiǎn)性大的生產(chǎn)設(shè)備 為了確保壓力容器安全運(yùn)行 2003年3月11日朱镕基簽署國(guó)務(wù)院第373號(hào)令公布 并頒發(fā)的 特種設(shè)備安全監(jiān)察條例 以下簡(jiǎn)稱 條例 于2003年6月1日起施行 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 以下簡(jiǎn)稱 容規(guī) 條例 和 容規(guī) 都是強(qiáng)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(shè)計(jì) 制造 安裝 使用 檢驗(yàn) 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(shè)計(jì)壓力容器的設(shè)計(jì)單位應(yīng)當(dāng)經(jīng)國(guó)務(wù)院特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門許可 方可從事壓力容器的設(shè)計(jì)活動(dòng) 設(shè)計(jì)文件應(yīng)當(dāng)經(jīng)國(guó)務(wù)院特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門核準(zhǔn)的檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)鑒定 方可用于制造 壓力容器的設(shè)計(jì)單位應(yīng)當(dāng)具備下列條件 有與壓力容器設(shè)計(jì)相適應(yīng)的設(shè)計(jì)人員 設(shè)計(jì)審核人員 有與壓力容器設(shè)計(jì)相適應(yīng)的健全的管理制度和責(zé)任制度 壓力容器設(shè)計(jì)資格許可與監(jiān)督管理規(guī)則 特種設(shè)備設(shè)計(jì)許可證 壓力容器 類別的劃分 一 A級(jí) 1 A1級(jí) 注1 系指超高壓容器 高壓容器 2 A2級(jí)系指第三類低 中壓容器 3 A3級(jí)系指球形儲(chǔ)罐 4 A4級(jí)系指非金屬壓力容器 二 C級(jí) 1 C1級(jí)系指鐵路罐車 2 C2級(jí) 注2 系指汽車罐車或長(zhǎng)管拖車 3 C3級(jí)系指罐式集裝箱 三 D級(jí) 1 D1級(jí)系指第一類壓力容器 2 D2級(jí)系指第二類低 中壓容器 四 SAD級(jí) 系指壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì) 注1 當(dāng)只具備其中一項(xiàng)資格時(shí) 應(yīng)當(dāng)注明超高壓容器或高壓容器 注2 當(dāng)只具備其中一項(xiàng)資格時(shí) 應(yīng)當(dāng)注明汽車罐車或長(zhǎng)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(bǔ)償器 安全保護(hù)裝置等 以下簡(jiǎn)稱壓力管道元件 的制造單位 應(yīng)當(dāng)經(jīng)國(guó)務(wù)院特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門許可 方可從事相應(yīng)的活動(dòng) 六 壓力容器管理法規(guī) 壓力容器的制造 安裝 改造單位應(yīng)當(dāng)具備下列條件 有與壓力容器制造 安裝 改造相適應(yīng)的專業(yè)技術(shù)人員和技術(shù)工人 有與壓力容器制造 安裝 改造相適應(yīng)的生產(chǎn)條件和檢測(cè)手段 有健全的質(zhì)量管理制度和責(zé)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(chǎng)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(guó)壓力容器制造資質(zhì)級(jí)別說明 六 壓力容器管理法規(guī) 容器制成后必須進(jìn)行壓力試驗(yàn) 壓力試驗(yàn)是指耐壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn) 耐壓試驗(yàn)包括液壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn) 除設(shè)計(jì)圖樣要求用氣體代替液體進(jìn)行耐壓試驗(yàn)外 不得采用氣壓試驗(yàn) 進(jìn)行氣壓試驗(yàn)前 要全面復(fù)查有關(guān)技術(shù)文件 要有可靠的安全措施 并經(jīng)制造安裝單位技術(shù)負(fù)責(zé)人和安全部門檢查 批準(zhǔn)后方可進(jìn)行 需要進(jìn)行氣密性試驗(yàn)的容器 要在液壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行 六 壓力容器管理法規(guī) 液壓試驗(yàn)時(shí) 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(shí) 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(shè)計(jì)壓力至少保持30min 氣壓試驗(yàn)時(shí) 首先緩慢升壓至規(guī)定試驗(yàn)壓力的10 保持10min 然后對(duì)所有焊縫和連接部位進(jìn)行初次檢查 合格后繼續(xù)升壓到規(guī)定試驗(yàn)壓力的50 其后按每級(jí)為規(guī)定試驗(yàn)壓力的10 的級(jí)差升壓到試驗(yàn)壓力 保持10 30min 然后再降到設(shè)計(jì)壓力至少保持30min 同時(shí)進(jìn)行檢查 要注意氣壓試驗(yàn)時(shí)所用氣體應(yīng)為干燥的空氣或氮?dú)?氣體溫度不低于15 壓力試驗(yàn)要嚴(yán)格按照試驗(yàn)的安全規(guī)定進(jìn)行 防止試驗(yàn)中發(fā)生事故 六 壓力容器管理法規(guī) 液壓試驗(yàn)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(yàn)過程中無異常響聲 壓力容器出廠時(shí) 制造單位必須按照 容規(guī) 的規(guī)定向訂貸單位提供有關(guān)技術(shù)資料 六 壓力容器管理法規(guī) 三 壓力容器的定期檢驗(yàn)壓力容器的定期檢驗(yàn)是指在容器使用的過程中 每隔一定期限采用各種適當(dāng)而有效的方法 對(duì)容器的各個(gè)承壓部件和安全裝置進(jìn)行檢查和必要的試驗(yàn) 通過檢驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)容器存在的缺陷 采取措施 以防壓力容器在運(yùn)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(yàn)工作的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和檢驗(yàn)人員 必須嚴(yán)格按照核準(zhǔn)的