壓力容器的基本知識

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2、 48779份資料1.2壓壓力容器器基本知知識1.2.1 概述1.2.1.11 壓壓力容器器的定義義及用途途從廣義上上說，凡凡承受流流體介質(zhì)質(zhì)壓力的的密閉殼殼體都可可稱作壓壓力容器器。按GB1150-19998鋼鋼制壓力力容器的的規(guī)定，設設計壓力力低于00.1MMPa的的容器屬屬于常壓壓容器，而而設計壓壓力高于于0.11MPaa的容器器屬于壓壓力容器器。從安全角角度看，單單純以壓壓力高低低定義壓壓力容器器不夠全全面，因因為壓力力不是表表征安全全性能的的唯一指指標。在在相同壓壓力下，容容器的容容積越大大，其積積蓄的能能量就越越多，一一旦發(fā)生生破裂造造成的損損失和危危害也就就越大。此此外，容容器內(nèi)

3、的的介質(zhì)特特性對安安全的影影響也很很大，氣氣體的危危害程度度大于液液體，尤尤其易燃燃易爆的的氣體或或液化氣氣體，如如果容器器發(fā)生事事故，除除了爆炸炸造成的的損失外外，由于于介質(zhì)泄泄漏或擴擴散而引引起的化化學爆炸炸、起火火燃燒、中中毒污染染，導致致的后果果極其嚴嚴重。因因此，壓壓力、容容積、介介質(zhì)特性性是與安安全相關(guān)關(guān)的三個個重要參參數(shù)。壓力容容器安全全技術(shù)監(jiān)監(jiān)察規(guī)程程從安安全管理理角度出出發(fā)，將將同時具具備下列列三個條條件的容容器稱為為壓力容容器：l.最高高工作壓壓力（PPw）大于于等于00.1MMPa（不不含液體體靜壓力力）；2.內(nèi)直直徑（非非圓形截截面指其其最大尺尺寸）大大干等于于0.11

4、5m，且且容積（V）大于等于0.025m3；3.盛裝裝介質(zhì)為為氣體、液液化氣體體或最高高工作溫溫度高于于等于標標準沸點點的液體體。特種設設備安全全監(jiān)察條條例附附則中規(guī)規(guī)定，壓壓力容器器的含義義是：盛盛裝氣體體或液體體，承載載一定壓壓力的密密閉設備備，其范范圍規(guī)定定為最高高工作壓壓力（PPw）大于于或等于于0.11MPaa（表壓壓），且且壓力與與容積的的乘積大大于或等等于2.5MPPaL的氣體體或液化化氣體和和最高工工作溫度度高于或或等于標標準沸點點的液體體的固定定式容器器和移動動式容器器；盛裝裝公稱工工作壓力力大于或或等于00.2MMPa（表表壓），且且壓力與與容積的的乘積大大于或等等于1.0

5、MPPaL的氣體體、液化化氣體和和標準沸沸點等于于或低于于60的液體體的氣瓶瓶；醫(yī)用用氧艙等等。可以認為為這個規(guī)規(guī)定是對對壓力容容器作出出的最權(quán)權(quán)威的定定義，只只要符合合上述規(guī)規(guī)定的容容器即為為壓力容容器，其其設計、制制造、安安裝、使使用、檢檢驗、修修理和管管理都必必須接受受安全監(jiān)監(jiān)察。壓力容器器是工業(yè)業(yè)生產(chǎn)中中的常用用設備，它它廣泛地地用于石石油、化化工、動動力、食食品等行行業(yè)中，尤尤其是石石油化工工，許多多化學反反應過程程都需要要在有壓壓力的條條件下才才能進行行，或者者要用增增高壓力力的方法法來加快快反應速速度，如如用乙烯烯和水（高高壓過熱熱蒸汽）制制造乙醇醇（酒精精），就就需要在在7.0

6、0MPaa下進行行；用氮氮和氫合合成氨則則要在332.MMPa下下才能較較好地反反應。這這樣，不不但反應應器本身身是壓力力容器，而而且必須須經(jīng)過的的精制、加加熱或冷冷卻等工工藝過程程中所使使用的所所有的設設備也都都是壓力力容器。在人們的的日常生生活中也也離不開開壓力容容器，如如壓縮空空氣是一一種使用用得最為為普遍的的動力源源。它可可以帶動動氣錘、風風鎬或其其他風動動工具進進行加工工、礦山山開采等等。壓縮縮空氣來來源于空空氣壓縮縮機，而而空氣壓壓縮機的的輔助設設備如氣氣體冷卻卻器、油油水分離離器、儲儲氣罐等等都是壓壓力容器器。壓力容器器發(fā)生事事故時不不僅使容容器本身身遭到破破壞，往往往還會會誘發(fā)

7、一一連串惡惡性事故故，給國國民經(jīng)濟濟造成重重大損失失。如119799年122月吉林林煤氣公公司液化化石油氣氣球罐的的爆炸，引引起燃燒燒，并使使附近的的三個同同樣的球球罐和550000只氣瓶瓶爆炸，約約6000噸液化化石油氣氣流出燃燃燒，大大火持續(xù)續(xù)燃燒220小時時，死傷傷近百人人，直接接經(jīng)濟損損失達5500余余萬元。又又如某電電化廠一一個盛裝裝液氯介介質(zhì)的容容器發(fā)生生爆炸后后，約有有4噸的的液氯介介質(zhì)外流流，造成成大面積積的毒害害區(qū)，中中毒范圍圍波及77.355平方公公里。壓力容器器的潛在在的危險險性，還還表現(xiàn)在在其使用用條件比比較苛刻刻：它要要承受大大小不同同的壓力力載荷（有有時還是是脈動的

8、的）和其其他附加加載荷（如如重力、地地震、風風載等）；容器內(nèi)內(nèi)的壓力力還會因因操作失失誤或反反應異常常而升高高，往往往在尚未未被發(fā)現(xiàn)現(xiàn)的情況況下容器器即被破破壞；不不少壓力力容器工工作時不不僅承受受較高的的壓力，同同時還經(jīng)經(jīng)常處于于高溫或或低溫狀狀態(tài)。此此外內(nèi)部部介質(zhì)的的特性對對容器的的運行安安全和使使用壽命命影響較較大，尤尤其是化化工容器器，其介介質(zhì)常常常具有強強烈的腐腐蝕性（氫氫腐蝕、硫硫化氫腐腐蝕、各各種濃度度的酸、堿堿、鹽腐腐蝕等）。要要保證容容器長期期安全運運行，就就必須在在設計、選選材、制制造、檢檢驗和使使用管理理上嚴格格要求，所所以世界界上許多多國家都都設置了了專門機機構(gòu)，負負責

9、壓力力容器的的安全監(jiān)監(jiān)督工作作。1.2.1.22 壓壓力容器器的主要要工藝參參數(shù)壓力容器器的工藝藝參數(shù)是是進行壓壓力容器器強度計計算和結(jié)結(jié)構(gòu)設計計的主要要依據(jù)。工工藝參數(shù)數(shù)是由生生產(chǎn)的工工藝要求求確定的的。影響響壓力容容器設計計的主要要工藝參參數(shù)有壓壓力、溫溫度、直直徑等。1.壓力力容器的的壓力參參數(shù)壓力容器器的壓力力參數(shù)有有工作壓壓力（操操作壓力力）、最最高工作作壓力和和設計壓壓力。工工作壓力力（操作作壓力）是是指壓力力容器在在正常的的操作條條件下，壓壓力容器器所承受受的內(nèi)（外外）部表表壓力。工工作壓力力是由生生產(chǎn)工藝藝的要求求決定的的。最高工作作壓力 對于于承受內(nèi)內(nèi)壓的壓壓力容器器，其最最

10、高工作作壓力是是指在正正常使用用過程中中，容器器頂部可可能出現(xiàn)現(xiàn)的最高高壓力；對于承承受外壓壓的壓力力容器，其其最高工工作壓力力是指在在正常使使用過程程中，容容器可能能出現(xiàn)的的最高壓壓力差值值；對于于夾套容容器，其其最高工工作壓力力是指在在正常使使用過程程中，夾夾套頂部部可能出出現(xiàn)的最最高壓力力差值。一一般用來來表示。設計壓力力 是是指在相相應設計計條件下下用以確確定壓力力容器殼殼體壁厚厚及其元元件尺寸寸的壓力力，用PP來表示示。在正正常的情情況下，設設計壓力力應等于于或略高高于最高高工作壓壓力。公稱壓力力 為為了提高高制造質(zhì)質(zhì)量，并并降低制制造費用用，增加加零部件件的互換換性，使使容器及及其

11、零部部件的制制造趨于于標準化化，把標標準化后后的壓力力數(shù)值稱稱為公稱稱壓力，容容器設計計時應盡盡量采用用標準的的公稱壓壓力系列列參數(shù)。容容器的公公稱壓力力是指容容器在規(guī)規(guī)定溫度度下的最最大操作作壓力。用用符號PPg來表示示。2.壓力力容器的的溫度參參數(shù)壓力容器器的溫度度參數(shù)有有工作溫溫度（操操作溫度度）、設設計溫度度。工作溫度度（操作作溫度） 是指指容器在在操作過過程中，在在工作壓壓力（操操作壓力力）下殼殼體可能能達到的的最高或或最低溫溫度。設計溫度度 是是指容器器在操作作過程中中，在相相應的設設計壓力力下殼體體或元件件可能達達到的最最高或最最低溫度度。3.直徑徑一般所說說的容器器直徑系系指其

12、內(nèi)內(nèi)徑，單單位多用用mm表表示出于標準準化的需需要，把把容器的的直徑按按尺寸大大小排成成一定數(shù)數(shù)目的系系列，該該系列中中的各尺尺寸稱為為容器的的公稱直直徑，用用符號DDg來表示示。在確確定容器器直徑時時應選取取與之相相近的公公稱直徑徑，以利利于封頭頭、法蘭蘭等零部部件的標標準化。1.2.1.33 壓壓力容器器的分類類壓力容器器的使用用極其普普遍，型型式也很很多，根根據(jù)不同同的要求求，壓力力容器的的分類方方法可以以有很多多種，例例如：按按容器的的壁厚可可分為：薄壁容容器和厚厚壁容器器。一般般認為當當容器的的殼體厚厚度大于于容器內(nèi)內(nèi)直徑的的1110時為為厚壁容容器，小小于或等等于至11200時屬于

13、于薄壁容容器；按按容器的的承受壓壓力方式式可分為為：內(nèi)壓壓容器和和外壓容容器。當當容器內(nèi)內(nèi)部承受受壓力時時稱內(nèi)壓壓容器，當當容器外外部承受受壓力時時稱外壓壓容器，如如夾套容容器、真真空容器器等；按按容器的的工作溫溫度可分分為：高高溫容器器、常溫溫容器、低低溫容器器。一般般情況下下，當壓壓力容器器的工作作溫度小小于等于于20時稱為為低溫容容器；當當壓力容容器的工工作溫度度大于等等于金屬屬材料的的蠕變開開始溫度度時稱為為高溫容容器；按按容器殼殼體的幾幾何形狀狀可分為為：球形形容器、圓圓筒形容容器、圓圓錐形容容器。從安全的的角度出出發(fā)目前前廣泛采采用的比比較重要要的分類類方法有有兩種：1.按壓壓力容

14、器器的安全全重要程程度分類類。壓力容容器安全全技術(shù)監(jiān)監(jiān)察規(guī)程程根據(jù)據(jù)容器在在使用中中的重要要作用、設設計壓力力以及介介質(zhì)的危危害性程程度，從從高到低低將壓力力容器依依次分為為第三類類壓力容容器、第第二類壓壓力容器器以及第第一類壓壓力容器器：（1）第第三類壓壓力容器器 下下列情況況之一的的容器：1）高壓壓容器；2）中壓壓容器（僅僅限毒性性程度為為極度和和高度危危害介質(zhì)質(zhì)）；3）中壓壓儲存容容器（僅僅限易燃燃或毒性性程度為為中度危危害介質(zhì)質(zhì)，且PPV乘積積大于等等于100MPaam3）；4）中壓壓反應容容器（僅僅限易燃燃或毒性性程度為為中度危危害介質(zhì)質(zhì)，且PPV乘積積大于等等于0.5MPPam3）

15、；5）低壓壓容器（僅僅限毒性性程度為為極度和和高度危危害介質(zhì)質(zhì)，且PPV乘積積大于等等于0.2MPPam3）；6）高壓壓、中壓壓管殼式式余熱鍋鍋爐；7）中壓壓搪玻璃璃壓力容容器；8）使用用強度級級別較高高（指相相應標準準中抗拉拉強度規(guī)規(guī)定值下下限大于于等于5540MMPa）的的材料制制造的壓壓力容器器；9）移動動式壓力力容器，它它包括鐵鐵路罐車車（介質(zhì)質(zhì)為液化化氣體、低低溫液體體）、罐罐式汽車車（液化化氣體運運輸車、低低溫液體體運輸車車、永久久氣體運運輸車）和和罐式集集裝箱（介介質(zhì)為液液化氣體體、低溫溫液體）等等；10）球球形容器器（容積積大于等等于500m3）；11）低低溫液體體儲存容容器（

16、容容積大于于5m3）。（2）第第二類壓壓力容器器 下下列情況況之一的的容器（除除了已被被規(guī)定為為第三類類壓力容容器的以以外）：1）中壓壓容器；2）低壓壓容器（僅僅限毒性性程度為為極度和和高度危危害介質(zhì)質(zhì)）；3）低壓壓儲存容容器和低低壓反應應容器（僅僅限易燃燃或毒性性程度為為中度危危害介質(zhì)質(zhì)）；4）低壓壓管殼式式余熱鍋鍋爐；5）低壓壓搪玻璃璃壓力容容器。（3）第第一類壓壓力容器器介質(zhì)為無無毒、非非易燃低低壓容器器和易燃燃或毒性性程度為為中度危危害介質(zhì)質(zhì)的低壓壓換熱容容器、分分離容器器為第一一類壓力力容器。由于壓力力容器品品種規(guī)格格極其復復雜繁多多，按壓壓力容器器安全技技術(shù)監(jiān)察察規(guī)程劃劃分第三三類

17、壓力力容器、第第二類壓壓力容器器以及第第一類壓壓力容器器的具體體規(guī)定也也較多，為為便于對對照查找找，現(xiàn)將將壓力容容器分類類歸納成成表，見見附錄CC。按照壓壓力容器器安全技技術(shù)監(jiān)察察規(guī)程的的規(guī)定分分類，壓壓力容器器的類別別和介質(zhì)質(zhì)有很大大的關(guān)系系，因此此確定介介質(zhì)毒性性程度和和爆炸程程度是一一個重要要的方面面。壓壓力容器器安全技技術(shù)監(jiān)察察規(guī)程中中規(guī)定：壓力容容器中化化學介質(zhì)質(zhì)毒性危危害和易易燃介質(zhì)質(zhì)的劃分分參照HHG2006600壓力力容器中中化學介介質(zhì)毒性性危害和和爆炸危危險程度度分類的的規(guī)定，無無規(guī)定時時，按下下述原則則確定毒毒性程度度： 極度危危害（II級） 最高高容許濃濃度00.1mmg

18、mm3 高度危危害（級） 最高容容許濃度度0.1111.0mmgmm3 中度危危害（級） 最高容容許濃度度1.00110mggm33 輕度危危害（級） 最高容容許濃度度10mmgmm3當壓力容容器的介介質(zhì)為混混合物質(zhì)質(zhì)時，應應以介質(zhì)質(zhì)的組分分并根據(jù)據(jù)毒性或或易燃介介質(zhì)的劃劃分原則則，由設設計單位位的工藝藝設計或或使用單單位的生生產(chǎn)技術(shù)術(shù)部門提提供介質(zhì)質(zhì)毒性程程度或者者是否屬屬于易燃燃介質(zhì)的的依據(jù)，無無法提供供依據(jù)時時，按毒毒性危害害程度或或爆炸危危險程度度最高的的介質(zhì)確確定。2.根據(jù)據(jù)使用情情況分類類。按使用情情況不同同，壓力力容器可可分為固固定式容容器和移移動式容容器兩大大類。我我國對這這兩

19、類容容器分別別制訂了了不同的的規(guī)程或或技術(shù)規(guī)規(guī)范。例例如對移移動式容容器中的的氣瓶制制訂了氣氣瓶安全全監(jiān)察規(guī)規(guī)程，對對鐵路罐罐車和汽汽車罐車車分別制制訂了“管理規(guī)規(guī)定”。（1）固固定式容容器固定式容容器的特特點是：具有固固定的安安裝和使使用地點點，工藝藝操作條條件和操操作人員員都比較較固定。它它可以按按用途和和工作壓壓力進一一步分類類。1）按用用途分類類：根據(jù)據(jù)容器在在生產(chǎn)工工藝過程程中所起起的主要要作用不不同，可可以歸納納為四大大類，即即反應容容器、儲儲存容器器、換熱熱容器和和分離容容器。a.反應應容器：主要用用來完成成介質(zhì)化化學反應應的設備備，如反反應器、聚聚合釜、變變換爐和和氨合成成塔等

20、?？伎紤]到反反應容器器的操作作條件復復雜，壓壓力不易易控制，發(fā)發(fā)生爆破破的危險險性大，因因而對其其設計、制制造、使使用等方方面提出出嚴格的的要求。b.儲存存容器：主要用用以儲備備工作介介質(zhì)，以以保持工工藝操作作壓力穩(wěn)穩(wěn)定，保保證生產(chǎn)產(chǎn)的連續(xù)續(xù)進行。介介質(zhì)在容容器內(nèi)一一般不發(fā)發(fā)生化學學或物理理的變化化。常見見的壓縮縮氣體或或液化氣氣體儲罐罐、壓力力緩沖器器都屬于于這一類類。大型型的儲存存容器多多做成球球形容器器，小型型的儲存存容器常常為臥式式圓筒形形容器。這類容器器的操作作條件沒沒有反應應容器復復雜，但但是由于于容積比比較大，儲儲存的介介質(zhì)多，即即使在操操作壓力力比較低低的情況況下，其其爆炸的的

21、潛在的的能量也也是很大大的，因因而對這這類容器器也提出出了比較較嚴格的的要求。c.換熱熱容器：主要用用來使介介質(zhì)在容容器內(nèi)實實現(xiàn)熱交交換，以以達到生生產(chǎn)工藝藝過程中中所需要要的將介介質(zhì)加熱熱或冷卻卻的目的的。如熱熱交換器器、冷卻卻器、蒸蒸發(fā)器、廢廢熱鍋爐爐等。換熱容器器的型式式很多，就就傳熱方方式來分分，可以以有蓄熱熱式、直直接式、間間接式三三種，現(xiàn)現(xiàn)在常用用的是直直接式和和間接式式兩種，前前者將高高溫介質(zhì)質(zhì)直接傳傳給低溫溫介質(zhì)，使使介質(zhì)被被加熱或或冷卻。這這種情況況只適用用于兩種種介質(zhì)可可以互相相混合的的場合。如如蒸煮鍋鍋、消毒毒器、水水洗塔等等。后者者是通過過換熱元元件來進進行的，常常見的

22、有有蛇管式式、列管管式、排排管淋灑灑式等。d.分離離容器：分離容容器的主主要作用用是讓介介質(zhì)通過過容器時時，利用用降低流流速、改改變流動動方向或或用其它它物料吸吸收等方方法來分分離氣體體中的混混合物，以以達到凈凈化氣體體或提取取回收雜雜質(zhì)中的的有用物物料的目目的。在在分離容容器中主主要介質(zhì)質(zhì)不發(fā)生生化學反反應，壓壓力都是是來自器器外，如如分離塔塔、凈化化器、回回收塔、洗洗滌塔、吸吸收塔等等。2）按壓壓力來分分類：壓壓力是壓壓力容器器最主要要的一個個參數(shù)，壓壓力越高高，爆炸炸的能量量越大。為為了便于于對壓力力容器進進行分級級管理和和安全監(jiān)監(jiān)督，我我國壓壓力容器器安全技技術(shù)監(jiān)察察規(guī)程將將容器的的設

23、計壓壓力分為為四個壓壓力級另另別，即即 低壓容容器 （代代號L）： 0.11MPaaP11.6MMPa 中壓容容器 （代代號M）： 1.66MPaaP110MPPa 高壓容容器 （代代號H）： 10MMPaP1100MMPa 超高壓壓容器 （代代號U）： 1000MPaaP110000MPaa（2）移移動式容容器移動式容容器是一一種盛裝裝容器。它它的主要要用途是是裝運氣氣體，容容器在氣氣體制造造廠充裝裝氣體，然然后運送送到使用用單位。這這類容器器沒有固固定的地地點，一一般也沒沒有專責責的操作作人員，使使用環(huán)境境經(jīng)常變變遷，管管理比較較復雜，因因而也比比較容易易發(fā)生事事故。移移動式容容器按其其容

24、積的的大小及及結(jié)構(gòu)形形狀分為為氣瓶、罐罐車。氣瓶外形形如瓶，頭頭部裝有有各種閥閥門，底底部焊有有底座，按按所盛裝裝氣體的的特性分分為壓縮縮氣體氣氣瓶（如如氧、氫氫、氮、氦氦等）、液液化氣體體氣瓶（如如二氧化化碳、乙乙烯、氟氟里昂、液液氨、液液氯等）和和溶解氣氣體氣瓶瓶（如乙乙炔）。罐車是固固定安裝裝在流動動的車架架上的一一種臥式式貯罐。它它的容積積較大，常常達數(shù)十十立方米米，罐是是專門為為運輸液液化氣體體用的。由由于它的的直徑較較大，一一般不宜宜承受高高壓，所所以它所所充裝的的都是低低壓液化化氣體。包包括鐵路路罐車（介介質(zhì)為液液化氣體體、低溫溫氣體）、汽汽車罐車車（如低低溫液體體運輸車車、液化

25、化石油氣氣罐車和和液氨罐罐車）和和罐式集集裝箱（介介質(zhì)為液液化氣體體、低溫溫液體）等等。1.2.1.44 我我國的壓壓力容器器法規(guī)和和標準我國的壓壓力容器器規(guī)范和和標準是是一種開開放性的的標準體體系，它它是由法法規(guī)、基基礎標準準、相關(guān)關(guān)標準、附附屬標準準及產(chǎn)品品標準五五大部分分組成。如如圖2-11列出了了壓力容容器的法法規(guī)標準準體系關(guān)關(guān)系圖。1.固固定式壓壓力容器器安全技技術(shù)監(jiān)察察規(guī)程與與GBll50鋼鋼制壓力力容器標標準的關(guān)關(guān)系法 規(guī)特種設備安全監(jiān)察條例壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程基 礎 標 準GB150鋼制壓力容器等相 關(guān) 標 準材料標準材料檢驗法標準材料試驗法標準附 屬 標 準零部件標準工藝

26、方法標準產(chǎn)品檢驗標準產(chǎn) 品 標 準型式參數(shù)標準專用產(chǎn)品標準壓力容容器安全全技術(shù)監(jiān)監(jiān)察規(guī)程程是壓壓力容器器的基本本法規(guī)。它它以安全全為基本本出發(fā)點點對壓力力容器的的設計、制制造、安安裝、檢檢驗、使使用和維維修提出出了最基基本的要要求。其其權(quán)威性性高于GGBl550鋼鋼制壓力力容器標標準和其其他任何何標準、規(guī)規(guī)章規(guī)定定，壓壓力容器器安全技技術(shù)監(jiān)察察規(guī)程第第5條規(guī)規(guī)定“本規(guī)程程是壓力力容器質(zhì)質(zhì)量監(jiān)督督和安全全監(jiān)察的的基本要要求，有有關(guān)壓力力容器的的技術(shù)標標準、部部門規(guī)章章、企事事業(yè)單位位規(guī)定等等，如果果與本規(guī)規(guī)程相抵抵觸時，應應以本規(guī)規(guī)程為準準”。所以以各種標標準、規(guī)規(guī)章、規(guī)規(guī)定的具具體內(nèi)容容和要求

27、求，應等等于或嚴嚴于容容規(guī)。圖2-11 壓壓力容器器的標準準體系關(guān)關(guān)系2.GBB1500鋼制制壓力容容器基基礎標準準與相關(guān)關(guān)標準、附附屬標準準、產(chǎn)品品標準的的關(guān)系GBl550鋼鋼制壓力力容器是是基礎標標準，是是壓力容容器標準準體系中中的核心心，它以以大多數(shù)數(shù)壓力容容器為對對象，著著重解決決共性的的問題。它它引用了了很多相相關(guān)標準準和附屬屬標準、產(chǎn)產(chǎn)品標準準，這些些標準都都是為基基礎標準準服務或或由它派派生出來來的。通通俗地說說，這些些被引用用標準是是GBll50鋼鋼制壓力力容器的的子標準準。相關(guān)標準準包括材材料標準準、材料料試驗法法標準和和材料檢檢驗法標標準。例例如GDD66554壓壓力容器器

28、用碳鋼鋼及低合合金鋼技技術(shù)條件件只是是壓力容容器用鋼鋼應符合合的條件件即常說說的材料料的驗收收標準，但但不是符符合驗收收標準的的所有材材料都能能用于壓壓力容器器。盛裝裝不同的的介質(zhì)、在在不同工工況條件件下的壓壓力容器器對材料料的要求求不盡相相同，因因此GBBl500鋼制制壓力容容器規(guī)規(guī)定了不不同的材材料的使使用范圍圍以及不不同工況況條件下下的壓力力容器對對材料的的附加要要求，這這就是常常說的材材料使用用標準。如如GBll50鋼鋼制壓力力容器規(guī)規(guī)定了設設計溫度度小于10大于20時，厚厚度大于于20mmm的116MnnR應進進行設計計溫度下下的低溫溫沖擊。附屬標準準包括零零部件標標準（封封頭、法法

29、蘭、人人孔及支支座等）、工工藝方法法標準和和產(chǎn)品檢檢驗標準準，它是是為基礎礎標準服服務的，離離開了基基礎標準準和專門門的產(chǎn)品品標準往往往無法法獨立應應用。例例JB447300壓力力容器無無損檢測測規(guī)定定了射線線、超聲聲波、磁磁粉、滲滲透等無無損檢測測的方法法以及如如何評級級，但檢檢測對象象的合格格級別則則需要由由GBll50鋼鋼制壓力力容器等等基礎標標準來回回答。如如GBll50鋼鋼制壓力力容器規(guī)規(guī)定當壓壓力容器器進行1100射線檢檢測時，底底片評定定的合格格級別是是級。圖1-2 立式壓力容器產(chǎn)品標準準包括型型式參數(shù)數(shù)標準和和專用產(chǎn)產(chǎn)品標準準。其中中型式參參數(shù)標準準是出于于產(chǎn)品規(guī)規(guī)格尺寸寸及結(jié)

30、構(gòu)構(gòu)型式的的系列化化、標準準化需要要而制定定的，以以便于在在實際工工作中選選用，從從而大大大減少工工作量。而而專用產(chǎn)產(chǎn)品標準準是在基基礎標準準上，針針對不同同材質(zhì)（如如鋁容器器）、不不同外形形和結(jié)構(gòu)構(gòu)特點（如如球形容容器、換換熱容器器）的壓壓力容器器而提出出的專用用技術(shù)要要求。1.2.2 壓力容容器的典典型結(jié)構(gòu)構(gòu)和特點點壓力容器器的類型型類別雖雖然很多多，但是是它的基基本構(gòu)成成都可以以分解為為筒體、端端蓋（封封頭）、法法蘭、開開孔與接接管、支支座等幾幾種元件件。本節(jié)節(jié)單介紹紹常見壓壓力容器器結(jié)構(gòu)型型式。1.2.2.11 低低、中壓壓壓力容容器的簡簡體結(jié)構(gòu)構(gòu)圖1-3 臥式壓力容器石油、化化工生產(chǎn)

31、產(chǎn)中大量量采用的的低、中中壓容器器，一般般屬于薄薄壁容器器（DoDi1.22；Do指容器器的外徑徑，Di指容器器的內(nèi)徑徑），它它的外形形結(jié)構(gòu)形形式大都都是球形形和圓筒筒形，在在個別情情況下才才使用矩矩形、串串接球形形、橢圓圓形、扁扁圓形等等特殊形形狀的容容器。1.圓筒筒形的筒筒體結(jié)構(gòu)構(gòu)形式圓筒形筒筒體是低低、中壓壓容器的的最常見見的筒體體結(jié)構(gòu)，該該容器便便于在內(nèi)內(nèi)部裝設設工藝附附件并便便于工作作介質(zhì)在在內(nèi)部相相互作用用，因此此被廣泛泛用作反反應、換換熱和分分離容器器。圖22-2和和圖2-33為常見見的立式式和臥式式壓力容容器的典典型結(jié)構(gòu)構(gòu)。圓筒形筒筒體除了了在直徑徑較小的的情況下下可以直直接采

32、用用無縫鋼鋼管外，一一般都是是用焊接接結(jié)構(gòu)，即即用鋼板板先制成成圓筒形形后進行行焊接。小小直徑的的圓筒體體可采用用一條縱縱焊縫，而而大直徑徑的圓筒筒體因受受鋼板寬寬度尺寸寸的限制制，需采采用二條條以上的的縱焊縫縫。同樣樣，長度度較短的的圓筒體體只有與與封頭相相組焊的的兩條環(huán)環(huán)焊縫，長長的圓筒筒體則有有很多條條環(huán)焊縫縫。圖1-4 常見的球形儲罐結(jié)構(gòu)型式2.球形形容器體積較大大的壓力力容器一一般制成成球形容容器，因因為它的的直徑比比較大，所所以球形形容器大大多是由由許多塊塊按一定定的尺寸寸壓制成成形的球球面板組組焊而成成，其制制造、安安裝有一一定難度度，特別別是由于于它的焊焊縫長，焊焊接工作作量大

33、，焊焊接質(zhì)量量和無損損檢測要要求也較較高。球球形容器器一般只只用作貯貯存容器器。鋼鋼制球形形儲罐中中規(guī)定了了三種結(jié)結(jié)構(gòu)型式式，如圖圖2-44所示。4.2.2 高壓容容器的筒筒體結(jié)構(gòu)構(gòu)由于承受受的壓力力較高，高高壓容器器的筒體體一般都都比較厚厚，在高高壓容器器設計時時，必須須綜合考考慮其特特點，選選擇合適適的結(jié)構(gòu)構(gòu)。（圖圖2-55）圖2-55 高高壓容器器的典型型結(jié)構(gòu)高壓容器器的筒體體結(jié)構(gòu)型型式可分分為整體體式和組組合式兩兩大類，整整體式的的筒體結(jié)結(jié)構(gòu)有單單層鍛造造和整體體鍛造，組組合式有有多層包包扎式、螺螺旋包扎扎式、熱熱套式和和繞制式式等。其其中多層層包扎式式、熱套套式是目目前使用用最廣泛泛

34、、制造造和使用用經(jīng)驗最最為成熟熟的簡體體結(jié)構(gòu)型型式，本本節(jié)主要要介紹這這兩種結(jié)結(jié)構(gòu)。1.多層層包扎式式筒體結(jié)結(jié)構(gòu)圖1-6 多層包扎式筒體這種結(jié)構(gòu)構(gòu)型式的的筒體是是由數(shù)層層緊密貼貼合的薄薄鋼板構(gòu)構(gòu)成，分分為內(nèi)筒筒與層板板兩部分分，如圖圖2-66。內(nèi)筒筒一般都都由厚度度為155200mm的的優(yōu)質(zhì)鋼鋼板卷焊焊而成，層層板則是是由68mmm的薄鋼鋼板先預預彎成半半圓形或或瓦片形形用鋼絲絲繩（或或鋼帶）扎扎緊并點點焊固定定在內(nèi)筒筒上，再再松去鋼鋼絲繩（或或鋼帶），焊焊接縱焊焊縫，以以此法逐逐層包扎扎直至達達到設計計要求的的厚度。它有以下下的特點點：設計計用材方方便；筒筒體的應應力分布布均勻；對于腐腐蝕性

35、介介質(zhì)只要要內(nèi)筒選選用相應應的耐蝕蝕材料而而層板仍仍可用普普通低合合金鋼，從從而節(jié)省省了材料料成本；在環(huán)焊焊縫附近近的層板板上開安安全孔后后可以檢檢查內(nèi)筒筒是否破破裂，防防止惡性性事故的的發(fā)生。它它的不足足之處是是：材料料的利用用率低；制造工工序多，制制造周期期長；尤尤其是存存在深的的環(huán)焊縫縫，探傷傷困難。圖1-7 多層熱套式筒體結(jié)構(gòu)2.多層層熱套式式筒體結(jié)結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)構(gòu)是采用用2550mmm的中中厚鋼板板，卷焊焊成若干干個直徑徑不等的的圓筒，如如圖2-77。每層層筒的內(nèi)內(nèi)外表面面只需經(jīng)經(jīng)粗加工工或只用用噴砂（或或噴丸）處處理而不不經(jīng)機加加工，每每相鄰兩兩層筒之之間以過過盈量相相互配合合，即套

36、套合前內(nèi)內(nèi)筒的外外徑較外外筒的內(nèi)內(nèi)徑略大大，套合合時需將將外筒加加熱使之之膨脹，然然后松套套在內(nèi)筒筒上，經(jīng)經(jīng)冷卻后后，外筒筒收縮而而與內(nèi)筒筒貼合。此此過程采采用由內(nèi)內(nèi)向外逐逐層套合合的順序序，直至至達到設設計所需需的壁厚厚。從多層熱熱套式筒筒體的制制造過程程可以看看出：多層熱套套式容器器的制造造工藝和和單層卷卷焊容器器的制作作除了套套合的過過程外，其其余是相相近的，所所以工藝藝容易掌掌握；制制造的周周期短；各層圓圓筒的對對接焊縫縫均可1100射線探探傷檢驗驗，故可可保證焊焊接質(zhì)量量；通過過熱處理理可消除除絕大部部分套合合預應力力，其殘殘余套合合預應力力則可以以改善筒筒體在受受內(nèi)壓時時沿殼壁壁應

37、力分分布不均均勻的狀狀況。但但由于是是中厚鋼鋼板制作作，所以以其抗裂裂性能不不如多層層包扎筒筒體。熱套式高高壓容器器的內(nèi)徑徑一般為為700040000mmm，設設計壓力力為100.570MMPa，壁壁厚為5505500mmm。1.2.2.33 壓壓力容器器的封頭頭封頭（或或端蓋）是是壓力容容器的重重要組成成部分，常常見的形形式有半半球形、橢橢圓形、碟碟形、形形及平板板形。1.半球球形封頭頭半球形封封頭（圖圖2-88）的優(yōu)優(yōu)點和球球形容器器相同，受受力狀態(tài)態(tài)較好，節(jié)節(jié)省材料料，壁厚厚只需圓圓筒體壁壁厚的二二分之一一，半球球形封頭頭多用于于高壓容容器如尿尿素合成成塔、CCO2汽提塔塔等。對對于中、

38、低低壓壓力力容器，為為了焊接接方便，以以及考慮慮到封頭頭沖壓過過程中的的減薄量量，封頭頭和筒體體通常取取同一厚厚度。2.橢圓圓形封頭頭和碟形形封頭橢圓形封封頭是由由半個橢橢球殼和和直邊部部分組成成，如圖圖2-99所示。橢橢圓曲線線的曲率率半徑變變化是連連續(xù)的，所所以封頭頭中的應應力分布布也比較較均勻，其其受力情情況僅次次于半球球形封頭頭。它是是目前中中、低壓壓壓力容容器中應應用最廣廣泛的封封頭形式式。長短短軸之比比為2的的橢圓形形封頭稱稱為標準準橢圓形形封頭，其其封頭深深度（不不包括直直邊部分分）為其其直徑的的144。圖1-8 半球形封頭圖1-9 橢圓形封頭圖1-10 碟形封頭碟形封頭頭又稱帶

39、帶折邊球球形封頭頭，它由由幾何形形狀不同同的三部部分組成成，如圖圖2-110所示示。第一一部分是是以R為半徑徑的部分分球面；第二部部分是高高度為hh的圓筒筒形部分分；第三三部分是是連接以以上兩部部分的過過渡部分分，其曲曲率半徑徑為r。R與r均以內(nèi)內(nèi)表面作作為圓基基準，一一般情況況下有RRi=Di；rRi=0.15。從幾何形形狀來看看，由于于橢圓形形封頭深深度較淺淺，因而而比半球球形制造造方便，但但相比于于碟形封封頭則制制造較難難，為了了保證橢橢球殼形形狀的準準確則必必須用模模壓。碟碟形封頭頭為一不不連續(xù)曲曲面，在在三部分分的連接接處會產(chǎn)產(chǎn)生較大大的邊緣緣應力，故故應力分分布不象象橢圓形形封頭那

40、那樣均勻勻，在工工程使用用中不是是很理想想。但當當橢圓形形封頭的的模具加加工有困困難時，一一般則以以碟形封封頭來代代替。橢圓形封封頭和碟碟形封頭頭的圓筒筒部分，又又稱直邊邊部分，其其目的是是為了使使邊緣應應力不直直接作用用在封頭頭與筒體體相連接接的焊縫縫上。直直邊高度度一般為為2550mmm。3.無折折邊球形形封頭無折邊球球形封頭頭是一塊塊深度較較小的球球面體。如如圖2-111所示示，它結(jié)結(jié)構(gòu)簡單單、制造造方便，常常用作容容器中兩兩個獨立立受壓室室的中間間分隔封封頭。由由于封頭頭球面無無過渡區(qū)區(qū)，在連連接邊緣緣有較大大邊緣應應力，為為保證連連接處的的焊接質(zhì)質(zhì)量，應應使封頭頭和與其其相連的的筒體

41、厚厚度相近近，角焊焊縫應采采用全焊焊透結(jié)構(gòu)構(gòu)。這種種封頭一一般只用用于直徑徑較小、壓壓力較低低的壓力力容器上上。4.錐形形封頭錐形封頭頭有兩種種結(jié)構(gòu)型型式，一一種是無無折邊的的錐形封封頭，如如圖2-112，另另一種是是帶折邊邊的錐形形封頭，如如圖2-113。圖2-111 無折邊邊球形封封頭 圖2-112 無折邊邊的錐形形封頭無折邊的的錐形封封頭一般般應用于于半錐角角30，且內(nèi)內(nèi)壓不大大的場合合。由于于錐體與與圓筒體體直接連連接造成成了殼體體形狀的的突然不不連續(xù)，在在連接處處附近產(chǎn)產(chǎn)生的邊邊緣應力力。為了了提高連連接處的的穩(wěn)定性性，常采采用加強強圈以增增強連接接處的剛剛性。帶折邊的的錐形封封頭一

42、般般應用于于半錐角角300的場合合，常用用帶折邊邊的錐形形封頭的的半錐角角為300和455，過渡渡圓弧曲曲率半徑徑與直徑徑的比值值常取00.155，直邊邊高度為為2540mmm。圖2-113 帶折邊邊的錐形形封頭錐形封頭頭的受力力情況比比半球形形封頭、橢橢圓形封封頭、碟碟形封頭頭差，采采用其結(jié)結(jié)構(gòu)形式式的目的的是當容容器內(nèi)的的工作介介質(zhì)有顆顆粒狀或或粉末狀狀的物料料，或者者是粘稠稠的液體體時，有有利于卸卸下這些些物料；錐形封封頭也有有利于流流體的均均勻分布布，改變變流體的的流速。5.平蓋蓋封頭平蓋封頭頭與其它它封頭比比較，結(jié)結(jié)構(gòu)最簡簡單，制制造方便便，但受受力情況況最差，在在相同的的受壓條條件

43、下，平平蓋封頭頭的厚度度比其它它封頭要要大得多多。圖2-114（aa）是一一種受力力情況最最差，用用于直徑徑較小和和壓力較較低的壓壓力容器器；常與與法蘭連連接用于于經(jīng)常拆拆卸場合合的平蓋蓋封頭。圖2-114（bb）是一一種結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單，制制造方便便，為高高壓容器器中常用用的鍛制制平封頭頭；高壓壓容器中中的鍛制制平封頭頭為了減減小邊緣緣應力的的影響加加工一直直邊，其其直邊高高度L一一般不小小于500mm；過渡區(qū)區(qū)的圓弧弧半徑rr0.55h，且r166Di。（a）法法蘭與平平蓋連接接 （b）高高壓用平平封頭圖2-114 平蓋封封頭1.2.2.44 壓壓力容器器的開孔孔與接管管（a）插入式 （b）嵌入

44、式圖1-15 常見的接管與殼體的焊接結(jié)構(gòu)為了使設設備能夠夠進行正正常的操操作、測測試和檢檢修，壓壓力容器器的殼體體和封頭頭一般都都要開孔孔。如物物料進出出口；測測量壓力力、溫度度以及裝裝設安全全裝置的的連接孔孔；液面面計孔、人人孔和手手孔等。1.接管管與殼體體的連接接接管與殼殼體的連連接都是是采用焊焊接的型型式，如如圖2-115為常常見的焊焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)。2.接管管與外部部的連接接型式接管與外外部連接接的接口口一般有有三種型型式：螺螺紋短管管式、法法蘭短管管式和平平法蘭式式。螺紋短管管式接口口是一小小段帶有有內(nèi)螺紋紋或外螺螺紋的短短管，短短管插入入并焊接接在容器器的殼體體上，（a）螺螺紋短管管式（

45、bb）法蘭蘭管短式式（c）平平法蘭式式圖2-116 接口管管與殼體體的連接接結(jié)構(gòu)如圖2-16（aa）所示示，短管管上的螺螺紋用于于與外部部管件相相連接，這這種型式式的接口口管一般般只用于于連接較較小的接接口管。短短管的長長度應考考慮便于于安裝螺螺栓，一一般不小小于8001000mmm。法蘭短管管式接口口是一段段焊有一一個管法法蘭的短短管，用用法蘭和和外管件件相連接接。短管管插入并并焊接在在容器的的殼體上上，如圖圖2-116（bb）所示示，這種種接口管管因為要要用緊固固件來連連接法蘭蘭，所以以短管在在容器殼殼體外的的伸出長長度一般般要求11001500mm，法法蘭短管管式接口口管多用用于直徑徑較

46、大的的接口管管。平法蘭式式接口是是法蘭短短管式的的一種特特殊型式式，實際際上即是是一個去去掉了短短管而直直接焊在在容器開開孔處的的管法蘭蘭。如圖圖2-116（cc）所示示，這種種接口管管與容器器的連接接型式有有貼合式式和插入入式兩種種，它的的特點是是既可以以做為接接口管與與外部管管件連接接，又可可兼做補補強圈，對對容器殼殼體的開開孔起補補強作用用。3.開孔孔補強容器殼體體開孔后后，造成成了殼體體結(jié)構(gòu)的的不連續(xù)續(xù)，從而而引起應應力集中中，使開開孔邊緣緣處的局局部應力力增加了了好幾倍倍。為了了降低開開孔邊緣緣處的局局部應力力，需要要對殼體體的開孔孔部位進進行補強強。開孔孔補強的的方法有有兩種：局部補補強和整整體補強強。局部補強強 局局部補強強是在開開孔邊緣緣的一定定范圍內(nèi)內(nèi)補強，常常用的補補強結(jié)構(gòu)構(gòu)有補強強圈補強強和厚壁壁短管補補強，如如圖2-117所示示。補強圈補補強是在在開孔邊邊焊一個個金屬圈圈（金屬屬圈的材材料一般般與容器器材料相相同），使使它貼合合容器的的外壁并并和殼體體及接管管焊在一一起，和和容器的的器壁一一起受力力。如圖圖2-117（aa）所示示。補強強圈上開開有一個個信號孔孔，用以以檢查泄泄漏。厚壁短管管補強是是增厚接接管在靠靠殼體一一端的一一段管壁壁厚度，如如圖2-117（bb）所示示，由于于這種結(jié)結(jié)構(gòu)中所所有用來來補強的的金屬，都都直接處處于較高高的應力力區(qū)域，補補