压力容器专业知识2015.0.6任

注1-2：工作压力：是指压力容器在正常工作情况下，其顶部可能达到的最高压力(表压力)。 注 1-3 ：容积：是指压力容器的几何容积，即由设计图样标注的尺寸计算 ( 不考虑制造公差 ) 并 且圆整。一般应当扣除永久连接在压力容器内部的内件的体积。 注1-4：容器内介质为最高工作温度低于其标准沸点的液体时，如果气相空间的容积与工作压力的 乘积大于或者等于2.5MPa·L时,也属于本规程的适用范围。

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1. 概述 1.5 压力容器的应用
化学工业——反应釜，换热器，储罐 石油工业——精馏塔，换热器，储罐 航天————飞机，火箭，宇宙飞船 机械————水压机，储能器，压缩机，液压缸 食品————杀菌锅，发酵罐 印染————高压染缸
造纸————烘缸
动力————锅炉，核电站核容器 民用————液化石油气罐
压力容器专业知识
孙社教
二0一五年六月
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目录：压力容器专业知识
1. 概述 1.1 现代化企业的雄姿 1.2 压力容器的定义 1.3 压力容器的术语 2. 压力容器基础 2.1 压力容器的结构 2.2 压力容器的分类
2.3 压力容器的基本要求
2.4 压力容器的设计方法 2.5 压力容器的设计准则
1.4 压力容器的特点
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1. 概述
1.5 压力容器的应用
容器应用的广泛性 压力容器不仅广泛用于化学、石油化工、 医药、 冶金、机械、采矿、电力、航天航空、交通运输等工 业生产部门，在农业、民用和军工部门也颇常见，其 中尤以石油化学工业应用最为普遍，石油化工企业中 的塔、器、釜、槽、罐无一不是贮器或作为设备的外 壳，而且绝大多数是在压力温度下运行，如一个年产 30万吨的乙烯装置，约有793台设备，其中压力容器 281台，占了35.4%。
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1.概述 1.3.2、温度
（1）温度 金属温度：容器元件沿截面厚度的温度平均值。 工作温度：容器在正常工作情况下介质温度。 （2）最高、最低工作温度：容器在正常工作情况下可能出现 介质最高、最低温度。 （3）设计温度：容器在正常工作情况，设定的元件的金属温 度（沿元件金属截面的温度平均值）。 设计温度与设计压力一起作为压力容器的设计载荷条件。 （4）试验温度：系指压力试验时容器壳体的金属温度。
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1.概述
1.2.1《特种设备安全监察条例》99条含义
4.压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭
设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0．1MPa（表 压），且压力与容积的乘积大于或者等于2．5MPa·L的气体 、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的 固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于 0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等1.0MPa·L 的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶 ；氧舱等。 可以认为这个规定是压力容器作出的最权威的定义，只要符 合上述规定的容器即为压力容器，其设计、制造、安装、使 用、检验、修理和管理都必须接受安全监察。 1.承压类特种设备：承压类特种设备是特种设备中的锅炉、 压力容器（含气瓶）、压力管道及其附属的安全附件、安全 保护装置和安全保护相关设施的统称。
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1.概述

1.3.4、名词解释



20.压力容器的容积：根据《固定式压力容器安全技 术监察规程》容器是指压力容器的几何容积。即由设 计图样标注的尺寸计算并且圆整。一般应当扣除永久 连接在压力容器内部的内件的体积。 22.焊接工艺评定:为验证所拟定的焊接工艺的正确性 而进行的试验过程及结果评定。 阀门壳体实验:对阀体及阀盖等联结而成的整个阀门外 壳进行的压力试验。 29.压力容器改造：对压力容器主要受压元件进行更 换、增减和其他变更，导致压力容器参数、介质和用 途等安全技术性能指标改变的活动。
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1. 概述 1.4 压力容器的特点
承受一定压力，与外界形成一个封闭系统 的容器，称为压力容器。如所有过程装备的 壳体、航天器与潜艇的壳体; 水压机的液压 缸；压缩机的储罐；发酵罐；锅炉，核电站 核容器；液化石油气罐等。
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1. 概述 1.4压力容器的特点

应用的广泛性


锅炉、换热器、加热炉 = 圆筒外壳 + 传热管束 核反应堆 = 圆筒安全壳 + 核反应零部件 塔器 = 圆筒外壳 + 传质元件（浮阀、填料等） 反应釜 = 圆筒夹套 + 搅拌器 压缩机、真空泵 = 圆筒气缸 + 活塞 透平机、泵 = 蜗壳 + 叶轮
1.5 压力容器的应用
1.6 压力容器法规标准体系 2.6 压力容器的失效形式 1.7 压力容器制造许可鉴定评 2.7 压力容器材料 审相关规范标准 2.8 压力容器的检验和监控
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1.概述
1.1 现代化企业的雄姿
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1.概述
1.1 现代化企业的雄姿
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1.概述
1.1 现代化企业的雄姿
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1.概述
1.2压力容器的定义：
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1.概述

1.2.3《超高压容器安全技术监察规程》 TSG R0002-2005
本规程适用于同时具备下列条件的超高压容器： 1．设计压力大于或者等于100MPa； 2．内直径大于等于25mm； 3．介质为气体、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体。
1.2.4《非金属压力容器安全技术监察规程》 TSG R0001-2005 本规程适用于具备下列条件的非金属压力容器： 1.最高工作压力大于或等于 0.1MPa(表压，不含液体静压)，且 压力与容积的乘积大于或等于2．5MPa·L的介质为气体、液化 气体和最高工作温度高于或等于标准沸点的液体的非金属压力 容器，包括石墨制压力容器、纤维增强热固性树脂(以下简称玻 璃钢)制压力容器、全塑料制压力容器、移动式非金属压力容器 等；
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1.概述

1.2.4《非金属压力容器安全技术监察规程》 TSG R0001-2005


2.与上述非金属压力容器相关的安全阀、爆破片装置紧 急切断装置、安全联锁装置、压力表、液面计、测温表 等安全附件； 3.非金属压力容器与外部管道或装置焊接(粘接)连接的 第一道环向焊(粘接)缝的焊(粘)接坡口、法兰连接的第 一个法兰密封面、专用连接件或管件连接的第一个密封 面、与压力容器直接相连的吊耳、支架、裙座或其他支 承结构的第一连接点及其支承结构； 4.非金属压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件； 5.非受压元件与非金属压力容器本体连接的焊接（粘接 ）接头。
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1.概述
1.3压力容器的术语
1.3.1、压力（除注明者外，压力均为表压力）
（ 1 ）工作压力 P w ：在正常工作情况下，容器顶部可能达到的 最高压力。 （2）设计压力P：指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设 计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。
（ 3 ）计算压力 P C ：指在相应设计温度下，用以确定元件厚度 的压力，其中包括液柱静压力。当元件所承受的液柱静压力 小于5%设计压力时，可忽略不计。 （4）试验压力PT：在压力试验时，容器顶部的压力。
从广义上说，凡承受流体介质压力的密闭壳体都可称作压力 容器。 按GB150-2011《压力容器》的规定，设计压力低于 0.1MPa 且真空度低于 0.02MPa 的容器属于常压容器和真空容器，而设 计压力高于0.1MPa的容器属于压力容器。 从安全角度看，单纯以压力高低定义压力容器不够全面，因 为压力不是表征安全性能的唯一指标。在相同压力下，容器的容 积越大，其积蓄的能量就越多，一旦发生破裂造成的损失和危害 也就越大。此外，容器内的介质特性对安全的影响也很大，气体 的危害程度大于液体，尤其易爆的气体或液化气体，如果容器发 生事故，除了爆炸造成的损失外，由于介质泄漏或扩散而引起的 化学爆炸、起火燃烧、中毒污染，导致的后果极其严重。因此， 压力、容积、介质特性是与安全相关的三个重要参数。
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1.概述
1.2.2《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSG R0004-2009 1.3条
适用于同时具备下列条件的压力容器： 1.工作压力大于或者等于0.1MPa(注1-2)； 2.工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L(注1-3)； 3.盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者 等于其标准沸点的液体(注1-4)。 其中，超高压容器应当符合《超高压容器安全技术监察规 程》的规定，非金属压力容器应当符合《非金属压力容器安全 技术监察规程》的规定，简单压力容器应当符合《简单压力容 器安全技术监察规程》的规定，移动式压力容器应当符合《移 动式压力容器安全技术监察规程》的规定。
注意：容器壳体加工成型后不包括腐蚀裕量的最小厚度δmin： 对碳素钢、低合金钢，不小于3mm 对高合金钢，不小于2mm
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1.概述

1.3.4、名词解释




7.强度：金属抵抗永久变形和断裂的能力。常用的强度判 据如屈服强度、抗拉强度。 8.塑性：断裂前材料发生不可逆永久变形能力。常用的塑 性判据是伸长率A和断面收缩率Z。 9.韧性：材料在断裂前吸收能量和进行塑性变形的能力。 10.苛性脆化：锅炉用金属，由于局部区域出现碱性介质（ 如氢氧化钠溶液）的浓缩，使之在拉应力区产生沿晶穿晶 腐蚀裂纹的现象，但金属组织未发生变化。 11.蠕变：在高温和低于屈服强度的应力作用下，材料塑性 变形量随时间延续而增加的现象 。 12.疲劳：材料在循环应力和应变作用下，在一处或几处产 生局部永久性累积性损伤，经一定循环次数后产生裂纹或 突然发生完全断裂的过程。
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1.概述
1.3.1、压力
（5）最高允许工作压力 [Pw]：指在设计温度下，容器顶部所 允许承受的最大表压力。该压力是根据容器壳体的有效厚 度计算所得，且取最小值。 最高允许工作压力可作为确定保护容器的安全泄放装 置动作压力（安全阀整定压力或爆破片设计爆破压力）的 依据。
（6）安全阀的整定压力（开启压力）PZ ：安全阀阀瓣开始离 开阀座，介质呈连续排出状态时，在安全阀进口测得的压 力。 （7）爆破片的标定爆破压力 Pb ：爆破片铭牌上标明的爆破压 力。
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1.概述

1.3.4、名词解释

13.工艺性能：是指机械零件在加工制造过程中，金属材料 在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。 14.无损检测：是指在不破坏物体 或试件的前提下，对物体 或试件进行检查和测试的方法。 15.JB/T4730.2-2005标准规定底片的黑度： A 级： 1.5≤D≤4.0；AB级：2.0≤D≤4.0 B 级：2.3≤D≤4.0。 18.耐压试验：是指压力容器制成后，所进行的超过设计压 力或者压力容器铭牌上规定的最大允许工作压力（对在用压 力容器为工作压力）的液压试验、气压试验以及气液组合压 力试验三种。 19.可焊性：是指金属材料在一定的焊接工艺条件下能获得 优良焊接接头的性能。
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1.概述
1.概述
1.2.6《移动式压力容器安全技术监察规程》 TSG R4002-2011条件的移动式压力容器： （1）．具有装卸介质功能，并且参与铁路、公路或者水路 运输; （2）. 罐体工作设计大于或者等于0.1MPa； （3）．罐体容积大于等于45OL； （4）.充装介质为气体、最高工作温度高于或者等于标准沸 点的液体。
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1.2.5《简单压力容器安全技术监察规程》 TSG R0003-2007 适用于同时满足以下条件的简单压力容器： 1.容器由筒体和平封头、凸形封头（不包括球冠形封头），或 者由两个凸形封头组成； 2.筒体、封头、接管等主要受压元件的材料为碳素钢、奥氏体 不锈钢； 3.设计压力小于或者等于1.6MPa； 4.容积小于或者等于1000L； 5.工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L，并且小于 或者等于1000MPa·L； 6.介质为空气、氮气和医用蒸馏水蒸发而成的水蒸气； 7.设计温度大于或者等于-20℃，最高工作温度小于或者等于 150℃； 8.非直接火焰的焊接容器。
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1.概述 1.3.3、厚度
（1 ）计算厚度δ：容器受压元件为满足强度及稳定性要求， 按相应公式计算得到的不包括厚度附加量的厚度。 （2）设计厚度δd：计算厚度与腐蚀裕量之和。 （3）名义厚度δn（即图样标注厚度）：设计厚度加上钢材厚 度负偏差后，向上圆整至钢材（钢板或钢管）标准规格的厚 度。 （4）有效厚度δe：名义厚度减去厚度附加量（腐蚀裕量与钢 材厚度负偏差之和）。 （5）最小实测厚度：实际测量的容器壳体厚度的最小值。 （6）厚度附加量：设计容器受压元件时所必须考虑的附加厚 度，包括钢板（或钢管）厚度负偏差C1及腐蚀裕量C2。<制 造减薄量C3>
衍射时差法超声检测nbt47013102010jbt47301025固定式压力容器安全技术监察规程tsgr0004200926超高压容器安全监察规程tsgr0002200527非金属压力容器安全技术监察规程tsgr0001200428移动式压力容器安全技术监察规程tsgr0002200529简单压力容器安全技术监察规程tsgr0003200736概述概述1717压力容器制造许可鉴定评审相关规范标准30钢的成品化学成分允许偏差gbt222200631压力容器用爆炸焊接复合板nbt470021470024200932锅炉和压力容器用钢板gb713200833锅炉和压力容器用钢板gb713200834低温压力容器用低合金钢板gb3531200835不锈钢热轧钢板和钢带gb24511201036焊接气瓶用钢板和钢带gb6653200837输送流体用无缝钢管gbt8163200838高压化肥设备用无缝钢管gb6479200039锅炉热交换器用不锈钢无缝钢管gb13296200740流体输送用不锈钢无缝钢管gbt14976200237概述概述1717压力容器制造许可鉴定评审相关规范标准41承压设备焊接工艺评定nbt47014201142压力容器焊接规程nbt47015201143承压设备产品焊接试板的力学性能检验nbt47016201144承压设备用钢焊条技术条件nbt470181470185201145承压设备用钢焊条技术条件jbt47471200746不锈钢复合钢板焊接技术要求gbt13148200847钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备gbt2975199848金属材料室温拉伸试验方法gbt228200238概述概述1717压力容器制造许可鉴定评审相关规范标准49金属低温拉伸试验方法gbt13239200650金属材料弯曲试验方法gbt232201051金属材料夏比摆锤冲击试验方法gbt229200752金属材料布氏硬度试验gbt23112314200953不锈钢压力容器晶间腐蚀敏感性检验gbt21433200839注