压力容器的设计制造和检验

压力容器的设计、制造和检验一、压力容器概述

1．压力容器规范化

早在19世纪末就有了对锅炉和压力容器规范化的要求。20世纪最初的十年，发生了近一万起锅炉爆炸，造成了约一万人的死亡和

约一万五千人的伤残。这些血的教训使人们对压力容器制造和安装

的规范化有了更清醒的认识。

1907年，美国Massachusetts州继1905年和1906年两次灾难

性的锅炉爆炸之后，提出了世界上第一部锅炉制造和安装的法规。

循着Massachusetts州的范例，美国其他州和城市也制定出了蒸气

锅炉制造、安装和检验的不同形式的法规或条例。不同州的技术规

范缺乏一致性，使得制造者无法制造出其他州可以接受的标准锅炉。制造出的锅炉不能运出州界，一个州的有资格的锅炉检验员也得不

到其他州的承认。要求订出蒸气锅炉和压力容器制造的标准规范的

呼声越来越强烈，为解决这个问题，美国机械工程师协会于1911年

成立了一个专门委员会，后来被称为锅炉规范委员会。

美国机械工程师协会非燃火压力容器规范对压力容器没有给出

定义。压力容器一般是指装有加压流体用于完成某项过程的封闭容器，例如贮罐、热交换器、蒸发器和反应器等。规范规定压力容器

的范围还包括容器外的管线，终止于管线端焊连接的第一条焊缝、

螺栓连接的第一个法兰面、或类似连接的第一个有连接迹象的点或面。

美国非燃火压力容器规范的短评U-1列出了超出规范权限的一

些例外。这些例外是必须的还是已被解除，不同地区有很大的不同。有关这方面的细节，需要查阅“锅炉和压力容器的法规和条例说明书”，或向有管辖权的地方管理机构咨询。

非规范压力容器是指不能满足设计、制造、检验和鉴定规范的

最低要求的容器。这些容器不打印规范代号，除非有特殊的裁定，

不得在接受美国机械工程师协会规范的区域安装。

目前，许多国家都设置了压力容器规范的立法和管理机构，颁

布了各自的压力容器规范。在我国，原国家劳动总局1979年颁布了《气瓶安全监察规程》；1980年颁布了《蒸汽锅炉安全监察规程》；1981年颁布了《压力容器安全监察规程》。

2．非燃火压力容器分类

压力容器可以粗分为蒸汽锅炉和非燃火压力容器两大类型。两

者在压力容器规范中一般都作为专项处理。后者是化学工程和工艺

人员最常接触的，这一部分将只介绍非燃火压力容器的分类。非燃

火压力容器应用面广，种类繁多。根据不同的侧重点，可以有多种

分类方法。

压力容器按照其工艺功能可以划分为反应容器、换热容器、分

离容器和贮运容器四个类型。

(1)反应容器；主要用来完成物料的化学转化。如反应器、发生器、聚合釜；合成塔、变换炉等。

(2)换热容器：主要用来完成物料和介质间的热量交换。如热交

换器、冷却器、加热器、蒸发器、废热锅炉等。

(3)分离容器：主要用来完成物料基于热力学或流体力学的组元

或相的分离。如分离器、过滤器、蒸馏塔、吸收塔、干燥塔、萃取

器等。

(4)贮运容器：主要用来完成流体物料的盛装、贮存或运输。如

贮罐、贮槽和槽车等。

承受压力负荷是压力容器的显着特征。压力容器按照其设计压

力p的大小，可以划分为低压容器、中压容器、高压容器和超高压

容器四个类型。

(1)低压容器：0．1．MPa≤p(2)中压容器：1．6MPa≤p (3)高压容器：10MPa≤p(4)超高压容器，p>100MPa。

以上是压力容器根据其工艺功能或设计压力的单一的分类方法。从安全监察的角度，应该综合考察压，力容器设计压力的大小、其

中物料的危险程度以及所属过程的复杂性和潜在危险，进行压力容

器的综合分类。我国原国家劳动总局在《压力容器安全监察规程》中

提出了压力容器的综合分类方法。压力容器按照设计压力户和容积V，结合容器的工艺功能和其中物料的危险性，划分为以下三个类型：

(1)第一类容器：非易燃或无毒介质的低压容器；易燃或有毒介

质的低压换热容器和低压分离容器。

(2)第二类容器：pV (3)第三类容器：pV≥196．2kJ、剧毒

介质的低压容器，内径≥1m的低压废热锅炉；中压废热锅炉；

pV≥490．5kJ、易燃或有毒介质的中压反应容器；pV≥4905kJ、易

燃或有毒介质的低压贮运容器；剧毒介质的中压容器；高压或超高

压容器。

3．结构材料的机械性能

结构材料在受到外力作用时，会有抵抗变形和断裂的能力。这

种能力称为结构材料的机械性能。常规机械性能主要包括强度、塑性、韧性、硬度等。