第2章 压力容器的基本知识
压力容器基础知识
压力容器基础知识一、预备知识1、压力：垂直作用在物体表上的力。
2、压强：单位面积上承受的力。
在工程上，习惯称为压力。
式中：F 表示力，单位是牛顿（N ），S表示面积单位是平方米（m2），P 表示压强，单位是帕斯卡（Pa ）。
1）压强的单位① 法定单位：KPa ，MPa② 工程上有时会用到：公斤力（公斤）③ 其他加强单位：mmHg （毫米汞柱）mmH2O （毫米水柱）2）常见压强单位的换算① 标准大气压＝0.1MPa ＝760 mmHg② 工程大气压3、绝对压力、表压力、负压力1）绝对压力：容器内的实际压力。
2）表压力：压力表上的读数或液柱差H的压力值就是容器内介质压力超出大气压力的部分P绝=P表+P大气压3）负压力（真空度）：介质的压力低于大气压力的部分,称为负压力或真空,简称负压。
此时P表为负值，或表示为P负= P大气压-P绝。
4）几种压力的关系图P绝＝P大气压 P绝>P大气压 P绝<P大气压二、压力容器的定义1、容器：由曲面构成用于盛装物料的空间构件。
2、压力容器一般是指在工业生产中用来完成反应、传热、传质、分离、贮存等工艺过程，并承受0．1MPa表压以上压力的密闭容器。
3、《特种设备安全监察条例》中明确指出压力容器的定义为：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于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。
三、压力容器中的压力源1、来自容器外部：蒸汽锅炉或压缩机2、来自容器内部：受热、化学反应、聚集状态发生改变等四、压力容器的工艺参数1、压力1）工作压力：容器顶部在正常工艺操作时的压力。
第2章压力容器的基本知识
第二章压力容器的基本知识§2-1压力容器一、压力(一)压力及单位均匀地垂直作用于单位面积上的力，实际上就是压强。
MKS制→国际单位制(SI)→1牛顿/米2=1Pa(帕斯卡)=10-6MPaCGS制→1dyn/cm2(达因/厘米2)=1μbar(微巴)=10-6bar工程单位→1Kgf/cm2(公斤力/厘米2)=1工程大气压(at)(atm)标准大气压或物理大气压→在纬度为450的海平面上(即重力加速度为9.80665米/秒2处)，大气的压力相当于在每平方厘米的面积上作用着1.0332公斤力。
表压力——压力表上所指示的压力值是指容器中的压力与容器周围大气压力之差，这个压力值称作表压力，是相对值。
绝对压力——表压力+容器周围的大气压力。
(二)压力的形成——用分子论来解释气体的分子与分子之间存有很大的间隙，分子引力甚小，因而分子在其中就可以不受分子力的约束而作无规则的运动。
无数个分子频繁地碰撞器壁的结果，自然就会对器壁产生一个持续而稳定的垂直作用力，这样就形成了气体的压力。
气体压力的大小决定于在单位时间内气体分子对器壁的碰撞次数和每个分子对器壁冲击力的大小。
碰撞次数取决于：①单位容积内气体的分子数；②分子的平均运动速度。
冲击力取决于：①气体的分子质量(一般是一定的)；②分子的运动速度。
所以气体的压力与它的分子的平均运动速度的平方以及单位容积内的气体分子数成正比。
二、压力容器定义及其运行特性(一)压力容器的定义承受流体介质压力的密闭壳体都可属于压力容器。
我们能考虑的压力容器是指那些相对来说比较容易发生事故，而且事故的危害性比较大的特殊设备。
它们需要由专门的机构进行监督，并按规定的技术管理规范进行制造和使用。
压力容器的界限，国际上还没有一个完全统一的规定，它的界限范围就应该从发生事故的可能性和事故危害性的大小来考虑。
一般来说，压力容器发生爆炸事故时，其危害的严重程度与压力容器的工作介质，工作压力及容积有关。
压力容器基本知识2
压 力 容 器 的 工 艺 参 数
• (1)当容器各部位或受压元件所受的液柱静压 力达到5％的设计压力时，应取设计压力和液 柱压力之和进行该部位或元件的设计计算。 • (2)容器上装有安全泄放装置时，设计压力应 不小于安全装置的开启压力。 • (3)对于盛装液化气体的容器，在规定的充装 系数范围内，设计压力应根据操作条件下允 许达到的最高金属温度确定。
• 4．工作压力：也称操作压力，系指容器顶
部在正常工艺操作时的压力（不包括液柱压 力）。 • 5．最高工作压力：系指容器在工艺操作过 程中可能产生的最大表压力 (不包括液体静压 力) 。 压力超过最高工作压力时，容器上的安全装置 就动作。 容器最高工作压力的确定与工作介质有关。 在不同情况下，最高工作压力的选取应具备如 下三条规定：
压 力 容 器 简 介
• 3）由于介质在容器内发生体积增大的 化学反应使压力升高 如：碳酸钙加水经化学反应生成乙炔气 体，体积增加，在密闭的容器内产生较 高的压力； 又如电解水制取氢和氧，因为1米3的水 可以分解成1240米3的氢气和620米3的 氧气，体积约增大2600倍，在密闭的 容器内也会产生很高的压力。
第二节 压力容器的工艺参数
• 一、压力 • 二、温度 • 三、直径
压 力 容 器 的 工 艺 参 数
• 一、压力 1、定义：在物理学中，压力指垂直作用 于物体表面上的力，而垂直作用在物体单 位面积上的力称为压力强度,简称压强。 在工业上，压力的概念实质上就是物理学 中的压强。 • P（压强）= F（压力）／S（受力面积） • 1帕斯卡=1牛顿／平方米，即1Pa=1N／m2 • l公斤力／厘米2=0.098 ×106Pa • 1兆帕=106Pa
二、温度--设计温度
压 力 容 器 的 工 艺 参 数
压力容器基本知识
压力容器基本知识压力容器是用于储存和输送压缩气体、液体、蒸汽等介质的装置，广泛应用于化工、石油、医药、食品等行业。
作为一种高风险的装置，压力容器的使用需要严格遵守相关法律法规和标准规范，具有一定的技术难度和安全风险。
本文将介绍压力容器的基本知识，包括其结构、性能、使用和检验等方面。
一、压力容器的结构压力容器的结构一般由内胆、外壳、支承、法兰、疏水阀和减压阀等部分构成。
其中，内胆是容器贮存介质的内层，由合金钢或不锈钢等材料制成；外壳是保护和支撑内胆的外层，通常由碳素钢或钢板制成，也有采用钛合金、铝合金等材料的；支承是将容器固定在地面上的构件，通常由钢筋混凝土或钢制支架制成；法兰是用于接口连接和密封的部分，通常由铸钢或锻钢制成，密封材料通常采用橡胶、铜垫片等；疏水阀和减压阀则是用于排出液体和控制压力的部分，通常由铜、钢等材料制成。
二、压力容器的性能压力容器具有多种性能指标，其中最重要的包括使用压力、使用温度、容积等。
使用压力是指容器能够承受的最大工作压力，根据使用压力的不同，压力容器分为低压容器、中压容器和高压容器三种，低压容器一般使用压力不超过0.1MPa，中压容器使用压力为0.1~10MPa，高压容器使用压力超过10MPa。
使用温度是指容器所处的温度范围，根据不同介质的蒸发压力和温度范围确定，一般为-20~200℃。
容积是指所保存介质的容积大小，根据实际需求而定，一般从几升到几百万升不等。
三、压力容器的使用压力容器的使用需要严格遵守国家的法律法规和行业标准，同时也需要根据实际情况制定详细的安全管理制度和操作规程。
在容器使用过程中，需要注意以下几点：1.定期检查容器的外观和内部结构，确保容器无损伤、无泄露、无裂纹等异常情况。
2.严格控制容器内部压力和温度，避免超压或过热引起的安全事故。
3.对容器内所储存的介质进行科学合理管理，防止介质变质、腐蚀等影响容器使用寿命和安全性的问题。
4.遵守容器操作规程，确保安全装置齐全、运行正常，禁止在容器内进行任何异常操作。
压力容器基本知识
压力容器基本知识压力容器一般是指在工业生产中用来完成反应、传热、传质、分离、贮存等工艺过程，并承受0．1MPa表压以上压力的容器。
石油化工生产过程中使用的压力容器形式多样，结构复杂，工作条件苛刻，危险性较大。
一、压力容器的形式压力容器的形式通常有以下划分方法：(一)按制造方法分分为焊接容器、锻造容器、热套容器、多层包扎式容器、绕带式容器、组合容器等。
(二)按制造材料分分为钢制容器、有色金属容器、非金属容器等。
(三)按几何形状分分为圆筒形容器、球形容器、矩形容器、组合式容器等。
(四)按安装方式分分为立式容器、卧式容器等。
(五)按受压情况分分为内压容器、外压容器等。
(六)按壁厚分(1)薄壁容器(5-1)(2)厚壁容器(5-2)式中 D0——容器外径；Di——容器内径。
(七)按工艺过程中作用原理分分为反应容器(代号R)、换热容器(代号E)、分离容器(代号S)、贮存容器(代号C，其中球罐代号B)。
(八)按操作温度分(1)低温容器(t≤－20℃)。
(2)常温容器(t＞－20～150℃)。
(3)中温容器(t≥150～450℃)。
(4)高温容器(t≥450℃)。
(九)按设计压力分(1)低压容器(代号L) 0．1MPa≤P＜1．6MPa。
(2)中压容器(代号M) 1．6MPa≤P＜10MPa。
(3)高压容器(代号H) 10MPa≤P<100MPa。
(4)超高压容器(代号U) p≥100MPa。
另外，按使用方式可分为固定式和移动式压力容器；按结构分为可拆结构和不可拆结构容器。
二、压力容器分类国家质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》(质技监局发[1999]154号，以下简称《容规》)根据压力容器操作压力、介质危害程度、容器功能、结构特性、材料和对容器安全性能的综合影响程度等，将压力容器分为三类。
(一)第一类压力容器低压容器(第(二)、(三)款规定的除外)。
(二)第二类压力容器(下列情况之一，第(三)款规定的除外)：(1)中压容器；(2)低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质)；(3)低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质)；(4)低压管壳式余热锅炉；(5)低压搪玻璃压力容器。
压力容器基础知识(二)
一、压力容器的分类：压力容器的使用极其普遍，型式也很多。
根据不同的需要，压力容器有若干种分类方法。
按容器的壁厚分为薄壁容器（壁厚不大于容器内径的十分之一）和厚壁容器。
按壳体承受压力的方式分内压容器（壳体内部受压）和外压容器。
按容器的工作壁温分为：高温容器、常温容器、低温容器。
按壳体的几何形状分为：球形容器、圆筒形容器、圆锥形容器、轮胎形容器等。
按容器的制造方法分为：焊接容器、铸造容器、锻造容器、铆接容器和组合式容器。
按容器的放置方式分为立式容器和卧式容器。
总之，各种不同的分类方法都是从各个不同需要的角度来考虑的。
但从使用的角度考虑，常把压力容器分为两大类，即固定式容器和移动式容器。
这两类容器由于使用情况不同，对它们的技术管理要求也不一样。
我国和其它许多国家对这两类容器都分别制订有不同的管理章程和技术标准、规范等。
为便于技术管理，每类容器还可以按它的压力或用途再予以细分。
固定式压力容器是指除了用作运输贮存气体的盛装容器以外的所有容器。
这类容器有固定的安装地点和使用地点，工艺条件和操作人员比较固定，容器一般是用管道与其它设备相连。
根据我国《压力容器安全技术监察规程》可将这类容器分为低压（设计压力为0.1MPa~1.6MPa，代号L）、中压（设计压力为1.6MPa~10MPa，代号M）、高压（设计压力为10MPa~100MPa，代号H）、超高压（设计压力大于100MPa，代号U）四个压力等级。
此外，按照压力容器的工艺用途可将固定式压力容器分为：反应压力容器（代号R）、换热压力容器（代号E）、分离压力容器（代号S）及储存压力容器（代号C）。
移动式压力容器的主要作用是贮装和运输有压力的气体或液化气体，容器在气体制造厂充装气体，然后运送到使用单位使用。
这类容器没有固定的使用地点，一般也没有专职的使用操作人员，使用环境经常更换，管理比较复杂，因而也比较容易发生事故。
按照容积的大小和结构形式，移动式压力容器以可分为气瓶和槽（罐）车两大类。
压力容器的基础知识
第一、二、三章压力容器的基础知识一、填空题1、制定厚度是指〔计算厚度〕与〔腐蚀裕量〕之和，名义厚度是指标注在〔图样〕上的厚度。
2、由器外产生或增大压力源一般为〔气体压缩机〕、〔液体泵〕或〔蒸汽锅炉〕3、压力是物质垂直均匀地作用在物体表面〔单位面积〕的力。
4、压力容器承受的载荷有〔压力载荷〕、〔温度载荷〕、〔重力载荷〕、〔风载荷〕、〔地震载荷〕5、按照压力容器的安全状况等级划分为〔5〕个等级6、工作压力也称最高工作压力，最高工作压力是指在正常工作状况，容器顶部可能达到〔最高压力〕即为标注在铭牌上的压力。
7、低温容器是指温度小于等于〔－20〕℃的容器。
8、高压容器是指压力在〔10Mpa≤P＜100Mpa〕范围内的容器。
9、按照生产工艺过程中的作用原理，压力容器可分为〔反应压力容器〕、〔换热压力容器〕、〔分开压力容器〕和〔储存压力容器〕10、按照《压力容器安全技术监察规程》，压力容器可分为〔第一类容器〕、〔第二类容器〕、〔第三类容器〕。
11、长期在高温范围工作的受压元件，必需以〔蠕变极限〕或〔持久强度〕为强度制定的依据12、我国习惯用〔冲击韧性〕值为韧性指标，表征材料抵抗〔冲击功〕的性能。
13、钢的纯洁以钢中所含〔硫〕、〔磷〕等杂质多少衡量，据此，可将钢性分类为〔一般钢〕、〔优质钢〕和〔高级优质钢〕。
14、压力容器常见的结构型式主要要〔球形〕、〔圆筒形〕、〔锥形〕和〔箱形〕等。
15、压力容器用封头包括凸形封头、锥壳、平盖等，其中凸形封头包括〔椭圆形封头〕、〔碟形封头〕、〔半球形封头〕、〔无折边球形封头〕四种。
16、压力容器法兰的两个基本参数包括〔公称直径〕和〔公称压力〕压力容器第四章复习题一填空：1.常见的压力容器安全装置可分为〔泄压装置〕、〔警报装置〕、〔计量装置〕、〔联锁装置〕四类。
2.在超压的状况下，压力容器器壁应力过高，可能因过度的〔塑性变形〕而发生事故。
3.安全防护装置又称〔安全附件〕，目前常用的〔安全阀〕、〔爆破片〕〔压力表〕、〔液面计〕、〔温度计〕。
压力容器的基本知识
1.2压力容器基本知识1.2.1 概述1.2.1.1 压力容器的定义及用途从广义上说，凡承受流体介质压力的密闭壳体都可称作压力容器。
按GB150-1998《钢制压力容器》的规定，设计压力低于0.1MPa的容器属于常压容器，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，尤其易燃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。
《压力容器安全技术监察规程》从安全管理角度出发，将同时具备下列三个条件的容器称为压力容器：l.最高工作压力（P w）大于等于0.1MPa（不含液体静压力）；2.内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大干等于0.15m，且容积（V）大于等于0.025m3；3.盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。
《特种设备安全监察条例》附则中规定，压力容器的含义是：盛装气体或液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力（P w）大于或等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或等于2.5MPa×L的气体或液化气体和最高工作温度高于或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等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或等于1.0MPa×L的气体、液化气体和标准沸点等于或低于60℃的液体的气瓶；医用氧舱等。
可以认为这个规定是对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。
《压力容器基础知识》课件
学习《压力容器基础知识》PPT课件，深入了解压力容器的定义、特点、分类 以及设计、制造、安全性评估、使用与维护等方面知识。
什么是压力容器
定义
压力容器是用于包含气体或液体，在内部施加过程中承受压力的设备。
特点
具有高强度、优良的密封性和耐腐蚀性。
分类
根据用途、结构形式、材料等不同，可分为储气容器、储液容器、反应容器等。
注重降低能耗、减少废弃物排放，符合可持续发展的 要求。
总结
1 压力容器的重要性
2 安全第一的原则
3 不断创新的前景
在工业生产中起着重要的作 用，保障生产安全。
确保压力容器的安全运行， 预防事故的发生。
新技术、新材料的应用将推 动压力容器行业的发展。
安全性评估的指标
主要包括容器应力、变形、疲劳寿命等指标。
压力容器的使用与维护
1 使用前的检查
确保容器密封良好、无损伤，并按照操作规程正确使用。
2 维护要求
定期进行检修、清洗、防腐等维护措施，延长容器的使用寿命。
3 常见问题与处理方法
如泄漏、裂纹等问题，应及时处理，确保容器安全稳定。
压力容器的标准与法规
国内外压力容器的标准
包括GB/T 150、ASME Boiler and Pressure Vessel Code等。
相关法律法规的规定
包括《压力容器安全技术监察条例》等相关法规。
压力容器的未来发展方向
新技术与新材料的应用
如复合材料、3D打印等技术的应用，提高容器的强度、 耐腐蚀性能。
环保与可持续发展的要求
压力容器的设计与制造
1制造工艺ຫໍສະໝຸດ 2包括切割、焊接、成型等工艺，要按照设计
压力容器基本知识
1、应力集中系数：容器开孔边缘处或接管根部最大应力与容器壳体膜应力最大值之比。
2、易燃介质：指与空气混合的爆炸下限小于10%，或爆炸上限与下限之差值大于等于20%的气体3、焊缝系数u :由于焊缝热影响区有热应力的存在，焊缝金属晶粒粗大，及焊缝中出现气孔，未焊透等缺陷影响焊缝金属强度，采用焊缝系数，以补偿焊缝强度的削弱，即焊缝金属材料的许用应力的利用率。
4、整体管板的有效厚度：Se=S-Y-Y ' Se――管板有效厚度；S――管板的实际（名义）厚度，mm ; Y ――管程隔板开槽值，mm ; K与C2取大者；Y'――壳程隔板开槽值，K与壳程腐蚀裕量C' 2取大者5、许用应力：指按材料各项强度数据分别除以各安全系数的最小值6、夹套压力容器的设计总图上，应注明哪些与压力试验有关的内容？答（1）应分别说明壳体和夹套的试验压力；（2）允许的内外压差值；（3）试验步骤；（4）试验的要求7、选用公称直径250mm的无缝钢管做压力容器壳体，选择椭圆形封头的直径为多少？答：Dg250mm的无缝钢管外径为273mm ,按钢管外径选封头，封头外径为273mm。
8、按现行规定，在压力容器图纸上如何注明磁粉检测合格标准？答：符合JB4730 11.13.1条和11.13.2条I级的要求9、划分压力容器类别和确定《容规》适用范围使用的压力有何不同？可能产生什么问题？答：确定《容规》适用范围的压力为最高工作压力，划分容类别的压力为设计压力。
划分类别时有限制条件，即必须是对划入《容规》的压力容器进行分类，实际工作中，有时将不属于《容规》管辖的压力容器划成了某类别压力容器。
10、一台压力容器，按介质、压力、内直径、容积等条件，均属于第三类压力容器。
那么，该台容器一定得划分为第三类压力容器吗？为什么？答：不一定，因为搪玻璃压力容器一律划分为第二类压力容器。
11、GB150中“相当于双面焊的全焊透对接焊缝”指什么样的焊缝？答：指单面焊双面成形的对接焊缝。
压力容器基本知识
压力容器基本知识压力容器是工业生产过程中不可缺少的一种设备。
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，压力容器的使用越来越广泛，他不仅用于工农业生产、科研、国防、医疗卫生和文教体育等国民经济各部门，而且已深入到千家万户之中。
压力容器不仅数量多，增长速度快，而且类型复杂，发生事故的可能性较大。
作为压力容器操作人员，保证压力容器安全运行是自己应尽的职责。
未了帮助操作人员提高理论知识和实际操作水平，讲解一些与压力容器有关的基本知识。
1、压力容器的定义：所谓容器，通常的说法是：有曲面构成用于盛装无聊的空间构件。
通俗地讲，就是化工、炼油、医药、食品等生产所用的各种设备外部的壳体都属于容器。
不言而喻，所有承受压力的密闭容器称为压力容器，或称为受压容器。
2、压力：我们把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。
当人们在烂泥路上步行时，两脚常会陷得很深，，如果在路面上铺一块木板，人从木板上走，两脚就不会下陷。
由此可见，是否会陷入路面不仅与路面承受的压力大小有关，而且与受力的面积有关。
因此应以单位面积上所受到的压力来进行比较。
我们把单位面积上承受的压力叫压强。
若用P表示压强；F表示压力；S表示面积。
则P（压强）=F(压力)/S(受力面积)。
力的单位用“牛顿（N）”表示；面积的单位用平方米“m2”或平方厘米“cm2”表示；力的单位用“牛顿（N）”表示。
压强的法定单位是“帕斯卡”，简称为“帕”，用Pa表示。
1帕斯卡=1牛顿/米2，即1Pa=1N/ m2。
它与以往所用压强单位“公斤力/平方厘米”的换算关系为: 1公斤力/平方厘米=10000公斤力/平方米=9.8×104Pa从上述分析可知，压力与压强是两个概念不同的物理量，但在压力容器上或一般工程技术上，人们习惯将压强称为压力。
①、大气压力：地球表面被一层很厚的大气包裹着。
大气受地心的吸引产生重力，所以包围在地球外面的大气层对地球表面及其上的物体便产生了大气压力即所谓的大气压。
第二章压力容器基本知识
第⼆章压⼒容器基本知识第⼆章压⼒容器基本知识第⼀节压⼒容器类别划分【学习⽬标】学习TSG R0004-2009《固定式压⼒容器安全技术监察规程》，掌握压⼒容器类别划分原则。
学习HG20660-2000《压⼒容器中化学介质毒性危害和爆炸危害程度分类》，了解常见的化学介质毒性危害和爆炸危害程度分类。
⼀、压⼒容器类别划分TSG R0004-2009《固定式压⼒容器安全技术监察规程》1.7条款规定：根据危险程度，本规程适⽤范围内的压⼒容器划分为三类，以利于进⾏分类监督管理。
压⼒容器类别划分与三个因素有关：介质特性（组别）、设计压⼒（MPa）、容积（L）。
压⼒容器类别划分的意义是有利于压⼒容器的分类监督和管理，如压⼒容器设计许可证、压⼒容器制造许可证等都与压⼒容器类别有关。
A1 压⼒容器类别划分A1.1 介质分组压⼒容器的介质分为以下两组：（1）第⼀组介质，毒性程度为极度危害、⾼度危害的化学介质，易爆介质，液化⽓体。
（2）第⼆组介质，除第⼀组以外的介质。
A1.2 介质危害性介质危害性指压⼒容器在⽣产过程中因事故致使介质与⼈体⼤量接触，发⽣爆炸或者因经常泄漏引起职业性慢性危害的严重程度，⽤介质毒性程度和爆炸危害程度表⽰。
A1.2.3 介质毒性危害程度和爆炸危害程度的确定按照HG20660-2000《压⼒容器中化学介质毒性危害和爆炸危害程度分类》确定。
A1.3 压⼒容器类别划分⽅法A1.3.1 基本划分压⼒容器类别的划分应当根据介质特性，按照以下要求选择类别划分图，再根据设计压⼒p（单位MPa）和容积V（单位L），标出坐标点，确定压⼒容器类别：（1）第⼀组介质，压⼒容器类别的划分见图A-1；（2）第⼆组介质，压⼒容器类别的划分见图A-2。
A1.3.2 多腔压⼒容器类别划分按照类别⾼的压⼒腔作为该容器的类别并且按照该类别进⾏使⽤管理。
A1.3.3 同腔多种介质压⼒容器类别划分⼀个压⼒腔内有多种介质时，按照组别⾼的介质划分类别。
压力容器基础知识
主讲:陶广峰
一、压力容器的定义
压力的概念： 在压力容器设计中，谈及压力，如果没 有特别指明，通常是指表压力，即指该容器 的内部压力与环境大气压力的差值。如果容 器内部压力高于大气压力，则表压力为正， 表示该容器承受内压作用；如果容器内部压 力低于大气压力，则表压力为负，表示该容 器承受外部压力作用，其绝对值又称为真空 度。
四、压力容器的分类
压力容器的形式、品种繁多。根据不同的要求， 压力容器的分类方法有很多种： 1.按壁厚分： 薄壁容器（容器外径与内径之比小于等于1.2） 和厚壁容器（容器外径与内径之比大于1.2）。 2.按材质分： 钢制压力容器、铝制焊接容器、钛制焊接容器 和非金属容器。
四、压力容器的分类
3.按承压方式分： 内压容器和外压容器。 当容器内部承受压力时称为内压容器，当容 器外部承受压力时称外压容器，如夹套容器、真 空容器等。 4.按工作温度分： 高温容器、常温容器、低温容器。 一般情况下，当工作温度低于或等于-20℃时称 为低温容器，当压力容器的工作温度高于或等于 金属材料的蠕变开始温度时称为高温容器。
四、压力容器的分类
8.按压力容器在生产过程中的作用原理分： 反应压力容器（代号R，如反应器、反应釜、 分解锅、分解塔等）； 换热压力容器（代号E，如管壳式余热锅炉、 热交换器、冷却器等）； 分离压力容器（代号S，如分离器、过滤器、 集油器、洗涤器、缓冲器、吸收塔等） 储存压力容器（代号C，其中球罐代号B，如 液化石油气球罐）。
四、压力容器的分类
5.按壳体的几何形状分： 球形容器、圆筒形容器、圆锥形容器。 6.按设计压力分： 低压（L）0.1MPa≤p＜1.6MPa； 中压（M）1.6MPa ≤p＜ 10MPa； 高压（H） 10MPa ≤p＜ 100MPa ； 超高压（U） p≥ 100MPa 。 7.按盛装介质毒性分： 轻度危害、中度危害、高度危害、和极度危害。
压力容器基本知识
2.5压力容器的开孔与接管
(1)接管与壳体连接 图4-15 插入式 嵌入式 (2)开孔补强 补强圈补强和厚壁管补强(局部补强) 整体补强用增加整个容器壳体壁厚来降低 开孔处的局部应力.
2.6压力容器的焊接接头分类及设 计的一般原则
(1)焊接接头分类:分为A.B.C.D四类. 图4-18 A类:圆筒部分的纵向接头,球形封头与圆筒连接的环向 接头,各类形封头的拼接接头,嵌入式接管与壳体的对 接接头. B类:圆筒部分的环向接头,锥形封头小端与接管连接的 接头,长颈法兰与接管连接的接头,(已规定为A.C.D 类除外) C类:平盖,管板与圆筒连接的接头,法兰与壳体,接管连 接的接头,内封头与圆筒的搭接接头,以及多层包扎容 器层板层纵向接头. D类:接管,人孔,像,补强圈等与壳体连接的接头(已规 定为A.B类的除外)
图2－2 筒形容器
2、圆形截面容器
1.接管；2.锥底；3.筒体； 4.支座；5.封头
图2－3 锥形（组合形）容器
图2－4 箱形容器消毒柜
3、非圆形截面容器 4、厚壁容器 整体式厚壁筒体有整体锻造式、锻焊式、 铸锻焊式、单层厚板式和电渣焊成型式等 结构形式。 组合式厚壁筒体有多层包扎式、多层热 套式、多层绕板式、螺旋包扎式和绕带式 等结构形式。
2. 压力容器的基本结构
2.1 压力容器的结构型式 1、球形容器
1.顶部极板（北极板）； 2.上温带板（北温带）； 3.赤道带板； 4.下温带板（南温带）； 5.底部极板； 6.拉杆；7.下部盘梯； 8.支柱；9.中间平台； 10.上部盘梯；头；2.筒体； 3.支座；4.接管;
1.4.3.压力容器的安全监察内容 1、对压力容器设计环节的监察 （1）对设计单位资格许可 （2）压力容器设计人员资格考核 2、对压力容器制造环节的安全监察 3、对压力容器安装环节的安全监察 4、对压力容器使用环节的安全监察 5、对压力容器检验环节的安全监察 6、对修理、改造环节的安全监察 7、对进口锅炉压力容器的监察
压力容器的基础知识
压力容器的基础知识压力容器是用于存放或输送高压气体、液体或混合物的设备。
它们经常被使用在工业、化工、制药、能源等行业。
由于它们涉及到高压和高温，因此非常重要的一点就是安全性。
在使用压力容器时，必须严格遵守相关的安全规程，并确保容器的质量和稳定性。
以下为压力容器的基础知识的详细介绍。
1. 压力容器的分类压力容器可以按照它们的用途、形状、尺寸、使用压力、储存介质和制造材料等因素进行分类。
- 按照用途：压力容器可以分为存储压力气体的储气罐、用于加热或热处理的锅炉和用于储存液体或气体的贮槽。
- 按照形状：压力容器可以分为圆形、方形、球形、柱形等形状。
- 按照尺寸：按照容器的体积或者形状大小可以分为大型、中型和小型压力容器。
- 按照使用压力：根据压力容器所能承受的压力可以分为低压容器、中压容器和高压容器。
- 按照储存介质：根据储存的流体介质的不同，压力容器可以分为储气罐、储液罐等。
- 按照制造材料：压力容器可以使用不同的材料制造，包括钢、铝、铜、玻璃钢等。
2. 压力容器的物理特性在设计压力容器之前，了解压力容器的物理特性是非常重要的。
主要物理特性如下：- 压力：压力容器通过承受和淋压来保持容器内部的高压状态。
缺乏妥善的维护或设计不佳可能导致容器内部气体或液体泄漏并爆炸。
- 温度：温度是压力容器的另一个重要特性，因为过高或过低的温度可能导致容器失去其结构完整性和稳定性。
- 物理强度：压力容器需要足够的物理强度来承受容器内部的压力。
这也涉及到材料选择和制造方法的选择。
- 密封性：压力容器需要可靠性高的密封系统，以防止存储在容器内的物质泄漏。
3. 压力容器的安全检查在使用压力容器之前，应该进行安全检查和维护。
以下是一些重要的检查项目：- 监测压力：设备操作人员应该动态监控容器内部的压力，并使用相关的压力监测设备检测压力释放或泄漏的风险。
- 注意温度：设备操作人员还应该动态监测容器内部的温度，并确保其在正常范围内。
压力容器基础知识
金属材料在不同条件下抵抗外力对其破坏的能力统 称为材料的强度。我们常见常用的是以下两种： 称为材料的强度。我们常见常用的是以下两种： 1、屈服强度σs（σ0.2）：表示材料抵抗发生塑性变 屈服强度σ 形的能力； 2、强度极限σb：表示材料抵抗断裂的能力 强度极限σ
（一）圆柱形筒体的内、 外压计算
1、计算涉及的有关设计参数： （1） 容器（筒体）直径（钢板卷焊的筒体， 容器（筒体）直径（钢板卷焊的筒体， 内径为公称直径；无缝钢管作筒体，外径为公 称直径）
（2）工作压力Pw和设计压力P： ）工作压力P 和设计压力P 工作压力是指正常操作情况下可能出现的最高 工作压力是指正常操作情况下可能出现的最高 压力； 设计压力根据不同的情形，取 设计压力根据不同的情形，取 P=(1.05～ P=(1.05～1.75)Pw（一般取1.25Pw） （一般取1.25P （3）设计温度t：取直接或间接传热介质的最高可 设计温度t 能温度 （4）计算压力Pc：（要加上液体静压力）与设计压 计算压力P 力P的区别 （5）许用应力[σ]t： 许用应力[σ] （6）焊接接头系数φ： 焊接接头系数φ
二、压力容器的分类
按照容器的承压、介质、用途、蓄能四方面 特性都有分类。我们常接触的有： 1、按设计压力P分为： 、按设计压力P 低压 0.1MPa≤P＜ 0.1MPa≤P＜1.6MPa 中压 1.6MPa≤P＜ 1.6MPa≤P＜10MPa 高压 10MPa≤P＜ 10MPa≤P＜100MPa 超高压 P≥100MPa
四、压力容器主要受压元件
压力容器上的主要受压元件有： 1、圆柱形筒体； 2、各种封头（椭圆形、蝶形、球冠形、锥形、 平板形等）； 3、外压筒体上的加强圈； 4、管壳式换热器里的换热管、管板（花板）、 膨胀节等； 5、容器上的人手孔、接管、试镜、法兰等
压力容器基本知识(PPT 52张)
容器内部产生或增大
三、受监管的压力容器的界定
压力容器监察范围应该主要从发生事故 的可能性和事故危害的严重性来考虑。 一般来说，压力容器发生爆破事故时， 其危害的严重程度与压力容器的工作介质、 工作压力及容积等因素有关。
工作压力越高，容积 越大，储存能量越大， 爆破释放能量越大， 危害大。
1.液体介质：压缩性极小， 爆破膨胀功（即释放能量）小， 危害小。 2.气体介质：压缩性很大， 爆破膨胀功（即释放能量）大， 危害大。
各种气体的临界温度是不同的，在此温度以上，它只能处于气体状态，不能单有压缩气体 的方法使其液化。 气体的临界温度越高，就越容易液化；其温度比临界温度越低，液化所需的压力就越小。 对于已经液化的物质，一旦温度升至临界温度时，就必然会由液态迅速转变为气态。
介质
所谓介质是指容器所盛装的，或在容器中参 与反应的物质 。 介质危害性指压力容器在生产过程中因事故 致使介质与人体大量接触，发生爆炸或者因经常 泄漏引起职业性慢性危害的严重程度，用介质毒 性程度和爆炸危害程度表示。
设 计 温 度
临 界 温 度
毒 性 程 度
易 燃 易 爆
压力
工作压力也称为操作压力，是指正常工艺操作情况下，容器顶 部的最高压力（不包括液体静压力）。
最高允许工作压力是根据容器的有效厚度计算得到的容器实际可 承受压力。 设计压力是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设计压力选取方法 计算压力是指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，并 且应当考虑液柱静压力等附加载荷。 各种压力之间的关系
（1）由压缩机或泵产生的压力，此时压力容器中的介质压 力取决于压缩机或泵出口的压力。 （2）由蒸汽锅炉或余热锅炉产生的压力，此时压力容器中 的介质压力取决于蒸汽锅炉或余热锅炉产生的压力或减压后的 蒸汽压力。
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压力容器的基本要求
•制造与维修 压力容器的结构应便于制造、安装和检 查，以保证容器安全运行。如采用标准化的 零部件、设置尺寸适宜的人孔和检查孔。此 外，容器的外形和尺寸上还应考虑运输的方 便。
• 按容器的壁厚分：薄壁容器(厚度≤1/10内径)，厚壁容器； • 按壳体承受压力方式分：内压容器，外压； – 内压容器按其设计压力，又可划分为:
压力容器类别划分方法
• 对于容积大于1L并且小于25L，或者内直径 (对非圆形截面，指宽度、高度或者对角线， 如矩形为对角线，椭圆为长轴)小于150mm 的压力容器，只需要满足设计、制造许可 要求，其设计制造按照相关产品标准的要 求进行；对于容积小于或者等于1L的压力 容器，只需要满足制造许可要求，其设计 制造按相关产品标准的要求进行 ，不再进行分类。
压力容器类别划分方法
②多腔压力容器类别划分 多腔压力容器（如换热器的管程和壳程、夹套 容器等）按照类别高的压力腔作为该容器的类别并 且按照该类别进行使用管理。但是应当按照每个压 力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。对 各压力腔进行类别划定时，设计压力取本压力腔的 设计压力，容积取本压力腔的几何容积。 ③同腔多种介质压力容器类别划分 一个压力腔内有多种介质时，按照组别高的介 质划分类别。
压力容器的分类
按压力容器按使用特点分类：可分为固定式容器 和移动式容器两大类。 固定式容器具有固定的安装和使用地点，工艺操 作条件和操作人员都比较固定。 移动式压力容器分为气瓶和罐（槽）车。移动式 压力容器属于贮运容器，主要盛装和运输压缩气体、 液化气体和溶解气体。由于这类容器活动范围大，环 境条件变化复杂，在运输和装卸过程中容易受到外界 的冲击、振动，甚至可能发生碰撞或倾翻，一旦发生 事故，带来的危害性可能更严重，所以对此类压力容 器的设计、制造、检验和使用管理要求更高。
压力容器的综合分类
• 为了更有效地实施分类监督管理和安全监检，我 国《固定式压力容器安全技术监察规程》根据工 作压力、介质危害性及其在生产中的作用将固定 式压力容器分为三类。并对每个类别的压力容器 在设计、制造过程，以及检验项目、内容和方式 做出了不同的规定。压力容器已实施进口商品安 全质量许可制度，未取得进口安全质量许可证书 的商品不准进口。按照最新TSG R0004-2009《固 定式压力容器安全技术监察规程》中划分，应先 按介质划分为第一组介质和第二组介质，然后再 按照压力和容积划分类别Ⅰ类，Ⅱ类，Ⅲ类。
压力容器的基本要求
强度 强度是指容器在外力作用下不失效和不 被破坏的能力。压力容器的受压元件都应有 足够的强度，以保证在压力、温度和其他外 载荷作用下不发生塑性变形、破裂或爆炸等 事故。
压力容器的基本要求
•刚度 刚度是指容器在外力作用下保持原来形 状的能力。与强度不同，容器或容器的部件 往往不会由于强度不足发生破裂，但会由于 过大的变形而丧失正常的工作能力，如容器 及管道的法兰，由于刚度不足产生翘曲变形 而发生密封泄漏，使密封失效。
压力容器类别划分方法
②多腔压力容器类别划分 多腔压力容器（如换热器的管程和壳程、夹套 容器等）按照类别高的压力腔作为该容器的类别并 且按照该类别进行使用管理。但是应当按照每个压 力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。对 各压力腔进行类别划定时，设计压力取本压力腔的 设计压力，容积取本压力腔的几何容积。 ③同腔多种介质压力容器类别划分 一个压力腔内有多种介质时，按照组别高的介 质划分类别。
压力容器定义
• 压力容器的界限，国际上还没有一个完全统一的 规定，它的界限范围就应该从发生事故的可能性 和事故危害性的大小来考虑。一般来说，压力容 器发生爆炸事故时，其危害的严重程度与压力容 器的工作介质，工作压力及容积有关。 • 工作介质是指容器内所盛装的、或在容器中参加 反应的物质。压力容器爆破时所释放的能量与它 的工作介质的物性状态有关。一个容积为10米3， 工作压力为11个绝对大气压的容器：①空气爆破 时释放能量(气体绝对膨胀所作的功)1.3×107焦耳； ②如果装水时释放能量为2.16×103焦耳；前者为 后者的6200倍。
压力容器的基本要求
•使用寿命 压力容器的设计使用年限一般为10〜15 年，对于高压容器等重要的容器，设计使用 年限可为20年。容器的设计使用年限与其实 际使用年限是不同的，如果操作使用得当， 检验维修的好，则实际使用年限可能会比设 计使用年限长得多。压力容器的使用年限主 要取决于容器的腐蚀、疲劳和磨损等。
• • • • 低压容器(代号L)(0.1MPa≤p＜1.6MPa） 中压容器（代号M)（1.6MPa≤p＜10MPa） 高压容器（代号H)（10MPa≤p＜100MPa） 超高压容器（代号U)（p≥100MPa）。其中p为容器设计压力。
压力容器的分类
• 按容器工作壁温分：常温（-20〜200℃），中温容器（在常 温和高温之间）、高温容器（达到蠕变温度，对碳素钢或 低合金钢容器，温度超过 420℃ ，合金钢超过 450℃ ，奥氏 体不锈钢超过550℃）和低温容器（＜-20℃）； • 按壳体几何形状分：球形、圆筒形、圆锥形、轮胎形； • 按制造方法分：焊接容器，锻造、铆接、铸造、组合式等； • 按构造材料分：有钢制容器、铸铁、有色金属和非金属； • 按盛装介质分为：非易燃、无毒；易燃或有毒；剧毒。
第二章
压力容器的基本知识
§2-1压力容器
• 一、压力 • 二、压力容器及其压力来源
一、压力
• (一)压力及单位
• 均匀地垂直作用于单位面积上的力，实际上就是压强。 • MKS制→国际单位制(SI)→1牛顿/米2=1Pa(帕斯卡)=10-6MPa • CGS制→1dyn/cm2(达因 /厘米2)=1μbar(微巴)=10-6bar • 工程单位→1Kgf/cm2(公斤/厘米2)=1工程大气压(at) • (atm)标准大气压或物理大气压→在纬度为450的海平面上(即重力加速 度为9.80665米/秒2处)，大气的压力相当于在每平方厘米的面积上作 用着1.0332公斤力。 • 表压力——压力表上所指示的压力值是指容器中的压力与容器周围大气 压力之差，这个压力值称作表压力，是相对值。 • 绝对压力——表压力+容器周围的大气压力。
压力容器的综合分类
介质分组 压力容器的介质分为以下两组，包括气体、液 化气体以及最高工作温度高于或者等于标准沸点的 液体：
– 第一组介质，毒性程度为极度危害、高度危害的化 学介质，易爆介质，液化气体。 – 第二组介质，除第一组以外的介质。如毒性程度为 中度危害以下 介质特性
– 由用途和生产工艺所决定的压力容器的介质品种繁多复杂，从安全方面 考虑，对介质的特性主要考虑三个方面：一是介质与压力和温度相关的 物理特性；二是介质对材料的腐蚀性；三是介质的化学特性，主要是易 燃和易爆性质，以及毒性程度。
压力容器的基本要求
对压力容器最基本的要求是在确保安全的前提 下长期有效地运行，因此压力容器应满足以下几个 方面的要求。 •强度 •刚度 •稳定性 •密封 •使用寿命 •制造与维修
压力容器定义
中国《压力容器安全技术监察规程》中定义同时具备下列 三个条件的容器可作为压力容器。
• ① 最高工作压力大于等于0.1MPa (不含液体静压力）； • ② 内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于或等于0.15m，且容 积大于或等于0. 025m3 ； • ③ 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸 点的液体。 • 饱和液体——温度高于其标准沸点，如锅炉中的高温饱和 水。 • 液化气体——标准沸点在常温(或环境温度)以下的液体。 • 所以从工作介质的状态这一方面来考虑划分压力容器的界 限范围，它应该包括压缩气体、水蒸汽、液化气体和工作 温度高于其标准沸点的饱和液体
压力容器的基本要求
•稳定性 稳定性是容器在外力作用下保持其几何 形状不发生突然改变的性能，如外压薄壁圆 筒可能会突然压瘪而失稳。
压力容器的基本要求
•密封 压力容器往往盛装一些易燃、易爆或有 毒的介质，一旦泄漏，不仅会对环境带来污 染，还可能引起财产的损失和人员伤亡，因 而对其密封性能的要求至关重要，如搅拌反 应釜搅拌轴处的轴封。
介质毒性危害程度
压力容器类别划分方法
①基本划分 压力容器类别的划分应当根据介质特性，按照以下要求选择类别划分图， 再根据设计压力p(单位MPa)和容积V(单位L)，标出坐标点，确定压力容器类别： （1）第一组介质，压力容器类别的划分见图A-1。
压力容器类别划分方法
①基本划分 压力容器类别的划分应当根据介质特性，按照以下要求选择类别划分图， 再根据设计压力p(单位MPa)和容积V(单位L)，标出坐标点，确定压力容器类别： （2）第二组介质，压力容器类别的划分见图A-2。
压力容器的运行特性
• 压力
– 器外产生压力：
• 气体压缩机 • 蒸汽锅炉或余热锅炉
– 器内产生压力：
• 器内介质的聚集状态发生改变 • 介质在器内受热温度剧列升高 • 介质在器内发生体积增大的化学反应
• 温度
– 容器的设计温度是指在正常操作情况时，在相应的设计压力条件下，壳 壁或受压元件可能达到的最高或最低（≤﹣20℃)温度。温度是压力容器 材料选用的主要依据之一，也是压力容器设计和使用中需要考虑的因素。
介质危害性 介质危害性指压力容器在生产过程中因事故致使介质与人体大量接触，发生爆 炸或者因经常泄漏引起职业性慢性危害的严重程度，用介质毒性程度和爆炸危害程度 表示。 ①毒性程度 综合考虑急性毒性、最高容许浓度和职业性慢性危害等因素，极度危害（I级） 最髙容许浓度小于0.1mg/m3；高度危害（Ⅱ级）最高容许浓度0.1mg/m3～1.0mg/m3； 中度危害（Ⅲ级）最高容许浓度1.0mg/m3～10.0mg/m3；轻度危害（Ⅳ级）最高容许浓 度大于或者等于10.0mg/m3。 ②易爆介质 指气体或者液体的蒸汽、薄雾与空气混合形成的爆炸混合物，并且其爆炸下限 （遇火源能发生爆炸的最低浓度）小于10%，或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或 者等于20%的介质。 ③介质毒性危害程度和爆炸危险程度的确定 按照HG20660—2000《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》确 定。HG20660没有规定的，由压力容器设计单位参照GB5044-85《职业性接触毒物危 害程度分级》的原则，决定介质组别。两者不一致时，以危害(危险)程度高的为准。