压力容器基础知识
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压力容器基础知识
基本概念 压力容器的设计 压力容器的使用管理与安全运行 在用压力容器的定期检验
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1
压力容器的定义
1. 广义的：盛装一定工作介质，能够承受压力载荷的密闭容器 2. 安全监察范围内的 — “特种设备安全监wk.baidu.com条例”
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 的液体的固定式压力容器和移动式容器；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。（不 包含军事、核、航空航天、铁路机车、海上设施、船舶和煤矿矿井容器 的安全监察）
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在用压力容器定期检验
外部检查内容 1. 压力容器本体、接口部位、焊接接头等的裂纹、过热、变形、泄漏等 2. 外表面的腐蚀 3. 保温层破损、脱落、潮湿、跑冷 4. 检漏孔、信号孔的漏液、漏气 5. 压力容器与相邻管道或构件的异常振动、响声、相互摩擦 6. 安全附件检查 7. 支承或支座的损坏，基础下沉、倾斜、开裂、紧固螺栓的完好情况 8. 排放装置 9. 运行的稳定情况 10. 4级容器的监控情况
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9
压力容器的典型结构
超高压压力容器 — 人造水晶釜
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10
压力容器的典型结构
移动式压力容器 — 液化石油气汽车罐车
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11
压力容器的典型结构
移动式压力容器 — 液化气体铁路罐车
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12
压力容器的典型结构
气瓶 — 无缝气瓶
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压力容器的典型结构
气瓶 — 液化石油气钢瓶
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压力容器的典型结构
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压力容器的设计
强度理论 第一强度理论——最大主应力理论 第二强度理论——最大应变理论 第三强度理论——最大剪应力理论 第四强度理论——变形能理论 我国规范采用的强度理论
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压力容器的设计
保证强度与稳定性 材料的选择 —— 安全性与经济性的统一
机械性能：强度、塑性、韧性 抗腐蚀性：化学腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、高温氢腐蚀 焊接性能 冷热加工性能 合理的结构 安全附件的选择 监控类安全附件：压力表、温度计、液位计 保护类安全附件：安全阀、爆破片、紧急切断筏 静电接地装置
设计方法 1. 常规设计GB150《钢制压力容器》 2. 分析设计JB4732《钢制压力容器——分析设计
标准》 3. 其它特殊设计：
验证设计 有限元分析
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压力容器的设计
设计准则 1. 材料的载荷位移曲线 2. 材料的几个主要力学性能指标
屈服强度、抗拉强度、延伸率 3. 三个设计准则
弹性失效设计准则 塑性失效设计准则 爆破失效设计准则
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压力的使用管理与安全运行
压力容器使用登记 压力容器使用登记证和登记卡 压力容器的安全状况等级 — 《检规》和《管理办法》附件6
1级——符合制造标准要求 2级——存在缺陷，不危及安全 3级——存在缺陷，在规定检验周期和操作条件下可安全使用 4级——需采取监控措施，需提高安全状况等级 5级——报废 压力容器的普查
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压力容器法规及技术标准
1.《特种设备安全监察条例》 对生产（含设计、制造、安装、改造、维修）、使用、 检验检测及其监督检查的全过程安全监察。
2. 《压力容器安全技术监察规程》 3. 《锅炉压力容器使用登记管理办法》 4. 《在用压力容器检验规程》 5. GB150《钢制压力容器》
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压力容器的设计
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压力的使用管理与安全运行
压力容器的档案管理 设备技术档案封面 压力容器登记卡 制造出厂技术文件资料 安装验收资料 安全装置、仪器仪表调试校对资料 试车调试记录 使用登记资料 操作运行记录 年检记录 在用压力容器检验报告书 修理、改造工艺及质量情况记录 防腐保养记录 报废单 其他特殊情况记录
气瓶 — 焊接气瓶
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15
压力容器的基本参数
1. 压力 最高工作压力 设计压力
2. 温度 设计温度 使用温度
3. 容积 4. 介质
按易燃程度分类 按毒性程度分类：GB5044《职业性接触毒物危害程
度分级》
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压力容器的主要安全附件
安全阀 爆破片 压力表 温度计 液位计 紧急切断装置 快开门式压力容器的安全联锁装置
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4
压力容器的典型结构
低压压力容器
— 夹套式低压 压力容器
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5
压力容器的典型结构
中压压力容器 — 球型储罐
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6
压力容器的典型结构
中压压力容器
— 固定管板式 列管换热器
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7
压力容器的典型结构
中压压力容器 — 立式压力 容器
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压力容器的典型结构
中压压力容器 — 中压卧式U型管换热器
宏观检查 壁厚测定 表面探伤：磁粉探伤、渗透探伤 射线探伤 超声波探伤 硬度测定 金相检验 应力测定 声发射检测 强度校核 耐压试验 气密试验
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在用压力容器定期检验
特殊检测方法 磁记忆检测 超声波端点衍射 红外壁温测试 腐蚀介质含量测定 涡流探伤 漏磁检测 缺陷安全性分析 材料化学成分分析：化学分析法和光谱分析法 铁素体含量测定
3. 《容规》范围内的
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2
压力容器的基本构成 壳体、封头、法兰、支座、接管
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3
压力容器的分类
1. 按使用位置分类：固定式压力容器、移动式压力容器和气瓶 2. 按设计压力分类：低压、中压、高压、超高压容器 3. 按工艺过程中的作用分类
反应类压力容器 换热类压力容器 分离类压力容器 储存类压力容器 4. 按容器壁厚分类：薄壁容器和厚壁容器 5. 按容器的制造材料分类：钢制压力容器、铸造容器、有色金属压力容器 6. 按工作温度分类：低温容器、常温容器和高温容器 7. 《压力容器安全技术监察规程》的分类 第一类压力容器 第二类压力容器 第三类压力容器
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在用压力容器定期检验
外部检查——运行中在线检查，每年至少一次 内外部检验——停机时的全面检验
检验周期 1级、2级容器：每6年至少一次 3级容器：每3年至少一次
耐压试验：停机时的液压或气压试验 每两次内外部检验期间至少一次
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在用压力容器定期检验
常见检验方法及使用范围 一般检测方法
基本概念 压力容器的设计 压力容器的使用管理与安全运行 在用压力容器的定期检验
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压力容器的定义
1. 广义的：盛装一定工作介质，能够承受压力载荷的密闭容器 2. 安全监察范围内的 — “特种设备安全监wk.baidu.com条例”
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 的液体的固定式压力容器和移动式容器；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。（不 包含军事、核、航空航天、铁路机车、海上设施、船舶和煤矿矿井容器 的安全监察）
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在用压力容器定期检验
外部检查内容 1. 压力容器本体、接口部位、焊接接头等的裂纹、过热、变形、泄漏等 2. 外表面的腐蚀 3. 保温层破损、脱落、潮湿、跑冷 4. 检漏孔、信号孔的漏液、漏气 5. 压力容器与相邻管道或构件的异常振动、响声、相互摩擦 6. 安全附件检查 7. 支承或支座的损坏，基础下沉、倾斜、开裂、紧固螺栓的完好情况 8. 排放装置 9. 运行的稳定情况 10. 4级容器的监控情况
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压力容器的典型结构
超高压压力容器 — 人造水晶釜
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压力容器的典型结构
移动式压力容器 — 液化石油气汽车罐车
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压力容器的典型结构
移动式压力容器 — 液化气体铁路罐车
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压力容器的典型结构
气瓶 — 无缝气瓶
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压力容器的典型结构
气瓶 — 液化石油气钢瓶
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压力容器的典型结构
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压力容器的设计
强度理论 第一强度理论——最大主应力理论 第二强度理论——最大应变理论 第三强度理论——最大剪应力理论 第四强度理论——变形能理论 我国规范采用的强度理论
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压力容器的设计
保证强度与稳定性 材料的选择 —— 安全性与经济性的统一
机械性能：强度、塑性、韧性 抗腐蚀性：化学腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、高温氢腐蚀 焊接性能 冷热加工性能 合理的结构 安全附件的选择 监控类安全附件：压力表、温度计、液位计 保护类安全附件：安全阀、爆破片、紧急切断筏 静电接地装置
设计方法 1. 常规设计GB150《钢制压力容器》 2. 分析设计JB4732《钢制压力容器——分析设计
标准》 3. 其它特殊设计：
验证设计 有限元分析
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压力容器的设计
设计准则 1. 材料的载荷位移曲线 2. 材料的几个主要力学性能指标
屈服强度、抗拉强度、延伸率 3. 三个设计准则
弹性失效设计准则 塑性失效设计准则 爆破失效设计准则
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压力的使用管理与安全运行
压力容器使用登记 压力容器使用登记证和登记卡 压力容器的安全状况等级 — 《检规》和《管理办法》附件6
1级——符合制造标准要求 2级——存在缺陷，不危及安全 3级——存在缺陷，在规定检验周期和操作条件下可安全使用 4级——需采取监控措施，需提高安全状况等级 5级——报废 压力容器的普查
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压力容器法规及技术标准
1.《特种设备安全监察条例》 对生产（含设计、制造、安装、改造、维修）、使用、 检验检测及其监督检查的全过程安全监察。
2. 《压力容器安全技术监察规程》 3. 《锅炉压力容器使用登记管理办法》 4. 《在用压力容器检验规程》 5. GB150《钢制压力容器》
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压力容器的设计
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压力的使用管理与安全运行
压力容器的档案管理 设备技术档案封面 压力容器登记卡 制造出厂技术文件资料 安装验收资料 安全装置、仪器仪表调试校对资料 试车调试记录 使用登记资料 操作运行记录 年检记录 在用压力容器检验报告书 修理、改造工艺及质量情况记录 防腐保养记录 报废单 其他特殊情况记录
气瓶 — 焊接气瓶
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压力容器的基本参数
1. 压力 最高工作压力 设计压力
2. 温度 设计温度 使用温度
3. 容积 4. 介质
按易燃程度分类 按毒性程度分类：GB5044《职业性接触毒物危害程
度分级》
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压力容器的主要安全附件
安全阀 爆破片 压力表 温度计 液位计 紧急切断装置 快开门式压力容器的安全联锁装置
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压力容器的典型结构
低压压力容器
— 夹套式低压 压力容器
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压力容器的典型结构
中压压力容器 — 球型储罐
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压力容器的典型结构
中压压力容器
— 固定管板式 列管换热器
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压力容器的典型结构
中压压力容器 — 立式压力 容器
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压力容器的典型结构
中压压力容器 — 中压卧式U型管换热器
宏观检查 壁厚测定 表面探伤：磁粉探伤、渗透探伤 射线探伤 超声波探伤 硬度测定 金相检验 应力测定 声发射检测 强度校核 耐压试验 气密试验
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在用压力容器定期检验
特殊检测方法 磁记忆检测 超声波端点衍射 红外壁温测试 腐蚀介质含量测定 涡流探伤 漏磁检测 缺陷安全性分析 材料化学成分分析：化学分析法和光谱分析法 铁素体含量测定
3. 《容规》范围内的
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压力容器的基本构成 壳体、封头、法兰、支座、接管
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压力容器的分类
1. 按使用位置分类：固定式压力容器、移动式压力容器和气瓶 2. 按设计压力分类：低压、中压、高压、超高压容器 3. 按工艺过程中的作用分类
反应类压力容器 换热类压力容器 分离类压力容器 储存类压力容器 4. 按容器壁厚分类：薄壁容器和厚壁容器 5. 按容器的制造材料分类：钢制压力容器、铸造容器、有色金属压力容器 6. 按工作温度分类：低温容器、常温容器和高温容器 7. 《压力容器安全技术监察规程》的分类 第一类压力容器 第二类压力容器 第三类压力容器
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在用压力容器定期检验
外部检查——运行中在线检查，每年至少一次 内外部检验——停机时的全面检验
检验周期 1级、2级容器：每6年至少一次 3级容器：每3年至少一次
耐压试验：停机时的液压或气压试验 每两次内外部检验期间至少一次
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在用压力容器定期检验
常见检验方法及使用范围 一般检测方法