压力容器教案(DOC)

第一章压力容器基础知识

第一节压力容器安全管理的重要性

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，压力容器的使用日益广泛，数量日益增加，而且类型复杂，设计制造还不断采用新材料、新工艺和新技术。这样，压力容器的安全可靠性就尤为重要。

压力容器的安全问题之所以特别重要，主要是因为它既是工业生产中广泛使用的设备，又容易发生事故，而且往往发生的事故又是灾难性事故。

举例说明

所以无论哪个环节的工作稍有疏忽，就可能发生压力容器爆炸事故！为保障人身安全和设备安全，做好压力容器的安全管理工作非常必要。

为了确保压力容器的安全性，西方工业化国家早已把它纳入政府安全监察体系内进行法制化管理。我们国家自国发[1982]22号《锅炉压力容器安全监察暂行条例》和原劳动部[1990]8号《压力容器安全技术监察规程》（简称“容规”）和劳锅字[1990]3号[压力容器定期检验规则]先后颁布，以及劳部发[1993]442号《压力容器使用登记管理规则》等一系列相关规程标准陆续发布实施，压力容器安全监察与管理逐步进入法制化管理的轨道。

我国目前主要是依据２００３年２月１９日国务院颁布自２００３年６月１日起施行的《特种设备安全监察条例》，2009年修订，代替 1982年2月6日国务院颁布的《锅炉压力容器安全监察暂行条例》。

《特种设备安全监察条例》的颁布对于我国建立锅炉压力容器等承压特种设备安全监察制度确立了依据。

压力容器的重要性主要表现在以下方面

（一）压力容器应用广泛

压力容器是一种能承受压力载荷的密闭容器。它的主要作用是贮存、运输有压力的气体或液化气体，或者是为这些流体的传热、传质反应提供一个密闭的空间。压力容器具有各式各样的形状结构，从小至容积只有几升的瓶或罐，到大至上万立方米的球形容器或高达上百米的塔式容器，在各种工业领域中都得到最广泛的应用。而液化石油气钢瓶等压力容器已进入千家万花，与日常生活密切相关。

压缩空气是一种使用得较为普遍的动力源，它可以带动气锤、风铲、风镐、风动砂轮、铆钉枪等风动机械和风动工具，进行金属加工、矿山开采、挖掘隧道、铆接桥梁等，还可以用作喷砂（丸）、喷漆、搅拌、输送物料以及控制仪表与自动化装置等。因此，在机械制造、交通运输、建筑、采矿、化工、冶金及国防工业等许多部门中都大量使用着压缩空气。特别是在煤矿中，由于风动机械在使用中不会产生火花，可以防止瓦斯爆炸，因而压缩空气的使用就更为普遍。压缩空气主要来源于空气压缩机，压缩机的一套附属设备，如气体冷却器、油水分离器、贮气罐等都是压力容器。有些对干燥度和清洁度要求比较高的压缩空气，还要有干燥和过滤装置，这些也是压力容器。

除了压缩空气外，在工业生产中还经常使用各种气体作为原料或辅助材料。如制造农药要用的氯气，金属的焊接和气割需要氢气、乙炔气和氧气等。这些气体从气体制造厂送到使用单位，除了相距较近时可用管道输送外，大部分都得使用盛装容器。而为了提高运输效率和设备利用率，这些气体往往都要经过增压使其成为压缩气体（如氧、氮等）或液化气体（如液氯、液氨等）或溶解气体（如乙炔）。这样，贮运这些压缩气体、液化气体或溶解气体的容器，如

气瓶、液化气体贮罐及槽（罐）车等，也都是压力容器。

制冷装置是食品工业、化学工业和医疗卫生等部门用以制造“人造冷”的一种通用设备。因为食品或药品的冷藏运输、某些化工产品的制备等需要在较低的温度下进行，而要获得持续的低温就得采用制冷装置。制冷装置是利用制冷压缩机将气态的冷冻剂（最常用的是氨和氟里昂）进行压缩，然后在冷凝器中用水将其冷凝为液体，再把这些液化了的冷冻剂通过调节阀节流降压进入蒸发器。由于压力降低，液化冷冻剂在蒸发器内不断地蒸发，并吸收大量的热，使其周围的介质和环境温度降低。蒸发后的冷冻剂再回到压缩机，如此继续循环，在蒸发器中便可以连续获得“人造冷”。制冷装置中的多数设备，如冷凝器、蒸发器、液体冷冻剂贮罐等都是压力容器。

与上述情况相反，有些工业产品的制备需要在较高的温度下进行。因此在生产工艺过程中常常需要将物料加热，而加热又往往使用水蒸气，因为它是一种较易于获得的热源。水蒸气是有压力的气体，用它来对物料进行加热的设备，无论是间接式换热装置，如蒸汽夹套、蒸汽列管加热器等，或者直接式加热设备，如蒸煮锅，蒸汽消毒器等都是一种压力容器。

化工生产中所使用的反应设备大部分也是压力容器。因为有许多化学反应需要在加压的条件下进行，或者需要在比较高的压力下加速其反应，提高设备效率。例如，用乙烯和水（高压过热水蒸气）制造乙醇（酒精），就需要在7MPa 的压力下进行；用氢和氮来制造合成氨，则要在10～100MPa的压力下才能较好的反应。这样，不但是反应器本身需要用压力容器，而且由于这些参与反应的有压力的介质往往又都先要经过精制、加热或冷却等，这些工艺过程所用的设备，也都是压力容器。随着石油化学工业的迅速发展，高分子聚合物的生产不

断扩大。高分子聚合物是由单体分子经过聚合反应而得到的，而大部分聚合反应都需要在较高的压力下进行。例如用乙烯气体聚合成聚乙烯，低压法也要在3.5～10MPa的压力下进行，高压法则需要100～250MPa。因此制取高分子聚合物的设备往往不仅聚合釜（进行聚合的设备）是压力容器，而且这些单体分子在聚合反应以前的一系列工艺处置过程（贮存、精制、加热等）也需要压力容器。

由此可见，压力容器在工业生产中的应用是极为普遍的，尤其是在化学工业中，几乎每一个工艺过程都离不了压力容器，而且它还常常是生产中的主要设备。压力容器除了用于工业生产外，还用于基本建设、医疗卫生、地质勘探、文体教育，以至人们的日常生活等国民经济各部门。所以要发展国民经济，就需要大量地制造和使用各种压力容器。

（二）压力容器事故率高

压力容器之所以作为一种特种设备，要由国家设置专门机构进行安全监督，最主要的原因还是它的事故率要比一般的机械设备高，而且事故的危害性往往又特别严重。

设备事故率的大小，影响因素较多，也十分复杂。它不但与整个工业领域的各项技术水平有关，而且还与社会和人的因素有关。各国的情况也不尽相同。但从总的情况来看，在相同的条件下，压力容器的事故率显然要比其他的一般机械设备高得多。压力容器大多数是承受静止而比较稳定的载荷，并不像一般转动机械那样容易因过度磨损而失效，也不像高速发动机那样因承受高周反复载荷而容易发生疲劳失效。为什么它的事故率比较高呢？从技术条件方面分析，有以下一些主要原因：

1.承受一定的压力及温度