承压类特种设备基本知识_压力容器

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3、按工作温度分： 高温容器：使用中器壁处于高温下的压力容器。所谓高温，
通常是指壁温超过容器材料的蠕变起始温度（对于一般钢 材约为 350℃）。火力发电站的锅炉汽包、煤转化反应器， 某些堆型（高温气冷堆和增殖反应堆）核电站的反应堆压 力容器等，都是高温压力容器。 低温容器：工作时壁温在-20℃以下的压力容器液化乙烯、 液化天然气、液氮和液氢等的储存和运输用容器均属低温 压力容器。一般压力容器常用的铁素体钢在温度降低到某 一温度时,钢的韧性将急剧下降，而显得很脆,通常称这一 温度为脆性转变温度。
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1．固定式
固定式容器是指除了用于运输储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和使用地点，工艺
条件和使用操作人员也比较固定，容器一般不是单独装设， 而是用管道与其他设备相连接。固定式容器还可以按它的 压力和用途进行分类。
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（1）按照压力等级分：根据《容规》按压力容器的设计 压力(P)分为低压、中压、高压、超高压四个压力等级，具 体划分如下：
常温容器
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4、按壳体的几何形状：可分为球形容器、圆筒形容器和 其他特殊形状容器等；
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5、按容器的制造方法：可分为焊接容器、锻造容器、铆 接容器、铸造容器、有色金属容器和非金属容器；
6、按容器的安放形式可分为立式容器和卧式容器等。 总之，各种不同的分类方法都是从各个不同需要的角度来
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2.2压力容器的典型结构和特点 2.2.1低、中压压力容器的筒体结构 １、圆筒形的筒体结构形式 ２、球形容器 2.2.2高压／超高压容器的筒体结构 整体结构:为满足强度、刚度和稳定性要求所需要的厚度
（不包括为防腐而设置的衬层）是由一整块连续钢制成的 结构。 主要形式 a)整体锻造：锻造的筒和筒之间用法兰或螺纹连接。主要 用于超高压设备。
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３、椭圆形封头 椭圆形封头是个半椭球体。它的纵剖面是条半椭圆曲线。
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③分离压力容器(代号S) 主要是用于完成介质的流体压力 平衡、缓冲和气体净化分离。介质在分离容器内通过降低 流速、改变流动方向或用其他物料吸收、溶解等方法来分 离气体中的混合物，达到净化气体或提取其中有用物料的 目的。
在分离容器中，主要介质不参与化学反应，气体经加压后 进入容器内，提高分离或净化效率。
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d)钢板对钢带：中国人的发明，ASME已承认其可靠性。 内筒单层卷焊，外层缠绕。钢带在缠绕时分左右两个方 向，同时旋转方向相反。但缠绕后由于中间紧两端松， 所以在承压能力上会低10％。在小化肥生产装置中有一 些应用
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e)钢板对钢丝：内筒单层卷焊，外层用高强度的不锈钢丝 缠绕，同时给内筒一定的压应力，承受的外压甚至等于设 计压力，使设备在操作工况时压力趋于0。世界上设计压 力最高的设备1000Mpa就是采用此种结构；
压强。当所测量的系统的压强等于当时当地的大气压时， 压强表的指针指零。即表压为零。 真空度，当被测量的系统的绝对压强小于当时当地的大气 压时，当时当地的大气压与系统绝对压之差，称为真空度。 此时所用的测压仪表称为真空表。
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绝对压、表压、真空度之间的关系如图所示。
系统P>大气压时 系统P<大气压时
分离容器的名称较多，按容器的作用命名为分离器、净化 塔、回收塔等；按所用的净化方法命名为吸收塔、洗涤塔、 过滤器等。
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④储存压力容器(代号C，其中球罐代号为B) 主要用于储
存或盛装气体、液体、液化气体等介质，保持介质压力的 稳定。常用的压缩气体储罐、压力缓冲器等都属于这类容 器。由于工作介质在储存压力容器内一般不发生化学或物 理变化，不需要装设供传热传质用的内部工艺装置(内件)，
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１、半球形封头
半球形封头实际上就是个半球体。由于它的高度（深度） 太大（与半径相同），整体压制成形比较困难，直径较大 的半球形封头一般都是由几块大小相同的梯形球瓣板和顶 部中心的一块圆形球面板（球冠）组焊而成。中心圆板的 作用是把梯形球瓣板之间的焊缝保持有一定的间隔距离， 以防止焊缝重叠或过分靠近致使金属材料过热，或产生太 大的焊接应力和变形。半球形封头也和球形容器一样，作 为一种承压的简单壳体，它是最理想的型式，因为在直径 相同、承受压力相等的条件下，它所需的厚度最小。为便 于焊接，避免在焊缝外造成壁厚的不连续，实用中常取厚 度与圆筒体相同。这样，半球形壳体的优越性就得不到发 挥。除了压力较高、直径较大的贮罐或有其它特殊需要的 压力容器外，一般都较少采用半球形封头。
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b)热套结构：内筒和外筒的配合采用过盈配合。在安装 时外筒加热冷却后很好地与内筒结合在一起。适用于超 大容器，有时分3层或更多层进行套合
c)绕板结构：是日本人发明的。自动化程度很高，先做 内筒再用另一筒体搭接。虽然角焊缝受力不好、不好焊 接且不易检测，但进行承压爆破试验效果很好。目前我 国由于冶金能力有限，板长和宽度不太适合，所以采用 较少
(一)低压(代号L) 0.1MPa≤P<1.6MPa
(二)中压(代号M) 1.6MPa≤P<10MPa
(三)高压(代号H) 10MPa≤P<100MPa
(四)超高压(代号U)
P≥100MPa
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(2)按工艺用途分类 ： ①反应压力容器(代号R) 主要用于完成介质的物理、化学
所以储存压力容器的内部结构比较简单，一般由壳体、出 入口接管及外部一些安全附件和必要的附件(如支座、扶 梯、保温外壳、室外储罐的防雷装置等)构成。大型的储 存压力容器多为球形容器，小型的则常为卧式圆筒形容器。
在实际生产过程中，有一些容器具有多种用途。在这
种情况下，容器分类应归属于作为主要用途的一类。例如，
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2.2.3压力容器的封头 封头是圆筒形容器的主要承压部件。它作为容器的封闭端，
与圆筒体组成一个完整的密闭容器。习惯上，封头常常是 指与圆筒体焊接连接成不可拆的容器端部结构；而与筒体 由螺栓兰等连接的可拆结构，则称之为端盖。封头的型式 较多，以它的纵剖面曲线形状来分，有半球形、碟形、椭 圆形、无拆边球形、锥形及平板形等多种。在压力作用下， 封头壳壁上的应力的大小和分布都与它的型式、形状有关。 如何正确选用封头的型式与尺寸参数，也是压力容器设计 中与安全有关的一个问题。通常在压力容器设计中，平板 封头是很少采用的，只是一些中、低压容器的人孔或手孔 中用作盖板。锥形封头一般也只是用于某些特殊用途的场 合。
绝对压=大气压+表压 绝对压=大气压-真空度
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2.1.2压力容器的主要工艺参数
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2.1.3压力容器的分类 一、一般分类 1、按照容器的壁厚分：薄壁容器、厚壁容器
>1/10
<=1/20
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2、按承受压力方式分：
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内压容器
外压容器
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沸点——沸腾是在一定温度下液体内部和表面同时发生的 剧烈汽化现象。液体沸腾时候的温度被称为沸点。
标准沸点——指在一个大气压下的沸点。 绝对压，或称为真实压，是以绝对零压为起点计算的压强。
或真空为起点计算的压强。绝对压强，简称绝压。 表压强，简称表压，是指以当时当地大气压为起点计算的
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整体锻造
水晶釜
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b)单层卷焊： c)锻焊结构：总结了整体锻造和单层卷焊容器的优点，进
行了有机的结合。质量 好，适用于重要场合，如核工业、 加氢反应器等。
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组合式结构 定义：为满足强度、刚度和稳定性要求所需要的厚度是由
钢板对钢板、钢板对钢带、钢板对钢丝制成的结构。内筒 是板式结构。 主要形式 a)多层包扎：最开始为美国专利，但现在已不存在专利了， 南京大化机已研制成功。但此类设备制造工艺太复杂，生 产工期长；
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２、碟形封头 碟形封头又称带折边的球形封头。它由几何形状不同的三
个部分组成：（1）球面体（球冠），半径为Rc，是中心 部分；（2）圆筒体（俗称直边），是与筒体连接的部分； （3）过渡圆弧（俗称折边）。 由于碟形封头的制造比较容易，可以用手工锻打的方法成 型，早期制造的压力容器，大多采用碟形封头。但它的受 力状况不太好，近年来已逐渐被椭圆形封头所取代。
反应。这类容器的压力源于两种，即加压反应和反应升压。 常用的反应容器有反应器、反应釜、超高压釜、合成塔、 变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等。 ②换热压力容器(代号E) 主要用于完成介质的热量交换， 达到生产工艺过程所需要的将介质加热或冷却的目的。其 主要工艺过程是物理过程，按传热的方式分为蓄热式、直 接式和间接式三种，较为常用的是直接式和间接式。 常用的换热压力容器有管壳式余热锅炉、热交换器、冷却 器、冷凝器、蒸发器、加热器等。
承压类特种设备基本知识
—— 压力容器
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气瓶：气瓶不仅需要实施一般压力容器在设计、制造、 使用、检验等环节的安全监察，还需对充装过程实施安 全监察，充装过程这个环节，是事故多发环节，直接伤 害人身。
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氧舱：是一种特殊的压力容器——载人压力容器。条例中 的氧舱主要指：承受内压或外压，以空气或氧气为主要加 压介质，用于医疗、潜水和科学试验等活动载人的压力舱 体。主要设备种类包括：潜水钟、再压舱、高气压舱、医 用氧舱和高海拔试验舱等。
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按安全的重要程度分类 压力容器的使用范围广、数量大、而且各种容器发生事
故所产生的危害的严重程度也不一样。为了严格控制重要 容器的产品质量，有区别地对安全要求不同的压力容器进 行技术管理和监督检查，防止发生重大事故，有必要在压 力容器的设计、制造和日常使用中的定期检验与上报等主 要环节上实行分级(类)监督与管理。压力容器安全的重要 程度取决于压力容器的工作压力的高低、介质的危险程度 以及在生产中的重要作用。 《压力容器安全监察规程》中，将其适用范围的压力容器 按安全的重要程度分为三类。
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2.1.4我国的压力容器法规和标准 《压力容器安全技术监察规程》(99) 《简单压力容器安全技术监察规程》（TSG R0003-2007） 《气瓶安全监察规程》（2001） 《气瓶安全监察规定》（2003） 《超高压容器安全监察规程》（2005） 《压力容器安装改造维修许可规则》（2006） GB150-1998《钢制压力容器》 GB151-1999《管壳式换热器》 GB12337-1999《钢制球形储罐》 GB18442-2001《低温绝热压力容器》
合成氨厂的二氧化碳水洗塔，既有冷却原料气体的作用
(换热)，又有从原料气中溶解分离出二氧化碳的作用(分离)，
但它的主要作用是后者，所以它应归属于分离器。
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2．移动式 移动式压力容器属于储运容器，它与储存容器的区别
在于移动式压力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，使用环境经常变换，不确定因素较多， 管理复杂，因此容易发生事故。它的主要用途是盛装或运 送有压力的气体或液化气体。 容器在气体制造厂充气，然后运送到用气单位。移动式压 力容器按其容积大小及结构形状可以分为气瓶和槽(罐)车 两大类。
考虑的。例如，按壁厚和承压方式分类便于容器的设计计 算；按制造方法和制造材料分类，则对容器的制造管理比 较方便。
从压力容器的使用特点和安全管理方面考虑，压力容器一 般分为固定式和移动式两大类。这两类容器由于使用方法 不同，对它们的技术管理要求也不完全一样。我国和其他 许多国家对这两类容器都分别制定了不同的管理规程和技 术法规。