压力容器的基本知识.doc
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2、的容器属于常压容器,而设计压力高于0.MP的容器属于压力容器。从平安角度看,单纯以压力凹凸定义压力容器不够全面,由于压力不是表征平安性能的唯一指标。在相同压力下,容器的容积越大,其积蓄的能量就越多,一旦发生裂开造成的损失和危害也就越大。此外,容器内的介质特性对平安的影响也很大,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,假如容器发生事故,除了爆炸造成的损失外,由于介质泄漏或集中而引起的化学爆炸、起火燃烧、中毒污染,导致的后果极其严峻。因此,压力、容积、介质特性是与平安相关的三个重要参数。压力容器平安技术监察规程从平安管理角度动身,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
3、压力(P)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.1,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。特种设备平安监察条例附则中规定,压力容器的含义是:盛装气体或液体,承载肯定压力的密闭设备,其范围规定为最高工作压力(Pw)大于或等于.1MP(表压),且压力与容积的乘积大于或等于.5MPaL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.2MPa(表压),且压力与容积的乘积大于或等于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
4、;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、修理和管理都必需接受平安监察。压力容器是工业生产中的常用设备,它广泛地用于石油、化工、动力、食品等行业中,尤其是石油化工,很多化学反应过程都需要在有压力的条件下才能进行,或者要用增高压力的方法来加快反应速度,如用乙烯和水(高压过热蒸汽)制造乙醇(酒精),就需要在7.0M下进行;用氮和氢合成氨则要在3MP下才能较好地反应。这样,不但反应器本身是压力容器,而且必需经过的精制、加热或冷却等工艺过程中所使用的全部的设备也都是压力容器。在人们的日常生活中也离不开压力容器,如压
5、缩空气是一种使用得最为普遍的动力源。它可以带动气锤、风镐或其他风动工具进行加工、矿山开采等。压缩空气来源于空气压缩机,而空气压缩机的帮助设备如气体冷却器、油水分别器、储气罐等都是压力容器。压力容器发生事故时不仅使容器本身遭到破坏,往往还会诱发一连串恶性事故,给国民经济造成重大损失。如19年12月吉林煤气公司液化石油气球罐的爆炸,引起燃烧,并使四周的三个同样的球罐和500只气瓶爆炸,约60吨液化石油气流出燃烧,大火持续燃烧2小时,死伤近百人,直接经济损失达500余万元。又如某电化厂一个盛装液氯介质的容器发生爆炸后,约有4吨的液氯介质外流,造成大面积的毒害区,中毒范围波及7.5平方公里。压力容器的
6、潜在的危急性,还表现在其使用条件比较苛刻:它要承受大小不同的压力载荷(有时还是脉动的)和其他附加载荷(如重力、地震、风载等);容器内的压力还会因操作失误或反应特别而上升,往往在尚未被发觉的状况下容器即被破坏;不少压力容器工作时不仅承受较高的压力,同时还经常处于高温或低温状态。此外内部介质的特性对容器的运行平安和使用寿命影响较大,尤其是化工容器,其介质经常具有猛烈的腐蚀性(氢腐蚀、硫化氢腐蚀、各种浓度的酸、碱、盐腐蚀等)。要保证容器长期平安运行,就必需在设计、选材、制造、检验和使用管理上严格要求,所以世界上很多国家都设置了特地机构,负责压力容器的平安监督工作。1.21.2 压力容器的主要工艺参数
7、压力容器的工艺参数是进行压力容器强度计算和结构设计的主要依据。工艺参数是由生产的工艺要求确定的。影响压力容器设计的主要工艺参数有压力、温度、直径等。1.压力容器的压力参数压力容器的压力参数有工作压力(操作压力)、最高工作压力和设计压力。工作压力(操作压力)是指压力容器在正常的操作条件下,压力容器所承受的内(外)部表压力。工作压力是由生产工艺的要求打算的。最高工作压力 对于承受内压的压力容器,其最高工作压力是指在正常使用过程中,容器顶部可能消灭的最高压力;对于承受外压的压力容器,其最高工作压力是指在正常使用过程中,容器可能消灭的最高压力差值;对于夹套容器,其最高工作压力是指在正常使用过程中,夹套
8、顶部可能消灭的最高压力差值。一般用来表示。设计压力 是指在相应设计条件下用以确定压力容器壳体壁厚及其元件尺寸的压力,用来表示。在正常的状况下,设计压力应等于或略高于最高工作压力。公称压力 为了提高制造质量,并降低制造费用,增加零部件的互换性,使容器及其零部件的制造趋于标准化,把标准化后的压力数值称为公称压力,容器设计时应尽量接受标准的公称压力系列参数。容器的公称压力是指容器在规定温度下的最大操作压力。用符号Pg来表示。.压力容器的温度参数压力容器的温度参数有工作温度(操作温度)、设计温度。工作温度(操作温度) 是指容器在操作过程中,在工作压力(操作压力)下壳体可能达到的最高或最低温度。设计温度
9、 是指容器在操作过程中,在相应的设计压力下壳体或元件可能达到的最高或最低温度。3.直径一般所说的容器直径系指其内径,单位多用m表示出于标准化的需要,把容器的直径按尺寸大小排成肯定数目的系列,该系列中的各尺寸称为容器的公称直径,用符号Dg来表示。在确定容器直径时应选取与之相近的公称直径,以利于封头、法兰等零部件的标准化。1.2.13 压力容器的分类压力容器的使用极其普遍,型式也很多,依据不同的要求,压力容器的分类方法可以有很多种,例如:按容器的壁厚可分为:薄壁容器和厚壁容器。一般认为当容器的壳体厚度大于容器内直径的0时为厚壁容器,小于或等于至1/20时属于薄壁容器;按容器的承受压力方式可分为:内
10、压容器和外压容器。当容器内部承受压力时称内压容器,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;按容器的工作温度可分为:高温容器、常温容器、低温容器。一般状况下,当压力容器的工作温度小于等于时称为低温容器;当压力容器的工作温度大于等于金属材料的蠕变开头温度时称为高温容器;按容器壳体的几何外形可分为:球形容器、圆筒形容器、圆锥形容器。从平安的角度动身目前广泛接受的比较重要的分类方法有两种:1.按压力容器的平安重要程度分类。压力容器平安技术监察规程依据容器在使用中的重要作用、设计压力以及介质的危害性程度,从高到低将压力容器依次分为第三类压力容器、其次类压力容器以及第一类压力容器:(1)第
11、三类压力容器 下列状况之一的容器:)高压容器;2)中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);3)中压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且PV乘积大于等于1MPa);4)中压反应容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且P乘积大于等于05MPam);)低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质,且P乘积大于等于0.Pam3);6)高压、中压管壳式余热锅炉;7)中压搪玻璃压力容器;8)使用强度级别较高(指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于40Pa)的材料制造的压力容器;9)移动式压力容器,它包括铁路罐车(介质为液化气体、低温液体)、罐式汽车(液化气体运输车、低温液体运输车、永久气体
12、运输车)和罐式集装箱(介质为液化气体、低温液体)等;)球形容器(容积大于等于50m3);11)低温液体储存容器(容积大于53)。(2)其次类压力容器 下列状况之一的容器(除了已被规定为第三类压力容器的以外):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)低压储存容器和低压反应容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质);)低压管壳式余热锅炉;)低压搪玻璃压力容器。()第一类压力容器介质为无毒、非易燃低压容器和易燃或毒性程度为中度危害介质的低压换热容器、分别容器为第一类压力容器。由于压力容器品种规格极其简单繁多,按压力容器平安技术监察规程划分第三类压力容器、其次类压力容器以及第
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