发布时间 : 星期六 文章第一章 压力容器基本知识教案更新完毕开始阅读
般取设计压力等于或略高于最高工作压力。
《压力容器安全技术监察规程》规定容器的设计压力不得低于最高工作压力，装有安全装置的容器，其设计压力不得低于安全装置的开启压力或爆破压力。
(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)外压容器的设计压力，应取不小于在正常操作情况下可能出现的最大内外压力差。 (5)真空容器按承受外压设计，当装有安全控制装置(如真空泄放阀)时，设计压力取1．25倍的最大内外压力差，或0．1MPa两者中的较小值；当没有安全控制装置时取0．1MPa。
二、 温度--介质温度
1.介质温度：
系指压力容器的工作温度，即容器内介质的温度,可以用测温仪表测得.如:我国规定气瓶最高工作温度应不高于60℃.
2．金属温度：金属温度系指容器受压元件沿截面厚度的平均温度。在任何情况下，元件金属的表面不得超过钢材的允许使用温度。
3．设计温度：设计温度系指容器在正常操作过程中，在相应的设计压力下，壳壁或元件金属可能达到的最高或最低温度.壳壁或元件金属的温度低于-20℃时,按最低温度确定设计温度,除此以外,设计温度一律按最高温度选取. 设计温度是指壳体的设计温度.
三、直 径
? ?
一般所说的直径指其内径，单位多用毫米表示。
由于标准化的需要，把容器直径按尺寸大小排列成一定数目的系列，该系列中的各尺寸称为公称直径。
第三节 压力容器的分类
一、一般分类 1、压力分类
2、壳体承压方式分类 3、设计温度分类
4、安全技术管理角度分类 5、生产工艺过程原理分类 二、《压力容器安全技术监察规程》对压力容器的分类 三、其他分类 一般分类
（一）按压力分类
按所承受压力的高低，压力容器可分为低压、中压、高压、超高压四个等级： ? 1、低压容器(代号L)0．1MPa≤P<1．6MPa
基本化学工业、机械制造业以及冶金、采矿、医药、食品、精细化工、日用化工、饮食服
务业等用的压力容器大多为低压容器。
? 2、中压容器(代号M)1．6Mpa≤P<10MPa 多用于石油化学工业。
? 3、高压容器(代号H)10MPa≤P<1OOMPa 主要用于氮肥工业和一部分石油化学工业。
? 4、超高压容器(代号U)P≥100MPa
目前使用还不太多，一般用于实验室设备、高分子聚合设备。 （二）按壳体承压方式分类
压力容器可分为内压(壳体内部承受介质压力)容器和外压(壳体外部承受介质压力)容器。
? 这两类容器是截然不同的，其差别首先反映在设计原理上，内压容器的壁厚是根据
强度计算确定的，而外压容器的设计则主要考虑稳定性问题。 ? 其次，反映在安全性上，外压容器一般较内压容器安全。 （三）按设计温度分类
? 按设计温度(t)的高低，可分为： ? 低温容器(t≤一20℃)
? 常温容器(一20 ℃ 可分为固定式容器和移动式容器两大类： 1、固定式容器系指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，一般不是单独装设，而是用管道与其他设备相连接的容器。 如合成塔、蒸球、管壳式余热锅炉、热交换器、分离器等。 2、移动式容器，系指一种贮装容器，其主要用途是装运有压力的气体。 如气瓶、汽车槽车、铁路槽车等。 无固定使用地点，一般没有专职使用操作人员，使用环境经常变迁。管理比较复杂，较易发生事故。 气瓶：是使用最为普遍的一种移动式容器。 按气瓶盛装气体的特性、用途或结构形式分为： （1）永久气体气瓶：一般以较高的压力充装气体，常用的充装压力为15MPa和12.5MPa,永久气体有：氧、空气、氢、甲烷、CO、NO及一些惰性气体。 （2）液化气体气瓶：在充装时都是以低温液态罐装，有低临界温度液化气体气瓶和高临界温度液化气体气瓶之分。低临界温度液化气体气瓶一般用较高的压力来充装（按气瓶公称工作压力系列分有20MPa、15MPa、12.5MPa、8MPa,常用的是15MPa和12.5MPa）。高临界温度液化气体气瓶其工作压力为最高工作温度下的饱和蒸汽压力，不超过5MPa，最高工作温度不超过60℃。 （3）溶解气体气瓶：转供盛装乙炔气的气瓶，最高工作压力≤3.0MPa （五）按生产工艺过程作用原理分类 1、反应压力容器(代号R)：主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器。这种容器的压力源于加压反应和反应升压。 加压反应是指容器内部的压力由容器外产生，工作介质经过加压后才进入容器内进行反应。 反应升压是指通过容器内介质反应而产生的压力 常用的反应容器有：反应器、反应釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、煤气发生炉等。 2、换热压力容器(代号E)： 主要是用于完成介质的热量交换的压力容器。其主要过程是物理过程，按传热的方式分为蓄热式、直接式和间接式三种。 常用的换热器有管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、电热蒸汽发生器等 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等的压力容器。常用的分离容器有分离器、过滤器、洗涤器、吸收塔干燥塔、分气缸等。 4、储存压力容器(代号C)，其中球罐代号（B)；如各种型式的储罐，主要是用于储存、盛装气体，液体、液化气体等介质的压力容器。常用的有压缩气体储罐、压力缓冲器等。大型的储存压力容器多为球形容器，小型的常为卧式圆筒形容器。 在一种容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应按工艺过程中的主要作用来划分品种。 二、《压力容器安全技术监察规程》对压力容器的分类 为有利于安全技术管理和监督检查，根据容器的压力高低，介质的危害程度以及在生产 过程中的重要作用，《容规》将其适用范围的容器划分为三类。 1、属于下列情况之一者为一类容器（代号为I）： （1）非易燃和无毒介质的低压容器； （2）易燃或有毒介质的低压分离容器和换热容器。 2、属于下列情况之一者为二类压力容器（代号为II）： （1）中压容器； （2）易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和低压储存容器； （3）毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器； （4）低压管壳式余热锅炉； （5）低压塘玻璃压力容器 。 3．属于下列情况之一者为三类压力容器（代号为III）： (1)毒性程度为极度和高度危害介质且PV≥0．2MPa.m3的低压容器； (2)易燃或毒性程度为中度危害介质且PV≥0．5MPa.m3的中压反应容器，PV≥lOMPa.m3的中压储存容器; (3)高压、中压管壳式余热锅炉； (4)高压容器;中压搪玻璃压力容器 (5)容积≥50m3的球形储罐;容积>5m3的低温绝热压力容器; (6)移动式压力容器包括铁路罐车(介质为液化气体\\低温液体罐)、汽车（液化气体运输车、低温液体运输车、永久气体运输车）和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体） 介质毒性程度的分级 介质的毒性程度参照GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》的规定，按其最高容许浓度的大小分为下列四级： 1、极度危害（I级）最高容许浓度<0.1mg/m3 2、高度危害(II级)最高容许浓度0.1~1.0mg/m3 3、中度危害(III级)最高容许浓度1.0~10mg/m3 4、轻度危害（IV级）最高容许浓度≥10mg/m3 三、压力容器的其他分类方法 1、按容器的壁厚有薄壁容器(壁厚不大于容器内径的1／10)和厚壁容器之分。 2、按壳体的几何形状有球形容器、圆筒形容器、圆锥形容器之分。 3、按制造方法有焊接容器、锻造容器、铆接容器、铸造容器及各式组合制造容器之分。 4、按结构材料可有钢制容器、铸铁容器、有色金属容器和非金属容器之分。 5、按容器的安放形式有立式容器、卧式容器等之分。 第四节 压力容器的应力及其对安全的影响 压力容器在运行过程中，可能承受着各种形式的载荷。 其中比较常见的是压力载荷、重力载荷、温度载荷、风载荷和地震载荷等。 这些载荷都会使容器器壁产生整体的或局部的变形，并相应的产生各种应力。 1．由压力而产生的应力： 压力是压力容器最主要的载荷，受内压的容器，由于壳体在压力作用下要向外扩张，所以在器壁上总是要产生拉伸应力，这一应力又称为薄膜应力。 由压力而产生的应力是确定容器壁厚的主要因素，对大多数容器来说往往是唯一的因素。 2．由重量而产生的应力： 压力容器本体就具有一定的重量，此外，容器内的工作介质、工艺装置附件以及容器外的其他附加装置，如保温装置、扶梯、平台等也有较大的重量。所有这些重量作用在器壁上也会使器壁产生应力。 如卧式容器常用的是鞍式支座，壳体横卧在两个支座上，由于重量的作用而产生弯曲应力。 3．由温度而引起的应力： 压力容器在使用过程中，由于温度变化也会引起应力。 热胀冷缩是物体的固有特性，如果物体的温度发生了变化，而它又受到相邻部分或其他物体的牵制约束而不能自如地热胀冷缩，则此物体内部就会产生应力。这种应力称为温度应力。 4．风载荷产生的应力： 安装在室外的塔器，大多数是支承式的，在风力作用下，塔体就会随风向发生弯曲变形，使迎风而产生拉伸应力，而背风面则产生压缩应力。 有些应力分布在容器壁的整个截面上，它使容器发生整体变形，且随着应力增大，容器变形加剧，当这些应力达到材料的屈服极限时，容器壁即产生显著的塑性变形，若应力继续增大，容器则因过度的塑性变形而最终破裂。 由容器内的压力而产生的薄膜应力就是这样一种应力。 因其能直接导致容器的破坏，所以是影响容器安全的最危险的一种应力。 有些应力只产生在容器的局部区域内，也能引起容器变形，当应力值增大到材料的屈服极限时，局部地方还可能产生塑性变形，但由于相邻区域应力较低，材料处于弹性变形，使局部地方的塑性变形受到制约而不能继续发展，应力将重新分布。 一般温度应力和总体结构不连续处的弯曲应力就是这样一种应力。在这种应力作用下，容器的加载与卸载循环次数不需太多，就会导致容器破坏，因此对容器的安全也构成重要影响 由于应力集中而产生的局部应力，只局限在一个很小的区域内，因为这种应力衰减得快，在其周围附近会很快消失，因受到相邻区域的制约，基本上不会使容器产生任何重要变形。 如容器壁上的小孔或缺口附近的应力集中就是这样一种应力。 这种类型的应力虽不会直接导致容器破坏，但可使韧性较差的材料产生脆性破坏，也会使容器发生疲劳破坏。对容器安全也有一定影响。 以上分析可知，不同应力对压力容器安全的影响虽然不同，但都可能导致容器破坏。 为了防止在使用过程中压力容器早期失效或发生破裂而导致严重的破坏事故，对容器在各种载荷下可能产生的各类型的应力都必须加以控制而把它限制在允许范围内。 要做到这一点，除设计人员精心设计外，操作人员认真操作，保持工作稳定，不超温、不超压也是十分重要的。