压力容器基础知识讲座压力容器基础知识讲座 股份设备动力部股份设备动力部 杜三华杜三华 20062006年年4 4月月6 6日日20062006年年2 2月月5 5日日，董董事事长长在在春春节节团团拜拜视视频频会会议议上上指指出出：宜宜化化发发展展的的关关键键按按钮钮是是压压力力容容器器，企企业业从从董董事事长长到到员员工工都都应应该该高高度度重重视视压压力力容容器器，吸吸取取经经验验教教训训，充充分分认认识识到到压压力力容容器器的的重重要要性性，加加大大监监管管力度力度。压力容器安全管理的重要性压力容器安全管理的重要性1.1.给宜化人带来最大伤害的是压力容器。给宜化人带来最大伤害的是压力容器。2.2.给宜化带来最大经济损失的是压力容器。给宜化带来最大经济损失的是压力容器。3.3.给给宜宜化化带带来来最最大大政政治治伤伤害害、名名誉誉伤伤害害、品品牌牌伤伤害害的的是压力容器。是压力容器。4.4.给给宜宜化化领领导导特特别别是是技技术术员员、安安全全副副部部长长、副副总总、总总经经理理、董董事事长长带带来来最最大大政政治治风风险险、经经济济风风险险的的是是压压力力容器。容器。5.5.国国家家监监管管力力度度越越来来越越严严，要要求求越越来来越越高高的的是是压压力力容容器。器。6.6.对企业生产影响最大的也是压力容器。对企业生产影响最大的也是压力容器。因因此此，抓抓好好压压力力容容器器管管理理，对对宜宜化化的的每每一一位位员员工工具具有有十分重要的意义。十分重要的意义。压力容器安全管理的重要性压力容器安全管理的重要性压力容器基础知识压力容器基础知识压力容器的定义压力容器的定义压力容器的分类压力容器的分类压力容器的结构压力容器的结构l何谓压力容器？何谓压力容器？容容器器器器壁壁两两边边存存在在一一定定的的压压力力差差的的所所有有密密闭闭容容器器，均均可可称称为为压压力力容容器器，或或称称受受压容器。压容器。这这是是广广义义上上的的压压力力容容器器，它它广广泛泛地地应应用用于生产、生活的各个方面。于生产、生活的各个方面。压力容器的压力容器的界定界定压压力力容容器器壁壁两两边边存存在在压压力力差差，说说明明容容器器器器壁壁承承受受压压力力载载荷荷，这这种种压压力力载载荷荷等等于于人人为为地地将将能能量量进进行行提提升升、积积蓄蓄，使使容容器器具具备备了了能能量量随随时时释释放放的的可可能能性性和和危危险险性，也就是会发生泄漏或者爆炸。性，也就是会发生泄漏或者爆炸。这这种种危危险险性性和和可可能能性性与与容容器器的的容容积积、工工作作介介质质以以及及压压力力载载荷荷、结结构构、用用途途有有关关，并并不不是是说说所所有有承承压压的的容容器器都都会会发发生生事事故故。实实际际上上，只只有有一一部部分分的的压压力力容容器器容容易易发发生生事事故故，而而且且危危害害性性比比较较大大，将将这这部部分分容容器器划划归归为为一一种种特特殊殊设设备备来来进进行行管管理理，即即是是我我们们通通常常所说的压力容器。所说的压力容器。因因此此压压力力容容器器的的界界定定就就要要从从事事故故发发生生的的可可能能性性和和事事故危害的严重性来考虑。故危害的严重性来考虑。压力容器的压力容器的界定界定工工作作介介质质：指指容容器器所所盛盛装装的的或或在在容容器器中中参参与与反反应应的的物质。物质。液液体体介介质质的的压压力力容容器器，由由于于液液体体的的可可压压缩缩性性很很小小，因因此此在在卸卸压压时时介介质质的的膨膨胀胀很很小小，容容器器爆爆炸炸时时所所释释放放的能量就很小。的能量就很小。工工质质是是气气体体的的压压力力容容器器，因因为为气气体体的的压压缩缩性性大大，因因此此容容器器在在爆爆破破时时气气体体瞬瞬时时卸卸压压膨膨胀胀做做功功，所所释释放放的的能量就很大。能量就很大。相相同同压压力力和和容容积积的的容容器器，工工质质是是气气体体的的要要比比液液体体的的爆破能量大数百倍甚至数万倍。爆破能量大数百倍甚至数万倍。由由此此，介介质质若若为为液液体体，即即使使容容器器爆爆破破，其其破破坏坏性性也也是很小的。是很小的。压力容器的压力容器的界定界定这这里里说说的的液液体体指指常常温温下下的的液液体体，而而不不包包括括高高于于其其标标准准沸沸点点的的饱饱和和液液体体（如如锅锅炉炉汽汽包包的的高高温温饱饱和和水水）和和沸沸点点低低于于常常温温的的液液化化气气体体（如如液液氯氯、液液氨氨）。因因为为这这些些介介质质在在容容器器内内只只是是由由于于压压力力较较高高才才是是液液态态（实实际际上上是是气气液液两两相相共共存存）如如果果容容器器破破裂裂，器器内内压压力力迅迅速速下下降降，饱饱和和液液体体即即呈呈现现过过热热状状态态，立立即即蒸蒸发发汽汽化化，体积剧膨胀，其危害性也是很大的。体积剧膨胀，其危害性也是很大的。工工作作压压力力越越高高、容容积积越越大大，释释放放能能量量越越大大，危危害害性性越严重。越严重。但但P P、V V不不象象工工质质那那样样易易于于限限定定划划分分，一一般般是是人人为为地地规定一个比较适当的下限值。规定一个比较适当的下限值。压压力力容容器器安安全全技技术术监监察察规规程程正正是是基基于于此此，对对压压力容器界定如下力容器界定如下：（ 1） 最最 高高 工工 作作 压压 力力 （ Pw） 大大 于于 等等 于于0.1MPa（不含液体静压力，下同）；不含液体静压力，下同）；（2） 内内直直径径（非非圆圆形形截截面面指指其其最最大大尺尺寸寸）大大于于等等于于0.15m，且且容容积积（V）大大于于等等于于0.025m3；（3） 盛盛装装介介质质为为气气体体、液液化化气气体体或或最最高高工工作温度高于等于标准沸点的液体。作温度高于等于标准沸点的液体。1.完全纳入完全纳入容规容规适用范围的压力容器适用范围的压力容器（第二条第一款）（第二条第一款） 2. 纳入纳入容规容规部分适用范围的压力容器部分适用范围的压力容器容容规规第第三三章章、第第四四章章和和第第五五章章适适用用于于下下列压力容器：列压力容器：（1） 与与移移动动压压缩缩机机一一体体的的非非独独立立的的容容积积小小于于等于等于0.15m3的储罐、锅炉房内的分气缸；的储罐、锅炉房内的分气缸；（2） 容积小于容积小于0.025m3的高压容器；的高压容器；（3） 深深冷冷装装置置中中非非独独立立的的压压力力容容器器、直直燃燃型型吸吸收收式式制制冷冷装装置置中中的的压压力力容容器器、空空分分设设备备中中的冷箱；的冷箱；（4） 螺旋板换热器；螺旋板换热器； 2. 纳入纳入容规容规部分适用范围的压力容器部分适用范围的压力容器容容规规第第三三章章、第第四四章章和和第第五五章章适适用用于于下下列列压压力力容器：容器：（5） 水水力力自自动动补补气气气气压压给给水水（无无塔塔上上水水）装装置置中中的的气气压压罐罐，消消防防装装置置中中的的气气体体或或气气压压给给水水（泡泡沫沫）压力罐；压力罐；（6） 水水处处理理设设备备中中的的离离子子交交换换或或过过滤滤用用压压力力容容器器、热水锅炉用膨胀水箱；热水锅炉用膨胀水箱；（7） 电电力力行行业业专专用用的的全全封封闭闭式式组组合合电电器器（电电容容压压力容器）；力容器）；（8） 橡橡胶胶行行业业使使用用的的轮轮胎胎硫硫化化机机及及承承压压的的橡橡胶胶模模具。具。 3.容规容规适用范围还包括以下内容适用范围还包括以下内容1.本本规规程程适适用用于于上上述述压压力力容容器器所所用用的的安安全全阀阀、爆爆破破片片装装置置、紧紧急急切切断断装装置置、安安全全联联锁锁装装置置、压压力力表表、液液面计、测温仪表等安全附件。面计、测温仪表等安全附件。2.本规程适用的压力容器除本体外还应包括：本规程适用的压力容器除本体外还应包括：（1） 压压力力容容器器与与外外部部管管道道或或装装置置焊焊接接连连接接的的第第一一道道环环向向焊焊缝缝的的焊焊接接坡坡口口、螺螺纹纹连连接接的的第第一一个个螺螺纹纹接接头头、法法兰兰连连接接的的第第一一个个法法兰兰密密封封面面、专专用用连连接接件件或或管管件件连接的第一个密封面；连接的第一个密封面；（2） 压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件；压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件；（3） 非受压元件与压力容器本体连接的焊接接头。非受压元件与压力容器本体连接的焊接接头。3.本规程不适用于下列压力容器本规程不适用于下列压力容器1.超高压容器超高压容器2.各类气瓶各类气瓶3.非金属材料制造的压力容器非金属材料制造的压力容器4.核核压压力力容容器器、船船舶舶和和铁铁丝丝机机车车上上的的附附属属压压力力容容器器，国国防防或或军军事事装装备备用用的的压压力力容容器器，真真空空下下工工作作的的压压力力容容器器，锅锅规规适用范围内的直接受火焰加热的设备。适用范围内的直接受火焰加热的设备。5. 正常运行最高工作压力小于正常运行最高工作压力小于0.1MPa的压力容器。的压力容器。6. 机器上非独立的承压部件。机器上非独立的承压部件。7. 无无壳壳体体的的套套管管换换热热器器、波波纹纹板板换换热热器器、空空冷冷式式换换热热器器、冷冷却排管。却排管。l l对对符符合合三三个个条条件件的的压压力力容容器器，按按容容规规要要求求进进行行管管理理。对不大符合三个条件的压力容器，按对不大符合三个条件的压力容器，按条例条例要求进行管理。要求进行管理。压力容器的压力源压力容器的压力源主要来自容器内和容器外两个方面：主要来自容器内和容器外两个方面：1.压压力力产产生生于于器器外外时时压压力力源源一一般般是是气气体体压压缩缩机机或蒸汽锅炉。或蒸汽锅炉。2.压压力力产产生生于于器器内内时时其其原原因因有有：器器内内介介质质的的聚聚集集状状态态发发生生改改变变；气气体体在在器器内内受受热热，温温度度急急剧剧升升高；介质在器内发生体增大的化学反应。高；介质在器内发生体增大的化学反应。压压力力源源来来自自器器外外居居多多；来来自自器器内内居居少少，但但危危害害性性较大，对压力控制要求更严。较大，对压力控制要求更严。l l 压力容器的工艺参数压力容器的工艺参数主要是压力和温度主要是压力和温度压力容器的分类压力容器的分类不不同同类类别别的的压压力力容容器器，其其存存在在的的危危险险性性也也不不同同，采采取取不不同同的的管管理理办办法法和和管管理理措措施施，既既可可节节约约管管理理成成本本，又可确保压力容器安全。又可确保压力容器安全。一一般般分分类类：按按压压力力容容器器的的使使用用特特点点分分为为固固定定式式和和移移动动式两种。式两种。按按压压容容的的设设计计压压力力分分为为低低压压、中中压压、高高压压、超超高高压压四四个压力等级。个压力等级。按按压压容容在在生生产产工工艺艺过过程程中中的的作作用用原原理理，分分为为反反应应容容器器、分离容器、换热容器、贮存容器分离容器、换热容器、贮存容器 。按按安安全全的的重重要要程程度度分分类类：压压力力容容器器安安全全的的重重要要程程度度取取决决于于工工作作压压力力的的高高低低、介介质质的的危危险险程程度度以以及及在在生生产产中中的重要作用。的重要作用。1.按介质的危险程度分类按介质的危险程度分类参参照照GB5044职职业业性性接接触触毒毒物物危危害害程程序序分分级级的的规规定，按其最高容许浓度的大小分为下列定，按其最高容许浓度的大小分为下列四级四级（1） 极极度度危危害害（）级级最最高高容容许许质质量量浓浓度度小小于于0.1mg/m3（2） 高高度度危危害害（）级级最最高高容容许许质质量量浓浓度度小小于于0.11.0mg/m3（3） 甲甲度度危危害害（）级级最最高高容容许许质质量量浓浓度度小小于于1.010mg/m3（4） 轻轻度度危危害害（）级级最最高高容容许许质质量量浓浓度度大大于等于于等于10mg/m31.按介质的危险程度分类按介质的危险程度分类压压力力容容器器介介质质的的毒毒性性程程度度分分级级原原则则也也是是按按以以上分级规定中上分级规定中级划分标准确定。级划分标准确定。（1 1）毒毒性性程程度度为为、级级的的介介质质：如如氟氟、氟酸、氟化氢、氯等氟酸、氟化氢、氯等（2）毒毒性性程程度度为为级级的的介介质质：如如SO2SO2、NH3NH3、COCO、氯氯乙乙烯烯、甲甲醇醇、二二硫硫化化碳碳、乙乙炔炔、硫硫化化氢等氢等（3）毒毒性性程程度度为为级级的的介介质质：如如NaOHNaOH、四四氟氟乙烯、丙酮等乙烯、丙酮等2.容规容规的分类法的分类法本本规规程程第第2条条适适用用范范围围内内的的压压力力容容器器划划分分为为三三类类（压压力力容容器器的的压压力力等等级级、品品种种、介介质质毒毒性性程程度度和和易易燃燃介介质的划分见附件一）：质的划分见附件一）：1.下列情况之一的，为下列情况之一的，为第三类压力容器：第三类压力容器：（1） 高压容器；高压容器；（2） 中中压压容容器器（仅仅限限毒毒性性程程度度为为极极度度和和高高度度危危害害介质）；介质）；（3） 中中压压储储存存容容器器（仅仅取取易易燃燃或或毒毒性性程程度度为为中中度度危害介质，且危害介质，且PV乘积大于等于乘积大于等于10MPam3）；）；（4） 中中压压反反应应容容器器（仅仅取取易易燃燃或或毒毒性性程程度度为为中中度度危害介质，且危害介质，且PV乘积大于等于乘积大于等于0.5MPam3）；）；（5） 低低压压反反应应容容器器（仅仅取取毒毒性性程程度度为为极极度度和和高高度度危害介质，且危害介质，且PV乘积大于等于乘积大于等于0.2MPam3）；）；2.容规容规的分类法的分类法（6） 高压、中压管壳式余热锅炉；高压、中压管壳式余热锅炉；（7） 中压搪玻璃压力容器；中压搪玻璃压力容器；（8） 使使用用强强度度级级别别较较高高（指指相相应应标标准准中中抗抗拉拉强强度度规规定定值值下下限限大大于于等等于于540MPa）的的材材料料制制造造的的压压力力容容器；器；（9） 移移动动式式压压力力容容器器，包包括括铁铁路路制制度度车车（介介质质为为液液化化气气体体、低低温温液液体体）、罐罐式式汽汽车车液液化化气气体体运运输输（半半挂挂）车车、低低温温液液体体运运输输（半半挂挂）车车、永永久久气气体体运运输输（半半挂挂）车车和和罐罐式式集集装装箱箱（介介质质为为液液化化体体、低低温液体）等；温液体）等；（10）球形储罐（容积大于等于球形储罐（容积大于等于50m3）；）；（11）低温液体储存容器（容积大于低温液体储存容器（容积大于5m3）。）。2.容规容规的分类法的分类法2.下下列列情情况况之之一一的的，为为第第二二类类压压力力容容器器（本本条条第第1款规定的除外）：款规定的除外）：（1） 中压容器；中压容器；（2） 低低压压容容器器（仅仅限限毒毒性性程程度度为为极极度度和和高高度度危害介质）；危害介质）；（3） 低低压压反反应应容容器器和和低低压压储储存存容容器器（仅仅限限易易燃介质或毒性程度为中度危害介质）；燃介质或毒性程度为中度危害介质）；（4） 低压管壳式余热锅炉；低压管壳式余热锅炉；（5） 低压搪玻璃压力容器低压搪玻璃压力容器3.低低压压容容器器为为第第一一类类压压力力容容器器（本本条条第第一一款款、第二款规定的除外）。第二款规定的除外）。压力容器结构作作为为提提供供传传热热、传传质质、贮贮存存、化化学学反反应应和和分分离离的的一一个个密密闭闭空空间间，一一般般来来说说，压压力力容容器器结结构是比较简单的。构是比较简单的。一、中低压容器的基本结构一、中低压容器的基本结构压压力力容容器器本本体体结结构构型型式式虽虽然然较较多多，但但主主要要的的是圆筒形和球形。是圆筒形和球形。1.球形容器球形容器2.圆筒形容器圆筒形容器1.球形容器球形容器本本体体就就是是一一个个球球壳壳，一一般般为为焊焊接接结结构构。直直径径比比较较大大，难难以以整整体体或或半半整整体体压压制制成成形形，所所以以大多是由预先压制好的球壳组焊而成。大多是由预先压制好的球壳组焊而成。优优点点：受受力力最最佳佳，用用料料省省。缺缺点点：制制造造困困难难，成本费高，一般只作贮存容器。成本费高，一般只作贮存容器。2. 圆筒形容器圆筒形容器对对中中低低压压容容器器而而言言，主主要要是是由由筒筒体体（壳壳体体）、封封头头、法法兰兰、开开孔孔接接管管、密密封封及及补补温温元元件件、支支座座等等部部分分组组成。成。2.1筒筒体体压压容容最最主主要要的的组组成成部部分分。贮贮存存物物料料和和完完成成化化学学反反应应所所需需要要的的压压力力容容间间，大大部部分分由由其其构构成成。所所以以容容积积的的大大小小（D、L）往往往往是是根根据据工工艺艺条条件件来来确确定定，小小直直径径筒筒体体可可用用无无缝缝钢钢管管制制造造筒筒体体，没没有有纵纵焊焊缝，安全性好。缝，安全性好。2.2封封头头按按形形状状分分为为凸凸形形、锥锥形形和和平平板板三三种种。凸凸形形应应用用最最广广泛泛，不不论论哪哪种种形形式式，封封头头都都已已标标准准化化。分分为为半半球球形形、椭椭圆圆形形、蝶蝶形形、无无折折边边球球形形四四种种。锥锥形形分分有有折折边边和和无无折折边边两两种种，平平板板多多用用于于人人孔孔及及法法兰兰盖。盖。JB/T4746-2002。2. 圆筒形容器圆筒形容器2.3法法兰兰容容器器及及管管道道连连接接的的重重要要部部件件。分分为为管管法法兰兰和和容容器器法兰。法兰。TB/T4700-47082.4开开孔孔由由工工艺艺要要求求和和检检修修的的需需要要，常常需需在在筒筒体体或或封封头头上上开开各各种种孔孔或或安安装装接接管管。如如人人孔孔、手手孔孔、视视镜镜，物物料料接接管管以以及及安全附件接口等。安全附件接口等。开开孔孔是是容容器器中中的的一一个个主主要要薄薄弱弱部部位位，对对容容器器的的疲疲劳劳寿寿命命影影响响较较大大，因因此此要要尽尽量量减减少少开开孔孔数数量量，避避免免大大开开孔孔，禁禁止止在在容容器器筒体上开孔大于直径之半。筒体上开孔大于直径之半。当开设椭圆孔时，应使椭圆短轴平行于筒体轴线。当开设椭圆孔时，应使椭圆短轴平行于筒体轴线。2.5补强元件补强元件JB/T4736-2002分分A、B、C、D、E五种形式，根据焊接工艺选择。五种形式，根据焊接工艺选择。2.6支支座座用用来来支支撑撑重重量量、固固定定位位置置，使使容容器器在在运运行行时时保保持持稳定。悬挂式、支承式、裙座、鞍座、立柱式等。稳定。悬挂式、支承式、裙座、鞍座、立柱式等。检查孔的最少数量与最小尺寸内径Di(mm)检查孔最少数量检查孔最小尺寸(mm)备注人孔手孔300Di500手孔2个75或长圆孔75755001000人孔1个或手孔2个（当容器无法开人孔时）同上150或长圆孔150100球罐人孔最小500mm二、高压容器的基本结构二、高压容器的基本结构由筒体、法兰、封头、主螺栓（母）、密封件、管法兰等组成。由筒体、法兰、封头、主螺栓（母）、密封件、管法兰等组成。1、筒体、筒体整体式、多层包扎式、热套式、绕带式、绕板式等。整体式、多层包扎式、热套式、绕带式、绕板式等。1.1整整体体式式结结构构简简单单，易易加加工工成成形形。整整体体锻锻造造式式、锻锻焊焊式式、厚厚板板焊焊接接式式。与与多多层层比比较较，有有很很多多不不足足；（1）单单层层，当当存存在在裂裂纹纹等等缺缺陷陷时时，如如裂裂纹纹沿沿壳壳扩扩展展，将将导导致致整整个个壳壳体体破破坏坏；（2）厚厚板板总总不不如如薄薄板板抗抗脆脆性性好好，所所以以脆脆性性破破坏坏可可能能性性大大；（3）壳壳壁壁上上应应力力沿沿壁壁厚厚方方向向不不均均匀匀，厚厚度度越越大大，应力差别越大；（应力差别越大；（4）制造上需大型装备。）制造上需大型装备。1.2多层包扎式多层包扎式应用比较广泛。层板间纵缝错置。应用比较广泛。层板间纵缝错置。安全性好，但制造麻烦。安全性好，但制造麻烦。1.3绕绕板板式式由由若若干干个个筒筒节节组组焊焊成成。没没有有纵纵焊焊缝缝，制制造造难难度度比比多多层层包包扎扎高。高。1.4绕带式绕带式以扁平钢带为主，没有深窄环焊缝。以扁平钢带为主，没有深窄环焊缝。2.法兰及封头法兰及封头锻制加工。锻制加工。端盖多采用平盖，便于制造和密封。也有冲压成半球形的。端盖多采用平盖，便于制造和密封。也有冲压成半球形的。3.主螺栓（母）主螺栓（母）锻造合金钢，双头螺栓。锻造合金钢，双头螺栓。