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压力容器名目[隐藏]英文：pressure vessel1.概述压力容器压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备。
贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。
为了与一样容器(常压容器)相区不，只有同时满足下列三个条件的容器，才称之为压力容器：（1）工作压力（注1）大于或者等于0.1Mpa(工作压力是指压力容器在正常工作情形下，其顶部可能达到的最高压力（表压力）); （不含液体静压力）（2）内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m。
且容积（V）大于等于0.025立方米，工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5 MPa-L(容积，是指压力容器的几何容积）;压力容器（3）盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体.2.分类一压力容器的分类方法专门多，从使用、制造和监检的角度分类，有以下几种。
压力容器(2)按盛装介质分为：非易燃、无毒；易燃或有毒；剧毒。
(3)按工艺过程中的作用不同分为：①反应容器：用于完成介质的物理、化学反应的容器。
②换热容器：用于完成介质的热量交换的容器。
③分离容器：用于完成介质的质量交换、气体净化、固、液、气分离的容器。
④贮运容器：用于盛装液体或气体物料、贮运介质或对压力起平稳缓冲作用的容器。
(4)为了更有效地实施科学治理和安全监检，我国《压力容器安全监察规程》中按照工作压力、介质危害性及其在生产中的作用将压力容器分为三类。
并对每个类不的压力容器在设计、制造过程，以及检验项目、内容和方式做出了不同的规定。
压力容器已实施进口商品安全质量许可制度，未取得进口安全质量许可证书的商品不准进口。
高压容器；压力容器中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；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10MPa·m3 ）；中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于0.5Pa·m3）；低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且乘积大于等于0.2MPa·m3 ）；高压、中压管壳式余热锅炉；使用强度级不较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于5 40MPa）的材料制造的压力容器；移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车[液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车]和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）等；低温液体储存容器（容积大于5m3）2.第二类压力容器，具有下列情形之一的，为第二类压力容器：中压容器；低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质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。
压力容器的定义和分类一、什么叫压力容器指同时具备下列三个条件的容器才能称之为压力容器:1)工作压力(PW) ≥ 0.1MPa (不含液体静压力).2)内直经(非圆形截面积指最大尺寸)≥ 0.15M且容积V≥ 0.025M3.3)盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度大于等于标准沸点的液体。
二、压力容器的分类1）按设计压分为：低压，中压、高压、超高压四个压力等级。
1.1 低压容器（代号L）：0.1MPa ≤P<1.6MPa.1.2 中压容器（代号M）：1.6MPa ≤P<10MPa.1.3 高压容器（代号H）：10MPa ≤P<100MPa.1.4 超高压容器（代号U）：P≥100MPa.2) 按压力容器在生产工艺过程中的作用原理分，可分为：反应压力容器，换热压力容器，分离压力容器，储存压力容器四种。
2.1 反应压力容器（代号R），主要用于介质的物理、化学反应的压力容器，如反应塔等。
2.2 换热压力容器（代号E），主要是用于完成介质热量交换的压力容器，如热交换器，冷凝器。
2.3 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，如分离器、缓冲器、分汽缸等。
2.4 储存压力容器（代号C，其中球罐代号B），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，如各种型式的储罐。
3）按使用位置分,可分为固定式压力容器和移动式压力容器.3.1 固定工压力容器有固定的安装和使用地点,用管道与其他设备相连.3.2 移动式压力容器则无固定安装和使用地点,如铁路罐车, 汽车罐车.移动式压力容器的一个重要分支就是气瓶.气瓶是使用的最为普遍的一种移动式力容器，它的的特点是数量大，使用范围广，充装的气体种类多，重复使用率高。
气瓶分为以下种：a: 无缝气瓶，如氧气瓶，b: 焊接气瓶，如液氨，c: 溶解乙炔气瓶，d: 液化石油气瓶，e: 特种气瓶，如车用气瓶。
4）为了便于安全监察和管理，按容器的压力等级、容积、介质的危害程度及生产过程中的作用和用途，把压力容器分为三类。
压力容器的种类及应用压力容器是指能够承受一定内部压力的容器，其主要功能是存储和运输液体、气体等物质。
压力容器广泛应用于化工、石油、燃料、医药、食品、造船、航空航天等领域。
以下是对压力容器的种类及应用的详细介绍。
一、按照形状分类：1. 球形容器：球形容器以其良好的承压能力和均衡的应力分布而广泛应用于高压液体和气体的存储与运输，比如高压气瓶和高压液体储罐。
2. 立式容器：立式容器运用广泛，用于加热、储存和反应各种气体和液体。
常见的有罐式气瓶、储罐、锅炉等。
3. 卧式容器：卧式容器适用于贮装大量液体物质，如石油、乙烯、苯等。
卧式储罐广泛应用于石油、化工等行业。
4. 长型容器：长型容器多用于油气管道的输送和存储，具有良好的封闭性和承压能力。
例如，石油管道和天然气管道。
二、按照功能分类：1. 储存容器：储存容器广泛应用于化工、石化、食品等行业，用于储存各种液体和气体。
例如，储罐、储气罐等。
2. 分离容器：分离容器主要用于分离混合气体或混合液体中的不同组分。
常见的应用包括塔盘塔板、分离塔、污水处理设备等。
3. 反应容器：反应容器用于进行化学反应或物理变化，具有良好的密封性和承压能力。
例如，化学反应釜、蒸馏釜等。
4. 管道容器：管道容器用于输送气体或液体，其主要特点是长距离输送和较高的承压能力。
常见的应用包括石油管道、天然气管道等。
三、按照材质分类：1. 金属容器：金属容器具有良好的抗压性能和耐腐蚀性能，常见的材质包括铁、铝、钢等。
例如，压力储罐、石油管道等。
2. 非金属容器：非金属容器主要由塑料、玻璃钢、橡胶等材料制成。
常见的应用包括塑料储罐、玻璃钢储罐等。
四、按照压力等级分类：1. 高压容器：高压容器主要应用于需要承受高压力物质的存储和运输。
例如，高压气瓶、高压液体储罐等。
2. 低压容器：低压容器适用于存储和输送低压力液体和气体，常见的应用包括乳化液储罐、环保设备中的气体储罐等。
五、按照用途分类：1. 液化气体容器：用于储存液化石油气、液化天然气等液体气体。
第一章压力容器基本知识1-1．什么是压力容器？凡是容器内的压力大于等于0.1MPa的容器称为压力容器。
1-2．压力容器按设计压力可分为几类？有低压容器（0.1MPa≤P≤1.6MPa）中压容器（1.6MPa≤P≤10MPa）高压容器（10MPa≤P≤100MPa）超高压容器（P≥100MPa）1-3．压力容器按使用中工艺过程的作用原理可分为几类？有反应容器、换热容器、分离容器和贮存容器。
1-4．压力容器按安全监督和管理分几类？有第一类压力容器、第二类压力容器、第三类压力容器。
1-5．压力容器的安全监察规程和技术标准是什么？有“压力容器安全技术监察规程“和GB”钢制压力容器“标准。
1-6．压力容器在焊接过程中留下焊接缺陷有何危害？由于压力容器受元件承受着一定的压力载荷，若在焊接时留下某些缺陷，在使用过程中遇到一定条件，就会迅速扩展而突然发生破坏，以至爆炸赞成重大的损失。
1-7．为什么要订制“锅炉压力容器焊工考试规则”？为了提高焊工素质，加强对焊工的管理以保证锅炉、压力容器的受压元件的焊接质量。
1-8．焊接哪些锅炉、压力容器需要持有焊工合格证？（1）所有固定式承受锅炉的受压元件。
（2）最高工作压力大于或等于0.1MPa（不包括液体静压力）的压力容器受压元件。
1-9．焊工考试包括哪两部分，其关系如何？焊工考试包括基本知识和操作技能两部分。
焊工基本知识考试合格后，才能参加操作技能的考试。
1-10．操作技能考试项目由哪四部分组成？由焊接方法、母材钢号类别、试件类别、焊接材料四部分组成。
1-11．试说明下列代号表示何意？D2-5J：表示12mm厚16MnR钢板的对接试件，在平焊位置用J1507焊接的手工电弧焊。
W S4-1：表示6 mm厚0Cr18Ni9钢板的对接试件，在平焊用HOCr21Ni10焊接的手工电弧焊。
D4-24：表示φ57×3.5不锈钢管（0Cr18Ni9）与10mm厚不锈钢板骑座入式管板试件在垂直俯焊位置用A102焊条的手工电弧焊。
压力容器定义引言压力容器是一种用于储存气体或液体，并在内部产生压力的设备。
它通常由金属或合金制成，具有足够的强度和刚度以承受内部压力，同时能够保持密封性能，确保所装载的物质不会泄漏或泄露。
本文将介绍压力容器的定义、主要组成部分、应用领域以及相关法规标准等内容。
定义压力容器是指能够在内部产生压力，并且承受稳定内压作用的容器。
它能够储存气体、液体等物质，并保持其在设定压力下稳定。
压力容器可以分为燃气容器、液化气体容器、液体储罐、蒸汽发生器、反应釜、水处理容器等多种类型。
它们在工业、冶金、石油、化工、食品等领域中得到广泛应用。
主要组成部分壳体压力容器的壳体是最主要的组成部分，用于承受内部压力。
它通常由金属材料制成，如碳素钢、不锈钢等。
壳体的形状可以是圆筒形、球形、圆锥形等，根据不同的应用需求选择不同的造型。
封头封头是压力容器的顶部和底部，用于封闭壳体，保持内部物质的密封性。
封头也是由金属材料制成，通常与壳体焊接或螺栓连接，确保容器的压力密封性。
支承架支承架用于支撑和固定压力容器。
它由金属材料制成，在压力容器的底部提供支撑，并通过脚螺栓或焊接与地基连接，以保证容器的稳定性和安全性。
泄压装置泄压装置是为了防止压力容器内部压力过高而设计的安全装置。
当内压超过一定限制时，泄压装置会自动开启，将过剩的气体或液体释放出来，以保证容器不会爆炸或损坏。
其他附件压力容器还可能配备其他附件，如传感器、仪表、热交换器等，用于监测内外部参数，并实现对容器的控制和调节。
应用领域压力容器在各个行业和领域中都得到广泛应用，主要用于以下方面：1.石油化工：在石油、化工生产过程中，用于储存和输送液体石油、石油气体、化工原料等。
2.能源行业：在电力、核电站中，用于储存和输送蒸汽、冷却水等。
3.食品行业：在食品加工、饮料生产中，用于储存和加热液体，如牛奶、果汁等。
4.医药行业：在制药、医疗器械中，用于储存和处理药液、生物制剂等。
5.水处理：用于水处理过程中的储存和输送。
压力容器选材及工艺制定张敏（中国石油大学机电工程学院材料系材料科学与工程07-2）一、压力容器的服役条件压力容器是一种焊接构件，广泛用于石油、化工、机械、热力等行业，运行条件苛刻，一旦破坏，后果极其严重。
它承受的压力可由0.1MPa到100MPa以上，工作温度可在-200℃以下或是500℃以上；工作介质可以是酸性、碱性或其他腐蚀性介质。
常导致下列几种失效：1.脆性断裂大部分发生在较低温度，在焊接缺陷、内部缺陷或应力集中处产生。
2.过量的塑性变形在高温下的压力容器发生蠕变或工作压力过高引起容器局部过量的塑性变形。
3.低周疲劳在循环载荷作用下，由于工作应力往往在局部地方超过材料屈服强度，使压力容器产生较大的反复塑形变形，导致最后发生破坏。
4.应力腐蚀在应力和引起应力腐蚀介质的共同作用下，产生腐蚀裂纹而导致压力容器破坏。
5.氢腐蚀破坏在具有一定压力的氢和温度共同作用下，氢和钢的碳反应生成甲烷而形成氢腐蚀裂纹导致容器破坏。
对压力容器用钢的要求是具有足够强度、韧性和塑形，又有良好的冷热加工性能和焊接性能；对于在腐蚀介质条件下工作的压力容器，又必须具有相应的耐蚀性和抗氢能力；在高温下工作的容器必须保证组织稳定；在低温下工作的容器要保证在工作温度下有足够的韧性。
二、压力容器的技术要求压力容器的用途极广，工作条件也千差万别，因此在容器的设计过程中正确地选择材料是一件极为复杂而又特别重要的工作。
很多压力容器造成事故的重要原因之一就是选用材料不当。
例如，采用焊接性差的钢材焊制压力容器时，就容易在焊接接头中产生裂缝；有些镍铬不锈钢的压力容器，常因钢号或成分选用不当，在使用中发生晶间腐蚀、应力腐蚀等形式的破坏；选用铁素体钢制造低温压力容器时，如钢的转变温度高于容器的工作温度，则容器工作时就容易发生脆性破坏。
所以，在选择压力容器用钢时，必须根据容器的工作条件(如壁温、压力、介质腐蚀性、介质对材料的脆化作用及其是否易燃、易爆、有毒等)选择具有合适力学性能、物理性能和耐腐蚀性能的材料，所选用的材料还必须考虑加工工艺的影响(可焊性、是否便于加工)，并考虑其经济合理性及来源等情况。
对于压力容器的设计者，充分了解各种材料的性能(物理性能、力学性能等)以及影响材料性能的各种因素是十分必要的。
（一）材料的性能1．力学性能材料在一定温度条件和外力作用下，抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能。
压力容器用材料的常规力学性能指标主要包括强度、硬度、塑性和韧性等。
(1)强度是指金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力。
强度指标是设计中决定许用应力的重要依据，是材料抵抗外力作用能力的标志。
常用的强度指标有屈服强度σs或σ0．2和抗拉强度σb，高温下工作时，还要考虑蠕变极限σn和持久强度σD，设计中许用应力都是根据这些数值决定的。
另外，材料的屈强比(σs／σb)也是反映材料承载能力的一个指标，不同材料具有不同的屈强比，即使是同一种材料，其屈强比也随着材料热处理情况及工作温度的不同而有所变化。
(2)塑性是指金属材料在断裂前发生塑性变形的能力。
塑性指标主要有伸长率δ、断面收缩率φ、冲击韧性ak等。
用塑性好的材料制造容器，可以缓和局部应力的不良影响，有利于压力加工，不易产生脆性断裂，对缺口、伤痕不敏感，并且在发生爆炸时不易产生碎片。
作为化工容器用的钢，要求伸长率δ不低于14％，冲击韧性ak在使用温度下不低于35J／cm2。
(3)韧性是指金属材料抵抗冲击负荷的能力。
韧性常用冲击功Ak和冲击韧性值ak表示。
Ak值或ak值除反映材料的抗冲击性能外，还对材料的一些缺陷很敏感，能灵敏地反映出材料品质、宏观缺陷和显微组织方面的微小变化。
而且Ak对材料的脆性转化情况十分敏感，低温冲击试验能检验钢的冷脆性。
表示材料韧性的一个新的指标是断裂韧性，它是反映材料对裂纹扩展的抵抗能力。
(4)硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。
硬度试验的方法较多，原理也不相同，测得的硬度值和含义也不完全一样。
最常用的是静负荷压入法硬度试验，即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA，HRB，HRC)、维氏硬度(HV)，其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。
而肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验，其值代表金属弹性变形功的大小。
因此，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。
材料力学性能的各因素之间是相互联系又相互制约的。
有些材料强度较高，但它的伸长率及冲击韧性却很低。
因此，选材时不能只看其单一的性能指标，而应对材料力学性能的诸因素作全面分析。
2．物理性能在容器设计中，应注意到材料的物理性能。
例如，在计算容器的温差应力时，就要用到材料的线胀系数α；在设计换热器及计算容器外壳热损失时，还要用到材料的热导率入等。
因此，材料的使用场合不同，对材料物理性能亦有不同的要求。
主要的物理性能指标有密度ρ，热导率λ，比热容c，熔点tm，线胀系数α，电阻率ρr，弹性模量E等。
3．耐腐蚀性能化工厂中经常处理有腐蚀性的介质，故设计化工容器时，在很多场合下，耐腐蚀性对材料的选择起决定性的作用。
材料的耐蚀程度会影响设备使用寿命、产品的质量，有时甚至影响化学反应的进行。
因此，考虑材料的耐蚀性是化工容器材料选择中的一个重要问题。
材料的腐蚀速度在工程上常用Ka(mm／a)来表示，材料腐蚀速度在1mm／a以下的，可认为能用于化工容器。
有关材料的耐蚀性可在材料腐蚀和防腐手册中查得。
4．制造工艺性能材料的制造工艺性能包括可锻性、可焊性、切削加工性及研磨、冲压性能、热处理性能等。
对制造化工容器的钢材来说，焊接性能和压力加工性能就显得更为重要。
(1)可焊性是指金属材料在一定的焊接工艺条件下能否获得优良焊接接头的性能。
一种金属，如果能用较普通又简便的焊接工艺获得优质接头，则认为这种金属具有良好的可焊性；反之，如果要用很复杂或特殊的焊接工艺才能获得优质接头，则认为它的可焊性差。
通常，把金属材料在焊接时产生裂纹的敏感性及焊接接头区力学性能的变化作为评价材料可焊性的主要指标。
钢材焊接性能的好坏主要取决于它的化学组成。
而其中影响最大的是碳元素，也就是说金属含碳量的多少决定了它的可焊性。
钢中的其他合金元素大部分也不利于焊接，但其影响程度一般都比碳小得多。
钢中含碳量增加，淬硬倾向就增大，塑性则下降，容易产生焊接裂纹。
所以含碳量越高，可焊性越差。
所以，常把钢中含碳量的多少作为判别钢材可焊性的主要标志。
含碳量小于0．25％的碳钢和低合金钢，一般都具有良好的可焊性。
含碳量增加，大大增加焊接的裂纹倾向，所以，含碳量大于0．25％的钢材不应用于制造锅炉、压力容器。
在特殊条件下，如选用含碳量超过0．25％的材料(有些低合金钢可焊性较差，必须采取特殊的焊接工艺)，必须得到设计单位总技术负责人批准。
制造单位应对这类材料进行焊接性能试验和焊接工艺评定，合格后，报省级以上锅炉压力容器安全监察机构备案。
制造一般受压容器所用钢材的含碳量最好不大于0．25％。
(2)其他材料成型的主要方法是滚卷与冲压。
材料中的夹渣、气孔等缺陷易在加工过程中形成裂纹或微裂纹。
材料的冷作硬化性会降低塑性指标，而且会在受热时出现结晶粗化，降低强度。
一般材料的残余变形超过3％时，需经退火处理。
5．价格与采源设备成本的很大一部分决定于材料的价格。
因此，在选用材料时，应了解它们的价格。
如果将碳素钢板Q235-A的价格定为1，其余的板材相对价格大致有如下关系，16MnR为1．4、20R(20g)为1．8、铬钢(1Cr13，2Cr13)为5．1、高合金钢0Cr18Ni10为14．1。
当然，采用价廉的材料不一定在经济上就是合理的，因为价贵的材料可能具有较好的性能，用它可以制成器壁较薄而轻的容器，而且使用年限也比较长，经济效果更好。
分析材料的经济性不能仅看它们的价格，同时要看国家的资源情况。
应多用普通易取的材料，少用昂贵稀缺的材料；多用国产材料，少用或不用进口材料。
（二）影响材料性能的因素影响材料性能的因素主要有冶炼方法、合金元素、制造工艺、操作温度、介质的腐蚀性等。
1．冶炼方法炼钢过程是把生铁中含有的大量有害杂质元素，在氧化反应作用下转变成氧化物进入炉气和炉渣中排除生产较纯金属的过程，所以炼钢过程也是氧化过程。
根据冶炼方法和使用设备不同，可分平炉钢、转炉钢、电炉钢和坩埚钢。
按炼钢炉炉衬不同，还可分为酸性钢和碱性钢。
根据钢锭型式和脱氧情况，又可分镇静钢、半镇静钢和沸腾钢。
目前，压力容器主要用碱性平炉钢和碱性电炉钢。
由于碱性炉熔炼去磷能力很好，因此厚截面钢板一般都采用这种方法冶炼，使钢中磷含量降至最低。
另外，电炉操作时，可以倾倒放渣，不断地调整炉渣量，使易氧化的元素，如铬和锰等具有较高的回收率，可以获得硫化物和氧化物夹杂很低的高纯净钢。
其次，由于压力容器的操作压力和容器容积不断增加，特大型锻件的需要量也随之增多，这种锻件的压缩变形较小，热处理后不易获得此钢种应能达到的力学性能，因此提高钢的纯度是特别重要的。
为了提高低合金钢的可焊性，消除白点和开裂，必须降低钢锭(尤其是大型锻件的钢锭)中的氢含量。
目前，一般采用真空除气技术降低氢含量，改善锻件(尤其是特大型锻件)的纯度。
除此而外，真空除气还能减少钢中的氧和氮含量。
减少含氧量也就是减少了脱氧剂的用量，使钢更加纯净。
经真空去气处理的钢，因非金属夹杂物减少，改善了钢的疲劳特性。
2．合金元素3. 制造工艺4．腐蚀有些压力容器常常要同强烈的腐蚀介质如酸、碱、盐、有机质溶液和腐蚀气体相接触，这些介质强烈地腐蚀容器材料，使容器寿命缩短。
同时，不少操作过程是在高温、高压和高流速下进行的，这就加快了金属材料的腐蚀速率。
因此，设计容器时，必须根据具体操作情况，参考国内外同类型设备的使用经验和选材准则，合理地选择材料。
除了介质腐蚀以外，压力容器经常碰到的、危害特别大的两种腐蚀分别为晶间腐蚀和应力腐蚀。
①晶间腐蚀主要出现在奥氏体不锈钢中。
防止其产生的措施有两个，其一为降低钢的含碳量，其二为添加能够形成稳定碳化物的元素，如钛、铌等。
②应力腐蚀的产生主要是由于容器制造过程中产生的残余应力和工作应力。
5．钢的氢破坏(氢脆)氢破坏主要有局部裂纹(或氢鼓泡)和氢脆化两种形式。
对金属起破坏作用的主要是原子氢。
在金属材料中受原子氢侵入的条件很多，如酸腐蚀、阳极保护、与石油接触、在潮湿天气中焊接和电镀等都能在金属中产生原子氢，或者常受氢气作用的设备在一定的条件(即一定的压力和温度)下，也会发生严重的氢破坏(腐蚀)。
提高钢材抗氢脆能力的方法如下。
①在钢中加入一些合金元素，如铬、钼、钨、钴、钒、铌等，形成稳定的碳化物，防止氢与钢中的碳作用。
②降低钢中的碳含量，以减轻氢对碳的作用。
③控制容器壁温，使金属的温度低于氢脆的开始温度。
