压力容器操作工培训讲义

1第一章 压力容器基础知识

第一节 压力的一般概念

一、压力

垂直均匀作用在单位面积上的力，称为压强，人们常把它称为压力，用符号“P”表示。

压力的单位是牛顿/米2，即表示将1牛顿的力均匀垂直地作用在1平方米的面上所产生的压力，又称为帕斯(Pa)，简称帕。由于“帕”这个单位太小，因而常用“兆帕”（MPa）作为压力的基本单位。即1MPa=106Pa。

工程上过去习惯用的压力单位是千克/厘米2（Kgf/cm2）。压力的工程单位与法定计量单位之间的换算关系为：

1MPa=10.2kgf/cm2

1 Kgf/cm2=0.0981MPa≈0.1MPa

二、压力的测量

压力的测量有两种标准方法，一种叫绝对压力，即以压力等于零作为测量起点。一种叫相对压力，即以当时当地的大气压力作为测量起点，也就是压力表测得的数值，所以相对压力也称为表压力，绝对压力和表压力之间的关系可用下式表述：

P绝=P表+P大气

因为我们地区大气压力近似等于0.1MPa。

故 P绝≈P表+P大气

三、压力容器的压力来源

压力容器的压力来源可分为两大类四个方面。第一类，气体的压力是在器外产生的；第二类，气体的压力是在器内产生的。

1、压力源在器外产生｛

这类压力容器可能达到的最高压力一般限于保持压力源出口的气体压力

2、压力源在器内产生｛

四、最高工作压力

压力容器的最高工作压力对承受内压的容器指在正常使用过程中，顶部可能出现的最大表压力；对承受外压的容器，指在正常使用过程中夹套顶部可能出现的最高表压力。

第二节 温度的一般概念

一、温度及及温度的测量仪器

温度是表示物体冷热程度的物理量，它是对物质分子平均动能的度量，所以温度是物体内部拥有能量的表示。温度的测量仪器叫做温度计、常见的有水银温度计，酒精温度计，电阻温度计，热电偶温度计等。

二、温度的表示方法

摄氏温标是将在标准大气压下水的结冰温度（冰点）定为0度，把水的沸腾（沸点）温度定为100度，在两者之间等分成100格，每一格即为1度，故月称百分温度，用符号“0C”来表示。

华氏温标是将在标准大气压下水的冰点定为32度，沸点定为212度，两者等分成180格，每格作为1度，用符号“F”表示。

绝对温标（凯氏温标）是以水的三相点（即冰、水和水蒸汽三相平衡共存时的温度定为273.16K，其分度法与摄氏温标相同，即在摄氏温标相差一度时凯氏温标也相差一度，用符号“K”（开尔文）表示，凯氏温度又称热力学温度或绝对温度。 （1）空压机、冷冻机

（2）蒸汽锅炉

（1）物理变化

（2）化学反应 1巴=1.02 kgf/cm2

≈0.1MPa

三种温标之间的互换关系式：

摄氏温标= ×（华氏温标-32）

= 凯氏温标 –273.16

华氏温标 = ×摄氏温标 + 32

= （凯氏温标出- 273.16）+32

凯氏温标 = 摄氏温标 +273.16

= （华氏温标 - 32）+273.16

第三节 压力容器的含义及分类

一、压力容器的含义

压力容器从广义上讲应该包括所有承受压力的密闭容器。但我们所指的压力容器只是其中的一部分，即为《压力容器安全技术监察规程》所辖范围内的压力容器。因为这部分压力容器事故率高，特别是事故破坏性大，损失严重。所以，各级锅炉压力容器安全监察机构应加强对压力容器设计，制造、销售、安装、使用、检验、修理、改造七个环节的监督检查，以确保压力容器安全运行。

二、《压力容器安全技术监察规程》管辖范围内的压力容器：

1、本规程（压力容器安全技术监察规程下同）适用于同时具备下列条件的压力容器：

（1） 工作压力（Pw）大于或者等于0.1MPa

（2） 工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5 Mpa.L

（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、本规程第三章、第四章和第五章适用于下列压力容器：

（1）与移动压缩机一体的非独立的容积小于等于0.15m3的储罐，锅炉房内的分气缸；

（2）容积小于0.025m3的高压容器；

（3）深冷装置中非独立的压力容器，直燃型吸收式制冷装置中的压力容器，空分设备中的冷箱；

（4）螺旋板换热器；

（5）水力的自动补气气压给水，（无塔上水）装置中的气压罐，消防装置中的气体或气压给水（泡沫）压力罐；

（6）水处理设备中的离子交换或过滤用压力容器、热水锅炉用膨胀水箱；

（7）电力行业专用的全封闭式组合电器（电容压力容器）；

3、本规程适用于上述压力容器所用的安全阀，爆破片装置，紧急切断装置，安全联锁装置，压力表、液面计，测温仪表等安全附件。

4、本规程适用的压力容器除本体外还应包括：

（1）压力容器与外部管道或装置焊接连接的第一道环向焊缝的焊接坡口，螺纹连接的第一个螺纹接头，法兰连接的第一个法兰密封面，专用连接件或管件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。

（3）非受压元件与压力容器本体连接的焊接接头。

5、本规程不适用于下列压力容器； 5

9

5

9

5

9 5

9

（1）超高压容器。

（2）各类气瓶。

（3）非金属材料制造的压力容器。

（4）核压力容器，船舶和铁路机车上的附属压力容器，国防或军事装备用的压力容器，真空下工作的压力容器（不含夹套压力容器）。各项锅炉安全技术监察规程适用范围内的直接受火焰加热的设备（如烟道式余热锅炉等）。

（5）正常运行最高工作压力小于0.1MPa的压力容器，（包括在进料或出料过程中需要瞬时承受压力大于等于0.1MPa的压力容器，不包括消毒，冷却等工艺过程中需要短时随压力大于等于0.1MPa的压力容器）。

（6）机器上非独立的承压部件（包括压缩机、发电机、泵、柴油机的气缸或承压壳体等，不包括造纸，纺织机械的烘缸，压缩机的辅助压力容器）。

（7）无壳体的套管换热器，波纹板换热器，空冷式换热器，冷却排管。

三、压力容器的分类

压力容器分类的方法很多，主要分类方法有：

1、按使用位置分

按容器的使用位置可分成两大类，即固定式压力容器及移动式压力容器（如液化气罐车）。固定式容器，有固定的安装和使用地点，一般不单独装设，而是用管道与其他设备相连，工艺条件及操作人员相对固定；而移动式容器无固定的安装、使用地点。

2、按设计压力分类

按设计压力P的高低，容器可分为低压、中压、高压及超高压四个等级。其划分的范围及代号见表1—1。

表1—1 压力容器压力等级的划分

表1—1

压力等级 代号 设计压力范围

低压容器 L 0.1MPa≤P＜1.6MPa

中压容器 M 1.6MPa≤P＜10MPa

高压容器 H 10MPa≤P＜100MPa

超高压容器 U P≥100MPa

3、按压力容器在生产工艺过程中的作用原理分类

按压力容器在生产工艺过程中的作用原理，可分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器及储存压力容器四种。具体划分如下：

（1）反应压力容器（代号R）：主要用于完成介质的物理、化学反应的压力容器。如反应器、反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合釜、高压釜、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W）：主要是用于完成介质的热量交换的压力容器。如管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热锅、蒸锅、蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套等。

（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。如分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等。

（4）储存压力容器（代号C，其中球罐代号B）：主要是用于盛装生产用的原料气体、液体、液化气体等的压力容器。如各种形式的储罐。

需要说明的是一种压力容器中，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。

4、按容器壁厚分类

按容器壁厚可分为薄壁容器及厚壁容器两种。容器壁厚小于等于容器内径的1/10者为薄壁容器，容器壁厚大于容器内径的1/10者为厚壁容器，或按下列公式计算：

K = D0 / D1

式中D0、D1分别为容器的外径（mm和内径（mm）。

当K≤1.2时为薄壁容器；当K＞1.2时为厚壁容器。

5、按容器的制造材料分类

按容器的制造材料的划分见表1—2。

表1—2 容器按制造材料的划分

铜制容器

有色金属压力容器 钛制容器

铝制容器

金属压力容器 铸钢容器

铸造容器

铸铁容器

黑色金属压力容器

碳钢容器

钢制容器 合金钢容器

不锈钢容器

6、按压力容器工作温度分类

按压力容器工作温度可分为低温容器、常温容器及高温容器三种。

7、按压力容器等级、品种及介质的危害程度分类

为了便于安全技术监督和管理，《容规》按压力容器设计压力、介质危害程度以及生产工艺过程中的作用原理将压力容器分为第一类压力容器、第二类压力容器及第三类压力容器，具体划分如下：

Ⅰ、下列情况之一，为第三类压力容器：

（1）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10MPa·m3）；

（4）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0.5MPa·m3）；

（5）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且PV乘积大于等于0.2MPa·m3）；

（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540MPa）的材料制造的压力容