压力容器培训讲义 PPT

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二、压力容器的工艺参数
▲1、压力容器的主要工艺参数为压力和温度
压力
工作压力：也称操 作压力，系指容器 顶部在正常工艺操 作时的压力（即不 包括液体静压力）
最高工作压力：系 指容器在工艺操作 过程中可能产生的 最大表压力（即不 包括液体静6 压力）
设计压力：系指在
相应设计温度下用
以确定容器计算壁
◆1、固定式容器 ◆2、移动式容器
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▲ 4.按在生产工艺过程中的作用原理分类：
代号B）
◆1、反应容器（代号R） ◆2、换热容器（代号E） ◆3、分离容器（代号S） ◆4、贮存容器（代号C,其中球罐
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▲ 5.《压力容器安全技术监察规程》将压力 容器分为：
◆1、第三类压力容器
◆2、 第二类压力容器
◆3、负压：
当容器内介质的压力低于外界大气压力时，则U型管压
力表的液面被大气压力压向与容器相连的一端，形成
液柱差的压力值即为介质的压力低于大气压力的部分，
称为负压力或者真空，简称负压。
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●绝对压力、表压力及大气压力三者之间的
关系为：
绝=P表+ P大气
●由上式可知，只有当表的压力是负数时， 绝对压力才有可能小于大气压力，而出现负压 力P负：
P负= P大气-P绝
●人们通常所说的容器压力或介质压力均指
表压力而言。
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▲ 3、压力容器的定义：
★所谓容器，通常的说法是：由曲面构成用于盛装 物料的空间构件。
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，其范围规定为最高工作压力大于 或者等于0.1MPa(表压)，且压力与容积的乘积大 于或者等于2.5MPa.L的气体、液化气体和最高工 作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容 器和移动式容器。

在外压作用下，短轴缩短，产生压应力，球面部分存在失稳可能， 用图表法进行校核计算。
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2、受压元件——封头
2.2 封头 2.2.3 锥形封头
1）定义
锥形封头半顶角α≤60°，以大端直径为当量园筒直径 (Di/cosα)方法计算（即按当量园筒一次薄膜应力计算）。
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1、总论
1.1 GB150适用范围
压力：适用于设计压力不大于35MPa， 不低于0.1MPa及真空度高于0.02MPa
温度：钢材允许使用温度
适用范围
适用范围
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塑性失效 壳体应力限制在塑性范围内，按塑性强度理论， 壳体承载在塑性状态。
爆破失效 壳体爆破是承载能力最大极限，表示材料承载 能力的极限。
压力容器失效表现为强度（断裂、泄漏）、刚度（泄漏、 变形）和稳定性（失稳Ju）nipe。r Networks, Inc. Copyright ? 2002
1、总论
?t ? ? 0.5Pc
其中： M ? 最大总形应状力系数，
球壳最大应力
可近似理解为，蝶形封头壁厚是球壳壁厚的M倍。
Ri/r越大，变形越大，应力也大，所以M随R/r增大而增大， M与Ri/r查表7-3
3）稳定性
在内压作用下，长轴缩短，产生压应力，存在周向失稳可能，标准 控制最小厚度来保证。（GB150 表7-1 下部说明）
2、受压元件——封头
2）应力分析
大端 轴向力T2分解成沿母线 方向N2和垂直与轴线方向P2。

距其30m 之外的门窗玻璃。从某种意义上讲，化工压力容器的安全性就是其爆破压力与设计压
力的比值。
•
化学爆炸。如果容器内的介质是易燃气体（广义的“气体”包含液化气体或最高工作温度高于 或等于标准沸点的液体），随着容器的破裂，立即蒸发，并与围的空气形成可爆性混合气体，
遇到容器碎片撞击设备产生的火花或由于高速气流所产生静电作用，会立即发生化学爆炸，即
• 爆炸（燃烧）极限： 易燃气体或蒸气能与空气形成可燃的爆炸性混 合物，但是，如果蒸气浓度低到某限度以下或者高到某限度以上都 不能传播火焰，也就燃烧不起来。这两个限度的蒸气浓度数值就称 为爆炸（燃烧）极限，可分为上限与下限，也就是高限与低限，通 常用易燃气体或蒸气在空气中的体积百分数（％ ）表示。 在两极限 之间的浓度就是爆炸（燃烧）范围。如果混合气体正处于下限和上 限之间的中间范围，则与靠近上限与下限的混合气体相比，其着火 强度和猛烈程度更厉害。爆炸极限在大气压力和温度的正常变化情 况下几乎不会变化，湿度增加可以使上限有少许的增大（水蒸气取 代了氧气）；温度升高会使易燃范围扩大，即上限提高，下限降低； 压力增加对爆炸极限的影响则随每一种气体或蒸气的性质而异。
• 气体压强的基准 气体压强的大小常以两种不同 的基准来表示：一是绝对真空，另一是大气压强。 以绝对真空为基准量得的压强称为绝对压强，以 大气压强为基准量得到的压强称为表压或真空度。 取名表压，是因为压强表直接测得到的读数，按 其测量原理往往就是绝对压强与大气压强之差， 即
• 表压=绝对压力一大气压力 • 真空度是真空表直接测量的读数，其数值表示绝
所谓容器的二次爆炸；如果容器内的介质是有毒气体，随着容器的破裂，大量的毒气向周围扩
散，可能形成大面积的中毒区域。两次爆炸往往是相继发生的，第二次化学性爆炸的能量常比

其热影响区的缺陷处，在焊接接头 存在气孔、夹渣、裂纹、未焊透、 未熔合及咬边等：在某些区域性能 显著下降以及存在较大的附加应力 所至。
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第二讲 压力容器安全装置
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常见的压力容器安全装置：
泄压装置、警报装置、计量装置、联锁装置和其他 安全保护等装置。
压力容器超压的原因：
操作失误或零件破损 充装过量液体受热膨胀 器内燃烧爆炸生成高温高压气体 器内化学反应失控 器内液化气体以外受热饱和蒸气压增大
请分析安全阀安装使用的有关安全要求规定。安全阀的安 全要求：
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⑵ 爆破片的安装：
爆破片与容器的连接管线应为直管，泄放管线应尽可能 垂直安装，管线通道横截面积不得小于爆破元件的泄放面积。
若流体为易燃、有毒或剧毒介质时，则应引至安全地点作 妥善处理。
爆破片应与容器液面以上的气相空间相连。 爆破片的安装要可靠，夹紧装置和密封垫圈表面不得由 油污，夹持螺栓要上紧，以防爆破元件受压后滑脱。
注：焊接的圆筒形容器，公 称直径是指它的内径；无缝钢管 制作的圆筒形容器，公称直径是 指它的外径。
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压力容器设计、制造、安装安全管理
1、压力容器的安全设计包括：
合理选用材料
结构便于制造
选择合适的结构形式
结构便于无损检验
满足强度的要求
尽量减少构件上作用的局部
结构安 全可靠 的基础
附加应力和应力集中 缺陷与应
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1、压力容器安全管理“三零”理念： 压力容器安全管理的追求目标： 零缺陷、零故障、零事故 零缺陷：大量的缺陷是隐蔽的、潜在的、尚未
形成的功能故障。
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压力容器操作标准化；
即：操作人员持证上岗率达到100％； 操作规程制定率达到100％； 压力容器应知应会抽查考试合格 率达到100％。

测量部分
转换部分
? 接线方式：两线制 ? 工作电源：24VDC由( 控制系统提供） ? 输出： 4～20mA直流信号
二、3051型变送器的组态
3051型变送器常用 HAR手T 操器进行组态。 对常用的变送器功能，列出了快捷键指令序列。 只要在HAR菜T 单中，按下这些快捷键指令序列， 即可执行所需要的变送器功能。 步骤如下：
二、压力表分类
? 按测量精确度，可分为精密压力表、一般压力 表。精密压力表的测量精确度等级分别为 0.1 、 0.16、0.25、0.4 级；一般压力表的测量精确 度等级分别为 1.0 、1.6 、2.5 、4.0 级。
? 按指示压力的基准不同，分为一般压力表、绝 对压力表、差压表。 （绝对压力与表压关系： 绝对压力 =表压力+大气压力） 。
绝缘胶布包好；
2 关闭二次门。 3 关闭一次门。 4 开启排污门。
? 差压变送器的投入 : 1 检查变送器二次门、平衡门和一次门、排污门
在正确位臵 : 二次门关闭、平衡门打开；一次 门关闭、排污门关闭；
2 分别打开高低压侧排污门、微开一次门进行排 污；
3 关闭高低压侧一次门、排污门； 4 分别打开高、低压侧一次门； 5 打开高压侧二次门； 6 关闭平衡门； 7 打开低压侧二次门； 8 检查有无泄漏现象，若正常则恢复接线。
? 弹性元件在弹性限度内受压后会产生变形， 变形大小与被测压力成正比关系。
? 弹性元件特性 （1）弹性特性 （2）刚度和灵敏度 （3）弹性滞后
二、压力单位
国际单位制中压力单位为Pa，常用压 力单位还有MP、a Bar、Psi 、atm等。
1 MPa=×1 106Pa 1 Bar=1×105Pa 1 Psi=6.894×103Pa 1 atm=10.13×104Pa

液面计 测温仪表
4、安全附件选用 （1）安全阀、爆破片的排放能力必须大于压力容器的安全泄放量。 （2）对于盛装易燃、易爆或剧毒有害介质压力容器，应采用扳式
玻璃液位计或自动液位指示器。 （3）压力容器的压力表、液面计等应根据压力容器的介质，最高
工作压力和温度正确选用。 （4）安全附件下列情况之一不得使用。 ①无产品合格证和铭牌的； ②性能不符合要求的； ③逾期不检查，不校验的；
工艺参数稳定在一定的范围内。如减压阀、调节阀、电接点压力表、电接点温度计、 自动液压计、紧急切断阀、过流阀、安全联锁装置。
（3）安全泄压装置 遇容器或系统内介质的压力超过额定压力时，该装置能自动泄放部分或全部气 体。以防止压力持续升高而威胁到容器的正常使用，造成破坏。 A、阀型安全泄压装置。（即各种型式的安全阀） B、断裂型安全泄压装置。（爆破片、爆破帽等） C、熔化型安全泄压装置，易熔塞、易熔片。（用于钢瓶、槽车上） D、组合型安全泄压装置。（由二种安全泄压装置组合而成，如安全阀与爆破 片，爆破片串联一起，在安全阀进口爆破片串联在安全阀出口。）
爆炸的换热器共有40个紧固螺栓但操作人员只装13只螺栓就进行气密性试验且因试压环厚度比原连接法兰厚47mm原螺栓长度不够但操作人员仍凑合用原螺栓在承载螺栓数量减少一大半的情况下每只螺栓所能承受的载荷又有明显下降由于实际每只螺栓承载量大大超过设计规定的承载能力致使螺栓被拉断后换热器发生爆炸
压力容器作 业
（3）安全附件上应有标牌注明主要技术参数。 （4）快开门式压力容器安全联锁装置，必须满足以下功能要求，应经试用和 技术坚定，方可推广使用。 快开门式压力容器的快开门（盖）应设计安全联锁装置并应具有以下功能： A、当快开门达到预定关闭部位方能升压运行的联锁控制功能。 B、当压力容器的内部压力完全释放，安全联锁装置脱开后，方能打开快开门 的联锁联动功能。 C、具有与上述 同步的报警功能。

-爆破片
五、压力容器的安全附件
安全阀
-按整体结构和加载结构形式:重锤杠杆 式、弹簧式和控制式
-按阀瓣式开启高度与阀流通直径之比： 微启式、全启式
-按气体排放的方式：全封闭式、半封 闭式和敞开式
五、压力容器的安全附件
压缩气体容器安全泄放量WS ：
WS=2.83×10-3ρ·υ· d2 安全阀排气量:
压力容器常见的介质腐蚀：
液氨对碳钢及低合金钢容器的应力腐蚀 硫化氢对钢制压力容器的腐蚀 热碱对钢制压力容器的腐蚀 高温高压氢气对钢压力容器的腐蚀 氯离子引起的不锈钢容器应力腐蚀 一氧化碳对钢瓶的腐蚀
四、压力容器的破坏形式和原因分析
蠕变破裂 在高温工作的压力容器，操作温度超过一定极 限，材料在应力的作用下发生缓慢的塑性变形， 这种塑性经过长期的累积后，最终导致材料破裂
－强化阶段（C-D） 抗拉强度极限σb
－缩颈阶段（D-E）
σ
C
σs σe σp
BB1 2
O
D E
σb
ε
四、压力容器的破坏形式和原因分析
破(断)裂
－韧(延)性破裂 －脆性破裂 －疲劳破裂 －腐蚀破裂 －蠕变破裂
四、压力容器的破坏形式和原因分析
韧性破裂
容器在压力作用下，器壁上产生的应力达 到材料的强度极限而发生断裂的破坏形式
特征：
－显著的形状改变和较大的塑性变形 －一般不会产生碎片 －断口不平齐，无金属光泽
四、压力容器的破坏形式和原因分析
破裂原因
液化气体介质充装过量 超温超压运行 选材不当或安装不符合安全要求 维护不当(壁厚减薄)
四、压力容器的破坏形式和原因分析
事故案例
某小化肥厂一加压变换冷却塔，Di＝1000mm, t= 8mm, PW＝0.8MPa。材料16Mn：σS=345MPa. 因增加3米高一塔节未采取防腐蚀措施，以致介质 将器壁腐蚀，三年后爆裂。经检查最大剩余厚度为 3 mm，最小仅为1 mm。 [断口分析] 韧性破裂 [理论计算] σ=PDi/2t= 0.8（1000+1）/2=400 MPa

（5）筒节长度应不小于300 mm。组装时， 相邻筒节的A类接头焊缝中心线间外圆弧长 以及封头A类接头焊缝中心线与相邻筒节A 类接头焊缝中心线间外圆弧长应不大于钢 材厚度δs的3倍，且不小于100 mm。
（6）整个筒体的长度允差按表控制。
筒体长度（m） H≤6
6＜H≤10 10＜H≤20 20＜H≤40
NB/T47018-2011
10、法兰标准HG/T20592-2009 法兰形式：
①板式平焊（ ） ②带颈平焊法兰（ ）
③带颈对焊法兰（ ）
④承插焊法兰（ ） ⑤平焊环松套法兰 （）
密封面形式：
①突面（ ）
② 型凹凸面
③槽面（ ）
④环连接面（ ）
但对于直径较大的设备法兰一般采用 JB/T4700~4707-2000
11、手孔、人孔标准HG/T21514~215352005
12、塔顶吊柱HG/T21639-2002 13、支坐标准
JB/T4712-2007 鞍式支坐 JB/T4712-2007 腿式支坐 JB/T4724-2007 支撑式支坐 JB/T4725-2007 耳式支坐
14、吊耳HG/T21574-2008
允许误差（mm） ±10 ±15 ±20 ±35
3、划线开孔
根据排版图的方并用等腰三角形位将两 端筒体内外圆周4等分，原理进行校正，合 格后打上样冲眼，按图纸方位分别标出0°、 90°、180°、270°，并以此做为号内 外配件方位的基准。(用纵缝检测)
3.1 划线基准的确定
（1）卧式容器一般以封头与筒节的焊缝 中心为基准划线，但是有的以中心为基准 划线（除氧器一般中心对称），划线时基 准尽量一致，避免出现多个基准，从而导 致积累误差。
（2）立式容器一般以地脚环下表面为基 准划线，在划标高位置线时，只能以确定 的同一标高基准为起点，依次划出各位置 线，不能以相邻线为基准线划线，以避免 误差积累。