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1、1.3 压力容器1.3.1 压力容器的定义1.3.1.1 压力容器的定义仅从压力容器的名称上理解，凡承受流体介质压力的密闭腔体都可称作压力容器. 但是,具备这种特点的设备数量很多.其危险性有很大区别,它们中的一部分划入了特种设备安全监察范围。特种设备安全监察条例 定义的月1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；盛装公称压力大于或者等于0.2MPa(表圧), 且圧力与容积的乘积大于或者等子1.0M
2、PaL的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60液体的气瓶、氧舱等。包括其所用的材料、安全附件、安全保护装置和与安全保护装置相关的设施。1.3.1.2 固定式压力容器安全技术监察规程界定的压力容器范围固定式1t1力容器安全技本监察规程界定的圧力容器范围包括圧力容器本体和安全附件。压力容器的本体界定在下述范围内: (1) 压力容器与外部管道或将装置焊接连接的第一道环向接头的坡口面、螺纹连接的第一个螺纹接头端面、法兰连接的第一个法兰密封面、专用连接件或者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的连接焊缝。 压力容器的安全附件，包括直接连接在压力容
3、器的安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、安全联锁装置、压力表、液位计、测温仪表等。1.3.1.3 移动式压力容器安全技术监家规程界定的压力容器范園(1) 移动式1玉1力容器安全技术监察规程(TsGR0005-2011)适用于同时具备下列条件的移动式压力容器:1)具有充装与卸裁(以下简称装卸)介质功能,并且参与铁路、公路或者水路运输；2)罐体工作压力大于或者等于0.1MPa,气瓶公称工作压力大于或者等于0.2MPa；3)罐体容积大于或者等于450L,气瓶容积大子或者等于1000L,4) 充装介质为气体以及最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。(2) 移动式圧力容器要全技术 监察规程适用的移动式
4、压力容器, 除罐体或者气瓶、管路、安全附件、装卸附件外.其范围还包括走行装置或者框架等。(3)移动式压力容器的管路包括所有与罐体或者气瓶相连接的管子与管件 。(4)移动式压力容器的安全附件包括安全泄放装置、紧急切断装置、压力测量装置、液位测量装置、温度測量装置、阻火器、导静电装置等。(5)移动式压力容器的装卸附件包括装卸阀门、装卸软管和快速装卸接头(以下间称快装接头)等。在我国，移动式压力容器实行的是多部门管理方式, 不但要满足国家质检总局颁布的安全技术规范的规定, 还应当遵守国务院其他有关主管部门颁布的其他相关法规及规范性文件的规定, 如铁路罐车不但要满足移动式圧力容器安全技术监察规程的規定
5、. 还要满足铁道部颁布的 铁路危险货物运输管理规则 和 铁路机车车辆设计生产维修进口许可管理办法的规定；参与公路运输的汽车罐车、 长管拖车、罐式集装箱、管束式集装箱等，以及参与水路通输的罐式集装補、管束式集装箱等不但要满足移动式压力容器安全技术监察规程的规定,还要满是交通运输部颁布的道路危险货物运输管理规定水路危险货物运输管理规则船舶载运危险货物安全监督管理规定 和 中华人民共和国海关对用于装载海关监管货物的集装箱和集装箱式货车车厢的监管办法 等规定的要求。因此,移动式压力容器不但要接受国家质检总局职责范围内的监督管理,还应当接受国务院铁路. 公路及水路运输等其他有关主管部门的安全管理和监督
6、。1.3.2 压力容器的压力来源、用途及特点1.3.2. 1 压力容器的压力来源压力容器的压力来源分为来自容器外部和来自容器内部(在容器内产生或增大)两种情况。(1)来自容器外部1)由各类气体、液化体压缩机泵供给压力，工作压力取决压缩机出口和泵出口的压力。2) 由蒸汽锅炉、 废热锅炉供给的压力, 工作压力取决于锅炉出口的蒸汽压力或经減压后的蒸汽压力。(2)来白容器内部1)气态介质由于温度升高导致体积膨胀受限,产生压力或使压力增大2 ) 液体介质受热汽化， 压力即为该温度下的饱和蒸汽压, 以水为例，当工作温度为l20时，饱和蒸汽压约为 0.20MPa；当工作温度为200时,饱和蒸汽压约为1.56
7、MPa。3）液化气体介质,以气液两相共存,压力就是随温度变化的饱和蒸汽压,各种不同液体在不同温度下有不同饱和蒸气圧,例如液氨20时的饱和蒸气压是0.75MPa, 50时的饱和蒸气压是1.93MPa；丙烷50时的饱和蒸气压是1.704MPa。4)充满液态介质,由于温度升高导致液体体积膨胀.容器的压力取决于液体的体积膨胀系数,例如液化石油气的体积膨胀系数是水的10-16倍, 当液化石油气以液态充满整个容器时, 压力随温度上升十分迅速,温度每上升l, 压.力将上升2.18MPa 3.18MPa. 因此在容器内过量充装液化石油气是十分危险的。5) 由于化学反应产生压力或压力增大。1.3.2.2 压力容
8、器的用途压力容器的用途极为广泛.它在基本建设、医疗卫生、地质勘探、石油化工、能源工业、科研、民用及军事工业等都起着重要的作用。其主要应用有：用于盛装工业生产中所使用的各种气体的圧力容器，最常见的有压缩气体和液化气体储罐、气瓶、铁路罐车和汽车罐车,制冷装置中的多数设备都是压力容器,如冷凝器、蒸发器、液体冷冻剂储罐等。工业生产中用来对物料进行加热的蒸汽夹套、蒸压釜、蒸煮锅、消毒器等也都是压力容器。在石化工业中，许多化学反应过程都需要在有压力的条件下进行. 或者用增高压力的方法来加快反应速度, 有时压力容器必须和某些工艺装置即内件共同发挥作用才能构成完整的设各,如石油化工业中普遍应用的各类反应器、换
9、热器、塔器、分离器等；化肥工业中的氨合成塔、尿素合成塔、二氧化碳吸收塔、 氮分离器等；在石油精炼装置中的加氢脱硫反成器、加氢裂化反应器等；在乙烯装置中的各种低温压力容器；在聚乙船装置中的各种超高压容器, 压力容器在能源工业及其他领域也有广泛的应用。压力容器中的医用氧舱 ,则是一种特殊的载人压力容器，属于医疗设备。气瓶主要用子盛装气体,在工业、国防、医疗、生活等领域均有广泛应用,是数量最多的特种设备。13.2.3 压力容器的特点(1)固定式压力容器的特点l)具有爆炸的危险性。2)介质种类繁多，千差万別。易燃易爆介质一旦泄漏,可引起爆燃。有毒介质泄漏能引起中毒。一些腐蚀性强的介质,会使容器很快发生
10、腐蚀失效.3）不同容器的工作条件差別大。有的容器承受高温高压；有的容器在低温环境下工作；有的容器投入运行后要求连续运行。.4）材料种类多。(2)移动式压力容器的主要特点1）活动范围大，运行环境条件复杂,在运输和装卸过程中易受冲击、振动,有时还可能发生碰撞、倾翻。2）介质绝大多数是易燃、易爆以及有毒等液化气体, 一旦发生事故. 造成的损失大、社会影响大。3)活动场所不固定,监督管理难度大。(3)气瓶的特点1)容积小、结构相対简单、数量多,流动性大。2)事故多数发生在充装环节3)充装单位、检验机构数量多,使用单位也多,还涉及千家万户, 监督管理难度大。(4)医用氧舱的特点1)是载人压力容器，运行时
11、患者在氧舱中, 一旦发生事故.就会有人员伤亡.2)内部为高压氧,氧气浓度高.易发生火灾事故。1.3.3 压力容器的参数压力容器的主要工艺参数为压力、温度、介质。此外,容积、直径、壁厚也是重要的特性指标。1.3.3.1 压力压力容器所承受的压力主要来自介质, 确切地说是介质和周围环境的压力差，介质的压力是压力容器在工作时所承受的主要外力。压力容器所承受的压力有内压和外压之分。(1)设计压力设计压力指设定的容器顶部的最高压力, 与相应的设计温度一起作为设计裁荷条件. 其值不低于最高工作压力.(2)试验压力试验压力指在压力试验时, 容器顶部的压力。(3)工作压力工作压力指在正常工作情况下， 容器顶部
12、可能达到的最高压力。1.3.3.2 温度压力容器涉及坏境温度、介质温度、金属温度、工作温度和试验温度等概念。容器壁厚截面上的温度是不均匀的, 沿元件金属截面的温度平均值被定义为金属温度。利用金属温度来定义设计温度、试验温度以及实际工作温度。(1)设计温度设计温度指容器在正常工作情况下,设定的元件的金属温度。设计温度与设计压力一 起作为设计载荷条件。(2)试验温度试验温度指压力试验时, 壳体的金属温度。(3)实际工作温度 实际工作温度是相对设计温度而言的一个参数, 是容器在实际工作情況下,元件的金属温度.1.3.3.3 介质压力容器的介质按物态可分为液态、气态和气液共存；按化学特性分为不燃、可燃
13、易燃、易爆介质等:按毒性程度分为极度危害、高度危害、中度危害和轻度危害(介质毒性程度不同时，其最高容许浓度不同)。1.3.3.4 容积压力容器的大小, 通常用其容积来表示。压力容器的容积是指压力容器的几何容积, 即由设计图标注的尺寸计算(不考虑制造公差)并圆整,且不扣除内件体积的容积。1.3.3.5 直径压力容器的目径分为内径、外径、公称直径等概念,公称直径是一种经标准化后的直径尺寸. 它是按容器的直径尺寸大小排列成的具有一定数量的系列数值。该系列中各直径值称为公称直径。对用钢板卷制的容器,其公称直径指内径；而对于采用无缝钢管所制造的容器壳体，其公称直径是指外径。1.3.3.6 厚度厚度是指容
14、器元件的壁厚,不同的元件,往往其厚度不同.厚度分为计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度、最小厚度等概念。计算厚度:计算厚度指按GB150和GB151有美公式计算得到的厚度。设计厚度: 指计算厚度与腐蚀裕量之和。名义厚度：指设计厚度加上钢材负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度。有效厚度：指名义厚度減去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差。最小厚度：当压力容器设计压力较低时,根据强度计算所选定的厚度较小,在制造、运输、安装或者使用时容易变形,所以圧力容器受压元件的壁厚在满足强度计算所选定厚度的同时.还需满足一个规定厚度,这个厚度即为最小厚度。1.3.3.7 气瓶的技术参数(1)公称工作压力和水压试验压力气瓶
15、的公称工作圧力，对于盛装永久气体的气瓶系指在基准温度时(一般为20)所盛装气体的限定充装圧力，对于盛装液化气体的气瓶, 系指温度为60时瓶内气体压力的上限值。水压试验压力是公称工作压力的1.5倍。(2)气瓶的公称容积气瓶的公称容积系列,在相应的产品标准中规定,一般情况下,12L(含12L)以下为小容积. 12L以上至100L(含100L)为中容积,100L以上为大容积.钢制无缝气瓶的容积,以40L气瓶为最常见。钢质焊接气瓶的容积，作为溶解乙炔钢瓶,以40L钢瓶最为普遍,液氨与液氯气瓶以800L和400L最为普及。液化石油气钢瓶的容积,以35.5L用量最多,其原因是以0.42kg/L充装系数计算,此类气瓶正好充装15kg液化石油气，是一个家庭一个月的消耗量。1.3. 4 压力容器的分类圧力容器的分类方法很多, 举例如下。1.3.4.1 固定式压力容器和移动式压力容器圧力容器接与地面固定成相对移动分成固定式压力容器和移动式压力容器。固定式压力容器有固定的安装和使用地点, 工艺条件和使用操作人员也比
