特种设备管理人员培训课件 容器基本知识

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1、1压力容器基本知识主 讲 人：尚 巍自治区特种设备检验研究院2主 讲 人：尚 巍联系电话：0991-5596292自治区特种设备检验研究院压力容器基本知识3压力容器基本知识压力容器定义压力容器的结构与制造压力容器的基本要求压力容器的主要工艺参数压力容器的分类4压力容器基本知识第一节 压力容器定义定义有四：泛指特种设备安全监察条例压力容器安全技术监察规程管辖范围GB150-1998钢制压力容器5压力容器基本知识泛指：凡盛装气体、液体、液化气体等 介质，具有一定容积，承受一定压力的密 闭设备，如钢制有色、非金属等；6压力容器基本知识特种设备安全监察条例：指盛装气体或 者液体，承载一定压力的密闭设备

2、，其范围规 定为最高工作压力大于或等于0.1MPa（表压） ，且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPaL 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 ；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表 压），且压力与容积的乘积大于或者等于 1.0MPaL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；7压力容器基本知识压力容器安全技术监察规程：管辖范围为同时具备下列三个条件的压力 容器：a.最高工作压力（Pw）大于等于0.1MPa（ 不含液体静压力，下同）；b.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.

3、025m3；c.盛装介质为气体、液化气体或最高工作 温度高于等于标准沸点的液体；8本规程设计、制造、安装使用管理及修理改造 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0.25m3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； 9（ 5）水力自动补气气压给水（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纵组合电

4、器（电容压力容器）； （8）橡胶行业使用的轮胎硫化机及承压 橡胶模具。 10压力容器基本知识上述压力容器所用的安全阀、爆破片、紧急切 断装置、安全联锁装置、压力表、液面计、测 温仪表等安全附件也包括在内。另包括：a.压力容器与外部管道或装置焊接连接的第一 道环焊缝的焊接坡口、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； b.压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件；c.非受压元件与压力容器本体连接的焊接接头。11压力容器基本知识不适用下列压力容器：a.超高压容器；b.各类气瓶；c.非金属材料制造的压力容器；d.核压力容器、船舶和铁路机车上的附属压力容

5、 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 炉安全技术规范适用范围内的直接接受火焰加 热的设备（如烟道式余热锅炉等）；12压力容器基本知识e.正常运行最高工作压力小于0.1MPa的压力容器 （包括进出物料需要瞬时承受压力大于等于 0.1MPa压力容器，不包括消毒、冷却等工艺过 程中需要短时承受压力大于等于0.1MPa的压力 容器）；f.机器上非独立的承压部件（包括压缩机、柴油 机、发电机、泵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）；g.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；13压力容器基本知识另条

6、例适用：设计、制造、安装、使用、检 验检测、修理、改造。军事装备、核设施、航空航天器、铁路机车、 海上设施和船舶以及煤矿矿井使用的压力容器 不适用；最高工作压力：内压：正常使用中，顶部可能出现的最高压 力；外压：正常使用过程中，可能出现的最高压 力差值；对夹套容器，指夹套顶部可能出现的 最高压力差值。14压力容器基本知识GB150-1998钢制压力容器：压力容器的设计、制造、检验与验收应符 合本标准。适用：设计压力不大于35MPa，设计温度 根据钢材允许的使用温度确定。15压力容器基本知识不适用：a.直接用火焰加热的容器；b.核能装置中的容器；c.旋转或往复运动的机械设备（如泵、压 缩机等）中

7、自成整体或作为配件的受压器 室；d.经常搬运的容器；16压力容器基本知识e.设计压力低于0.1MPa的容器；f.真空度低于0.02MPa的容器；g.内直径小于150mm的容器；h.要求作疲劳分析的容器；i.已有其它行业标准的容器，如制冷、造 纸等行业中的某些专用容器和搪玻璃容器 。17压力容器基本知识压力容器的压力来源（设计时应考虑的因 素）有六大类：一、外部增压通过气体压缩机、液体泵等机械方法来提高压 力，或通过蒸汽锅炉热能转化为蒸汽压力；二、内部介质的物理化学变化产生压力工作介质为液化气体，受热后的体积膨胀或饱 和蒸汽压的升高；或者两种以上物质经过化学 反应后放出热量，同时伴随的体积增大和

8、压力 升高。18压力容器基本知识三、液体的静压力对体积较大或高度较高的容器较为明显；四、容器本体及附件的重力载荷包括内件和填料、保温、衬里、管道、扶 梯、平台等产生的重量；五、风载荷、雪载荷、地震载荷对高大设备应着重考虑；19压力容器基本知识六、其它因素1、支座、支撑件的反作用力；2、连接管道引起的振动；3、温差应力；4、流体的冲击力；5、运输、吊装载荷。20第二节压力容器的结构与组成2.1压力容器根据其用途不同，结构形式 多种多样，常见的有球形、圆筒形、箱形 、锥形等。212.1.1 球罐分为以 下几种： a.橘瓣式球罐 b.足球式球罐 c.水滴式球罐22炼油厂液化石油气贮罐2324球形容器

9、的优点：1、表面积最小，冷热量损 失少，降低贮运成本。2、 应力分布状况最佳，为圆筒 形壳体的1/2，故在容器直 径、材料、工作压力相同的 情况下，球形容器所需壁厚 仅为圆筒形容器的一半；3、另在同样容积下，球的 表面积比圆筒形壳体小10 30%，因此综合起来，可节 省钢材30%左右，抗风载荷 能力强。4、占地面积小，建造费用 低。25球形容器的优点：1、球壳板的下料和净 料切割技术要求高。2、体积大，野外施工 周期长，施工环境要求 高3、现场组装全位置焊 接，劳动强度大，组装 焊接质量要求高。26272.1.2圆筒形容器是轴对称结构，由于没有形状突变 ，应力分布比较均匀，制造工艺简单，是使用

10、最广 泛的一种压力容器。2829303132压力容器基本知识2.1.3箱形结构可分 为正方形和长方形结 构两种。其几何形状 突变，应力分布不均 ，在转角处局部应力 较高，结构不合理， 一般用在压力较低的 消毒柜、汽柜上。33灭菌器消毒柜342.1.4锥形结构容器一 般由圆筒体与锥形体 组合而成，其连接处 结构不连续，产生较 高的局部应力，一般 用于特殊工艺要求。352.2 压力容器的主要受压元件：筒体、封头（端盖）、人孔盖、 人孔法兰、人孔接管、膨胀节、 开孔补强圈、设备法兰、球罐的 球壳板、换热器的管板和换热管 ，M36以上的设备主螺栓及公称 直径大于等于250的接管和管 法兰；36它的常用

11、接头形 式：对接接头、角 接接头、T型接头 、搭接接头；焊接接头分四类 ：A、B、C、D， 因周向（环向）应 力为轴向应的一倍 ，故A纵比B环受 力差；37压力容器基本知识A：圆筒部分的纵向接头（多层包扎容器层板层纵向接 头除外）、球形封头与圆筒连接的环向接头、各类凸形 封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接 的接头；B：壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的 接头、长颈法兰与接管连接的接头，但已规定为A、C、 D类的焊接接头除外；C：平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体 接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头以及多层包 扎容器层板层纵向接头；D：接管、人孔、凸缘、补强

12、圈等与壳体连接的接头， 但已规定为A、B类的焊接接头除外；38压力容器基本知识厚度：计算厚度：按公式计算得到的厚度，如=PDi/（2-P）设计厚度：计算厚度+腐蚀裕量之和。名义厚度：设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上园整至 钢材标准规格的厚度，即图样上的厚度。有效厚度：名义厚度减去厚度附加量（即腐蚀裕量和钢 材厚度负偏差，负偏差为0.25mm或按标准）。腐蚀裕量：根据预期的容器寿命和介质对金属的腐蚀速 率来确定。39压力容器基本知识2.3筒体在卷板机上卷制而成。根据：材料塑性、厚度、筒节直径大小，选冷卷、热卷 、中温卷弯。冷卷：常温，要求材料塑性好，板薄、弯曲半径大，但 存在应变时效。控制：永久

13、变形不得超过5%，即内外圆 周长差不超过内圆周长的5%，低合金钢更严：3%；热卷：温度9501000，保温1分/，但存在减薄量 和伸长量大，存在氧化皮，影响钢板表面质量；中温卷弯：500600以下，介于以上二者之间。402.4封头按形状不同有凸形封头、锥形封头和平封 头，其中凸形封头包括半球形、椭圆形、 碟形及无折边球形封头。成形：有热冲压、冷旋压成形和爆炸成形 。41压力容器基本知识标注：DN140014 JB/T4737-95公称直径 名义厚度旋压不同：椭圆：EH碟形：DH10001622540曲面深度 直边高度锥形：CH3000164540半顶角 直边高度冲压时，封头减薄发生在变形大的地

14、方，如42压力容器基本知识控制：封头最小厚度名义厚度减去钢板厚度负偏差。半球形封头：受力状况最好，但其深度较大，成形困难 ，一般梯形球瓣和顶圆球面板组焊而成，拼缝间距不小 于封头名义厚度的三倍且不小于100，较少采用；椭圆形封头：筒体为板卷时，封头公称直径为筒体内径 ；筒体为无缝钢管时，封头公称直径为封头外直径。受 力较碟形好；标准椭圆形封头：Di/2hi=2，形状系数K=1，最常用；Di 内直径 hi 去除直边高度的封头深度碟形封头：由半径为Ri的部分球壳，半径为r过渡区和高 度为h的直边三部分组成；无折边球形封头：存在曲率半径突变，与筒体连接处边 界应力很高，要全熔透焊接，仅适用于直径较小

15、、压力 较低，且不承受交变载荷的压力容器上；43压力容器基本知识锥形封头：受力状况不如碟形，用于悬浮或粘 稠液体和固体颗粒等的排放，不同直径圆筒的 连接等，其结构型式分无折边和带折边两种；a.当半顶角30时，大端、小端均可无折边 ；b.当半顶角3045时，小端可无折边，大 端须折边；c.当半顶角4560时，大、小端均须带折 边；d.当半顶角60时，其厚度可按等量平封头 计算；平封头：承受内压的弯曲变形，一般用在常压 、低压设备或小直径的设备上。442.5法兰分：压力容器法兰：筒体与封头或管板之 间连接的法兰；管法兰：管道与管道之间连接的法兰 ；45压力容器基本知识按结构分：平焊法兰和对接法兰（JB4703）平焊法兰又可分为甲型平焊法兰（JB4701）和 乙型平焊法兰（JB4702）标注：如: C - A 800 - 2.5JB4702PN：2.5MPaDN：800凹密封面乙型平焊法兰甲型平焊法兰：可钢板、可锻件轧制，适用： 温度、压力较低场合，压力等级四个：PN： 0.25、0.6、1.0、1.6MPa，公称直径：300 2000，工作温度：-20300；46乙型平焊法兰：带一短节，可钢板、可锻 件轧制，优于甲型，六个压力级别：PN ：0.25、 0.6、1.0、1.6、2.5、 4.0MPa ，公称直径：3003000