压力容器安全基础知识

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1、压力容器安全基础知识长春市质量技术监督局长春市质量技术监督局长春市质量技术监督局长春市质量技术监督局 王世忠王世忠王世忠王世忠提纲提纲 压力容器定义压力容器定义压力容器定义压力容器定义 压力容器术语压力容器术语压力容器术语压力容器术语 压力容器的分类压力容器的分类压力容器的分类压力容器的分类 压力容器结构压力容器结构压力容器结构压力容器结构 压力容器设计压力容器设计压力容器设计压力容器设计 压力容器制造压力容器制造压力容器制造压力容器制造 压力容器的安全附件压力容器的安全附件压力容器的安全附件压力容器的安全附件 压力容器的检验压力容器的检验压力容器的检验压力容器的检验2024/8/13压力容器

2、制造过程事故压力容器制造过程事故兰州高压反应器兰州高压反应器兰州高压反应器兰州高压反应器水压试验开裂水压试验开裂水压试验开裂水压试验开裂15CrMoR15CrMoR钢板设备水钢板设备水钢板设备水钢板设备水压试验开裂压试验开裂压试验开裂压试验开裂进口二氧化碳气提塔进口二氧化碳气提塔进口二氧化碳气提塔进口二氧化碳气提塔水压试验开裂水压试验开裂水压试验开裂水压试验开裂西安液化气爆炸事故 19981998年年3 3月月5 5日傍晚日傍晚18:4518:45，随着一声惊天动地的巨响，西安市，随着一声惊天动地的巨响，西安市建国以来最大的一起事故发生了。建国以来最大的一起事故发生了。 储罐区共有个液化石油气

3、储罐（其中球罐个储罐区共有个液化石油气储罐（其中球罐个 , ,球罐个球罐个 , ,卧罐个卧罐个 , ,残液储罐个）残液储罐个）当天下午当天下午15:4515:45左右，西安煤气公司液化石油气管理所的一左右，西安煤气公司液化石油气管理所的一容积为容积为400M3400M3、储存、储存170170吨液化气的吨液化气的1111号球罐根部发生泄漏，号球罐根部发生泄漏，该站工作人员在经过一个多小时的处置后，仍无法堵住球罐内该站工作人员在经过一个多小时的处置后，仍无法堵住球罐内2020个大气压的液化气外泄的强大气流。泄漏越来越严重，液化所此个大气压的液化气外泄的强大气流。泄漏越来越严重，液化所此时感觉已无

4、力自救。时感觉已无力自救。16:5116:51该站职工打电话向该站职工打电话向119119报警救助。报警救助。 6 6分钟后，西安市消防队赶到现场，用水枪驱散泄漏的液化气。分钟后，西安市消防队赶到现场，用水枪驱散泄漏的液化气。然而，由于液化气的气化温度很低，以致喷出的消防水变成了水然而，由于液化气的气化温度很低，以致喷出的消防水变成了水雾，驱散液化气的效果不明显，还降低了能见度。与此同时，现雾，驱散液化气的效果不明显，还降低了能见度。与此同时，现场指挥部还采取了切断电源、清除一切火源、禁止在现场附近行场指挥部还采取了切断电源、清除一切火源、禁止在现场附近行驶车辆等措施。在用去驶车辆等措施。在用

5、去8080条棉被对泄漏部位加厚堵源层，并对泄条棉被对泄漏部位加厚堵源层，并对泄漏的储罐进行了注水后，漏的储罐进行了注水后，18:4018:40，堵漏取得了明显效果。，堵漏取得了明显效果。 球罐下面的接管示意图续就在救援人员看到胜利的曙光时，就在救援人员看到胜利的曙光时，18:4518:45，泄，泄漏的液化气为生了第一次闪爆。闪爆点位于距漏的液化气为生了第一次闪爆。闪爆点位于距罐区罐区3838米处的配电房。随着爆炸，从罐区防护米处的配电房。随着爆炸，从罐区防护堤内火海里跑出堤内火海里跑出3030多人，很多人身上已没有一多人，很多人身上已没有一点衣物，全身烧伤，惨不忍睹。受伤的人员很点衣物，全身烧

6、伤，惨不忍睹。受伤的人员很快地被送往附近的医院。整个抢救过程用了快地被送往附近的医院。整个抢救过程用了5 5分钟。分钟。大约过了大约过了1010分钟，更为强烈的第一次燃爆分钟，更为强烈的第一次燃爆发生了。这次爆炸点是与之相邻的另一个发生了。这次爆炸点是与之相邻的另一个40OM340OM3的的1212号球罐，所幸的是人员已后撤，号球罐，所幸的是人员已后撤，没有造成伤亡。没有造成伤亡。续 此时，大火从此时，大火从1111、1212号球罐顶部爆裂的口子直冲而出，号球罐顶部爆裂的口子直冲而出，又相继发生了两次爆炸，这两次爆炸是泄漏出的液化又相继发生了两次爆炸，这两次爆炸是泄漏出的液化气发生燃爆。指挥部

7、决定对未爆炸的储罐实施冷却保气发生燃爆。指挥部决定对未爆炸的储罐实施冷却保护，控制火势蔓延同时，在连接管道中插入盲板以防护，控制火势蔓延同时，在连接管道中插入盲板以防止管道内窜火，危及其它储罐。经过止管道内窜火，危及其它储罐。经过8 8个小时的激战，个小时的激战，险情得到了控制。第二天上午险情得到了控制。第二天上午7:007:00，将残液引到空地，将残液引到空地，实施了点燃。大火在控制下稳定燃烧了实施了点燃。大火在控制下稳定燃烧了3737个小时后，个小时后，于于3 3月月7 7日下午日下午7:057:05完全熄灭。完全熄灭。整个救援行动，共投入整个救援行动，共投入300300余名消防战士，余名

8、消防战士，5050多多辆消防车。辆消防车。7 7名消防战士和名消防战士和5 5名液化气站工作人员牺牲，名液化气站工作人员牺牲，伤伤3232人。直接经济损失人。直接经济损失480480万元，社会影响极大。万元，社会影响极大。二、原因剖析这起液化气泄漏事故是由于法兰的固定螺这起液化气泄漏事故是由于法兰的固定螺栓松紧不均匀，使得法兰间的垫圈长时间受到栓松紧不均匀，使得法兰间的垫圈长时间受到不均匀的压力，而受压较高一侧的垫圈迅速老不均匀的压力，而受压较高一侧的垫圈迅速老化，因而引起泄露。化，因而引起泄露。自救不力，缺乏相应的堵漏工具，未能在自救不力，缺乏相应的堵漏工具，未能在第一时间内采取有效措施实施

9、堵漏是导致事故第一时间内采取有效措施实施堵漏是导致事故进一步扩大的主要原因。其次是现场指挥不当，进一步扩大的主要原因。其次是现场指挥不当，延误了救援时机。在危险尚未完全消除的情况延误了救援时机。在危险尚未完全消除的情况下接通电源，从而导致了爆炸。缺乏专业队伍、下接通电源，从而导致了爆炸。缺乏专业队伍、缺乏必要的监测仪器和没有科学的预案，也是缺乏必要的监测仪器和没有科学的预案，也是事故未得到及时控制的原因。事故未得到及时控制的原因。三、几式启示这是一起由化学物品泄漏而造成火灾的典型案这是一起由化学物品泄漏而造成火灾的典型案例。化学事故救援不同于一般事故，有其特殊例。化学事故救援不同于一般事故，有

10、其特殊性。因此，必须由受过专业训练的队伍实施救性。因此，必须由受过专业训练的队伍实施救援。并需有必要的救援器材和装备。同时必须援。并需有必要的救援器材和装备。同时必须要有预案，科学的、可操作性强的化救预案是要有预案，科学的、可操作性强的化救预案是迅速而有效地将事故造成的损失减至最少或将迅速而有效地将事故造成的损失减至最少或将事故消灭在萌芽状态的重要保证。事故消灭在萌芽状态的重要保证。类似事故类似事故19951995年初冬，长春市煤气公司液化年初冬，长春市煤气公司液化气厂球罐泄漏事故。气厂球罐泄漏事故。法规措施固定容规固定容规：3.17 3.17 3.17 3.17 压力容器用管法兰压力容器用管

11、法兰压力容器用管法兰压力容器用管法兰 (1)(1)(1)(1)钢制压力容器管法兰、垫片、紧固件的设计应当钢制压力容器管法兰、垫片、紧固件的设计应当钢制压力容器管法兰、垫片、紧固件的设计应当钢制压力容器管法兰、垫片、紧固件的设计应当参照行业标准参照行业标准参照行业标准参照行业标准HG 20592HG 20592HG 20592HG 20592HG 20635-2009HG 20635-2009HG 20635-2009HG 20635-2009钢制管法兰、钢制管法兰、钢制管法兰、钢制管法兰、垫片、紧固件垫片、紧固件垫片、紧固件垫片、紧固件系列标准的规定；系列标准的规定；系列标准的规定；系列标准的

12、规定； (2)(2)(2)(2)盛装液化石油气、毒性程度为极度和高度危害介盛装液化石油气、毒性程度为极度和高度危害介盛装液化石油气、毒性程度为极度和高度危害介盛装液化石油气、毒性程度为极度和高度危害介质以及强渗透性中度危害介质的压力容器，其管法兰应质以及强渗透性中度危害介质的压力容器，其管法兰应质以及强渗透性中度危害介质的压力容器，其管法兰应质以及强渗透性中度危害介质的压力容器，其管法兰应当按照行业标准当按照行业标准当按照行业标准当按照行业标准HG 20592HG 20592HG 20592HG 20592HG 20635HG 20635HG 20635HG 20635系列标准的规定，系列标准

13、的规定，系列标准的规定，系列标准的规定，至少应用至少应用至少应用至少应用高颈对焊法兰高颈对焊法兰高颈对焊法兰高颈对焊法兰、带加强环的金属缠绕垫片和专带加强环的金属缠绕垫片和专带加强环的金属缠绕垫片和专带加强环的金属缠绕垫片和专用级高强度螺栓组合用级高强度螺栓组合用级高强度螺栓组合用级高强度螺栓组合。高颈对焊法兰、平焊法兰带加强环的金属缠绕垫片与石棉垫片高强度螺栓组合吉林煤气公司球罐爆炸事故吉林煤气公司球罐爆炸事故 一、事故概况及经过一、事故概况及经过 19791979年年1212月月1818日日1414点点7 7分，吉林市煤气公司液化气分，吉林市煤气公司液化气站的站的102102号号40040

14、0立方米液化石油气球罐发生破裂，大量立方米液化石油气球罐发生破裂，大量液化石油气喷出，顺风向北扩散，遇明火发生燃烧，引液化石油气喷出，顺风向北扩散，遇明火发生燃烧，引起球罐爆炸。由于该球罐爆炸燃烧，大火烧了起球罐爆炸。由于该球罐爆炸燃烧，大火烧了1919个小个小时，致使五个时，致使五个400400立方米的球罐，四个立方米的球罐，四个450450立方米卧罐立方米卧罐和和80008000多只液化石油气钢瓶多只液化石油气钢瓶( (其中空瓶其中空瓶30003000多只多只) )爆炸爆炸或烧毁，罐区相邻的厂房、建筑物、机动车及设备等被或烧毁，罐区相邻的厂房、建筑物、机动车及设备等被烧毁或受到不同程度的损

15、坏，烧毁或受到不同程度的损坏，400400米远相邻的苗圃、住米远相邻的苗圃、住宅建筑及拖拉机、车辆也受到损坏，直接经济损失约宅建筑及拖拉机、车辆也受到损坏，直接经济损失约627627万元，死万元，死3636人，重伤人，重伤5050人。人。 球罐的主体材质为球罐的主体材质为15MnVR15MnVR，内径，内径92009200毫米，壁厚毫米，壁厚2525毫米，容积毫米，容积400400立方米，用于贮存液化石油气。立方米，用于贮存液化石油气。二、事故原因分析二、事故原因分析 1 1根据断口特征和断裂力学的估算，该球罐的破裂是属于低应力的脆性根据断口特征和断裂力学的估算，该球罐的破裂是属于低应力的脆性

16、断裂，主断裂源在上环焊缝的内壁焊趾上，长约断裂，主断裂源在上环焊缝的内壁焊趾上，长约6565毫米。毫米。 2 2经宏观及无损检验，上、下环焊缝焊接质量很差，焊缝表面及内部存经宏观及无损检验，上、下环焊缝焊接质量很差，焊缝表面及内部存在很多咬边、错边、裂纹、熔合不良、夹渣及气孔等缺陷。在很多咬边、错边、裂纹、熔合不良、夹渣及气孔等缺陷。 3 3事故发生前在上下环焊缝内壁焊趾的一些部位已存在纵向裂纹，这些事故发生前在上下环焊缝内壁焊趾的一些部位已存在纵向裂纹，这些裂纹与焊接缺陷裂纹与焊接缺陷( (如咬边如咬边) )有关。有关。 4 4球罐投入使用后，从未进行检验，制造、安装中的先天性缺陷未及时球罐

17、投入使用后，从未进行检验，制造、安装中的先天性缺陷未及时发现和消除，使裂纹扩展、当球罐内压力稍有波动便造成低应力脆性断发现和消除，使裂纹扩展、当球罐内压力稍有波动便造成低应力脆性断裂。裂。 国务院国务院19801980年曾以国发年曾以国发9999号文批转号文批转关于吉林市煤气公司液化石油气关于吉林市煤气公司液化石油气厂恶性爆炸火灾事故厂恶性爆炸火灾事故时指出：这次事故暴露出来的压力容器组装质量时指出：这次事故暴露出来的压力容器组装质量差、使用管理混乱，领导干部不重视安全生产，不认真执行安全规章制差、使用管理混乱，领导干部不重视安全生产，不认真执行安全规章制度，不懂业务，不注意技术管理以及对设备

18、长期不检验等问题，在不少度，不懂业务，不注意技术管理以及对设备长期不检验等问题，在不少企业、事业单位中都不同程度的存在，应当引起各级领导的严重注意。企业、事业单位中都不同程度的存在，应当引起各级领导的严重注意。三、防止同类事故的措施 1在球罐设计、制造、安装中要把住质量关，特别是要保证焊接质量。2球罐投用后，使用单位的领导要提高安全意识，重视球罐的安全。 3要建立健全必要的规章制度，提高管理人员和操作人员的素质。青岛某化工厂爆炸事故图二长春市锅炉压力容器压力管道气瓶状况名称名称总数总数2006.1.1-现现在在锅炉7232台1997台压力容器9304台4730台压力管道254条254条工业气瓶

19、25万只10万只液化气钢瓶60万只60万只车载气瓶1.2万只1.2万只压力容器安全相关要素器人人要要安安全全可可靠靠 设备设备安安全可全可靠靠系系统统安安全全可可靠靠管管理理安安全全可可靠靠本质安全 狭义的本质安全狭义的本质安全: : 一般是指机器、设备本身所具有的安全一般是指机器、设备本身所具有的安全性能，是指机器、设备等物的方面和物质条件能够自动防性能，是指机器、设备等物的方面和物质条件能够自动防止操作失误或引发事故。在这种条件下，即使一般水平的止操作失误或引发事故。在这种条件下，即使一般水平的操作人员发生人为的失误或操作不当等不安全行为，也能操作人员发生人为的失误或操作不当等不安全行为，

20、也能够保障人、设备和财产的安全。够保障人、设备和财产的安全。 广义的本质安全广义的本质安全: : 指包括指包括“ “人人机机环境环境管理管理” ”这一系这一系统表现出的安全性能，通过优化资源配置和提高其完整性，统表现出的安全性能，通过优化资源配置和提高其完整性，使整个系统安全可靠。基于这一系统和安全管理体系的本使整个系统安全可靠。基于这一系统和安全管理体系的本质安全理念认为，所有事故都是可以预防和避免的。质安全理念认为，所有事故都是可以预防和避免的。 本质安全具有如下特征本质安全具有如下特征本质安全具有如下特征本质安全具有如下特征：一是人的安全可靠性一是人的安全可靠性。二是物的二是物的安全可靠

21、性安全可靠性。三是系统的安全可靠性三是系统的安全可靠性。四是管理规范和持四是管理规范和持续改进。续改进。压力容器的定义压力容器的定义 广义的压力容器的定义：广义的压力容器的定义：广义的压力容器的定义：广义的压力容器的定义： 压压力力容容器器，是是指指盛盛装装气气体体或或者者液液体体，承承载载一一定定压压力力的的密闭设备。密闭设备。 特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例中压力容器的定义：中压力容器的定义：中压力容器的定义：中压力容器的定义： 压压力力容容器器，是是指指盛盛装装气气体体或或者者液液体体，承承载载一一定定压压力力的的密密闭闭设设备备，其其范

22、范围围规规定定为为最最高高工工作作压压力力大大于于或或者者等等于于0.1MPa0.1MPa（表表压压），且且压压力力与与容容积积的的乘乘积积大大于于或或者者等等于于2.5MPaL2.5MPaL的的气气体体、液液化化气气体体和和最最高高工工作作温温度度高高于于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器。或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器。 注注注注：固固固固定定定定容容容容规规规规监监监监察察察察范范范范围围围围已已已已经经经经完完完完全全全全符符符符合合合合条条条条例例例例的的的的规规规规定，但不包含移动式压力容器。定，但不包含移动式压力容器。定，但不包含移动式压力容器。定，但

23、不包含移动式压力容器。条例中压力容器监察的范围同时具备以下条件的压力容器：同时具备以下条件的压力容器：1.1.最高工作压力最高工作压力P P 0.1MPa0.1MPa，2.2.压力与容积的乘积值压力与容积的乘积值PVPV 2.5MPaL2.5MPaL，3.3.介质：气体、液化气体、气体与液体的混合介质：气体、液化气体、气体与液体的混合体。体。表压：表压：gauge pressure gauge pressure 以大气压为以大气压为基准基准的的流体流体指示压力，可用指示压力，可用压力计压力计测得，称为测得，称为表压表压表压表压，即：绝对压力即：绝对压力- -大气压力大气压力= =表压力。表压力

24、。考题考题1 1：特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例所规定的所规定的压力容器安全监察的范围是什么？压力容器安全监察的范围是什么？各类容规适用范围固定容规固定容规固定容规固定容规适用于同时具备下列条件的压力容器：适用于同时具备下列条件的压力容器：适用于同时具备下列条件的压力容器：适用于同时具备下列条件的压力容器： (1)(1)(1)(1)工作压力工作压力工作压力工作压力大于或者等于大于或者等于大于或者等于大于或者等于0.1MPa0.1MPa0.1MPa0.1MPa（注（注（注（注1-21-21-21-2）；）；）；）； (2)(2)(2)(2)工作压力工作压力工作压力工作压力与容积的乘积大

25、于或者等于与容积的乘积大于或者等于与容积的乘积大于或者等于与容积的乘积大于或者等于2.5MPa2.5MPa2.5MPa2.5MPa L (L (L (L (注注注注1-3)1-3)1-3)1-3)； (3)(3)(3)(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于其标准沸点的液体于其标准沸点的液体于其标准沸点的液体 ( ( ( (注注注注1-4)1-4)1-4)1-4)。超高压容器应当符合超高压容器应

26、当符合超高压容器应当符合超高压容器应当符合超高压容器安全技术监察规程超高压容器安全技术监察规程超高压容器安全技术监察规程超高压容器安全技术监察规程的规定；的规定；的规定；的规定；非金属压力容器应当符合非金属压力容器应当符合非金属压力容器应当符合非金属压力容器应当符合非金属压力容器安全技术监察规程非金属压力容器安全技术监察规程非金属压力容器安全技术监察规程非金属压力容器安全技术监察规程的的的的规定；规定；规定；规定；简单压力容器应当符合简单压力容器应当符合简单压力容器应当符合简单压力容器应当符合简单压力容器安全技术监察规程简单压力容器安全技术监察规程简单压力容器安全技术监察规程简单压力容器安全技

27、术监察规程的规定。的规定。的规定。的规定。液化石油气储罐举例：气体缓冲罐压力供水罐（气体+液体）低温绝热储罐压力容器术语压力容器术语1 1、压力、压力、压力、压力（物体单位面积上所承受的力）（物体单位面积上所承受的力）（1 1）工工作作压压力力P Pww：在在正正常常工工作作情情况况下下，容容器器顶顶部部可可能能达到的最高压力。达到的最高压力。（2 2）设设计计压压力力P P：指指设设定定的的容容器器顶顶部部的的最最高高压压力力，与与相相应应的的设设计计温温度度一一起起作作为为设设计计载载荷荷条条件件，其其值值不不低低于于工工作压力。作压力。（3 3）计计算算压压力力P PCC：指指在在相相应

28、应设设计计温温度度下下，用用以以确确定定元元件件厚厚度度的的压压力力，其其中中包包括括液液柱柱静静压压力力。当当元元件件所所承承受受的的液柱静压力小于液柱静压力小于5%5%设计压力时，可忽略不计。设计压力时，可忽略不计。（4 4）试验压力）试验压力P PT T：在压力试验时，容器顶部的压力。：在压力试验时，容器顶部的压力。压力容器术语压力容器术语（5 5）最最大大允允许许工工作作压压力力PPww ：指指在在设设计计温温度度下下，容容器器顶顶部部所所允允许许承承受受的的最最大大表表压压力力。该该压压力力是是根根据据容容器器壳壳体体的有效厚度计算所得，且取最小值。的有效厚度计算所得，且取最小值。

29、最最大大允允许许工工作作压压力力可可作作为为确确定定保保护护容容器器的的安安全全泄泄放放装装置置动动作作压压力力（安安全全阀阀开开启启压压力力或或爆爆破破片片设设计计爆爆破破压力）的依据。压力）的依据。（6 6）安安全全阀阀的的开开启启压压力力P PZ Z：安安全全阀阀阀阀瓣瓣开开始始离离开开阀阀座座，介质呈连续排出状态时，在安全阀进口测得的压力。介质呈连续排出状态时，在安全阀进口测得的压力。（7 7）爆爆破破片片的的标标定定爆爆破破压压力力P Pb b：爆爆破破片片铭铭牌牌上上标标明明的的爆爆破压力。破压力。压力容器术语压力容器术语2 2、温度、温度、温度、温度（1 1）温度）温度 金属温度

30、：容器元件沿截面厚度的温度平均值。金属温度：容器元件沿截面厚度的温度平均值。 工作温度：容器在正常工作情况下介质温度。工作温度：容器在正常工作情况下介质温度。（2 2）最最高高、最最低低工工作作温温度度：容容器器在在正正常常工工作作情情况况下下可可能能出出现现介介质质最高、最低温度。最高、最低温度。（3 3）设设计计温温度度：压压力力容容器器在在正正常常工工作作情情况况，设设定定的的元元件件的的金金属属温温度度（沿沿元元件件金金属属截截面面的的温温度度平平均均值值）。设设计计温温度度与与设设计计压压力力一一起作为压力容器的设计载荷条件。起作为压力容器的设计载荷条件。（4 4）试验温度：系指压力

31、试验时容器壳体的金属温度。）试验温度：系指压力试验时容器壳体的金属温度。 设设设设计计计计常常常常温温温温储储储储存存存存压压压压力力力力容容容容器器器器时时时时，应应应应当当当当充充充充分分分分考考考考虑虑虑虑在在在在正正正正常常常常工工工工作作作作状状状状态态态态下下下下大大大大气气气气环环环环境境境境温温温温度度度度条条条条件件件件对对对对容容容容器器器器壳壳壳壳体体体体金金金金属属属属温温温温度度度度的的的的影影影影响响响响，其其其其最最最最低低低低设设设设计计计计金金金金属属属属温温温温度度度度不不不不得得得得高高高高于于于于历历历历年年年年来来来来月月月月平平平平均均均均最最最最低

32、低低低气气气气温温温温（是是是是指指指指当当当当月月月月各各各各天天天天的的的的最最最最低低低低气气气气温值相加后除以当月的天数）的最低值。温值相加后除以当月的天数）的最低值。温值相加后除以当月的天数）的最低值。温值相加后除以当月的天数）的最低值。压力容器术语压力容器术语3 3、厚度、厚度、厚度、厚度（1 1）计计算算厚厚度度 ：容容器器受受压压元元件件为为满满足足强强度度及及稳稳定定性性要要求求，按按相相应应公公式式计计算算得得到到的的不不包括厚度附加量的厚度。包括厚度附加量的厚度。（2 2）设计厚度）设计厚度 d d：计算厚度与腐蚀裕量之和。：计算厚度与腐蚀裕量之和。（3 3）名名义义厚厚

33、度度 n n（即即图图样样标标注注厚厚度度）：设设计计厚厚度度加加上上钢钢材材厚厚度度负负偏偏差差后后，向向上上圆圆整整至钢材（钢板或钢管）标准规格的厚度。至钢材（钢板或钢管）标准规格的厚度。（4 4）有效厚度）有效厚度 e e：名义厚度减去厚度附加量（腐蚀裕量与钢材厚度负偏差之和）。：名义厚度减去厚度附加量（腐蚀裕量与钢材厚度负偏差之和）。（5 5）最小实测厚度：实际测量的容器壳体厚度的最小值。）最小实测厚度：实际测量的容器壳体厚度的最小值。（6 6）厚度附加量：设计容器受压元件时所必须考虑的附加厚度，包括钢板（或钢管）厚度附加量：设计容器受压元件时所必须考虑的附加厚度，包括钢板（或钢管）厚

34、度负偏差厚度负偏差CC1 1及腐蚀裕量及腐蚀裕量CC2 2。 C3注意：注意：容器壳体加工成型后不包括腐蚀裕量的最小厚度容器壳体加工成型后不包括腐蚀裕量的最小厚度 minmin： 对碳素钢、低合金钢，不小于对碳素钢、低合金钢，不小于3mm3mm 对高合金钢，不小于对高合金钢，不小于2mm2mm常见压力容器介质压缩气体：空气、氮气、氧气、氩气、氢气、一氧化碳、甲烷等液化气体：液化石油气、丙烷、丁烷、丙烯、液氨、液氯、二氧化碳等超低温液化气体：液氧、液氮、液氩、液化天然气等。超过标准沸点的液体：高温水等。介质对容器带来的危害1 1、压力：爆炸、开裂、泄漏、失稳等、压力：爆炸、开裂、泄漏、失稳等2

35、2、温度：高温强度下降、蠕变，低温脆断等。、温度：高温强度下降、蠕变，低温脆断等。3 3、腐蚀：壁厚减薄、材质劣化等。、腐蚀：壁厚减薄、材质劣化等。4 4、冲击：增加冲击载荷。、冲击：增加冲击载荷。5 5、磨损：壁厚减薄。、磨损：壁厚减薄。6 6、振动：附加应力，疲劳。、振动：附加应力，疲劳。常见介质爆炸当量对比介质种类介质种类容积L压力压力MPaPV积积MPaLTNT当量当量倍数倍数空气10001.010000.33Kg6.23常温水10001.010000.053Kg1饱和水184度10001.0100012.7Kg240相关参数对容器安全的影响超压会导致承载容器发生开裂或者爆炸而失效，负

36、压会导致大容积薄壁容器失稳（瘪了）。高温会导致材料强度下降，失去承载能力；低温会使材料失去延性（塑性），产生无预变的破坏。壁厚不足或者减少会使容器承载能力下降可能导致失效。过厚导致浪费。压力容器的分类压力容器的分类 1.1.按压力为四级：按压力为四级：按压力为四级：按压力为四级： 低压低压低压低压L L、中压、中压、中压、中压MM、高压、高压、高压、高压H H、超高压、超高压、超高压、超高压U U； 2 2、按工艺中的作用即品种分四种：、按工艺中的作用即品种分四种：、按工艺中的作用即品种分四种：、按工艺中的作用即品种分四种： 储储储储存存存存容容容容器器器器C C、换换换换热热热热容容容容器器

37、器器E E、分分分分离离离离容容容容器器器器S S、反反反反应应应应容容容容器器器器R R。 3 3、按照、按照、按照、按照PVPV积及危险程度分三类：积及危险程度分三类：积及危险程度分三类：积及危险程度分三类： I I、II II、IIIIII类容器。类容器。类容器。类容器。 分类的目的划分类别、品种目的；便于分级进行安全技术管理和监察便于分级进行安全技术管理和监察，实施有，实施有目的性的目的性的分类监管分类监管按不同类别对压力容器材料选用、设计、制按不同类别对压力容器材料选用、设计、制造、使用管理分别提出不同要求；造、使用管理分别提出不同要求；便于上报、统计。便于上报、统计。压力等级划分

38、压力容器的设计压力（压力容器的设计压力（压力容器的设计压力（压力容器的设计压力（p p p p）划分为低压、中压、高压和）划分为低压、中压、高压和）划分为低压、中压、高压和）划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级：超高压四个压力等级：超高压四个压力等级：超高压四个压力等级： (1)(1)(1)(1)低压低压低压低压( ( ( (代号代号代号代号L)L)L)L)，0.1MPap0.1MPap0.1MPap0.1MPap1.6MPa1.6MPa1.6MPa1.6MPa； (2)(2)(2)(2)中压中压中压中压( ( ( (代号代号代号代号M)M)M)M)，1.6MPap1.6MPap1.6M

39、Pap1.6MPap10.0MPa10.0MPa10.0MPa10.0MPa； (3)(3)(3)(3)高压高压高压高压( ( ( (代号代号代号代号H)H)H)H)，10.0MPap10.0MPap10.0MPap10.0MPap100.0MPa100.0MPa100.0MPa100.0MPa； (4)(4)(4)(4)超高压超高压超高压超高压( ( ( (代号代号代号代号U)U)U)U)，p100.0MPap100.0MPap100.0MPap100.0MPa。压力容器品种划分压力容器品种划分 压力容器按照在生产工艺过程中的作用原理，划分为反应压力容器、换压力容器按照在生产工艺过程中的作用

40、原理，划分为反应压力容器、换压力容器按照在生产工艺过程中的作用原理，划分为反应压力容器、换压力容器按照在生产工艺过程中的作用原理，划分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。具体划分如下：热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。具体划分如下：热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。具体划分如下：热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。具体划分如下： (1)(1)(1)(1)反应压力容器（代号反应压力容器（代号反应压力容器（代号反应压力容器（代号R R R R），主要是用于完成介质的），主要是用于完成介质的），主要是用于完成介质的），主要是用于完成介质的物理、化学反物理、化学反

41、物理、化学反物理、化学反应应应应的压力容器，例如各种反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、的压力容器，例如各种反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、的压力容器，例如各种反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、的压力容器，例如各种反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、煤气发生炉等；煤气发生炉等；煤气发生炉等；煤气发生炉等； (2)(2)(2)(2)换热压力容器（代号换热压力容器（代号换热压力容器（代号换热压力容器（代号E E E E），主要是用于完成介质的热量交换的压），主要是用于完成介质的热量交换的压），主要是用于完成介质的热量交换的压），主要是用于完成介质的热量交换的压力容器，例如各种

42、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等；力容器，例如各种热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等；力容器，例如各种热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等；力容器，例如各种热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等； (3)(3)(3)(3)分离压力容器（代号分离压力容器（代号分离压力容器（代号分离压力容器（代号S S S S），主要是用于完成介质的流体），主要是用于完成介质的流体），主要是用于完成介质的流体），主要是用于完成介质的流体压力平衡压力平衡压力平衡压力平衡缓冲和气体净化分离缓冲和气体净化分离缓冲和气体净化分离缓冲和气体净化分离的压力容器，例如各种分离器、过滤器、集油器、的压力容器，例如各种分离器、过滤器、

43、集油器、的压力容器，例如各种分离器、过滤器、集油器、的压力容器，例如各种分离器、过滤器、集油器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等；洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等；洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等；洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等； (4)(4)(4)(4)储存压力容器（代号储存压力容器（代号储存压力容器（代号储存压力容器（代号C C C C，其中球罐代号，其中球罐代号，其中球罐代号，其中球罐代号B B B B），主要是用于储存、盛），主要是用于储存、盛），主要是用于储存、盛），主要是用于储存、盛装

44、气体、液体、液化气体等介质的压力容器，例如各种型式的储罐、缓装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，例如各种型式的储罐、缓装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，例如各种型式的储罐、缓装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，例如各种型式的储罐、缓冲罐、消毒锅、印染机、烘缸、蒸锅等。冲罐、消毒锅、印染机、烘缸、蒸锅等。冲罐、消毒锅、印染机、烘缸、蒸锅等。冲罐、消毒锅、印染机、烘缸、蒸锅等。 在一种压力容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应当在一种压力容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应当在一种压力容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应当在一种压力容器中，如同时具备两个以

45、上的工艺作用原理时，应当按照工艺过程中的主要作用来划分品种。按照工艺过程中的主要作用来划分品种。按照工艺过程中的主要作用来划分品种。按照工艺过程中的主要作用来划分品种。板翅式换热器板式换热器硫化罐丙烯球罐低温绝热容器过滤分离器加氢反应器加氢反应器加氢反应器加氢反应器该反应器该反应器高高35.935.9米、米、直径直径4 4米，米，总重总重680680吨吨安庆石化重点安庆石化重点工程工程220220万吨万吨蜡油蜡油介质分组介质分组 压力容器的介质分为以下两组，包括气体、压力容器的介质分为以下两组，包括气体、液化气体以及最高工作温度高于或液化气体以及最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体：者等于标

46、准沸点的液体： (1)(1)第一组介质，第一组介质，毒性程度为极度危害、毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质，易爆介质，高度危害的化学介质，易爆介质，液化气体。液化气体。 (2)(2)第二组介质，除第一组以外的介质。第二组介质，除第一组以外的介质。常见气体属性表气体名称气体名称毒性程度毒性程度易爆属性易爆属性爆炸范围爆炸范围V%液化石油气低易爆2.3-55氨气中易爆16-25氯气高二氧化碳中天然气（甲烷）易爆5-15乙炔易爆2.380.7一氧化碳中12.574.0氢气易爆4.0-75.0丙烷易爆2.29.5 固定容规中压力容器类别划分第一组介质第二组介质条件条件类别类别V25L；1.4条范围

47、；V25L,P10MPa且中压时PV50000MPaL；P1.6MPa且低时PV1000000MPaLV25L, 高压；中压时PV50000MPaL、V31250L；低压时PV1000000MPaL、V10000m3;条件条件类别类别V25L；P1.6MPa且PV5000000MPaL；1.4条范围；V25L，中压且PV1.6,PV1.6,PV1.6,PV50000,P1.6,PV50000,在在IIIIII类区内，定为类区内，定为IIIIII类。类。 分界点：分界点：27.7827.78立方米。老容规：立方米。老容规：5.565.56立方米。立方米。 液氨的分界点：液氨的分界点：2525立方

48、米。老容规：立方米。老容规：5.05.0立方米立方米压力容器的分类压力容器的分类4. 4. 其他分类方法：其他分类方法：其他分类方法：其他分类方法： 4.1 按按形形状状分分类类,如如圆圆筒筒形形、球球形形、组组合合型型(前前者者均均为为回回转转壳壳体体)以以及及方形、矩形等方形、矩形等; 4.2 按按筒筒体体结结构构分分为为整整体体式式、组组合合式式. 4.3 按按制制造造方方法法分分为为焊焊接接(最最为为普普通通)、锻锻焊焊、锻锻造造(主主要要用用于于超超高高压压)、铸铸造造(主主要要优优点点是是方方便便制制造造),但但因因其其质质量量问问题题需需加加大大安安全全系系数数,多多用用于小型、

49、低压于小型、低压. 4.4 固定式、移动式固定式、移动式 4.5 立式、卧式立式、卧式压力容器的分类压力容器的分类4.6按按材材料料分分为为金金属属与与非非金金属属两两大大类类, ,其中其中: :金金属属中中分分为为钢钢、铸铸铁铁、有有色色金金属属与与合合金金. .其其中中有有色色金金属属与与合合金金主主要要用用于于腐腐蚀蚀等等特特殊殊工工况况, ,在在生生产产条条件件、生生产产装装备备、原原材材料料验验收收与与堆堆放放、吊吊装装、运运输输包包装装，尤尤其其是是焊接等环节有一系列特殊要求。焊接等环节有一系列特殊要求。钢钢中中以以其其化化学学成成份份又又分分为为碳碳素素钢钢、低低合合金金钢钢（前

50、前两两者者主主要要是是强强度度钢钢）及及高高合合金金钢钢（主主要要用用于于腐腐蚀蚀、低低温、高温等特殊工况）。温、高温等特殊工况）。 压力容器结构 压压力力容容器器一一般般是是由由筒筒体体（又又称称壳壳体体）、封封头头（又又称称端端盖盖）、法法兰兰、接接管管、人人孔孔、支支座座、密密封封元元件件、安安全全附附件件等等组组成成。它它们们统统称称为为过过程程设设备备零零部部件件，这这些些零零部部件件大大都都有有标标准准。其其典典型型过过程程设设备备有有换热器、反应器、塔式容器、储存容器等。换热器、反应器、塔式容器、储存容器等。 压压力力容容器器的的结结构构形形状状主主要要有有圆圆筒筒形形、球球形形

51、、和和组组合合形形。圆圆筒筒形形容容器器是是由由圆圆柱柱形形筒筒体体和和各各种种成成型型封封头头（半半球球形形、椭椭圆圆形形、碟碟形形、锥锥形形）所所组组成成。球球形形容容器器由由数数块块球球瓣瓣板板拼拼焊焊成成。承承压压能能力力很很好好，但但由由于于安安置置内内件件不不便便和和制制造造稍稍难难，故故一一般般用用作作贮贮罐罐。压压力力容容器器的的筒筒体体、封封头头（端端盖盖）、人人孔孔盖盖、人人孔孔法法兰兰、人人孔孔接接管管、膨膨胀胀节节、开开孔孔补补强强圈圈、设设备备法法兰兰；球球罐罐的的球球壳壳板板；换换热热器器的的管管板板和和换换热热管管；M36M36以以上上的的主主螺螺栓栓及及公公称称

52、直直径径大大于于250mm250mm的的接接管管和和管管法法兰兰均均作作为主要受压元件。为主要受压元件。压力容器结构典型结构典型结构压力容器结构典型结构典型结构压力容器结构典型结构典型结构丙烯球罐压力容器结构典型结构典型结构压力容器结构典型结构典型结构压力容器结构典型结构典型结构压力容器结构零部件1. 1. 筒体筒体筒体筒体 圆圆柱柱形形筒筒体体是是压压力力容容器器主主要要形形式式，制制造造容容易易、安安装装内内件件方方便便、而而且且承承压压能能力力较较好好，因因此此应应用用最最广广。圆圆筒筒形形容容器器又又可可以以分分为为立立式式容器和卧式容器。容器和卧式容器。 由由于于容容器器的的筒筒体体

53、不不但但存存在在与与容容器器封封头头、法法兰兰相相配配的的问问题题，而而且且卧卧式式容容器器的的支支座座标标准准也也是是按按照照容容器器的的公公称称直直径径系系列列制制定定的的，所所以以不不但管子有公称直径，筒体也制定了公称直径系列。但管子有公称直径，筒体也制定了公称直径系列。 对对于于用用钢钢板板卷卷焊焊的的筒筒体体，用用筒筒体体的的内内径径作作为为它它的的公公称称直直径径，其其系系列列尺尺寸寸有有300300、400400、500500、600600等等，如如果果筒筒体体是是用用无无缝缝钢钢管管制制作的，用钢管的外径作为筒体的公称直径。作的，用钢管的外径作为筒体的公称直径。 压力容器结构零

54、部件2. 2. 封头封头封头封头（1 1）球球形形封封头头壁壁厚厚最最薄薄，用用材材比比较较节节省省。但封头深度大、制造比较困难。但封头深度大、制造比较困难。（2 2）椭椭圆圆形形封封头头椭椭圆圆形形封封头头纵纵剖剖面面的的曲曲线线部部分分是是半半个个椭椭圆圆形形，直直边边段段高高度度为为h h，因因此此椭椭圆圆形形封封头头是是由由半半个个椭椭球球和和一一个个高高度度为为h h的的圆圆筒筒形形筒筒节节构构成成。椭椭圆圆壳壳体体周周边边的的周周向向应力为压应力，应保证不失稳。应力为压应力，应保证不失稳。（3 3）碟碟形形封封头头碟碟形形封封头头是是由由三三部部分分组组成成。第第一一部部分分是是以

55、以半半径径为为RRi i的的球球面面部部分分，第第二二部部分分是是以以半半径径为为DDi i/2/2的的圆圆筒筒形形部部分分，第第三三部部分分是是连连接接这这两两部部分分的的过过渡渡区区，其其曲曲率率半半径径为为r,Rr,Ri i与与r r均均以以内内表表面面为为基基准准。不不连连续续过过渡导致边缘应力。渡导致边缘应力。压力容器结构零部件（4 4）球球冠冠形形封封头头球球冠冠形形封封头头可可用用作作端端封封头头，也也可可以以用用作作容容器器中中两两独独立立受受压压室室的的中中间间封封头头，由由于于封封头头为为一一球球面面且且无无过过渡渡区区，在在连连接接边边缘缘有有较较大大边边缘缘应应力力，要

56、要求求封封头头与与筒筒体体联联接接处处的的T T形形接头采用全焊透结构。接头采用全焊透结构。（5 5）锥锥形形封封头头锥锥形形封封头头有有无无折折边边锥锥形封头和折边锥形封头。形封头和折边锥形封头。（6 6）平平盖盖弯弯曲曲应应力力较较大大，在在等等厚厚度度、同同直直径径条条件件下下，平平板板内内产产生生的的最最大大弯弯曲曲应应力力是是圆圆筒筒壁壁薄薄膜膜应应力力的的20203030倍。但结构简单，制造方便。倍。但结构简单，制造方便。 压力容器结构零部件3. 3. 支座支座支座支座 支支座座是是用用来来支支承承容容器器重重量量和和用用来来固固定定容容器器的的位位置置。支支座座一一般般分分为为立

57、立式式容器支座、卧式容器支座。容器支座、卧式容器支座。 立式容器支座分为耳式支座、支承式支座、腿式支座和裙式支座。卧式立式容器支座分为耳式支座、支承式支座、腿式支座和裙式支座。卧式容器多使用鞍式支座。容器多使用鞍式支座。 4. 4. 法兰法兰法兰法兰 法法兰兰连连接接主主要要优优点点是是密密封封可可靠靠和和足足够够的的强强度度。缺缺点点是是不不能能快快速速拆拆卸卸、制造制造 成本较高。成本较高。 法兰分类主要有以下方法：法兰分类主要有以下方法：（1 1）按其被连接的部件分为压力容器法兰和管法兰。）按其被连接的部件分为压力容器法兰和管法兰。（2 2）按法兰接触面的宽窄可分为窄面法兰和宽面法兰。）

58、按法兰接触面的宽窄可分为窄面法兰和宽面法兰。（3 3）按整体性程度分为整体法兰、松式法兰和任意式法兰。）按整体性程度分为整体法兰、松式法兰和任意式法兰。5. 5. 人孔与手孔人孔与手孔人孔与手孔人孔与手孔 压力容器结构开孔与补强1 1 为何要进行开孔补强为何要进行开孔补强 通通常常所所用用的的压压力力容容器器，由由于于各各种种工工艺艺和和结结构构的的要要求求，需需要要在在容容器器上上开开孔孔和和安安装装接接管管，由由于于开开孔孔去去掉掉了了部部分分承承压压金金属属，不不但但会会削削弱弱容容器器的的器器壁壁的的强强度度，而而且且还还会会因因结结构构连连续续性性受受到到破破坏坏在在开开孔孔附附近近

59、造造成成较较高高的的局局部部应应力力集集中中。这这个个局局部部应应力力峰峰值值很很高高，达达到到基基本本薄薄膜膜应应力力的的3 3倍倍，甚甚至至5-65-6倍倍。再再加加上上开开孔孔接接管管处处有有时时还还会会受受到到各各种种外外载载荷荷、温温度度等等影影响响，并并且且由由于于材材质质不不同同，制制造造上上的的一一些些缺缺陷陷、检检验验上上的的不不便便等等原原因因的的综综合合作作用用，很很多多失失效效就就会会在在开开孔孔边边缘缘处处发发生生。主主要要表表现现不不疲疲劳劳破破坏坏和和脆脆性性裂裂纹纹，所所以必须进行开孔补强设计。以必须进行开孔补强设计。2 2 压力容器为何有时可允许不另行补强压力

60、容器为何有时可允许不另行补强 压力容器允许可不另行补强是鉴于以下因素：压力容器允许可不另行补强是鉴于以下因素： 容器在设计制造中，由于用户要求，材料代用等原因，壳体厚度往往超过实际强容器在设计制造中，由于用户要求，材料代用等原因，壳体厚度往往超过实际强度的需要。厚度的增加使最大应力有所降低，实际上容器已被整体补强了。例如：度的需要。厚度的增加使最大应力有所降低，实际上容器已被整体补强了。例如：在选材时受钢板规格的限制，使壁厚有所增加；或在计算时因焊接系数壁厚增加，在选材时受钢板规格的限制，使壁厚有所增加；或在计算时因焊接系数壁厚增加，而实际开孔不在焊缝上；还有在设计时采用封头与筒体等厚或大一点

61、，实际上封头而实际开孔不在焊缝上；还有在设计时采用封头与筒体等厚或大一点，实际上封头已被补强了。在多数情况下，接管的壁厚多与实际需要，多余的金属起到了补强的已被补强了。在多数情况下，接管的壁厚多与实际需要，多余的金属起到了补强的作用。作用。 压力容器结构开孔与补强3 3 开孔补强结构开孔补强结构所所谓谓开开孔孔补补强强设设计计，就就是是指指采采取取适适当当增增加加壳壳体体或或接接管管壁壁厚厚的的方方法法以以降降低低应应力力集集中中系系数数。其所涉及的有补强形式、开孔处内、外圆角的大小以及补强金属量等。其所涉及的有补强形式、开孔处内、外圆角的大小以及补强金属量等。(1) (1) 加加强强圈圈是是

62、最最常常见见的的补补强强结结构构，贴贴焊焊在在壳壳体体与与接接管管连连接接处处，如如图图a a、b b、c c。该该补补强强结结构构简简单单，制制造造方方便便，但但加加强强圈圈与与金金属属间间存存在在一一层层静静止止的的气气隙隙，传传热热效效果果差差。当当两两者者存存在在温温差差时时热热膨膨胀胀差差也也较较大大，因因而而在在局局部部区区域域内内产产生生较较大大的的热热应应力力。另另外外，加加强强圈圈较较难难与与壳壳体体形形成成整整体体，因因而而抗抗疲疲劳劳性性能能较较差差。这这种种补补强强结结构构一一般般用用于于静静压压、常温及中、低压容器。常温及中、低压容器。(2) (2) 接接管管补补强强

63、，即即在在壳壳壁壁与与接接管管之之间间焊焊上上一一段段厚厚壁壁加加强强管管，如如图图d d、e e、f f。它它的的特特点点是是能能使使所所有有用用来来补补强强的的金金属属材材料料都都直直接接处处在在最最大大应应力力区区域域内内，因因而而能能有有效效地地降降低低开开孔孔周周围围的的应应力力集集中中程程度度。低低合合金金高高强强度度钢钢制制的的压压力力容容器器与与一一般般低低碳碳钢钢相相比比有有较较高的缺口敏感性，采用接管补强为好。高的缺口敏感性，采用接管补强为好。(3) (3) 整整锻锻件件补补强强结结构构如如图图g g、h h、I I，此此结结构构的的优优点点是是补补强强金金属属集集中中于于

64、开开孔孔应应力力最最大大的的部部位位，补补强强后后的的应应力力集集中中系系数数小小。由由于于焊焊接接接接头头为为对对接接焊焊，且且焊焊接接接接头头及及热热影影响响区区可可以以远远离离最最大大应应力力点点位位置置，所所以以抗抗疲疲劳劳性性能能好好。但但这这种种结结构构需需要要锻锻件件，且且机机械械加工量大，所以一般只用于要求严格的设备。加工量大，所以一般只用于要求严格的设备。压力容器结构开孔与补强图图 补强结构补强结构压力容器设计压力容器设计1. 1. 常用设计规范及适用的压力范围常用设计规范及适用的压力范围常用设计规范及适用的压力范围常用设计规范及适用的压力范围GB150GB150199819

65、98钢制压力容器钢制压力容器 设计压力设计压力P P：0.10.135 MPa 35 MPa ； 真空度：真空度： 0.02 MPa 0.02 MPa JB4732JB47329595钢制压力容器钢制压力容器- -分析设计标准分析设计标准 设计压力设计压力P P：0.10.1100 MPa100 MPa； 真空度：真空度： 0.02 MPa0.02 MPa 疲劳载荷；高温蠕变疲劳载荷；高温蠕变GB151GB15119991999管壳式换热器管壳式换热器 设计压力设计压力P P：0.10.135 MPa 35 MPa ；真空度：；真空度： 0.02 MPa0.02 MPaGB12337GB123

66、3719981998钢制球形储罐钢制球形储罐 设计压力：设计压力：P4MPaP4MPa；公称容积：；公称容积：V50MV50M3 3压力容器设计压力容器设计2. 2. 设计时应考虑的载荷设计时应考虑的载荷设计时应考虑的载荷设计时应考虑的载荷GB150GB15019981998钢制压力容器钢制压力容器钢制压力容器钢制压力容器：（1 1）内压、外压或最大压差；）内压、外压或最大压差；（2 2）液体静压力）液体静压力(5%P)(5%P)； （3 3）容器的自重（内件和填料），以及正常工作条件下或压力试验状态下内装物料）容器的自重（内件和填料），以及正常工作条件下或压力试验状态下内装物料 的重力载荷；

67、的重力载荷；（4 4）附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；）附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；（5 5）风载荷、地震力、雪载荷；）风载荷、地震力、雪载荷；（6 6）支座、座底圈、支耳及其他形式支撑件的反作用力；）支座、座底圈、支耳及其他形式支撑件的反作用力；（7 7）连接管道和其他部件的作用力；）连接管道和其他部件的作用力；（8 8）温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力；）温度梯度或热膨胀量不同引起的作用力；（9 9）包括压力急剧波动的冲击载荷；）包括压力急剧波动的冲击载荷；（1010）冲击反力）冲击反力, ,如流体冲击引起的反力等；如流体冲击引起的反力

68、等；（1111）运输或吊装时的作用力。）运输或吊装时的作用力。压力容器设计压力容器设计3.3.3.3.失效准则失效准则失效准则失效准则: : : :容器从承载到载荷的不断加大最后破坏经历弹性变形、塑性变形、爆容器从承载到载荷的不断加大最后破坏经历弹性变形、塑性变形、爆破，因此容器强度失效准则有三种观点：破，因此容器强度失效准则有三种观点：（1 1）弹性失效）弹性失效常规设计（常规设计（GB150GB150等）等） 弹性失效准则认为壳体内壁产生屈服即达到材料屈服限时该壳体即失效，将弹性失效准则认为壳体内壁产生屈服即达到材料屈服限时该壳体即失效，将应力限制在弹性范围，按照强度理论把筒体限制在弹性变

69、形阶段。认为圆筒内壁应力限制在弹性范围，按照强度理论把筒体限制在弹性变形阶段。认为圆筒内壁面出现屈服时即为承载的最大极限。面出现屈服时即为承载的最大极限。 （2 2）塑性失效）塑性失效分析设计（分析设计（JB4732JB4732） 塑性失效准则将容器的应力限制在塑性范围，认为圆筒内壁面出现屈服而外塑性失效准则将容器的应力限制在塑性范围，认为圆筒内壁面出现屈服而外层金属仍处于弹性状态时，并不会导致容器发生破坏，只有当容器内外壁面全屈层金属仍处于弹性状态时，并不会导致容器发生破坏，只有当容器内外壁面全屈服时才为承载的最大极限。服时才为承载的最大极限。 （3 3）爆破失效）爆破失效高压、超高压设计高

70、压、超高压设计 爆破失效准则认为容器由韧性钢材制成，有明显的应变硬化现象，即便是容爆破失效准则认为容器由韧性钢材制成，有明显的应变硬化现象，即便是容器整体屈服后仍有一定承载潜力，只有达到爆破时才是容器承载的最大极限。器整体屈服后仍有一定承载潜力，只有达到爆破时才是容器承载的最大极限。 *用途：设计的理论基础，指标限制，什么时候算失效，不能用。用途：设计的理论基础，指标限制，什么时候算失效，不能用。压力容器设计压力容器设计4.4.4.4.弹性实效准则下的四个强度理论：弹性实效准则下的四个强度理论：弹性实效准则下的四个强度理论：弹性实效准则下的四个强度理论：第一强度理论（最大主应力理论）第一强度理

71、论（最大主应力理论）常规设计（常规设计（GB150GB150等）等）这个理论也叫做这个理论也叫做“ “最大正应力理论最大正应力理论” ”，该理论假定材料的破坏只取决于绝对值最大的，该理论假定材料的破坏只取决于绝对值最大的正应力，就是说，材料不论在什么复杂的应力状态下，只要三个主应力中有一个正应力，就是说，材料不论在什么复杂的应力状态下，只要三个主应力中有一个达到轴向拉伸或压缩中破坏应力的数值时，材料就要发生破坏。达到轴向拉伸或压缩中破坏应力的数值时，材料就要发生破坏。 第二强度理论（最大变形理论）第二强度理论（最大变形理论）这个理论也称为这个理论也称为“ “最大线应变理论最大线应变理论” ”，

72、它认为材料的破坏取决于最大线应变，即最大，它认为材料的破坏取决于最大线应变，即最大相对伸长或缩短。相对伸长或缩短。 第三强度理论（最大剪应力理论）第三强度理论（最大剪应力理论）分析设计（分析设计（JB4732JB4732）此即此即“ “最大剪应力理论最大剪应力理论” ”。该理论认为，无论材料在什么应力状态下，只要最大剪应。该理论认为，无论材料在什么应力状态下，只要最大剪应力达到在轴向拉伸中破坏时的数值，材料就发生破坏。力达到在轴向拉伸中破坏时的数值，材料就发生破坏。 第四强度理论（剪切变形能理论）第四强度理论（剪切变形能理论） 该理论也称作该理论也称作“ “形状改变比能理论形状改变比能理论”

73、”认为材料的破坏取决于变形比能，把材料的破认为材料的破坏取决于变形比能，把材料的破坏归结为应力与变形的综合。坏归结为应力与变形的综合。 *用途：将复杂应力状态进行等效简化，以便建立强度条件关系式。用途：将复杂应力状态进行等效简化，以便建立强度条件关系式。金属材料的强度1 1、室温下的抗拉强度、室温下的抗拉强度Rm Rm ，屈服强度；，屈服强度；2 2、设计温度下的屈服强度、设计温度下的屈服强度RteLRteL；3 3、设计温度下持久强度极限平均值设计温度下持久强度极限平均值 RtD；4、设计温度下蠕变极限平均值（每设计温度下蠕变极限平均值（每10001000小小时蠕变率为时蠕变率为0.01%0

74、.01%的）的）Rtn Rtn HYW-600KNHYW-600KN微机控制电液伺服万能试验机微机控制电液伺服万能试验机在外力作用下，材料抵抗变形和断裂的能力称为在外力作用下，材料抵抗变形和断裂的能力称为强度强度强度强度。测定钢材强度的主要方法是拉。测定钢材强度的主要方法是拉伸试验，钢材受拉时，在产生应力的同时，相应地产生应变。应力和应变的关系反映伸试验，钢材受拉时，在产生应力的同时，相应地产生应变。应力和应变的关系反映出钢材地主要力学特征。从图出钢材地主要力学特征。从图2-32-3低碳钢的应力低碳钢的应力- -应变关系中可看出，低碳钢从受拉到应变关系中可看出，低碳钢从受拉到拉断，经历了四个阶

75、段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。拉断，经历了四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。拉伸试样材料材料（板、锻件、管）（板、锻件、管） 室温下的室温下的抗拉强度抗拉强度Rm Rm 设计温度下的屈服设计温度下的屈服强度强度RteLRteL（Rtp0.2Rtp0.2）（注（注3-13-1） 设计温度下持设计温度下持久强度极限平久强度极限平均值均值 RtDRtD（注（注3-23-2） 设计温度下蠕变极设计温度下蠕变极限平均值（每限平均值（每10001000小时蠕变率为小时蠕变率为0.01%0.01%的）的）Rtn Rtn 碳素钢和低合金碳素钢和低合金钢钢nb2.7nb2.7ns1

76、.5ns1.5nd1.5nd1.5nn1.0nn1.0高合金钢高合金钢nb2.7nb2.7ns1.5ns1.5nd1.5nd1.5nn1.0nn1.0钛及钛合金钛及钛合金nb2.7nb2.7ns1.5ns1.5nd1.5nd1.5nn1.0nn1.0镍及镍合金镍及镍合金nb2.7nb2.7ns1.5ns1.5nd1.5nd1.5nn1.0nn1.0铝及铝合金铝及铝合金nb3.0nb3.0ns1.5ns1.5铜及铜合金铜及铜合金nb3.0nb3.0ns1.5ns1.5安全系数安全系数安全系数安全系数压力容器设计压力容器设计 5. 5. 安全系数安全系数安全系数安全系数 5.1 安安全全系系数数的

77、的作作用用-安安全全性性与与经经济济性性辩辩证证统统一一，整整部部标标准准规规范的核心。范的核心。 5.2 为何有安全系数为何有安全系数 载荷误差载荷误差;设计误差设计误差;材料误差材料误差;制造与检验的误差制造与检验的误差;使用中的问题使用中的问题;未可知因素未可知因素 许用应力的获得许用应力=材料某种强度对应安全系数取最小数值为许用应力。一般可以在相应设计标准中查到。压力容器设计压力容器设计 5.5. 安全系数安全系数安全系数安全系数5.3 安全系数发展的历史与趋向安全系数发展的历史与趋向单单一一走走向向多多元元-n-nb b( (强强度度) )、n ns s( (屈屈服服) )、n ns

78、 st t( (设设计计温温度度下下屈屈服服) )、n nD D( (持持久久) )、n nn n( (蠕蠕变变) )。取取五五者者中中最小许用应力。最小许用应力。从从高高到到低低，下下降降趋趋势势（技技术术进进步，经验积累）。步，经验积累）。针针对对不不同同应应力力对对安安全全的的不不同同影影响，取不同的安全系数。响，取不同的安全系数。 压力容器设计压力容器设计 5.5. 安全系数安全系数安全系数安全系数 5.4 螺螺栓栓安安全全系系数数的的特特殊殊性性-避避免免过度上紧过度上紧一般只对屈服点取安全系数一般只对屈服点取安全系数依材料而异依材料而异依规格而异依规格而异压力容器设计压力容器设计6

79、. 6. 焊缝焊缝焊缝焊缝( (焊接接头焊接接头焊接接头焊接接头) )系数系数系数系数6.1 焊缝系数的作用焊缝系数的作用-设计系数。设计系数。考虑焊缝对容器强度的削弱，用考虑焊缝对容器强度的削弱，用整个增加壁厚的方式补足整个增加壁厚的方式补足. .6.2 焊缝系数的选取焊缝系数的选取-依焊接接头依焊接接头型式及无损检测长度（比例）确型式及无损检测长度（比例）确定。定。压力容器设计压力容器设计6.6. 焊缝焊缝焊缝焊缝( ( ( (焊接接头焊接接头焊接接头焊接接头) ) ) )系数系数系数系数6.3 几个问题的解释几个问题的解释相当相当于双面焊的全焊透对接接头，于双面焊的全焊透对接接头，可采用

80、多种方法实现，最终由无可采用多种方法实现，最终由无损检测判断；损检测判断；一般均指纵缝，环缝焊接接头系一般均指纵缝，环缝焊接接头系数仅在特定条件（如高塔风载）数仅在特定条件（如高塔风载）下采用下采用; ;容规容规对无垫板单面焊环向接头焊对无垫板单面焊环向接头焊缝系数的规定，应理解为对无垫缝系数的规定，应理解为对无垫板单面焊使用的限制。板单面焊使用的限制。压力容器设计压力容器设计7.7.7.7.应力分析设计的一般概念应力分析设计的一般概念应力分析设计的一般概念应力分析设计的一般概念7.1 7.1 常规设计的局限性（常规设计的局限性（常规设计的局限性（常规设计的局限性（GB150GB150、151

81、151、1233712337等）等）等）等） 压压力力容容器器的的常常规规设设计计经经过过了了长长期期的的实实践践考考验验，简简便便可可靠靠，目目前前仍仍为为各各国国压压力力容容器设计规范所采用。然而，常规设计也有其局限性，主要表现在以下几方面。器设计规范所采用。然而，常规设计也有其局限性，主要表现在以下几方面。 载载荷荷限限制制：常常规规设设计计将将容容器器承承受受的的“ “最最大大载载荷荷” ”按按一一次次施施加加的的静静载载荷荷处处理理，不不涉涉及容器的疲劳寿命问题，不考虑热压力。及容器的疲劳寿命问题，不考虑热压力。 计计算算不不准准确确，难难以以发发现现危危险险点点，也也不不经经济济：

82、常常规规设设计计以以材材料料力力学学及及板板壳壳薄薄膜膜简简化化模模型型的的简简化化计计算算公公式式为为基基础础，确确定定筒筒体体中中平平均均应应力力的的大大小小，只只要要此此值值限限制制在在以以弹弹性性失失效效设设计计准准则则所所确确定定的的许许用用应应力力范范围围之之内内，则则认认为为筒筒体体是是安安全全的的。而而对对容容器器上上结结构构不不连连续续区区域域和和一一些些部部件件，只只能能通通过过经经验验公公式式或或经经验验系系数数计计算算，同同时时限限制制结结构构尺寸、形状、工作条件来保证安全。显然，这种方法是粗略的，具有局限性。尺寸、形状、工作条件来保证安全。显然，这种方法是粗略的，具有

83、局限性。 结结构构限限制制：常常规规设设计计规规范范中中规规定定了了具具体体的的容容器器结结构构形形式式，但但规规范范中中未未作作规规定定或或限限制制应应用用的的一一些些结结构构和和载载荷荷形形式式就就无无法法采采用用，因因此此，常常规规设设计计不不利利于于新新型型设设备备和和结结构的开发和使用。构的开发和使用。压力容器设计压力容器设计7.7.7.7.应力分析设计的一般概念应力分析设计的一般概念应力分析设计的一般概念应力分析设计的一般概念7.2 应应力力分分析析设设计计（JB4732JB4732）与与规规则设计（则设计（GB150GB150）的主）的主 要区别要区别 GB150GB150将将复

84、复杂杂（真真实实）应应力力状状态态简化，只考虑一次膜简化，只考虑一次膜 应应力力对对安安全全的的影影响响，其其他他应应力力的影响用结构限制、元的影响用结构限制、元 件件系系数数等等方方法法简简单单处处理理，可可满满足多数一般产品安全，足多数一般产品安全， 设设计计计计算算简简便便，同同一一台台容容器器采采用统一的安全系数；用统一的安全系数； JB4732JB4732需进行详细的应力计算需进行详细的应力计算与分类，可满足高参与分类，可满足高参 数重要产品的安全，设计计算数重要产品的安全，设计计算复杂必须采用计算机，复杂必须采用计算机， 根据不同应力的各种组合（应根据不同应力的各种组合（应力强度）

85、对安全的不力强度）对安全的不 同影响分别加以不同限制。同影响分别加以不同限制。压力容器设计压力容器设计7.2 应应力力分分析析设设计计（JB4732JB4732）与与规规则设计（则设计（GB150GB150）的主）的主 要区别要区别 GB150GB150采采用用第第一一强强度度理理论论，弹弹性性失效准则，不适用失效准则，不适用 于于疲疲劳劳容容器器，压压力力适适用用上上限限35MPa35MPa，安全系数较高；，安全系数较高； JB4732JB4732采用第三强度理论，塑采用第三强度理论，塑性失效准则，可用于性失效准则，可用于 疲劳容器，压力适用上限疲劳容器，压力适用上限100MPa100MPa

86、，安全系数较低。，安全系数较低。二者的制造检验要求无本质差二者的制造检验要求无本质差别，仅别，仅JB4732JB4732要求更严格，如要求更严格，如不允许采用局部无损检测、每不允许采用局部无损检测、每台容器均制备产品焊接试板、台容器均制备产品焊接试板、对接管开孔倒圆倒角有明确要对接管开孔倒圆倒角有明确要求、疲劳容器不得保留焊缝余求、疲劳容器不得保留焊缝余高等。高等。 压力容器设计压力容器设计7.37.3 应力分类的基本知识应力分类的基本知识应力分类的基本知识应力分类的基本知识按各类应力对容器安全的不同影响按各类应力对容器安全的不同影响按各类应力对容器安全的不同影响按各类应力对容器安全的不同影响

87、, , , ,将其分为一次应力、将其分为一次应力、将其分为一次应力、将其分为一次应力、二次应力与峰值应力二次应力与峰值应力二次应力与峰值应力二次应力与峰值应力. . . .仿真研究压力容器制造压力容器制造1.锅炉压力容器制造监督管理锅炉压力容器制造监督管理锅炉压力容器制造监督管理锅炉压力容器制造监督管理 办法办法办法办法2.锅炉压力容器制造许可条件锅炉压力容器制造许可条件锅炉压力容器制造许可条件锅炉压力容器制造许可条件3.锅锅锅锅 炉炉炉炉 压压压压 力力力力 容容容容 器器器器 产产产产 品品品品 安安安安 全全全全 性性性性 能能能能 监监监监 督督督督 检检检检 验验验验 规规规规 则则

88、则则4.GB150GB150，GB151GB151，JB/T4732JB/T4732，GB713-2008.GB713-2008.级别 制造压力容器范围 代表产品 A 超高压容器、高压容器（A1）；第三类低、中压容器（A2）；球形储罐现场组焊或球壳板制造（A3）；非金属压力容器（A4）；医用氧舱（A5） A1应注明单层、锻焊、多层包扎、绕带、热套、绕板、无缝、锻造、管制等结构形式 B 无缝气瓶（B1）；焊接气瓶（B2）；特种气瓶（B3） B2注明含（限）溶解乙炔气瓶或液化石油气瓶。B3注明机动车用、缠绕、非重复充装、真空绝热低温气瓶等 C 铁路罐车（C1）；汽车罐车或长管拖车（C2）；罐式集装

89、箱（C3） D 第一类压力容器（D1）； 第二类低、中压容器（D2） 压力容器制造质量控制环节 锅锅锅锅 炉炉炉炉 压压压压 力力力力 容容容容 器器器器 制制制制 造造造造 许许许许 可可可可 条条条条 件：件：件：件： 压压 力力 容容 器器 制制 造造 企企 业业 具具 有有 与与 所所 制制 造造 压压 力力 容容 器器 产产 品品 相相 适适 应应 的的 ， 具具 备备 相关相关 专专 业业 知知 识识 和和 一一 定定 资资 历历 的的 下下 列列 质质 量量 控控 制制 系系 统统 （ 以以 下下 简简 称称 ： 质质 控控 系系 统统 ） 责任责任 人人 员员 ： （ 一一 ）

90、 设设 计计 、 工工 艺艺 质质 控控 系系 统统 责责 任任 人人 员员 。 （ 二二 ） 材材 料料 质质 控控 系系 统统 责责 任任 人人 员员 。 （ 三三 ） 焊焊 接接 质质 控控 系系 统统 责责 任任 人人 员员 。 （ 四四 ） 理理 化化 质质 控控 系系 统统 责责 任任 人人 员员 。 （ 五五 ） 热热 处处 理理 质质 控控 系系 统统 责责 任任 人人 员员 。 （ 六六 ） 无无 损损 检检 测测 质质 控控 系系 统统 责责 任任 人人 员员 。 （ 七七 ） 压压 力力 试试 验验 质质 控控 系系 统统 责责 任任 人人 员员 。 （ 八八 ） 最最

91、终终 检检 验验 质质 控控 系系 统统 责责 任任 人人 员员 。制造程序1、设计及设计审查2、工艺编制3、材料及零部件入厂检查，材料复验。4、下料及钢板材料标记移植。5、卷板、焊接，无损检测，成型。6、热处理，压力试验，最终检验。生产过程要接受检验机构的产品安全性能监督检验。焊接试板4.3.1 4.3.1 需要制备产品焊接试件的条件需要制备产品焊接试件的条件(1)(1)碳钢、低合金钢制碳钢、低合金钢制低温压力容器低温压力容器；(2)(2)材材料料标标准准抗抗拉拉强强度度下下限限值值大大于于或或者者等等于于540MPa540MPa的低合金钢的低合金钢制压力容器；制压力容器；(3)(3)需需经

92、经过过热热处处理理改改善善或或者者恢恢复复材材料料力力学学性性能能的钢制压力容器；的钢制压力容器；(4)(4)设设计计图图样样注注明明盛盛装装毒毒性性为为极极度度或或者者高高度度危危害害介质的压力容器；介质的压力容器；(5)(5)设设计计图图样样和和本本规规程程引引用用标标准准要要求求制制备备产产品品焊接试件的压力容器。焊接试件的压力容器。压力容器制造压力容器制造1. 1. 产品焊接试板产品焊接试板产品焊接试板产品焊接试板1.51.5 不合格处理不合格处理不合格处理不合格处理允许重新取样复验允许重新取样复验允许重新取样复验允许重新取样复验允许重新热处理允许重新热处理允许重新热处理允许重新热处理

93、如仍不合格且无试板如仍不合格且无试板如仍不合格且无试板如仍不合格且无试板, , , ,则代表的产品焊缝为不合格则代表的产品焊缝为不合格则代表的产品焊缝为不合格则代表的产品焊缝为不合格1.61.6 应注意的问题应注意的问题应注意的问题应注意的问题试板焊缝应探伤，但无合格级别且不需返修，目的在试板焊缝应探伤，但无合格级别且不需返修，目的在试板焊缝应探伤，但无合格级别且不需返修，目的在试板焊缝应探伤，但无合格级别且不需返修，目的在于避开缺陷处取样，防止缺陷造成试验结果不合格。于避开缺陷处取样，防止缺陷造成试验结果不合格。于避开缺陷处取样，防止缺陷造成试验结果不合格。于避开缺陷处取样，防止缺陷造成试验

94、结果不合格。环环环环缝不做，需要时做鉴证环。缝不做，需要时做鉴证环。缝不做，需要时做鉴证环。缝不做，需要时做鉴证环。 压力容器制造压力容器制造2. 2. 焊后焊后焊后焊后( (消除应力消除应力消除应力消除应力) )热处理热处理热处理热处理2.1 2.1 目的目的目的目的 消除过大焊接应力消除过大焊接应力消除过大焊接应力消除过大焊接应力2.22.2 焊接应力产生的原因、特点及危害焊接应力产生的原因、特点及危害焊接应力产生的原因、特点及危害焊接应力产生的原因、特点及危害焊接应力因焊接过程中变形协调产生焊接应力因焊接过程中变形协调产生焊接应力因焊接过程中变形协调产生焊接应力因焊接过程中变形协调产生焊

95、接应力的特点焊接应力的特点焊接应力的特点焊接应力的特点: : : :量值高量值高量值高量值高, , , ,可能可能可能可能屈服极限；一直存在；屈服极限；一直存在；屈服极限；一直存在；屈服极限；一直存在；属二次应力有属二次应力有属二次应力有属二次应力有“ “自限性自限性自限性自限性” ”；测量困难（；测量困难（；测量困难（；测量困难（x x x x光衍射、小光衍射、小光衍射、小光衍射、小孔）。孔）。孔）。孔）。对容器的主要危害为应力腐蚀。对容器的主要危害为应力腐蚀。对容器的主要危害为应力腐蚀。对容器的主要危害为应力腐蚀。 压力容器制造压力容器制造2. 2. 焊后焊后焊后焊后( (消除应力消除应力

96、消除应力消除应力) )热处理热处理热处理热处理2.3 2.3 需进行焊后热处理的条件需进行焊后热处理的条件需进行焊后热处理的条件需进行焊后热处理的条件通用条件通用条件通用条件通用条件-依据材质、厚度、预热温度的不同组合依据材质、厚度、预热温度的不同组合依据材质、厚度、预热温度的不同组合依据材质、厚度、预热温度的不同组合判定；判定；判定；判定； 必需条件必需条件必需条件必需条件-图样注明应力腐蚀、盛装极度、高度危图样注明应力腐蚀、盛装极度、高度危图样注明应力腐蚀、盛装极度、高度危图样注明应力腐蚀、盛装极度、高度危害介质；害介质；害介质；害介质；免做条件免做条件免做条件免做条件-奥氏体不锈钢；奥氏

97、体不锈钢；奥氏体不锈钢；奥氏体不锈钢； 关注应力腐蚀的复杂性（介质、温度、酸碱度、材质、关注应力腐蚀的复杂性（介质、温度、酸碱度、材质、关注应力腐蚀的复杂性（介质、温度、酸碱度、材质、关注应力腐蚀的复杂性（介质、温度、酸碱度、材质、 残余应力等）残余应力等）残余应力等）残余应力等） 压力容器制造压力容器制造2. 2. 焊后焊后焊后焊后( (消除应力消除应力消除应力消除应力) )热处理热处理热处理热处理2.4 2.4 焊后热处理焊后热处理焊后热处理焊后热处理 整体整体整体整体进炉、分段进炉、局部、现场热处理进炉、分段进炉、局部、现场热处理进炉、分段进炉、局部、现场热处理进炉、分段进炉、局部、现场

98、热处理2.52.5 热处理工艺要求热处理工艺要求热处理工艺要求热处理工艺要求 进、出炉炉温；升、降温速度；保温时温差；炉内进、出炉炉温；升、降温速度；保温时温差；炉内进、出炉炉温；升、降温速度；保温时温差；炉内进、出炉炉温；升、降温速度；保温时温差；炉内气氛。目的在于热透；避免过大温差应力造成的损害气氛。目的在于热透；避免过大温差应力造成的损害气氛。目的在于热透；避免过大温差应力造成的损害气氛。目的在于热透；避免过大温差应力造成的损害. .压力容器制造压力容器制造3. 3. 耐压试验与气密性试验耐压试验与气密性试验耐压试验与气密性试验耐压试验与气密性试验3.1 3.1 耐压试验的目的耐压试验的

99、目的耐压试验的目的耐压试验的目的内压内压内压内压竣工后出厂前全面考核竣工后出厂前全面考核竣工后出厂前全面考核竣工后出厂前全面考核( ( ( (验证验证验证验证) ) ) )强度强度强度强度; ; ; ;检漏检漏检漏检漏3.23.2 液压试验液压试验液压试验液压试验试验压力的确定试验压力的确定试验压力的确定试验压力的确定-试验压力计算公式中的系数与安全试验压力计算公式中的系数与安全试验压力计算公式中的系数与安全试验压力计算公式中的系数与安全系数有关，试验前的应力校核是基于弹性失效准则。系数有关，试验前的应力校核是基于弹性失效准则。系数有关，试验前的应力校核是基于弹性失效准则。系数有关，试验前的应

100、力校核是基于弹性失效准则。压力容器制造压力容器制造3. 3. 耐压试验与气密性试验耐压试验与气密性试验耐压试验与气密性试验耐压试验与气密性试验3.3 3.3 气压试验气压试验气压试验气压试验气压试验的危险性远高于液压，气体会高速恢复被压气压试验的危险性远高于液压，气体会高速恢复被压气压试验的危险性远高于液压，气体会高速恢复被压气压试验的危险性远高于液压，气体会高速恢复被压缩的体积形成冲击波；缩的体积形成冲击波；缩的体积形成冲击波；缩的体积形成冲击波；允许气压试验的条件：因承重等原因无法液压；液体允许气压试验的条件：因承重等原因无法液压；液体允许气压试验的条件：因承重等原因无法液压；液体允许气压

101、试验的条件：因承重等原因无法液压；液体无法吹干排净生产中不允许残留液体。无法吹干排净生产中不允许残留液体。无法吹干排净生产中不允许残留液体。无法吹干排净生产中不允许残留液体。压力容器制造压力容器制造3. 3. 耐压试验与气密性试验耐压试验与气密性试验耐压试验与气密性试验耐压试验与气密性试验3.4 3.4 气密试验气密试验气密试验气密试验目的目的目的目的-检漏检漏检漏检漏条件条件条件条件-极度高度危害介质极度高度危害介质极度高度危害介质极度高度危害介质; ; ; ;生产工艺过程中不允许生产工艺过程中不允许生产工艺过程中不允许生产工艺过程中不允许泄漏；泄漏；泄漏；泄漏；试验介质试验介质试验介质试验

102、介质-空气、氨、惰性气体等，气压试验后是空气、氨、惰性气体等，气压试验后是空气、氨、惰性气体等，气压试验后是空气、氨、惰性气体等，气压试验后是否再做气密与介质有关否再做气密与介质有关否再做气密与介质有关否再做气密与介质有关试验合格指标与检漏方法试验合格指标与检漏方法试验合格指标与检漏方法试验合格指标与检漏方法压力容器制造压力容器制造4. 4. 压力容器的改造与维修压力容器的改造与维修压力容器的改造与维修压力容器的改造与维修4.1 4.1 应充分关注改造与维修的难度和质量应充分关注改造与维修的难度和质量应充分关注改造与维修的难度和质量应充分关注改造与维修的难度和质量 在使用现场对在役容器进行维修

103、、改造在使用现场对在役容器进行维修、改造在使用现场对在役容器进行维修、改造在使用现场对在役容器进行维修、改造, , , ,尤其是动火尤其是动火尤其是动火尤其是动火( ( ( (焊接焊接焊接焊接) ) ) )维修、改造在技术上是件十分困难的事维修、改造在技术上是件十分困难的事维修、改造在技术上是件十分困难的事维修、改造在技术上是件十分困难的事, , , ,主要主要主要主要难点在于难点在于难点在于难点在于: : : :缺陷的去除、坡口加工、开孔等由于位置、工具等缺陷的去除、坡口加工、开孔等由于位置、工具等缺陷的去除、坡口加工、开孔等由于位置、工具等缺陷的去除、坡口加工、开孔等由于位置、工具等原因，

104、难度大于制造厂原因，难度大于制造厂原因，难度大于制造厂原因，难度大于制造厂；焊接修复由于位置、施焊环境、预热条件、拘束度焊接修复由于位置、施焊环境、预热条件、拘束度焊接修复由于位置、施焊环境、预热条件、拘束度焊接修复由于位置、施焊环境、预热条件、拘束度等原因，难度大于制造厂。等原因，难度大于制造厂。等原因，难度大于制造厂。等原因，难度大于制造厂。 在役产品的材料可能早被淘汰，在长期使用过程中在役产品的材料可能早被淘汰，在长期使用过程中在役产品的材料可能早被淘汰，在长期使用过程中在役产品的材料可能早被淘汰，在长期使用过程中因老化、腐蚀等原因可能造成材料性能质量的改变，因老化、腐蚀等原因可能造成材

105、料性能质量的改变，因老化、腐蚀等原因可能造成材料性能质量的改变，因老化、腐蚀等原因可能造成材料性能质量的改变，均会加大维修、改造的难度。均会加大维修、改造的难度。均会加大维修、改造的难度。均会加大维修、改造的难度。压力容器制造压力容器制造4. 4. 压力容器的改造与维修压力容器的改造与维修压力容器的改造与维修压力容器的改造与维修4.2 4.2 对提高维修改造的建议措施对提高维修改造的建议措施对提高维修改造的建议措施对提高维修改造的建议措施提高对维修改造单位、人员的市场准入标准。提高对维修改造单位、人员的市场准入标准。提高对维修改造单位、人员的市场准入标准。提高对维修改造单位、人员的市场准入标准

106、。焊补前一定要严格进行无损检测确保缺陷除净，并焊补前一定要严格进行无损检测确保缺陷除净，并焊补前一定要严格进行无损检测确保缺陷除净，并焊补前一定要严格进行无损检测确保缺陷除净，并应进行必要的焊接工艺评定。应进行必要的焊接工艺评定。应进行必要的焊接工艺评定。应进行必要的焊接工艺评定。对对对对Cr-MoCr-MoCr-MoCr-Mo低合金钢及高强钢的维修改造应慎之又慎，低合金钢及高强钢的维修改造应慎之又慎，低合金钢及高强钢的维修改造应慎之又慎，低合金钢及高强钢的维修改造应慎之又慎，最好由原制造厂或其他经验丰富的单位实施。最好由原制造厂或其他经验丰富的单位实施。最好由原制造厂或其他经验丰富的单位实施

107、。最好由原制造厂或其他经验丰富的单位实施。是否值得维修改造要充分考虑容器的使用年限与价是否值得维修改造要充分考虑容器的使用年限与价是否值得维修改造要充分考虑容器的使用年限与价是否值得维修改造要充分考虑容器的使用年限与价值。值。值。值。 压力容器制造压力容器制造5. 管子与管板的胀接管子与管板的胀接5.1 5.1 胀接的分类胀接的分类胀接的分类胀接的分类贴胀。贴胀在管板孔内表面可不开槽。贴胀贴胀。贴胀在管板孔内表面可不开槽。贴胀贴胀。贴胀在管板孔内表面可不开槽。贴胀贴胀。贴胀在管板孔内表面可不开槽。贴胀一定要与强度焊联合使用，其目的在于减少一定要与强度焊联合使用，其目的在于减少一定要与强度焊联合

108、使用，其目的在于减少一定要与强度焊联合使用，其目的在于减少管子与管板间的间隙，防止震动。管子与管板间的间隙，防止震动。管子与管板间的间隙，防止震动。管子与管板间的间隙，防止震动。强度胀。强度胀管板孔内表面应开矩形槽，强度胀。强度胀管板孔内表面应开矩形槽，强度胀。强度胀管板孔内表面应开矩形槽，强度胀。强度胀管板孔内表面应开矩形槽，并应达到全厚度胀接。强度胀可单独使用，并应达到全厚度胀接。强度胀可单独使用，并应达到全厚度胀接。强度胀可单独使用，并应达到全厚度胀接。强度胀可单独使用，亦可与密封焊联合使用，对重要场合亦可与亦可与密封焊联合使用，对重要场合亦可与亦可与密封焊联合使用，对重要场合亦可与亦可

109、与密封焊联合使用，对重要场合亦可与强度焊联合使用。强度焊联合使用。强度焊联合使用。强度焊联合使用。压力容器制造压力容器制造5. 5. 管子与管板的胀接管子与管板的胀接管子与管板的胀接管子与管板的胀接5.2 5.2 胀接方法胀接方法胀接方法胀接方法 一般分为柔性胀（如液压胀、橡胶胀、液袋式液胀一般分为柔性胀（如液压胀、橡胶胀、液袋式液胀一般分为柔性胀（如液压胀、橡胶胀、液袋式液胀一般分为柔性胀（如液压胀、橡胶胀、液袋式液胀等）和机械胀。等）和机械胀。等）和机械胀。等）和机械胀。5.35.3 胀接质量控制要求胀接质量控制要求胀接质量控制要求胀接质量控制要求严格检查管端与管板孔内表面的尺寸精度、清洁

110、度、严格检查管端与管板孔内表面的尺寸精度、清洁度、严格检查管端与管板孔内表面的尺寸精度、清洁度、严格检查管端与管板孔内表面的尺寸精度、清洁度、硬度、粗糙度，尤其不应有纵向或螺旋状刻痕。硬度、粗糙度，尤其不应有纵向或螺旋状刻痕。硬度、粗糙度，尤其不应有纵向或螺旋状刻痕。硬度、粗糙度，尤其不应有纵向或螺旋状刻痕。胀接前应计算胀接压力并进行试胀，测试胀接接头胀接前应计算胀接压力并进行试胀，测试胀接接头胀接前应计算胀接压力并进行试胀，测试胀接接头胀接前应计算胀接压力并进行试胀，测试胀接接头的拉脱力。的拉脱力。的拉脱力。的拉脱力。胀后应进行耐压试验，检查胀口严密性胀后应进行耐压试验，检查胀口严密性胀后应

111、进行耐压试验，检查胀口严密性胀后应进行耐压试验，检查胀口严密性。 压力容器制造压力容器制造6.6.锻钢、铸铁、不锈钢及有色金属制压力容器锻钢、铸铁、不锈钢及有色金属制压力容器锻钢、铸铁、不锈钢及有色金属制压力容器锻钢、铸铁、不锈钢及有色金属制压力容器6 6.1 .1 锻钢容器锻钢容器锻钢容器锻钢容器主要有（整体）锻造容器（主要用于超高压）、锻焊主要有（整体）锻造容器（主要用于超高压）、锻焊主要有（整体）锻造容器（主要用于超高压）、锻焊主要有（整体）锻造容器（主要用于超高压）、锻焊容器（主要用于大型重要产品）以及其他容器所用的容器（主要用于大型重要产品）以及其他容器所用的容器（主要用于大型重要产

112、品）以及其他容器所用的容器（主要用于大型重要产品）以及其他容器所用的锻件（如平盖、平底封头、筒体端部等）。锻件（如平盖、平底封头、筒体端部等）。锻件（如平盖、平底封头、筒体端部等）。锻件（如平盖、平底封头、筒体端部等）。关键是锻件质量，基本要求为关键是锻件质量，基本要求为关键是锻件质量，基本要求为关键是锻件质量，基本要求为JB4726JB4726JB4726JB47264728.4728.4728.4728.锻焊容器环缝焊接缺乏经验时，应于施焊前做鉴证环锻焊容器环缝焊接缺乏经验时，应于施焊前做鉴证环锻焊容器环缝焊接缺乏经验时，应于施焊前做鉴证环锻焊容器环缝焊接缺乏经验时，应于施焊前做鉴证环.

113、. . .压力容器制造压力容器制造6.6.锻钢、铸铁、不锈钢及有色金属制压力容器锻钢、铸铁、不锈钢及有色金属制压力容器锻钢、铸铁、不锈钢及有色金属制压力容器锻钢、铸铁、不锈钢及有色金属制压力容器6 6.2 .2 铸铁容器铸铁容器铸铁容器铸铁容器因其质量只能用于小型、非重要场合。因其质量只能用于小型、非重要场合。因其质量只能用于小型、非重要场合。因其质量只能用于小型、非重要场合。表面缺陷只能用加装螺塞方法修补，但对塞头深度表面缺陷只能用加装螺塞方法修补，但对塞头深度表面缺陷只能用加装螺塞方法修补，但对塞头深度表面缺陷只能用加装螺塞方法修补，但对塞头深度与直径有限制。与直径有限制。与直径有限制。与

114、直径有限制。首次试制产品应进行爆破试验。首次试制产品应进行爆破试验。首次试制产品应进行爆破试验。首次试制产品应进行爆破试验。压力容器制造压力容器制造6.6.锻钢、铸铁、不锈钢及有色金属制压力容器锻钢、铸铁、不锈钢及有色金属制压力容器锻钢、铸铁、不锈钢及有色金属制压力容器锻钢、铸铁、不锈钢及有色金属制压力容器6 6.3 .3 不锈钢及有色金属制容器不锈钢及有色金属制容器不锈钢及有色金属制容器不锈钢及有色金属制容器有色金属制容器包括铝、钛、镍、锆及其合金。有色金属制容器包括铝、钛、镍、锆及其合金。有色金属制容器包括铝、钛、镍、锆及其合金。有色金属制容器包括铝、钛、镍、锆及其合金。材料堆放、制造、吊

115、装、运输全过程中应保持清洁，材料堆放、制造、吊装、运输全过程中应保持清洁，材料堆放、制造、吊装、运输全过程中应保持清洁，材料堆放、制造、吊装、运输全过程中应保持清洁，避免与钢等金属直接接触，防有害离子污染。避免与钢等金属直接接触，防有害离子污染。避免与钢等金属直接接触，防有害离子污染。避免与钢等金属直接接触，防有害离子污染。下料切割、坡口加工宜采用机械法，热切割多用离下料切割、坡口加工宜采用机械法，热切割多用离下料切割、坡口加工宜采用机械法，热切割多用离下料切割、坡口加工宜采用机械法，热切割多用离子切割，加工边缘应打磨去除污染区。子切割，加工边缘应打磨去除污染区。子切割，加工边缘应打磨去除污染

116、区。子切割，加工边缘应打磨去除污染区。焊接是质量关键，包括坡口表面及附近的清洁要求，焊接是质量关键，包括坡口表面及附近的清洁要求，焊接是质量关键，包括坡口表面及附近的清洁要求，焊接是质量关键，包括坡口表面及附近的清洁要求，焊接方法多采用气体保护焊、等离子焊等。焊接方法多采用气体保护焊、等离子焊等。焊接方法多采用气体保护焊、等离子焊等。焊接方法多采用气体保护焊、等离子焊等。 压力容器的安全附件压力容器的安全附件安全阀爆破片压力表液面计测温仪表紧急切断装置快开门式压力容器安全连锁装置常见安全阀及选用原则定义：用以防止锅炉、压力容器、压力管道等承压设备因超压而发生损坏的阀门。当被保护体内的流体压力达

117、到略高于正常工作压力的某一规定值（即阀门开启压力）时，安全阀自动开启，排放部分流体，使压力下降。当压力下降到略低于正常工作压力的某一值（即阀门回座压力）时，安全阀自动关闭，停止排放流体并保持密封。结构形式：安全阀按结构形式来分：垂锤式、杠杆式、弹簧式和先导式（脉冲式）。垂锤式和弹簧式杠杆式和先导式先导式安全阀先导式安全阀是由一个主阀(安全阀)和一个先导阀(直接作用式安全阀)组成，主阀是真正的安全阀，而先导阀是用来感受受压系统的压力并使主阀开启和关闭NO.零件名称WA42Y-C型材料WA42Y-P型材料WA42Y-R型材料1阀体WCBZG1Cr18Ni8Ti,304CF8M2阀座2Cr131Cr

118、18Ni8Ti3163调节圈2Cr131Cr18Ni8Ti0Cr18Ni12Mo2Ti4阀瓣2Cr131Cr18Ni8Ti3165反冲盘2Cr131Cr18Ni8Ti3166波纹管3043043167导向套2Cr131Cr18Ni8Ti0Cr18Ni12Mo2Ti8阀盖ZG230-450ZG230-450ZG230-4509弹簧50CrVA50CrVA包覆氟塑料50CrVA包覆氟塑料全启式与微启式全启式：开启调度=1/4D（喉径）流通面积=喉径面积一般用于气体。微启式：开启调度=1/20D （喉径）流通面积=1/5喉径面积。一般用于液体。选用原则 1.1.蒸汽锅炉安全阀，一般选用敞开全启式弹簧

119、安全阀；蒸汽锅炉安全阀，一般选用敞开全启式弹簧安全阀；2.2.液体介质用安全阀，一般选用微启式弹簧安全阀；液体介质用安全阀，一般选用微启式弹簧安全阀；3.3.空气或其他气体介质用安全阀，一般选用封闭全启式弹簧安全阀；空气或其他气体介质用安全阀，一般选用封闭全启式弹簧安全阀；4.4.液化石油气汽车槽车或液化石油气铁路罐车用安全阀，一般选用全启液化石油气汽车槽车或液化石油气铁路罐车用安全阀，一般选用全启式内装安全阀；式内装安全阀；5.5.采油井出口用安全阀，一般选用先导式安全阀；采油井出口用安全阀，一般选用先导式安全阀；6.6.蒸汽发电设备的高压旁路安全阀，一般选用具有安全和控制双重功能蒸汽发电设

120、备的高压旁路安全阀，一般选用具有安全和控制双重功能的先导式安全阀的先导式安全阀7.7.若要求对安全阀做定期开启试验时，应选用带提升扳手的安全阀。当若要求对安全阀做定期开启试验时，应选用带提升扳手的安全阀。当介质压力达到开启压力的介质压力达到开启压力的75%75%以上时，可利用提升扳手将阀瓣从阀座上以上时，可利用提升扳手将阀瓣从阀座上略为提起，以检查安全阀开启的灵活性；略为提起，以检查安全阀开启的灵活性；8.8.若介质温度较高时，为了降低弹簧腔室的温度，一般当封闭式安全阀若介质温度较高时，为了降低弹簧腔室的温度，一般当封闭式安全阀使用温度超过使用温度超过300300及敞开式安全阀使用温度超过及敞

121、开式安全阀使用温度超过350350时，应选用带时，应选用带散热器的安全阀；散热器的安全阀；9.9.若安全阀出口背压是变动的，其变化量超过开启压力的若安全阀出口背压是变动的，其变化量超过开启压力的10%10%时，应选时，应选用波纹管安全阀；用波纹管安全阀；10.10.若介质具有腐蚀性时，应选用波纹管安全阀，防止重要零件因受介质若介质具有腐蚀性时，应选用波纹管安全阀，防止重要零件因受介质腐蚀而失效。腐蚀而失效。压力容器的检验压力容器的检验年度检查全面检验耐压试验安全状况等级压力容器的主要失效方式压力容器的主要失效方式过量的弹性变形，包括弹性不稳定过量的弹性变形，包括弹性不稳定过量的弹性变形，包括弹性不稳定过量的弹性变形，包括弹性不稳定过量的塑性变形过量的塑性变形过量的塑性变形过量的塑性变形脆性断裂脆性断裂脆性断裂脆性断裂蠕变蠕变蠕变蠕变塑性垮塌塑性垮塌塑性垮塌塑性垮塌疲劳破坏疲劳破坏疲劳破坏疲劳破坏应力腐蚀应力腐蚀应力腐蚀应力腐蚀复合型破坏复合型破坏复合型破坏复合型破坏谢谢！谢谢！