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1、承压类特种设备基本知识承压类特种设备基本知识 压力容器压力容器承压类特种设备基本知识压力容器省特检院科技开发研究中心2.1概述概述2.12.1概述概述n n2.1.12.1.1压力容器的定义及用途压力容器的定义及用途n n压力容器是内部或外部承受气体或液体压力、并对安压力容器是内部或外部承受气体或液体压力、并对安全性有较高要求的密封容器。全性有较高要求的密封容器。 特种设备安全监察条例定义：特种设备安全监察条例定义：n n压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的压力容器，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密闭设备，其范围规定为最高工作压力大
2、于或者等于0.1MPa(0.1MPa(表压表压) )，且压力与容积的乘积大于或者等于，且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPaL2.5MPaL的气体、液化气体和最高工作温度高于或者的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于等于标准沸点标准沸点的液体的的液体的固定式容器和移动式容器固定式容器和移动式容器；盛；盛装公称工作压力大于或者等于装公称工作压力大于或者等于0.2MPa(0.2MPa(表压表压) )，且压力，且压力与容积的乘积大于或者等于与容积的乘积大于或者等于1.0MpaL1.0MpaL的气体、液化气的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于体和标准沸点等于或者低于6060液体的液体的气瓶气
3、瓶；氧舱氧舱等。等。 省特检院科技开发研究中心n n固定式容器、移动式容器：目前，固定式压力容器和移动固定式容器、移动式容器：目前，固定式压力容器和移动式压力容器的参数界定与发达工业国家的规定基本一致。式压力容器的参数界定与发达工业国家的规定基本一致。省特检院科技开发研究中心n n气瓶：气瓶不仅需要实施一般压力容器在设计、制造、气瓶：气瓶不仅需要实施一般压力容器在设计、制造、使用、检验等环节的安全监察，还需对充装过程实施安使用、检验等环节的安全监察，还需对充装过程实施安全监察，充装过程这个环节，是事故多发环节，直接伤全监察，充装过程这个环节，是事故多发环节，直接伤害人身。害人身。省特检院科技开
4、发研究中心n n氧舱：是一种特殊的压力容器氧舱：是一种特殊的压力容器载人压力容器。条例中载人压力容器。条例中的氧舱主要指：承受内压或外压，以空气或氧气为主要加的氧舱主要指：承受内压或外压，以空气或氧气为主要加压介质，用于医疗、潜水和科学试验等活动载人的压力舱压介质，用于医疗、潜水和科学试验等活动载人的压力舱体。主要设备种类包括：潜水钟、再压舱、高气压舱、医体。主要设备种类包括：潜水钟、再压舱、高气压舱、医用氧舱和高海拔试验舱等。用氧舱和高海拔试验舱等。省特检院科技开发研究中心省特检院科技开发研究中心n n沸点沸点沸腾是在一定温度下液体内部和表面同时发生的沸腾是在一定温度下液体内部和表面同时发生
5、的剧烈汽化现象。液体沸腾时候的温度被称为沸点。剧烈汽化现象。液体沸腾时候的温度被称为沸点。n n标准沸点标准沸点指在一个大气压下的沸点。指在一个大气压下的沸点。n n绝对压，或称为真实压，是以绝对零压为起点计算的压强。绝对压，或称为真实压，是以绝对零压为起点计算的压强。或真空为起点计算的压强。绝对压强，简称绝压。或真空为起点计算的压强。绝对压强，简称绝压。n n表压强，简称表压，是指以当时当地大气压为起点计算的表压强，简称表压，是指以当时当地大气压为起点计算的压强。当所测量的系统的压强等于当时当地的大气压时，压强。当所测量的系统的压强等于当时当地的大气压时，压强表的指针指零。即表压为零。压强表
6、的指针指零。即表压为零。n n真空度，当被测量的系统的绝对压强小于当时当地的大气真空度，当被测量的系统的绝对压强小于当时当地的大气压时，当时当地的大气压与系统绝对压之差，称为真空度。压时，当时当地的大气压与系统绝对压之差，称为真空度。此时所用的测压仪表称为真空表。此时所用的测压仪表称为真空表。 省特检院科技开发研究中心n n绝对压、表压、真空度之间的关系如图所示。绝对压、表压、真空度之间的关系如图所示。系统P大气压时绝对压=大气压+表压系统P大气压时绝对压=大气压-真空度省特检院科技开发研究中心n n2.1.22.1.2压力容器的主要工艺参数压力容器的主要工艺参数省特检院科技开发研究中心n n
7、2.1.32.1.3压力容器的分类压力容器的分类n n一、一般分类一、一般分类n n1 1、按照容器的壁厚分：薄壁容器、厚壁容器、按照容器的壁厚分：薄壁容器、厚壁容器=1/201/101/10省特检院科技开发研究中心n n2 2、按承受压力方式分：、按承受压力方式分：n n内压容器内压容器n n外压容器外压容器省特检院科技开发研究中心n n3 3、按工作温度分：、按工作温度分：n n高温容器：使用中器壁处于高温下的压力容器。所谓高温，高温容器：使用中器壁处于高温下的压力容器。所谓高温，通常是指壁温超过容器材料的蠕变起始温度（对于一般钢通常是指壁温超过容器材料的蠕变起始温度（对于一般钢材约为材约
8、为350350）。火力发电站的锅炉汽包、煤转化反应器，）。火力发电站的锅炉汽包、煤转化反应器，某些堆型（高温气冷堆和增殖反应堆）核电站的反应堆压某些堆型（高温气冷堆和增殖反应堆）核电站的反应堆压力容器等，都是高温压力容器。力容器等，都是高温压力容器。 n n低温容器：工作时壁温在低温容器：工作时壁温在-20-20以下的压力容器液化乙烯、以下的压力容器液化乙烯、液化天然气、液氮和液氢等的储存和运输用容器均属低温液化天然气、液氮和液氢等的储存和运输用容器均属低温压力容器。一般压力容器常用的铁素体钢在温度降低到某压力容器。一般压力容器常用的铁素体钢在温度降低到某一温度时一温度时, ,钢的韧性将急剧下
9、降，而显得很脆钢的韧性将急剧下降，而显得很脆, ,通常称这一通常称这一温度为脆性转变温度。温度为脆性转变温度。 n n常温容器常温容器省特检院科技开发研究中心n n4 4、按壳体的几何形状：可分为球形容器、圆筒形容器和、按壳体的几何形状：可分为球形容器、圆筒形容器和其他特殊形状容器等；其他特殊形状容器等；省特检院科技开发研究中心n n5 5、按容器的制造方法：可分为焊接容器、锻造容器、铆、按容器的制造方法：可分为焊接容器、锻造容器、铆接容器、铸造容器、有色金属容器和非金属容器；接容器、铸造容器、有色金属容器和非金属容器；n n6 6、按容器的安放形式可分为立式容器和卧式容器等。、按容器的安放形
10、式可分为立式容器和卧式容器等。n n总之，各种不同的分类方法都是从各个不同需要的角度来总之，各种不同的分类方法都是从各个不同需要的角度来考虑的。例如，按壁厚和承压方式分类便于容器的设计计考虑的。例如，按壁厚和承压方式分类便于容器的设计计算；按制造方法和制造材料分类，则对容器的制造管理比算；按制造方法和制造材料分类，则对容器的制造管理比较方便。较方便。 n n从压力容器的使用特点和安全管理方面考虑，压力容器一从压力容器的使用特点和安全管理方面考虑，压力容器一般分为固定式和移动式两大类。这两类容器由于使用方法般分为固定式和移动式两大类。这两类容器由于使用方法不同，对它们的技术管理要求也不完全一样。
11、我国和其他不同，对它们的技术管理要求也不完全一样。我国和其他许多国家对这两类容器都分别制定了不同的管理规程和技许多国家对这两类容器都分别制定了不同的管理规程和技术法规。术法规。 省特检院科技开发研究中心n n1 1固定式固定式n n固定式容器是指除了用于运输储存气体的盛装容器以固定式容器是指除了用于运输储存气体的盛装容器以外的所有容器。这类容器有固定的安装和使用地点，工艺外的所有容器。这类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较固定，容器一般不是单独装设，条件和使用操作人员也比较固定，容器一般不是单独装设，而是用管道与其他设备相连接。固定式容器还可以按它的而是用管道与其他设备相
12、连接。固定式容器还可以按它的压力和用途进行分类。压力和用途进行分类。省特检院科技开发研究中心n n（1 1）按照压力等级分：根据容规按压力容器的设计）按照压力等级分：根据容规按压力容器的设计压力压力(P)(P)分为低压、中压、高压、超高压四个压力等级，分为低压、中压、高压、超高压四个压力等级，具体划分如下：具体划分如下：(一一) )低压低压( (代号代号L)0.1MPaP1.6MPaL)0.1MPaP1.6MPa(二二) )中压中压( (代号代号M)1.6MPaP10MPaM)1.6MPaP10MPa(三三) )高压高压( (代号代号H)10MPaP100MPaH)10MPaP100MPa(四
13、四) )超高压超高压( (代号代号U)P100MPaU)P100MPa省特检院科技开发研究中心n n(2)(2)按工艺用途分类按工艺用途分类 ：n n反应压力容器反应压力容器( (代号代号R)R)主要用于完成介质的物理、化主要用于完成介质的物理、化学反应。这类容器的压力源于两种，即加压反应和反应升学反应。这类容器的压力源于两种，即加压反应和反应升压。压。 常用的反应容器有反应器、反应釜、超高压釜、合成常用的反应容器有反应器、反应釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等。塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等。n n 换热压力容器换热压力容器( (代号代号E)E)
14、主要用于完成介质的热量交换，主要用于完成介质的热量交换，达到生产工艺过程所需要的将介质加热或冷却的目的。其达到生产工艺过程所需要的将介质加热或冷却的目的。其主要工艺过程是物理过程，按传热的方式分为蓄热式、直主要工艺过程是物理过程，按传热的方式分为蓄热式、直接式和间接式三种，较为常用的是直接式和间接式。接式和间接式三种，较为常用的是直接式和间接式。 n n常用的换热压力容器有管壳式余热锅炉、热交换器、冷却常用的换热压力容器有管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器等。器、冷凝器、蒸发器、加热器等。 省特检院科技开发研究中心n n分离压力容器分离压力容器( (代号代号S)S)主要是
15、用于完成介质的流体压力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。介质在分离容器内通过降低平衡、缓冲和气体净化分离。介质在分离容器内通过降低流速、改变流动方向或用其他物料吸收、溶解等方法来分流速、改变流动方向或用其他物料吸收、溶解等方法来分离气体中的混合物，达到净化气体或提取其中有用物料的离气体中的混合物，达到净化气体或提取其中有用物料的目的。目的。n n在分离容器中，主要介质不参与化学反应，气体经加压后在分离容器中，主要介质不参与化学反应，气体经加压后进入容器内，提高分离或净化效率。进入容器内，提高分离或净化效率。n n分离容器的名称较多，按容器的作用命名为分离器、净化分离容器的名
16、称较多，按容器的作用命名为分离器、净化塔、回收塔等；按所用的净化方法命名为吸收塔、洗涤塔、塔、回收塔等；按所用的净化方法命名为吸收塔、洗涤塔、过滤器等。过滤器等。 省特检院科技开发研究中心n n储存压力容器储存压力容器( (代号代号C C，其中球罐代号为，其中球罐代号为B)B)主要用于储主要用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质，保持介质压力的存或盛装气体、液体、液化气体等介质，保持介质压力的稳定。常用的压缩气体储罐、压力缓冲器等都属于这类容稳定。常用的压缩气体储罐、压力缓冲器等都属于这类容器。由于工作介质在储存压力容器内一般不发生化学或物器。由于工作介质在储存压力容器内一般不发生化学或物理
17、变化，不需要装设供传热传质用的内部工艺装置理变化，不需要装设供传热传质用的内部工艺装置( (内件内件) )，所以储存压力容器的内部结构比较简单，一般由壳体、，所以储存压力容器的内部结构比较简单，一般由壳体、出入口接管及外部一些安全附件和必要的附件出入口接管及外部一些安全附件和必要的附件( (如支座、如支座、扶梯、保温外壳、室外储罐的防雷装置等扶梯、保温外壳、室外储罐的防雷装置等) )构成。大型的构成。大型的储存压力容器多为球形容器，小型的则常为卧式圆筒形容储存压力容器多为球形容器，小型的则常为卧式圆筒形容器。器。n n在实际生产过程中，有一些容器具有多种用途。在这在实际生产过程中，有一些容器具
18、有多种用途。在这种情况下，容器分类应归属于作为主要用途的一类。例如，种情况下，容器分类应归属于作为主要用途的一类。例如，合成氨厂的二氧化碳水洗塔，既有冷却原料气体的作用合成氨厂的二氧化碳水洗塔，既有冷却原料气体的作用( (换热换热) )，又有从原料气中溶解分离出二氧化碳的作用，又有从原料气中溶解分离出二氧化碳的作用( (分分离离) )，但它的主要作用是后者，所以它应归属于分离器。，但它的主要作用是后者，所以它应归属于分离器。省特检院科技开发研究中心n n2 2移动式移动式 移动式压力容器属于储运容器，它与储存容器的区别移动式压力容器属于储运容器，它与储存容器的区别在于移动式压力容器没有固定的使
19、用地点，一般也没有专在于移动式压力容器没有固定的使用地点，一般也没有专职的使用操作人员，使用环境经常变换，不确定因素较多，职的使用操作人员，使用环境经常变换，不确定因素较多，管理复杂，因此容易发生事故。它的主要用途是盛装或运管理复杂，因此容易发生事故。它的主要用途是盛装或运送有压力的气体或液化气体。送有压力的气体或液化气体。n n容器在气体制造厂充气，然后运送到用气单位。移动式压容器在气体制造厂充气，然后运送到用气单位。移动式压力容器按其容积大小及结构形状可以分为气瓶和槽力容器按其容积大小及结构形状可以分为气瓶和槽( (罐罐) )车车两大类。两大类。省特检院科技开发研究中心n n按安全的重要程
20、度分类按安全的重要程度分类按安全的重要程度分类按安全的重要程度分类压力容器的使用范围广、数量大、而且各种容器发生事压力容器的使用范围广、数量大、而且各种容器发生事故所产生的危害的严重程度也不一样。为了严格控制重要故所产生的危害的严重程度也不一样。为了严格控制重要容器的产品质量，有区别地对安全要求不同的压力容器进容器的产品质量，有区别地对安全要求不同的压力容器进行技术管理和监督检查，防止发生重大事故，有必要在压行技术管理和监督检查，防止发生重大事故，有必要在压力容器的设计、制造和日常使用中的定期检验与上报等主力容器的设计、制造和日常使用中的定期检验与上报等主要环节上实行分级要环节上实行分级( (
21、类类) )监督与管理。压力容器安全的重要监督与管理。压力容器安全的重要程度取决于压力容器的工作压力的高低、介质的危险程度程度取决于压力容器的工作压力的高低、介质的危险程度以及在生产中的重要作用。以及在生产中的重要作用。n n压力容器安全监察规程中，将其适用范围的压力容器压力容器安全监察规程中，将其适用范围的压力容器按安全的重要程度分为三类。按安全的重要程度分为三类。 省特检院科技开发研究中心n n2.1.42.1.4我国的压力容器法规和标准我国的压力容器法规和标准n n压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程(99)(99)n n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
22、程（TSGR0003-2007TSGR0003-2007） n n气瓶安全监察规程（气瓶安全监察规程（20012001） n n气瓶安全监察规定（气瓶安全监察规定（20032003） n n超高压容器安全监察规程（超高压容器安全监察规程（20052005） n n压力容器安装改造维修许可规则（压力容器安装改造维修许可规则（20062006） n nGB150-1998GB150-1998钢制压力容器钢制压力容器 n nGB151-1999GB151-1999管壳式换热器管壳式换热器 n nGB12337-1999GB12337-1999钢制球形储罐钢制球形储罐 n nGB18442-2001G
23、B18442-2001低温绝热压力容器低温绝热压力容器 省特检院科技开发研究中心n n2.22.2压力容器的典型结构和特点压力容器的典型结构和特点n n2.2.12.2.1低、中压压力容器的筒体结构低、中压压力容器的筒体结构n n、圆筒形的筒体结构形式、圆筒形的筒体结构形式n n、球形容器、球形容器n n2.2.22.2.2高压超高压容器的筒体结构高压超高压容器的筒体结构n n整体结构整体结构: :为满足强度、刚度和稳定性要求所需要的厚度为满足强度、刚度和稳定性要求所需要的厚度（不包括为防腐而设置的衬层）是由一整块连续钢制成的（不包括为防腐而设置的衬层）是由一整块连续钢制成的结构。结构。 n
24、n主要形式主要形式a)a)整体锻造：锻造的筒和筒之间用法兰或螺纹连接。主要整体锻造：锻造的筒和筒之间用法兰或螺纹连接。主要用于超高压设备。用于超高压设备。省特检院科技开发研究中心整体锻造水晶釜整体锻造水晶釜省特检院科技开发研究中心n nb)b)单层卷焊：单层卷焊：n nc)c)锻焊结构：总结了整体锻造和单层卷焊容器的优点，进锻焊结构：总结了整体锻造和单层卷焊容器的优点，进行了有机的结合。质量行了有机的结合。质量 好，适用于重要场合，如核工业、好，适用于重要场合，如核工业、加氢反应器等。加氢反应器等。省特检院科技开发研究中心组合式结构组合式结构n n 定义：为满足强度、刚度和稳定性要求所需要的厚
25、度是由定义：为满足强度、刚度和稳定性要求所需要的厚度是由钢板对钢板、钢板对钢带、钢板对钢丝制成的结构。内筒钢板对钢板、钢板对钢带、钢板对钢丝制成的结构。内筒是板式结构。是板式结构。n n主要形式主要形式n na)a)多层包扎：最开始为美国专利，但现在已不存在专利了，多层包扎：最开始为美国专利，但现在已不存在专利了，南京大化机已研制成功。但此类设备制造工艺太复杂，生南京大化机已研制成功。但此类设备制造工艺太复杂，生产工期长；产工期长；省特检院科技开发研究中心n nb)b)热套结构：内筒和外筒的配合采用过盈配合。在安装热套结构：内筒和外筒的配合采用过盈配合。在安装时外筒加热冷却后很好地与内筒结合在
26、一起。适用于超时外筒加热冷却后很好地与内筒结合在一起。适用于超大容器，有时分大容器，有时分3 3层或更多层进行套合层或更多层进行套合n nc)c)绕板结构：是日本人发明的。自动化程度很高，先做绕板结构：是日本人发明的。自动化程度很高，先做内筒再用另一筒体搭接。虽然角焊缝受力不好、不好焊内筒再用另一筒体搭接。虽然角焊缝受力不好、不好焊接且不易检测，但进行承压爆破试验效果很好。目前我接且不易检测，但进行承压爆破试验效果很好。目前我国由于冶金能力有限，板长和宽度不太适合，所以采用国由于冶金能力有限，板长和宽度不太适合，所以采用较少较少省特检院科技开发研究中心n nd)d)钢板对钢带：中国人的发明，钢
27、板对钢带：中国人的发明，ASMEASME已承认其可靠性。已承认其可靠性。内筒单层卷焊，外层缠绕。钢带在缠绕时分左右两个方内筒单层卷焊，外层缠绕。钢带在缠绕时分左右两个方向，同时旋转方向相反。但缠绕后由于中间紧两端松，向，同时旋转方向相反。但缠绕后由于中间紧两端松，所以在承压能力上会低所以在承压能力上会低1010。在小化肥生产装置中有一。在小化肥生产装置中有一些应用些应用省特检院科技开发研究中心n ne)e)钢板对钢丝：内筒单层卷焊，外层用高强度的不锈钢丝钢板对钢丝：内筒单层卷焊，外层用高强度的不锈钢丝缠绕，同时给内筒一定的压应力，承受的外压甚至等于设缠绕，同时给内筒一定的压应力，承受的外压甚至
28、等于设计压力，使设备在操作工况时压力趋于计压力，使设备在操作工况时压力趋于0 0。世界上设计压。世界上设计压力最高的设备力最高的设备1000Mpa1000Mpa就是采用此种结构；就是采用此种结构；省特检院科技开发研究中心n n2.2.32.2.3压力容器的封头压力容器的封头n n封头是圆筒形容器的主要承压部件。它作为容器的封闭端，封头是圆筒形容器的主要承压部件。它作为容器的封闭端，与圆筒体组成一个完整的密闭容器。习惯上，封头常常是与圆筒体组成一个完整的密闭容器。习惯上，封头常常是指与圆筒体焊接连接成不可拆的容器端部结构；而与筒体指与圆筒体焊接连接成不可拆的容器端部结构；而与筒体由螺栓兰等连接的
29、可拆结构，则称之为端盖。封头的型式由螺栓兰等连接的可拆结构，则称之为端盖。封头的型式较多，以它的纵剖面曲线形状来分，有半球形、碟形、椭较多，以它的纵剖面曲线形状来分，有半球形、碟形、椭圆形、无拆边球形、锥形及平板形等多种。在压力作用下，圆形、无拆边球形、锥形及平板形等多种。在压力作用下，封头壳壁上的应力的大小和分布都与它的型式、形状有关。封头壳壁上的应力的大小和分布都与它的型式、形状有关。如何正确选用封头的型式与尺寸参数，也是压力容器设计如何正确选用封头的型式与尺寸参数，也是压力容器设计中与安全有关的一个问题。通常在压力容器设计中，平板中与安全有关的一个问题。通常在压力容器设计中，平板封头是很
30、少采用的，只是一些中、低压容器的人孔或手孔封头是很少采用的，只是一些中、低压容器的人孔或手孔中用作盖板。锥形封头一般也只是用于某些特殊用途的场中用作盖板。锥形封头一般也只是用于某些特殊用途的场合。合。 省特检院科技开发研究中心省特检院科技开发研究中心n n、半球形封头、半球形封头n n半球形封头实际上就是个半球体。由于它的高度（深度）半球形封头实际上就是个半球体。由于它的高度（深度）太大（与半径相同），整体压制成形比较困难，直径较大太大（与半径相同），整体压制成形比较困难，直径较大的半球形封头一般都是由几块大小相同的梯形球瓣板和顶的半球形封头一般都是由几块大小相同的梯形球瓣板和顶部中心的一块圆
31、形球面板（球冠）组焊而成。中心圆板的部中心的一块圆形球面板（球冠）组焊而成。中心圆板的作用是把梯形球瓣板之间的焊缝保持有一定的间隔距离，作用是把梯形球瓣板之间的焊缝保持有一定的间隔距离，以防止焊缝重叠或过分靠近致使金属材料过热，或产生太以防止焊缝重叠或过分靠近致使金属材料过热，或产生太大的焊接应力和变形。半球形封头也和球形容器一样，作大的焊接应力和变形。半球形封头也和球形容器一样，作为一种承压的简单壳体，它是最理想的型式，因为在直径为一种承压的简单壳体，它是最理想的型式，因为在直径相同、承受压力相等的条件下，它所需的厚度最小。为便相同、承受压力相等的条件下，它所需的厚度最小。为便于焊接，避免在
32、焊缝外造成壁厚的不连续，实用中常取厚于焊接，避免在焊缝外造成壁厚的不连续，实用中常取厚度与圆筒体相同。这样，半球形壳体的优越性就得不到发度与圆筒体相同。这样，半球形壳体的优越性就得不到发挥。除了压力较高、直径较大的贮罐或有其它特殊需要的挥。除了压力较高、直径较大的贮罐或有其它特殊需要的压力容器外，一般都较少采用半球形封头。压力容器外，一般都较少采用半球形封头。 省特检院科技开发研究中心省特检院科技开发研究中心n n、碟形封头、碟形封头n n 碟形封头又称带折边的球形封头。它由几何形状不同的三碟形封头又称带折边的球形封头。它由几何形状不同的三个部分组成：（个部分组成：（1 1）球面体（球冠），半
33、径为）球面体（球冠），半径为RcRc，是中心，是中心部分；（部分；（2 2）圆筒体（俗称直边），是与筒体连接的部分；）圆筒体（俗称直边），是与筒体连接的部分；（3 3）过渡圆弧（俗称折边）。）过渡圆弧（俗称折边）。n n由于碟形封头的制造比较容易，可以用手工锻打的方法成由于碟形封头的制造比较容易，可以用手工锻打的方法成型，早期制造的压力容器，大多采用碟形封头。但它的受型，早期制造的压力容器，大多采用碟形封头。但它的受力状况不太好，近年来已逐渐被椭圆形封头所取代。力状况不太好，近年来已逐渐被椭圆形封头所取代。 省特检院科技开发研究中心n n、椭圆形封头、椭圆形封头 n n椭圆形封头是个半椭球体。
34、它的纵剖面是条半椭圆曲线。椭圆形封头是个半椭球体。它的纵剖面是条半椭圆曲线。曲线的曲率半径连续变化，没有形状突变处。因而封头的曲线的曲率半径连续变化，没有形状突变处。因而封头的应力分布比较匀称，受力状况比碟形封头优越。我国规定应力分布比较匀称，受力状况比碟形封头优越。我国规定的标准椭圆形封头，半径与高度之比为的标准椭圆形封头，半径与高度之比为2.02.0。这样，封头和。这样，封头和与它相连接的圆筒体就可以采用相同的材料和相等的壁厚，与它相连接的圆筒体就可以采用相同的材料和相等的壁厚，组焊比较方便。近期制造的锅炉与压力容器，大部分都采组焊比较方便。近期制造的锅炉与压力容器，大部分都采用椭圆形封头
35、。用椭圆形封头。 省特检院科技开发研究中心n n、锥形封头、锥形封头n n 锥形封头实际上是一段锥形圆筒体。因为它的顶端并不以锥形封头实际上是一段锥形圆筒体。因为它的顶端并不以锥尖封闭，而是用法兰等结构与小盖板或管道连接。锥形锥尖封闭，而是用法兰等结构与小盖板或管道连接。锥形封头的大端，可以与容器的圆筒体直接焊接，也可以用过封头的大端，可以与容器的圆筒体直接焊接，也可以用过渡圆弧部分（俗称折边）与圆筒体焊接连接。前者称为无渡圆弧部分（俗称折边）与圆筒体焊接连接。前者称为无折边的锥形封头；后者，即带有过渡圆弧部分的，称带折折边的锥形封头；后者，即带有过渡圆弧部分的，称带折边锥形封头。无折边锥形封
36、头由锥体直接连接圆筒体壳体边锥形封头。无折边锥形封头由锥体直接连接圆筒体壳体形状发生突变，在连接处附近产生较大的附加弯曲应力，形状发生突变，在连接处附近产生较大的附加弯曲应力，压力容器用得较少。只是一些压力较低、直径也较小的容压力容器用得较少。只是一些压力较低、直径也较小的容器有时采用，但锥体半顶角不能大于器有时采用，但锥体半顶角不能大于3030度度; ;，并应采用局，并应采用局部加强结构。部加强结构。n n就耐压强度而论，锥形封头比半球形、椭圆形、碟形封头就耐压强度而论，锥形封头比半球形、椭圆形、碟形封头都要差。都要差。 省特检院科技开发研究中心n n2.2.42.2.4压力容器的开孔与接管
37、压力容器的开孔与接管n n为了便于对压力容器能够进行正常的操作、测试、检验、为了便于对压力容器能够进行正常的操作、测试、检验、修理，压力容器上应开设必要的人孔、手孔和检查孔，以修理，压力容器上应开设必要的人孔、手孔和检查孔，以及安全附件安装的接孔。开孔后，不仅降低了部件的承载及安全附件安装的接孔。开孔后，不仅降低了部件的承载能力，而且还因为开孔造成结构不连续，在开孔边会产生能力，而且还因为开孔造成结构不连续，在开孔边会产生应力集中。因此，在进行部件结构设计时，对压力容器开应力集中。因此，在进行部件结构设计时，对压力容器开孔的数量和尺寸作了严格的规定。孔的数量和尺寸作了严格的规定。省特检院科技开
38、发研究中心n n1 1、接管与壳体的连接、接管与壳体的连接n n采用焊接结构，常见的为插入式、嵌入式连接结构。采用焊接结构，常见的为插入式、嵌入式连接结构。无补强圈、非全熔透焊缝的T型接头省特检院科技开发研究中心无补强圈，全熔透焊缝的T型接头有补强圈的T型接头省特检院科技开发研究中心n n2.2.52.2.5压力容器的焊接接头分类及设计的一般原则压力容器的焊接接头分类及设计的一般原则省特检院科技开发研究中心n n圆筒部分的纵向接头（多层包扎容器层板层纵向接头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，各类凸形封头除外），球形封头与圆筒连接的环向接头，各类
39、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，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，均属均属A A类焊接接头。类焊接接头。壳体部分的环向焊缝接头，锥形封头小端与接管连接壳体部分的环向焊缝接头，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，均属的接头，长颈法兰与接管连接的接头，均属B B类焊接接头，类焊接接头，但已规定为但已规定为A A、C C、D D类的焊接接头除外。类的焊接接头除外。 平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、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接管连接的接头，内封头与圆筒的
40、搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头，均属容器层板层纵向接头，均属C C类焊接接头。类焊接接头。 接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属属D D类焊接接头，但已规定为类焊接接头，但已规定为A A、B B类的焊接接头除外。类的焊接接头除外。省特检院科技开发研究中心n nA A类焊缝是容器中受力最大的接头，因此一般要求采用双类焊缝是容器中受力最大的接头，因此一般要求采用双面焊或保证全焊透的单面焊缝；面焊或保证全焊透的单面焊缝；B B类焊缝的工作应力一般为类焊缝的工作应力一般为A A类的一半。除了可采用双面类的一半。除了可采用双面焊的对接焊缝
41、以外，也可采用带衬垫的单面焊；焊的对接焊缝以外，也可采用带衬垫的单面焊；在中低压焊缝中，在中低压焊缝中，C C类接头的受力较小，通常采用角焊缝类接头的受力较小，通常采用角焊缝联接。对于高压容器，盛有剧毒介质的容器和低温容器应联接。对于高压容器，盛有剧毒介质的容器和低温容器应采用全焊透的接头。采用全焊透的接头。D D类焊缝是接管与容器的交叉焊缝。受力条件较差，且存类焊缝是接管与容器的交叉焊缝。受力条件较差，且存在较高的应力集中。在厚壁容器中这种焊缝的拘束度相当在较高的应力集中。在厚壁容器中这种焊缝的拘束度相当大，残余应力亦较大，易产生裂纹等缺陷。因此在这种容大，残余应力亦较大，易产生裂纹等缺陷。
42、因此在这种容器中器中D D类焊缝应采取全焊透的焊接接头。对于低压容器可类焊缝应采取全焊透的焊接接头。对于低压容器可采用局部焊透的单面或双面角焊。采用局部焊透的单面或双面角焊。省特检院科技开发研究中心n n2.32.3压力容器无损检测压力容器无损检测n n什么情况下进行无损检测？什么情况下进行无损检测？n n采用什么样的无损检测方法？采用什么样的无损检测方法？n n检测的部位、比例是多少？检测的部位、比例是多少？n n验收标准是什么？验收标准是什么？n n依据容规、依据容规、150150、等等相关标准。、等等相关标准。省特检院科技开发研究中心n n一、材料验收一、材料验收n n容规容规第二章第二
43、章第二章第二章 材材材材 料料料料 n n第第第第1414条条条条 用于制造压力容器壳体的用于制造压力容器壳体的碳素钢碳素钢和和低合金钢钢板低合金钢钢板，凡符合下列条件之一的，应凡符合下列条件之一的，应逐张进行超声检测逐张进行超声检测： n n11盛装介质盛装介质毒性毒性程度为极度、高度危害的压力容器。程度为极度、高度危害的压力容器。22盛半夜介质为液化石油气且盛半夜介质为液化石油气且硫化氢硫化氢含量大于含量大于100mg/l.100mg/l.的压力容器。的压力容器。33最高工作压力最高工作压力大于等于大于等于10Mpa10Mpa的压力容器。的压力容器。（高压）（高压）44GB150GB150
44、第第2 2章和附录章和附录C C、GB151GB151管壳式换热器、管壳式换热器、GB12337GB12337钢制球形储罐及其他国家标准和行业标准中钢制球形储罐及其他国家标准和行业标准中规定应逐进行超声检测的钢板。规定应逐进行超声检测的钢板。55移动式压力容器。移动式压力容器。钢板的超声检测应按钢板的超声检测应按JB4730JB4730压力容器无损检测压力容器无损检测的规的规定进行。用于本条第定进行。用于本条第1 1、第、第2 2、第、第5 5款所述容器的钢板的合款所述容器的钢板的合格等级应不低于格等级应不低于 级级；用于本条第；用于本条第3 3款所述容器的钢板的合款所述容器的钢板的合格等级应
45、不低于格等级应不低于级级，用于本条第，用于本条第4 4款所述容器的钢模式款所述容器的钢模式板，合格等级应符合板，合格等级应符合GB150GB150、GB151GB151或或GB12337GB12337的规定的规定 。省特检院科技开发研究中心n n第第第第2020条条条条 钛材（指工业纯钛、钛合金及其复合材料，下同）钛材（指工业纯钛、钛合金及其复合材料，下同）制造压力容器受压元件，应符合下列要求：制造压力容器受压元件，应符合下列要求：5 5钛材压力容器的下列焊缝应进行钛材压力容器的下列焊缝应进行渗透检测渗透检测： n n（1 1）接管、法兰、补强圈与壳体或封头连接的角焊缝；）接管、法兰、补强圈与
46、壳体或封头连接的角焊缝；（2 2）换热器管板与管子连接的焊缝；）换热器管板与管子连接的焊缝；（3 3）钛钢复合板的复层焊缝及镶条盖板与复合板复层）钛钢复合板的复层焊缝及镶条盖板与复合板复层的搭接焊缝。的搭接焊缝。n n第第第第2121条条条条 镍材镍材 n n5 5镍村压力容器的下列焊缝应进行磁粉或渗透检测：镍村压力容器的下列焊缝应进行磁粉或渗透检测：（1 1）接管、法兰、补强圈与壳体或封头连接的角焊缝；）接管、法兰、补强圈与壳体或封头连接的角焊缝；（2 2）换热器管板与管子连接的焊缝；）换热器管板与管子连接的焊缝；（3 3）镍钢复合板的复层焊接接头。）镍钢复合板的复层焊接接头。 省特检院科技
47、开发研究中心n n第四章第四章第四章第四章 制制制制 造造造造n n第第第第6969条条条条 压力容器的组焊要求如下：压力容器的组焊要求如下： n n临时吊耳和拉盘的垫板割除后留下的焊疤必须打磨平滑，临时吊耳和拉盘的垫板割除后留下的焊疤必须打磨平滑，并应按图样规定进行渗透检测或磁粉检测，确保表面无裂并应按图样规定进行渗透检测或磁粉检测，确保表面无裂纹等缺陷。纹等缺陷。 n n第第第第8686条条条条 压力容器焊接接头检测方法的选择要求如下：压力容器焊接接头检测方法的选择要求如下： n n压力容器壁厚大于压力容器壁厚大于38mm38mm（或小于等于（或小于等于38mm38mm，但大于，但大于20
48、mm20mm且使用材料搞拉强度规定值下限大于等于且使用材料搞拉强度规定值下限大于等于540Mpa540Mpa）时，无法进行射线检测或超声检测时，应采用其他检测方时，无法进行射线检测或超声检测时，应采用其他检测方法进行附加局部无损检测。附加局部检测应包括所有的焊法进行附加局部无损检测。附加局部检测应包括所有的焊缝交叉部位，附加局部检测的比例为本规程第缝交叉部位，附加局部检测的比例为本规程第8484条规定的条规定的原无损检测比例的原无损检测比例的20%20%。省特检院科技开发研究中心n n对有无损检测要求的角接接头、对有无损检测要求的角接接头、T T形接头，不能进形接头，不能进行射线或超声检测时，
49、应做行射线或超声检测时，应做100%100%表面检测。表面检测。 n n铁磁性材料容器的表面检测应优先选用磁粉检测。铁磁性材料容器的表面检测应优先选用磁粉检测。n n第第第第8888条条条条 公称直径小于公称直径小于250mm250mm，其壁厚小于等于，其壁厚小于等于28mm28mm时仅时仅做表面无损检测，其合格级别为做表面无损检测，其合格级别为JB4730JB4730规定的规定的 级。级。 n n第第第第9191条条条条 压力容器表面无损检测要求如下：压力容器表面无损检测要求如下：11、钢制压力容器的坡口表面、对接、角接和、钢制压力容器的坡口表面、对接、角接和T T形接头，形接头，符合本规程
50、第符合本规程第6969条第款条件且使用材料抗拉强度规定值下条第款条件且使用材料抗拉强度规定值下限大于等于限大于等于540Mpa540Mpa时，应按时，应按GB150GB150、GB151GB151、GB12337GB12337等等标准的有关规定进行磁粉或渗透检测。检查结果不得有任标准的有关规定进行磁粉或渗透检测。检查结果不得有任何裂纹、成排气孔、分层，并应符合何裂纹、成排气孔、分层，并应符合JB4730JB4730标准中渗透性标准中渗透性检测的显示痕变等级评定的检测的显示痕变等级评定的 级要求。级要求。22、有色金属制压力容器应按相应的标准或设计图样规、有色金属制压力容器应按相应的标准或设计图样规定进行。定进行。省特检院科技开发研究中心n n压力容器定期检验规则压力容器定期检验规则省特检院科技开发研究中心省特检院科技开发研究中心
