工业压力容器安装使用

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，一般泛指在工业生产中用于完成反应、传质、传热、分离和储存等生产工艺过程的密封容器。

     压力容器主要为圆柱形，少数为球形或其他形状。圆柱形压力容器通常由筒体、封头、接管、法兰等零件和部件组成，压力容器工作压力越高，筒体的壁就应越厚。

     压力容器的分类方式根据不同的需要，有很多种。比较常见的。按压力容器的设计压力分为：低压、中压、高压、超高压；按生产工艺过程分为：反应、换热、储存、分离容器。

压力容器分类

按压力等级分类：压力容器可分为内压容器与外压容器。

内压容器又可按设计压力（p）大小分为四个压力等级，具体划分如下 ：

低压(代号L)容器 0.1 MPa≤p＜1.6 MPa;

中压(代号M)容器 1.6 MPa≤p＜10.0 MPa;

高压(代号H)容器 10 MPa≤p＜100 MPa;

超高压(代号U)容器 p≥100MPa。

按容器在生产中的作用分类：反应压力容器(代号R):用于完成介质的物理、化学反应。

换热压力容器(代号E):用于完成介质的热量交换。

分离压力容器（代号S):用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离。

储存压力容器（代号C，其中球罐代号B）：用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质。

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，应按工艺过程中的主要作用来划分品种。

按安装方式分类 ：固定式压力容器：有固定安装和使用地点，工艺条件和操作人员也较固定的压力容器。

移动式压力容器：使用时不仅承受内压或外压载荷，搬运过程中还会受到由于内部介质晃动引起的冲击力，以及运输过程带来的外部撞击和振动载荷，因而在结构、使用和安全方面均有其特殊的要求。

上面所述的几种分类方法仅仅考虑了压力容器的某个设计参数或使用状况，还不能综合反映压力容器的危险程度。

压力容器的危险程度还与介质危险性及其设计压力p和全容积V的乘积有关，pV值愈大，则容器破裂时爆炸能量愈大，危害性也愈大，对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。

按安全技术管理分类：《压力容器安全技术监察规程》采用既考虑容器压力与容积乘积大小，又考虑介质危险性以及容器在生产过程中的作用的综合分类方法，以有利于安全技术监督和管理。该方法将压力容器分为三类：

1.第三类压力容器，具有下列情况之一的，为第三类压力容器：

高压容器；

中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；

中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于10MPa·m3 ）；
中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于0.5Pa·m3）；

低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且乘积大于等于0.2MPa·m3 ）；

高压、中压管壳式余热锅炉；

中压搪玻璃压力容器；

使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa）的材料制造的压力容器；

移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车[液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车]和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）等；

球形储罐（容积大于等于50m3）；低温液体储存容器（容积大于5m3）。

低温液体储存容器（容积大于5m3）

2.第二类压力容器，具有下列情况之一的，为第二类压力容器：

中压容器；

低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；

低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）；

低压管壳式余热锅炉；

低压搪玻璃压力容器。

3.第一类压力容器 ,除上述规定以外的低压容器为第一类压力容器。

可见，国内压力容器分类方法综合考虑了设计压力、几何容积、材料强度、应用场合和介质危害程度等影响因素。

例如：因盛放的介质特性或容器功能不同，即根据潜在的危害性大小，低压容器可被划分为第一类或第二类甚至第三类压力容器

空压机肯定是属于压力容器的。按照逻辑来说，我们家中用的高压锅就属于压力容器。对于这样的特殊设备的压力容器，需要一个规定界限范围，不可能将所有的受压容器都做为特种设备。这个界限范围就应该从发生事故的可能性和事故的危害性的大小来考虑。因此，出台了《压力容器安全技术监察规程》。

〈规程〉的第一章第2条 本规程适用范围如下：

1．本规程适用于同具备下列条件的压力容器：

（1）最高工作压力（Pw）（注1）大于等于0.1Mpa(不含液体静压力,下同);

（2）内直径(非贺形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m,且容积(V)(注2)大于等于0.25m3;

（3）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液体.

压力容器基本概念

压力：垂直作用在物体表面上的力叫压力。

压强：单位面积上承受的力叫压强。

大气压：大气受地心的吸引，产生重力，所以包围在地球表面及其上的物体便产生了大气压力，即大气压。

压力容器压力：在压力容器上或一般工程技术上，人们习惯于将压强称为压力。

设计压力：指在相应设计温度下用以确定容器计算壁厚及其元件尺寸的压力。一般取设计压力等于或略高于最高工作压力。
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）。

强度：对于某一种材料来说，所能承受的应力有一定的极限，超过了这个极限，物体就会破坏，这一极限就称为强度。

应力：物体单位面积上所承受的附加内力。

许用应力：对于某一种材料来说，所能承受的最大安全应力。

标准沸点：

压力容器：所有承受压力的密闭容器称为压力容器。

压力容器的工艺参数：是由生产的工艺要求确定的，是进行压力容器设计和安全操作的主要依据，其主要工艺参数为压力和温度。

抗拉强度：钢材试样在拉伸试验中，拉断前所能承受的最大应力。

屈服极限：又称屈服强度，即试样在拉伸过程中，拉力不增加（甚至有所下降），还继续显著变形时的最小应力。

蠕变极限：指在一定温度和恒定拉力负荷下，试样在规定的时间间隔内的蠕变变形量或蠕变速度不超过某规定值时的最大应力。

持久强度：试样在给定温度下，经过规定时间发生断裂的应力。

塑性：指金属材料发生塑性变形的性能。

韧性：为了防止或减少压力容器发生脆性破坏（在较低的应力状态下发生无显著塑性变形的破坏），要求压力容器用钢材在使用温度下有较好的韧性，表征材料抵抗冲击功的性能。

压力容器的工艺性能:压力容器大多是用钢板滚卷或冲压后焊接制成的，所以要求具有良好的工艺性能，即具有冷塑性和可焊性。

载荷：压力容器在运行中，存在着各种形式的变形因素，我们把这些变形因素划归为当量力引起的，即单位物体所承受的力，《材料力学》上称为载荷。载荷分为压力载荷、温度载荷、风载荷、地震载荷等。

单位换算

1Kgf/cm2=1工程大气压＝735.6毫米汞柱＝10毫米水柱

1MPa=106Pa=10Kgf/cm2

压力容器的压力源

压力来源可以分为气体压力的产生、增大来自①容器内或容器外二类。

压力容器界限

《压力容器安全监察规程》将容器分为三类：

一、属于下例情况之一者为Ⅰ类容器：

1、非易燃或无毒介质的低压容器　（0.1Mpa≤p≤1.6Mpa）；

2、易燃或有毒介质的低压分离容器和换热容器（0.1Mpa≤p≤1.6Mpa）。

二、属于下例情况之一者为Ⅱ类容器：

1、中压容器　（1.6Mpa≤p≤10.0Mpa）；

2、剧毒介质的低压容器（0.1Mpa≤p≤1.6Mpa）；

3、易燃或有毒介质的低压反应容器和储运容器（0.1Mpa≤p≤1.6Mpa）。

4、内径小于1米的低压废热锅炉。

三、属于下例情况之一者为Ⅲ类容器：

1、高压、超高压容器（①高压10Mpa≤p≤100Mpa②超高压1.6Mpa≤p≤10.0Mpa）

2、剧毒介质且pw×V≥0.2m3?Mpa的低压容器或剧毒介质的中压容器（pw为工作压力，Mpa;V为容积，m3）；

3、易燃或有毒介质且pw×V≥0.5m3?Mpa的中压反应容器，或pw×V≥5m3?Mpa的中压储运容器；
4、中压废热锅炉或内径大于1米的低压废热锅炉。

习惯上按压力大小将容器分为四个等级(p为设计压力):

㈠、低压容器　　　　　　　0.1Mpa≤p≤1.6Mpa;

㈡、中压容器　　　　　　　1.6Mpa≤p≤10.0Mpa;

㈢、高压容器　　　　　　　10Mpa≤p≤100Mpa;

㈣、超高压容器　　　　　　p≥100Mpa。

压力容器结构

压力容器结构形式是多种多样的，它是根据容器的作用、工艺要求、加工设备和制造方法等因素确定的。容器的结构主要是由承受压力的①壳体、②连接件、③密封元件和④支座等主要部件组成。

压力容器设计简介

我国压力容器常规设计依据“钢制压力容器”国家标准。该标准采用的强度判据是弹性失效，即以壳体主体的基本（薄膜）应力不超过材料的许用应力值，而由于总体结构不连续的附加应力，以应力增强系数引入壁厚计算。

①、筒体壁厚计算

②、封头壁厚计算

③、螺栓设计

④、法兰设计

⑤、支座设计

⑥、容器焊接结构设计