1、壓力容器安全講義壓力容器安全講義壓力容器壓力容器一、壓力容器界定一、壓力容器界定二、壓力容器主要技術參數二、壓力容器主要技術參數三、應用三、應用第一節第一節 壓力容器概述壓力容器概述壓力容器界定壓力容器界定v壓力容器是指內部或外部承受氣體或液體壓力，并壓力容器是指內部或外部承受氣體或液體壓力，并對安全性有較高要求的密閉容器。對安全性有較高要求的密閉容器。廣義上說，容器壁兩邊存在著一定壓力差的所有密廣義上說，容器壁兩邊存在著一定壓力差的所有密閉容器均可稱為壓力容器；閉容器均可稱為壓力容器；。壓力容器發生事故時，其危害的嚴重程度與容器的壓力容器發生事故時，其危害的嚴重程度與容器的工作介質工作介質、

2、工作壓力工作壓力以及以及容積容積有關系。有關系。v我國目前完全納入我國目前完全納入壓力容器安全技術監察壓力容器安全技術監察規程規程適用范圍的壓力容器必須同時具備下適用范圍的壓力容器必須同時具備下列三個條件：列三個條件：壓力容器的基本結構壓力容器的基本結構封頭封頭圓筒體圓筒體接管接管排泄管排泄管入入孔孔1 1、設計壓力、設計壓力 設計壓力是指設定的容器頂部的最高壓力與相設計壓力是指設定的容器頂部的最高壓力與相應的設計溫度一起作為載荷條件，其值不低于工應的設計溫度一起作為載荷條件，其值不低于工作壓力。作壓力。 設計壓力一般原則：設計壓力一般原則：容器的設計壓力與容器最高工作壓力的含義并不等同，容器

3、的設計壓力與容器最高工作壓力的含義并不等同，但設計壓力一般取略高于或等于最高工作壓力。但設計壓力一般取略高于或等于最高工作壓力。 裝設有安全泄壓裝置的壓力容器，其設計壓力不得低于裝設有安全泄壓裝置的壓力容器，其設計壓力不得低于安全閥的開啟安全閥的開啟( (整定整定) )壓力和爆破片裝置的爆破壓力。壓力和爆破片裝置的爆破壓力。 a)a)盛裝液化氣體的容器，無保溫裝置的，設計壓力盛裝液化氣體的容器，無保溫裝置的，設計壓力( (最高最高工作壓力工作壓力) )不低于所裝液化氣體在不低于所裝液化氣體在5050時的飽和蒸氣壓時的飽和蒸氣壓力；有可靠的保溫設施的，設計壓力不低于其在試驗實力；有可靠的保溫設施

4、的，設計壓力不低于其在試驗實測的最高溫度下的飽和蒸氣壓力。測的最高溫度下的飽和蒸氣壓力。主要技術參數主要技術參數2 2、設計溫度、設計溫度 指容器在正常操作條件下，在相應設計溫度下，指容器在正常操作條件下，在相應設計溫度下，設定的殼體的金屬溫度。設定的殼體的金屬溫度。 設計溫度注意：設計溫度注意：對常溫或高溫操作的容器，其設計慍度不得低于殼體金對常溫或高溫操作的容器，其設計慍度不得低于殼體金屬可能達到的最高金屬溫度。屬可能達到的最高金屬溫度。 對在對在00以下操作的容器，其設計溫度不得高于殼體金以下操作的容器，其設計溫度不得高于殼體金屬可能達到的最低金屬溫度。屬可能達到的最低金屬溫度。 在任何

5、情況下，容器殼體或其他受壓元件金屬的表面溫在任何情況下，容器殼體或其他受壓元件金屬的表面溫度，不得超過材料的允許使用溫度。度，不得超過材料的允許使用溫度。a)a)安裝在室外且器壁無保溫裝置的容器，壁溫受環境溫度安裝在室外且器壁無保溫裝置的容器，壁溫受環境溫度的影響而可能小于或等于的影響而可能小于或等于-20-20時，其設計溫度一般應時，其設計溫度一般應按容器使用地區歷年各月、日最低溫度月平均值的最小按容器使用地區歷年各月、日最低溫度月平均值的最小值確定其最低設計溫度。值確定其最低設計溫度。3 3、公稱直徑、公稱直徑定義：定義：壓力容器的公稱直徑是按容器零部件標準化壓力容器的公稱直徑是按容器零部

6、件標準化系列而選定的殼體直徑，用符號系列而選定的殼體直徑，用符號DNDN及數字表示，及數字表示，單位為單位為mmmm。注意：注意：焊接的圓筒形容器，公稱直徑是指它的內徑；焊接的圓筒形容器，公稱直徑是指它的內徑；而用無縫鋼管制作的圓筒形容器，公稱直徑是指而用無縫鋼管制作的圓筒形容器，公稱直徑是指它的外徑，因為無縫鋼管的公稱直徑不是內徑，它的外徑，因為無縫鋼管的公稱直徑不是內徑，而是接近而又小于外徑的一個數值。為了方便，而是接近而又小于外徑的一個數值。為了方便，用無縫鋼管作容器簡體時，選外徑作為公稱直徑。用無縫鋼管作容器簡體時，選外徑作為公稱直徑。壓力容器的應用壓力容器的應用 在工業生產中，壓力容

7、器的主要作用是儲存、在工業生產中，壓力容器的主要作用是儲存、運輸有壓力氣體或液化氣體，或者是為這些流體運輸有壓力氣體或液化氣體，或者是為這些流體的傳熱、傳質反應提供一個密閉的空間。的傳熱、傳質反應提供一個密閉的空間。v壓縮氣體作為動力源；壓縮氣體作為動力源；v壓縮氣體作為原料或輔助材料；壓縮氣體作為原料或輔助材料；v制冷裝置制冷裝置v高溫反應裝置高溫反應裝置v化工反應設備化工反應設備a)石油化學工業高分子反應等石油化學工業高分子反應等第二節第二節 壓力容器的分類壓力容器的分類一、分類一、分類二、代號標記法二、代號標記法固定式容器固定式容器移動式容器移動式容器按用途分按用途分按壓力分按壓力分反應

8、容器：如聚合釜、氨合成塔反應容器：如聚合釜、氨合成塔盛裝容器盛裝容器換熱容器：如冷卻器、蒸發器換熱容器：如冷卻器、蒸發器分離容器：如分餾塔、吸收塔分離容器：如分餾塔、吸收塔低壓容器低壓容器 O.1MPapO.1MPap1.57MPa1.57MPa中壓容器中壓容器 1.57MPap1.57MPap9.807MPa9.807MPa高壓容器高壓容器 9.807MPa p9.807MPa p98.07MPa98.07MPa超高壓容器超高壓容器 p98.07MPap98.07MPa氣瓶和槽車氣瓶和槽車壓力容器分類壓力容器分類一、按使用特點和安全管理方面考慮一、按使用特點和安全管理方面考慮二、管理與安全監

9、察權限劃分二、管理與安全監察權限劃分1、三類壓力容器、三類壓力容器 一類容器一類容器非易燃或無毒介質的低壓容器；非易燃或無毒介質的低壓容器；易燃或有毒介質的低壓分離容器和換熱容器。易燃或有毒介質的低壓分離容器和換熱容器。 二類容器二類容器中壓容器；中壓容器；劇毒介質的低壓容器；劇毒介質的低壓容器；易燃或有毒介質的低壓反應容器和貯運容器；易燃或有毒介質的低壓反應容器和貯運容器；a)內徑小于內徑小于1m的低壓廢熱鍋爐。的低壓廢熱鍋爐。三類容器三類容器高壓、超高壓容器；高壓、超高壓容器；劇毒介質且壓力與容積的乘積等于或大于劇毒介質且壓力與容積的乘積等于或大于196.1L196.1LMPaMPa的低壓

10、容器或劇毒介質的中壓容器；的低壓容器或劇毒介質的中壓容器；易燃或有毒介質且壓力與容積的乘積等于或大于易燃或有毒介質且壓力與容積的乘積等于或大于4 4 903.3L903.3LMPaMPa的中壓反應容器，或壓力與容積的乘積的中壓反應容器，或壓力與容積的乘積等于或大于等于或大于4 903.3L4 903.3LMPaMPa的中壓貯運容器；的中壓貯運容器；a)a)中壓廢熱鍋爐或內徑大于中壓廢熱鍋爐或內徑大于1m1m的低壓廢熱鍋爐。的低壓廢熱鍋爐。2、劇毒、有毒、易燃介質、劇毒、有毒、易燃介質n劇毒介質是指進入人體量小于劇毒介質是指進入人體量小于5050克即會引起肌體嚴克即會引起肌體嚴重損傷或致死的介質

11、；重損傷或致死的介質；n有毒介質是指進入人體量大于或等于有毒介質是指進入人體量大于或等于5050克即會引起克即會引起人體正常功能損傷的介質；人體正常功能損傷的介質；n易燃介質是指與空氣混合的爆炸下限小于易燃介質是指與空氣混合的爆炸下限小于10%10%，或，或爆炸上限與下限之差大于爆炸上限與下限之差大于20%20%的介質。的介質。代號標記法代號標記法壓力容器注冊編號的前三個代號分別是上述分類壓力容器注冊編號的前三個代號分別是上述分類法的代號，如：法的代號，如： M S分離容器分離容器中壓中壓第二類第二類第一個代號表示類別：第一個代號表示類別： 一類壓力容器；一類壓力容器；二類壓力容器；二類壓力容

12、器；三類壓力容器三類壓力容器第二個代號表示壓力的等級：第二個代號表示壓力的等級： I低壓；低壓；M中壓；中壓；H高壓；高壓；U超高壓超高壓第三個代號表示用途：第三個代號表示用途： R 反應容器；反應容器；E 換熱容器；換熱容器； S 分離容器；分離容器；C 儲存容器；儲存容器； B 球形容器；球形容器； LA 液化氣體汽車罐車；液化氣體汽車罐車； LT 液化氣體鐵路罐車液化氣體鐵路罐車第三節第三節 壓力容器缺陷評定壓力容器缺陷評定一、壓力容器主要缺陷一、壓力容器主要缺陷二、壓力容器的失效形式二、壓力容器的失效形式三、無損探傷技術三、無損探傷技術主要缺陷主要缺陷焊接缺陷焊接缺陷板材中缺陷板材中缺

13、陷鍛件中缺陷鍛件中缺陷外觀缺陷：成形不良、表面氣孔、燒穿、凹陷等外觀缺陷：成形不良、表面氣孔、燒穿、凹陷等埋藏缺陷：氣孔、夾渣、未熔合、未焊透等埋藏缺陷：氣孔、夾渣、未熔合、未焊透等非金屬夾雜非金屬夾雜化學成分不合格化學成分不合格裂紋裂紋熱處理缺陷熱處理缺陷非金屬夾雜物非金屬夾雜物鍛造裂紋鍛造裂紋夾沙夾沙龜裂龜裂合乎使用原則合乎使用原則安全評定安全評定對于新制造的或已有的壓力容器結構對于新制造的或已有的壓力容器結構的焊接接頭，必須用無損檢驗方法對其內部質量進的焊接接頭，必須用無損檢驗方法對其內部質量進行精確的檢查，而且根據已建立的缺陷驗收標準，行精確的檢查，而且根據已建立的缺陷驗收標準，對已檢

14、出的缺陷進行評定，看其是否在允許范圍內，對已檢出的缺陷進行評定，看其是否在允許范圍內，從而判定壓力容器的可靠性。這樣的評定標準包括從而判定壓力容器的可靠性。這樣的評定標準包括兩類：一是質量控制驗收標準；一是合乎使用的驗兩類：一是質量控制驗收標準；一是合乎使用的驗收標準。收標準。合乎使用原則合乎使用原則由無損檢測發現的焊接缺陷，經由無損檢測發現的焊接缺陷，經規范中偏安全的斷裂力學容限分析以后，如果確認規范中偏安全的斷裂力學容限分析以后，如果確認不致發生斷裂破壞，且有足夠的安全裕度，則這些不致發生斷裂破壞，且有足夠的安全裕度，則這些缺陷被認為是安全的、可接受的。缺陷被認為是安全的、可接受的。無損探

15、傷技術無損探傷技術n無損探傷是在不損傷被檢工件的情況下無損探傷是在不損傷被檢工件的情況下, 利用材料利用材料中缺陷所具有的物理特性來檢測其內部或表面是否中缺陷所具有的物理特性來檢測其內部或表面是否存在缺陷的方法。常用的方法包括超聲波探傷、射存在缺陷的方法。常用的方法包括超聲波探傷、射線探傷、磁粉探傷、滲透探傷、聲發射檢測等等。線探傷、磁粉探傷、滲透探傷、聲發射檢測等等。n無損探傷方法也有其局限性，必然帶來一定的不確無損探傷方法也有其局限性，必然帶來一定的不確定性，因此必須給予一定的安全裕度，以確保評定定性，因此必須給予一定的安全裕度，以確保評定的可靠性。的可靠性。主要規范性文件主要規范性文件一

16、、壓力容器的事故危害一、壓力容器的事故危害二、壓力容器運行期間的安全監測與監控二、壓力容器運行期間的安全監測與監控壓力容器的事故危害壓力容器的事故危害n在壓力容器事故中，危害最嚴重的是破裂爆炸。壓在壓力容器事故中，危害最嚴重的是破裂爆炸。壓力容器爆炸是一種極其迅速的物理的和化學的能量力容器爆炸是一種極其迅速的物理的和化學的能量釋放過程。釋放過程。n壓力容器破裂時，帶壓氣體突然外泄，氣體瞬間膨壓力容器破裂時，帶壓氣體突然外泄，氣體瞬間膨脹，釋放出大量的能量，這就是物理爆炸。脹，釋放出大量的能量，這就是物理爆炸。n如果容器內充裝的是可燃的液化氣體，在容器破裂如果容器內充裝的是可燃的液化氣體，在容器

17、破裂后，它立即蒸發并與周圍的空氣形成可爆性混合氣后，它立即蒸發并與周圍的空氣形成可爆性混合氣體，遇到明火或容器碎片撞擊設備產生的火花或高體，遇到明火或容器碎片撞擊設備產生的火花或高壓氣流所產生的靜電作用，會立即發生化學爆炸，壓氣流所產生的靜電作用，會立即發生化學爆炸，也即通常所說的二次爆炸。也即通常所說的二次爆炸。爆炸危害爆炸危害1 1、壓力容器爆炸能量造成的破壞作用、壓力容器爆炸能量造成的破壞作用爆炸沖擊波極其破壞作用爆炸沖擊波極其破壞作用爆破碎片造成的破壞作用爆破碎片造成的破壞作用2 2、毒性介質壓力容器破裂所造成的危害、毒性介質壓力容器破裂所造成的危害 3 3、壓力容器事故造成的火災危害、壓力容器事故造成的火災危害物質物質氨氨氯氯二氧化硫二氧化硫硫化氫硫化氫二氧化氮二氧化氮氫氰酸氫氰酸 致死致死濃度濃度/%0.50.090.050.080.10.050.027部分有毒氣體吸入部分有毒氣體吸入510510分鐘致死濃度分鐘致死濃度 （1 1）工藝條件方面）工藝條件方面 主要監測與監控操作條件，包括操作壓力、操作溫度、主要監測與監控操作條件