压力容器的基本知识课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,压力容器的基本知识,压力容器的基本知识,1,一压力容器的定义、相关名词解 释及分类,压力容器安全技术监察规程规定：同时满足下列三个条件的承压设备即为压力容器,1.最高工作压力（表压）PW大于等于0.1 MPa（不含液体静压力）,2.内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15米且容积大于等于0.025m3,3.盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于或等于标准沸点的液体,一压力容器的定义、相关名词解 释及分类压力容器安全技,2,有关压力容器的名词解释,强度指容器在确定的压力或其他外部载荷作用下，抵抗破裂或过量塑性变形的能力。,刚度是指构件在外力作用下保持原来形状的能力。,稳定性是指在外部载荷作用下，容器保持其固有形状不变的能力。,耐久性是容器使用寿命表征。他是评定容器性能的重要标志。,密封性压力容器的密封不仅指可拆连接处，而且也包括焊接连接处的密封。,最高工作压力承受内压的压力容器，其最高工作压力是指压力容器在正常使用过程中，顶部可能出现的最高压力。,设计压力在相应设计温度下，用以确定容器壳体厚度的压力，亦即标注在铭牌上的容器设计,压力，其值不得小于最高工作压力。,有关压力容器的名词解释 强度指容器在确定的压力或其他外部载,3,设计温度指容器在正常操作情况，在相应设计 压力下设定的受压元件的金属温度，其值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度。,耐压试验 液压试验采用液体作为实验介质；,气压试验采用气体作为实验介质。,气密性试验在设计压力下的密封试验，安全附件装配齐全，选用气体为空气、氮气或其它惰性气体，检查无泄漏后应保压30分钟为合格。,压力容器的基本知识课件,4,压力容器的分类:,按照安全的重要程度可以将压力容器分为三类：,第一类容器,第二类容器,第三类容器。其中第三类容器最为重要，要求最为严格,压力容器的分类:按照安全的重要程度可以将压力容器分为三类：,5,按压力容器安全技术监察规程划分如下：,下列情况之一，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0.5MPa m3）,低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且PV乘积大于等于0.2MPa m3）,按压力容器安全技术监察规程划分如下：,6,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540 MPa）的材质制造的压力容器；,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50 m3）与低温液体储存器（容积大于5 m3）,高压、中压管壳式余热锅炉；,7,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；,低压搪玻璃容器。,第二类压力容器,8,低压容器（除属于第二类和第三类容器之外的压力容器）为第一类压力容器。,低压容器（除属于第二类和第三类容器之外的压力容器）为第一,9,按压力容器的设计压力分为四类：,低压 （代号L）0.1MPaP,1.6MPa,中压 （代号M）1.6MPaP,10MPa,高压 （代号H）10MPaP,100MPa,超高压（代号U）P100MPa,按压力容器的设计压力分为四类：低压 （代号L）0.1MPa,10,按压力容器在生产工艺过程中的作用原理分为:,反应压力容器,换热压力容器,分离压力容器,储存压力容器,按压力容器在生产工艺过程中的作用原理分为:反应压力容器,11,（1）反应压力容器（代号R）：主要是用于完成介质的物理化学反应的压力容器，如反应器、反应釜、合成塔、分解塔等。,（2）换热压力容器（代号E）：主要是用于完成介质的热量交换的压力容器，如管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器等；,（3）分离压力容器（代号S）：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的压力容器，如分离器、过滤器、集油器、吸收塔、干燥塔、汽提塔、除氧器等；,（4）储存压力容器（代号C，其中球罐代号B）：主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气等介质的压力容器，如各种形式的储罐。,（1）反应压力容器（代号R）：主要是用于完成介质的物理化学反,12,按容器设计温度分：,低温容器t-20,常温容器-20t150,中温容器150t450,高温容器t450,按容器设计温度分：低温容器t-20,13,二压力容器常用材料,压力容器无论是设计，还是制造安装改造修理等各阶段，如果选用或使用材料不合理，都将给压力容器的使用带来严重的后果。,二压力容器常用材料 压力容器无论是设计，还是制造安装,14,一般由材料所引起的风险：,材料本身与容器介质不匹配,材料本身存在缺陷，如砂眼,材料用错,材料在使用中发生脆化现象,材料在使用中发生腐蚀,一般由材料所引起的风险：,15,压力容器用钢基本知识,压力容器大都采用金属材料：,即碳钢或合金钢,压力容器用钢基本知识压力容器大都采用金属材料：,16,1.钢材的分类 钢材可按其化学成分、质量：,低碳钢（含碳量0.25%）,碳素钢,中碳钢(含碳量0.250.6%),高碳钢(含碳量0.6%),按化学成分类,低合金钢（合金元素总含量5%）,合金钢,中合金钢（合金元素总含量510%）,高合金钢（合金元素总含量10%）,1.钢材的分类 钢材可按其化学成分、质量：,17,按质量分类,普通钢,优质钢,高级优质钢,按质量分类,18,11 碳钢,碳钢是指含碳量为0.022.06%的 铁碳合金。按化学成分、质量普通碳素钢和优质碳素钢,两者区别在于对杂质硫，磷的含量控制程度不同。,普通碳素钢,如：Q-235（A B C D）（F B Z TZ）,Q 钢材的屈服点“屈”字汉语拼音首位字母,235 屈服强度值（MPa）,A B C D 分别为质量等级,F 沸腾钢,B 半镇静钢,Z 镇静钢,TZ 特殊镇静钢,11 碳钢 碳钢是指含碳量为0.022.06%的 铁,19,优质碳素钢,例如：,20g：优质碳素锅炉钢,20平均含碳量为0.2%，,g 锅炉钢（GB713-86）,20,1.2合金钢,以改善碳钢性能为目的，特意在其中融入某些合金元素所得的钢统称合金钢。,1.2.1低合金钢,合金钢采用 数字+元素符号+数字 表示其钢号,前面的数字表示钢中平均碳含量的万分之几；元素符号表示所含的合金元素；元素符号后面的数字表示该合金元素平均含量的百分之几；如果合金元素含量少于1.5%时则不标明其含量。,若钢的质量为高级优质钢，在钢号的最后面还要加上“A”或“高”字,1.2合金钢 以改善碳钢性能为目的，特意在其中融入某些合金,21,例如：,18Cr2Ni4WA：表示钢中的平均含碳量为0.18%，平均含铬量为2%，平均含镍量为4%，平均含钨量1.5%的优质高级合金钢,16MnR：低合金容器钢，按钢号含义理解，其含碳量应为万分之十六，即0.16%，含Mn量应不大于1.5%，R容器用钢（GB6654-86）,屈服点340MPa级的压力容器专用钢板，也是中国压力容器行业使用量最大的钢板，主要用于制造中低压压力容器和多层高压容器。,例如：,22,压力容器常用低合金钢,专用钢板16MnR，15CrMoR，16MnDR；钢管16Mn，09MnD；锻件16Mn，20MnMo,15CrMoR 属低合金珠光体热强钢，是中温抗氢钢板，常用制造壁温不超过560 的压力容器。,12Cr1MoV，2.25CrMo，,2.25Gr-1Mo-0.25V,常用于制造高温（350480），高压（25MPa）的临氢压力容器，我国已将次类钢用于制造加氢裂化反应器。,压力容器常用低合金钢,专用钢板16MnR，15CrMoR，,23,1.2.2高合金钢,石油化工中常用的高合金钢主要指不锈钢和耐热钢。,一般把在空气水中及一些弱酸性介质中能耐蚀的合金钢叫不锈钢。,1.2.2高合金钢,24,它的编号方法类似合金结构钢，但含碳量以千分数表示,。,例如：1Cr18Ni9 含碳量千分之一（即0.1%C）；但当不锈钢中含碳量C0.08%，就写成0；如0Cr18Ni9，；,当不锈钢中含碳量0.03%，就写成00；如00Cr17Ni13Mo。,0Cr18Ni9也称18-8不锈钢，其中含碳量C0.08%，Cr=17%-19%，Ni=8%-11%。,它的编号方法类似合金结构钢，但含碳量以千分数表示。,25,根据所含合金元素不同，不锈钢可分为以铬为主的铬不锈钢和铬镍为主的铬镍不锈钢。,a.铬不锈钢,在铬不锈钢中，起耐蚀作用的主要元素是铬，铬能溶于铁的晶格中形成固溶体。,当钢材的含铬量大于11.7%时，钢材的耐蚀性就可以有显著提高，实际应用的不锈钢，其平均含铬量都在13%以上，常用的铬不锈钢有0Cr13，1Cr13，2Cr13等钢种。,特点：具有较好的塑性，而且耐氧化性酸和硫化氢气体腐蚀，常用来部分代替18-8型不锈钢。,根据所含合金元素不同，不锈钢可分为以铬为主的铬不锈钢和铬镍,26,b.铬镍不锈钢,典型钢号0Cr18Ni9也称18-8不锈钢，该类钢加热至1100-1150，并在水中淬火后，得到单一的奥氏体组织，奥氏体18-8不锈钢具有较高的强度极限极好的塑性和韧性，它的焊接性能和冷弯成型等工艺性也很好，是目前制造各种容器塔器反应器阀件等设备应用最广泛的一类不锈钢。,在很多介质中比铬不锈钢具有更高的耐蚀性，并且有良好的抗氢性能，而对还原性介质如盐酸，稀硫酸则不耐腐蚀。18-8钢在含氯子的溶液中还易受腐蚀，严重时可引起钢板穿孔。,18-8钢容易产生晶间腐蚀，将变脆，强度极低，无法挽救。,b.铬镍不锈钢,27,防止18-8钢晶间腐蚀的方法：,重新进行淬火处理（如焊接后），使Cr，C重新 溶于奥氏体中。,减少钢中的含碳量，以减少碳化物的析出，从而减少晶间腐蚀的倾向。如超低碳18-8钢（即00Cr19Ni10）,在钢中加入与碳亲和力比Cr更强的TiNb等元素以形成稳定TIC和NbC，将碳固定住，以免形成碳化铬，大大减小晶间腐蚀的倾向。,防止18-8钢晶间腐蚀的方法：,28,三。压力容器的结构,3.1压力容器的基本结构,压力容器具有多种多样的结构形式，但最常用的是圆筒形和球形。,三。压力容器的结构 3.1压力容器的基本结构,29,球形容器应力分布情况最佳，其应力是圆筒形壳体的1/2，如果容器的直径、材料和工作压力相同，则球形容器所需壁厚仅为圆筒形容器的一半。在同样容积下，球表面积比圆筒形壳体小10%30%，所以特别适用于大型液化气、液氨或石油化工介质等的贮罐。球形容器直径一般都较大，所以大多数是由许多块按一定尺寸预先压制成形的球瓣到现场组焊而成。,它由极带、赤道带和支座等组成。如图1；球形容器的不足，是球瓣的成形和组焊比圆筒的卷板和焊接困难，成本较高，同时不便安装内件，也不便内部相互作用介质的流动。,实际中大量采用圆筒形容器，其基本结构如图2所示,球形容器应力分布情况最佳，其应力是圆筒形壳体的1/2，如果容,30,图 1,图 1,31,图 2,图 2,32,3.2 压力容器主要受压元件包括：,筒体、封头(端盖)、球壳板、换热器管板和换热管、膨胀节、开孔补强板、设备法兰、M36以上的主螺栓设备、人孔盖、人孔法兰、人孔接管以及直径大于250mm的接管。,3.2 压力容器主要受压元件包括：筒体、封头(端盖)、球壳板,33,a.筒体,筒体是压力容器的最主要组成部分,压力容器的筒体，一般都是圆柱形，它可以由一节或几节圆柱形筒节组成，从受力情况看，圆柱面是一个平滑的曲面，应力分布均匀，不会产生由于突然转弯而引起附加弯曲应力，且制造较简单。,圆柱形筒节是在专用的设备卷板机