壓力容器知識講座. M. d& U3 b8 V8 n) A
一,、 壓力容器常識
1 }' a& C7 i' z" r- q9 {; Z容器,、密閉容器,、壓力容器(舉例)$ C0 i' S! V. i \. X
按其在生產(chǎn)工業(yè)過程中的作用原理,容器可分為4中:
& ]2 y T8 T, f反應(yīng)壓力容器——R(物理化學反應(yīng))
! \/ q# F* P9 ^" {+ ]1 |換熱壓力容器——E(截止熱量交換)4 d, b& x& A7 L
分離壓力容器——S(完成介質(zhì)的流體壓力平衡和氣體凈化分離)) Z6 v8 W1 x/ J9 q' K
存儲壓力容器——C,其中球罐—B2 {: \' h( x& ~1 q6 |0 g. T! u
L低壓.1Mpa<1.6 Mpa 一類 搪玻璃壓力容器——二類( j' w& Z# v. O4 s# b
M半壓:1.6 Mpa≤p<10 Mpa 二類
3 s( u! z" e% X4 I& M+ \% ^H高壓:10 Mpa≤p<100 Mpa 三類$ w- a( u2 p" l s$ n7 I. h
(易燃或介質(zhì)毒性輕度(IV),中度(Ⅲ),極度或高度(I,、II)).
3 e& C$ B$ @: N6 i
: Q6 R4 A( r3 i% U2 |壓力容器的危險性(舉例)" F' ~, I d6 B0 a' ^' [
《容規(guī)》,、《條例》.
" x4 ~/ e w. g' C% c; | ]《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》3 @6 R7 `. m$ V( O% K
《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》
7 p b' P. Q L9 s2 P/ k8 w! J% f: \$ t! q( d( d% L" P/ D0 q
《容規(guī)》對壓力容器的設(shè)計,、制造,、安裝、使用,、檢驗,、修理、改造七年環(huán)節(jié)進行監(jiān)督.8 X; a+ Z9 D8 `, i( D7 X) b4 \
壓力容器出廠時,制造單位必須向用戶提供哪些技術(shù)文件和資料?' V8 c( g0 t; F1 l% j
1),、峻工圖樣. Y- B. x) I/ w2 r/ _& e1 D k! ]+ O3 O( M
2),、產(chǎn)品質(zhì)量證明書
) `$ R# E z2 B) H3)、壓力容器產(chǎn)品安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗證書" G8 U& P h( H2 O# U8 ^9 Z
* ~. a5 q2 O; _: x3 ^
壓力容器使用前,申報和報理使用登記手續(xù)6 U/ w# l) J" P: x
定期提驗; Y. t7 h# l" F4 U0 T0 P3 I7 ^; ?+ T
. Y6 e8 e- }( j2 N. p# A" `二,、 理論知識
( ]' J+ l$ p: F: @7 ?! }1),、什么是壓力容器的失效,表現(xiàn)形式:
! G: E% S, x( j3 B$ g——由于載荷或溫度過高而失去正常工作能力稱為失效.
$ h0 S6 _: D W! d1 G表現(xiàn)形式:6 r7 \+ y$ B) c/ M: M' d& P
1) 強度不足 (發(fā)生過量塑性變形或破裂). l, I5 S$ k& `$ w# H. j0 @& Z5 N
2) 剛度不足 (彈性變形大而導致運輸、安裝困難,失去壓力)(舉例)! U6 D. [. |1 Z9 o7 h) x
3) 失穩(wěn) (在壓應(yīng)力作用下,容器形狀突然改變)* V2 A M- d) s0 w$ Q
2),、常規(guī)設(shè)計法和接應(yīng)壓力分類設(shè)計法.GB150——常規(guī)設(shè)計法
' {8 b6 B# u- Y8 G3),、S/D≤0.1 薄壁容器
( v- Z6 n W, X. ~: h0 ]& A4 S4)、壓力計算問題 材料力量 第一強度理論——最大主應(yīng)力理論/ j9 p1 g) y: k" `
第二強度理論——最大主應(yīng)復理論( t. \" f( |$ ^5 `# H. O
第三強度理論——最大剪應(yīng)力理論/ P" R+ ]+ f/ X" G1 f0 @* b
第四強度理論——最大應(yīng)變能理論
6 O7 c* J8 d9 W; _$ r" F3 w' d( |基于第三第強度理論計算應(yīng)力強度
( ^/ |9 K1 ^# o
3 W2 q0 i. K' [4 e6 Y5),、容器開孔,、補強1 `( d6 b5 [. e$ D/ |6 O$ |! ]
開孔去掉了部分承受金屬,不但會削弱容器器壁的強度,而且還會因結(jié)構(gòu)連續(xù)性受到破壞在開孔附近造成較高的局部壓力集中.
$ D- l1 q5 @, F/ A' v( [, Q用面積補強法. o2 q$ c/ w2 a# P
內(nèi)壓圓筒強度計算公式:
+ N9 Z2 c) q$ a* f: H1 z* m& W( C: H* |" a0 o0 u- y# G
三,、 材料4 f: E$ C% y6 a+ L
a) 遵循五種原則
( @, i6 E: W: R" z8 \ 1)、設(shè)備的使用及操作條件(操作壓力,、操作溫度,、介質(zhì)材料、工作特點): D1 ^1 e, J: {* {% g
2),、材料的焊接及冷熱加工性能
6 `2 _; Y# y* R# u' a' o 3),、設(shè)備結(jié)構(gòu)及制造工藝
! b" D4 p: w* M# A. ?; J! s 4)、材料的來源及經(jīng)濟合理性/ W! _& N( E" E: q7 _0 U
5),、統(tǒng)一工程設(shè)計中盡量注意用材統(tǒng)一; w |/ K2 N+ R# d+ }# }
b) 碳素結(jié)構(gòu)鋼板用于壓力容器有哪些規(guī)定或限制
& X2 X9 L! R, R. O# P% B1),、Q235-A使用范圍:鋼板的使用溫度為0--250℃,用于容器殼體時,S≤12㎜:不得用于盛裝易燃、毒性為中度,、高度或極度危害介質(zhì)的壓力容器3 Z* z6 `' K# `# ` B) r& s+ g
2),、Q235-A: P≤1.0 Mpa T-350℃
0 ?) Z5 t: Z0 R! h( J3 p 用于容器殼體時, S≤16㎜,不得用于盛裝液化石油氣體,毒性為高度或極度危險介質(zhì)的壓力容器5 k }) T0 x% B. h' H. [ O
3)、Q235-B: P≤1.6 Mpa T-350℃7 g' u, x+ y0 e* `
用于容器殼體時, S≤20 ㎜, 不得用于盛裝液化石油氣體,毒性為高度或極度危險2 M+ E( R8 ]5 {4 j) U5 N
介質(zhì)的壓力容器
; P* O* [ K! M9 f' J) u! b4),、Q235-C: P≤2.5Mpa T-350℃ S≤35㎜
0 H$ k! K! U. t- R8 I6 a' N
. q( ]5 P' ^2 g9 N" V) [# p四,、檢驗
- i7 o( U3 r$ G3 q& aa)射線探傷,超聲波探傷的合格標準: ^- L7 H% u7 D- E
按GB3323《鋼熔化焊接對焊接頭射線照相和質(zhì)量分級》的規(guī)定執(zhí)行.
% N! c% L+ O2 l8 ]- ?射線照相的質(zhì)量要求不應(yīng)低于AB級;全部射線探傷的壓力容器對接焊縫II級合格,局部射線探傷的壓力容器對焊接縫Ⅲ級合格. & W$ ?2 A3 u' Y0 \, q9 U
4 [/ l. c- H+ T/ z按JB1152《鍋爐和鋼制壓力容器對接焊縫超聲波探傷》的規(guī)定執(zhí)行.全部超聲波探傷的容器對接焊縫I級合格,局部射線探傷的壓力容器對焊接縫II級合格.
' t' Y' N5 G) i, m& n$ l% N1 p( h, w7 B
20%(含義)每條焊縫檢查長度不得小于每條焊縫長度的20%,但T型連接部分,拼接風頭的對接接頭,必須進行全部射線探傷.
4 g9 O2 J) {" k, m' z) M
& u1 {# c1 e% t6 Q Zb) 壓力試驗的目的是什么?
" f' t' [$ s; L9 J% X是為了全面考核壓力容器的安全性,考核各種法蘭等連接件的密封性,耐壓試驗是使壓力容器處在苛刻條件下,其作用如下:" D2 M( t& M @" z4 X, z8 h$ V
ⅰ 可以直接考核耐壓性能6 V2 x- I7 G6 n( ?8 v
ⅱ 起到清除部分機械壓力的作用4 p3 j- H% n1 _& Z
ⅲ 矯正形狀,改變壓力的分布
7 ^4 S, A! f' b! P Uⅳ 可同時進行伸長量,膨脹量,壓力量的測量證實設(shè)計和制造的正確定義.
6 \/ e9 J( N* a+ `- n* x
3 w) T/ s: ]0 ]6 K1 j壓力容器的簡概# B+ L. y8 ?& v( k
壓力容器是承壓的,可能發(fā)生爆炸和其它災(zāi)害性事故的危險設(shè)備.壓力容器內(nèi)裝介質(zhì)特殊(易燃、易爆,、有毒,、腐蝕等)一旦發(fā)生事故,破壞威力大,影響面也很大.為了搞好壓力容器的安全工作,保證生產(chǎn)建設(shè)的正常進行,必須對公司員工進行生產(chǎn)產(chǎn)品知識培訓.! [8 D& Z6 h8 ]
# z! u+ \2 i5 p7 {, p' G4 X3 o J) W
一、 壓力容器的基本要求$ G# g/ Z. d! k& e0 G* {
壓力容器除了確保安全運行外,還應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝,結(jié)構(gòu)方面的要求,便生產(chǎn) 工藝過程得以順利進行.一般應(yīng)考慮下列幾個基本方面:
' \% I1 T1 @! D" H4 W# T1,、 選擇合適的結(jié)構(gòu)形式:①完成預(yù)定的生產(chǎn)任務(wù).②較好的經(jīng)濟效果6 T" T0 B) H: R$ V0 [6 d& |
2,、 合理選擇結(jié)構(gòu)材料: ①考慮容器的操作條件. ②材料價格
4 C& a e8 i( _' @+ r$ G" n3、 滿足結(jié)構(gòu)強度的要求: ①強度 ②鋼度 ③耐久性 ④容耐性
+ r1 {( a( c% I 壓力容器具備下列條件:
( E; j4 U) g2 J' K: ^$ a& S① 最高工作壓力Pw≥0.1 Mpa (不含液體靜壓力)) f8 u5 c1 d7 |% A7 j
② 內(nèi)直徑(非圓形截面指最大尺寸)≥0.15m ,且容積(V) ≥0.0250 R7 L9 Q/ s1 k2 ]
③ 盛裝介質(zhì)為氣體,,液化氣體或最高工作溫度≥標準沸點的液體.& a' m' o7 V8 K, D8 Q. M7 G1 \
1 |: f0 T3 P' }) o& t! X二,、 壓力容器的分類$ x0 [ S+ |- [
1. 按壓力分 A.內(nèi)壓容器: ①低壓容器(L) 0.1≤P≤1.6 (Mpa)0 y% B. v$ W0 N5 _
②中壓容器(M) 1.6≤P≤10(Mpa) ' r7 @$ U( N J' n0 d
③高壓容器(H) 10≤P≤100 (Mpa)
( u# r& I* O% U9 x+ E7 F7 o ④超高壓容器(U) P≥100(Mpa)
- ?" t- M# m0 H5 s( \" q* k B.外壓容器: 容器內(nèi)部壓力小于外部壓力時,稱外壓容器.其中,內(nèi)部壓力小于一個絕對大氣壓(0.1 Mpa)的外壓容器,又叫真容器.
1 m! h+ Z( h/ S% n# P6 a 2.按管理分 ① 屬于下列情況之一者為一類容器(I)" U% r3 ~. I. A" N9 F
a.非易燃或無毒介質(zhì)的低壓容器
$ ]$ B' q+ c( n1 C7 q b.易燃或有毒介質(zhì)的低壓分離容器和換熱容器
: D) v, G" M% N; ~* X" ~ t② 屬于下列情況之一者為二類容器(II)
& t% [0 W1 g j, R2 _% I& K a.中壓容器
9 t9 L, T/ ]$ `+ V+ y- U+ E b.劇毒介質(zhì)的低壓容器
e0 N3 E4 `8 p: S. W* [4 zc.易燃或有毒介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和貯運容器( l0 u* s! _0 @, Y
d.低壓管殼式余熱鍋爐
: c j h& Z0 [, ?; W 3.按作用原理分 ①反應(yīng)容器(R):用來完成介質(zhì)的物理、化學反應(yīng)的容器.8 y7 j T' f! i! C. v. ]
(如:反應(yīng)器,、發(fā)生器,、合成塔等)
- |5 \9 c0 j2 r2 [ j% K1 _+ P ②換熱容器(E):用來完成介質(zhì)的熱量交換的容器.
' U: _( c% w( B (如:冷卻器、加熱器,、熱交換器等)& h+ O, L6 W/ D/ j- ~9 [3 r M
③分離容器(S):用來完成介質(zhì)的流體壓力平衡和氣體的凈化分離等的容器(如:分離器,、過濾器、緩沖器,、再沸器等)
4 N) U9 r" @2 y1 D2 x" G ④貯運容器: C-貯運容器 B-球形貯罐
4 L; p7 M: w! S3 l 用來盛裝生產(chǎn)和生活用的厚料氣體,、液體、液化氣體等的容器(如:貯槽,、槽車(LA-汽車 LT-鐵路))
2 L" \* O. n' D9 H( ? 4.按壁溫分 ①常溫容器 T>-20℃~200℃條件下工作的容器
$ A( w3 D- n- F9 f& t. k ②低溫容器 T<-20℃條件下工作的容器" P% l' J/ y0 i
③高溫容器 指T達到材料蠕變溫度下工作的容器6 j$ y% @; T; \8 ?7 P. v
5.按形狀分 ①院筒形 ②球形 ③錐形 ④橢圓形等
: @; l! N; H# r/ ?# S* |% H( ~一般制造狀態(tài)I ,、II類,固定式容器、鋼制容器,、單層容器., t" \- ~* G' V9 j3 \! _9 m
! F! U) ~. f7 V2 F! A
三,、 壓力容器的材料
$ r* L7 d4 \- N/ x8 @* v& {1. 壓力容器用材料的質(zhì)量的規(guī)格,應(yīng)符合相應(yīng)的國家標準,行業(yè)標準的規(guī)定.材料生產(chǎn)單位必須保證質(zhì)量,應(yīng)按相應(yīng)標準的規(guī)定提供質(zhì)量證明書(原件),質(zhì)量證明書的內(nèi)容必須填寫齊全,并經(jīng)生產(chǎn)單位質(zhì)量檢驗部門蓋章確認.材料生產(chǎn)單位應(yīng)按相應(yīng)材料標準的規(guī)定,在材料的指定部位或其他明顯的部位作出清晰,、牢固的鋼印標志,至少包括材料制造標準代號、材料牌號的規(guī)格,、生產(chǎn)(批)號,、生產(chǎn)單位名稱的檢驗印鑒標志.* I0 y1 p6 I3 d0 x$ l5 @
2. 鋼制壓力容器用材料的力學性能、彎曲性能和沖擊試驗要求,應(yīng)符合GB150《鋼制壓力容器》的有關(guān)規(guī)定.
: }7 U3 c+ c- i① 壓力容器選材除應(yīng)考慮力學性能和彎曲性能外,還應(yīng)考慮與介質(zhì)的相容性.壓力容器專用鋼材的P不應(yīng)大于0.030%,S含量不應(yīng)大于0.020% .
& Q, b, m/ v% f6 {, B8 m② 用于焊接結(jié)構(gòu)壓力容器主要受壓元件的碳素鋼和低合金鋼,其含碳量不應(yīng)大于0.25% .
4 d+ ^, P, V7 ?, S+ O③ 壓力容器的筒體,、封頭,、人孔蓋、人孔法蘭,、人孔接管,、膨脹帶、開孔補強圈,、設(shè)備法蘭;球罐的球殼板;換熱器的管板和換熱管;M36以上的設(shè)備主螺栓的公稱直徑大于等于250mm的接管和管法蘭均為主要受壓元件.
3 w+ x, ^8 q8 ~! e- Z( {④ 焊接材料應(yīng)按相應(yīng)標準制度、檢驗和選用.焊接材料必須有質(zhì)量證明書和清晰標志.嚴格執(zhí)行焊接材料驗收,、復驗保管,、烘干、發(fā)放和回收制度.; s: [8 e6 I- v3 O
4 U. ^) |/ g+ C$ x7 `四,、 壓力容器在各行業(yè)中的實用2 E% G7 ]: e( H& I# z% G
1.分汽缸: DN400×8 I類 應(yīng)用在采暖設(shè)備(鍋爐附件)2 @6 l. m& ^; C; B! m
主要材料: Q235-B £=8 工作介質(zhì):蒸汽 6 h1 R9 D" T9 E4 T
工作壓力≤1.0Mpa 工作溫度185℃
7 @% d$ R1 u3 ~' M 2.集水器: DN600×8 類外 應(yīng)用在空調(diào)系統(tǒng)上
# B# b$ C/ s2 z% } 主要材料: Q235-B £=8 工作介質(zhì):熱水
! W4 C2 n$ D! w8 k: {) Y. @工作壓力:常壓 工作溫度80℃ h: Q; P, ~' T! P5 S. }# w
3.氯氣緩沖罐 DN700×12 II類 應(yīng)用在化工系統(tǒng)上
1 C- u, l- @' S3 E 主要材料: 16MnR 工作介質(zhì):氯氣混合物
6 I3 a6 s) L$ W; r" z b# r 工作壓力~0.3Mpa 工作溫度:常溫 |