壓力容器安全基礎(chǔ)知識

1、編輯ppt壓力容器安全基礎(chǔ)知識長春市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局長春市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局 王世忠王世忠編輯ppt提綱提綱4壓力容器定義壓力容器定義4壓力容器術(shù)語壓力容器術(shù)語4壓力容器的分類壓力容器的分類4壓力容器結(jié)構(gòu)壓力容器結(jié)構(gòu)4壓力容器設(shè)計壓力容器設(shè)計4壓力容器制造壓力容器制造4壓力容器的安全附件壓力容器的安全附件4壓力容器的檢驗壓力容器的檢驗編輯ppt3壓力容器制造過程事故壓力容器制造過程事故蘭州高壓反應(yīng)器水壓試驗開裂15CrMoR鋼板設(shè)備水壓試驗開裂進(jìn)口二氧化碳?xì)馓崴畨涸囼為_裂編輯ppt西安液化氣爆炸事故41998年3月5日傍晚18:45，隨著一聲驚天動地的巨響，西安市建國以來最大的一起事故發(fā)生了。4儲

2、罐區(qū)共有個液化石油氣儲罐（其中球罐個 ,球罐個 ,臥罐個 ,殘液儲罐個）當(dāng)天下午15:45左右，西安煤氣公司液化石油氣管理所的一容積為400M3、儲存170噸液化氣的11號球罐根部發(fā)生泄漏，該站工作人員在經(jīng)過一個多小時的處置后，仍無法堵住球罐內(nèi)20個大氣壓的液化氣外泄的強大氣流。泄漏越來越嚴(yán)重，液化所此時感覺已無力自救。16:51該站職工打電話向119報警救助。46分鐘后，西安市消防隊趕到現(xiàn)場，用水槍驅(qū)散泄漏的液化氣。然而，由于液化氣的氣化溫度很低，以致噴出的消防水變成了水霧，驅(qū)散液化氣的效果不明顯，還降低了能見度。與此同時，現(xiàn)場指揮部還采取了切斷電源、清除一切火源、禁止在現(xiàn)場附近行駛車輛等措

3、施。在用去80條棉被對泄漏部位加厚堵源層，并對泄漏的儲罐進(jìn)行了注水后，18:40，堵漏取得了明顯效果。 編輯ppt球罐下面的接管示意圖編輯ppt續(xù)4就在救援人員看到勝利的曙光時，18:45，泄漏的液化氣為生了第一次閃爆。閃爆點位于距罐區(qū)38米處的配電房。隨著爆炸，從罐區(qū)防護(hù)堤內(nèi)火海里跑出30多人，很多人身上已沒有一點衣物，全身燒傷，慘不忍睹。受傷的人員很快地被送往附近的醫(yī)院。整個搶救過程用了5分鐘。大約過了10分鐘，更為強烈的第一次燃爆發(fā)生了。這次爆炸點是與之相鄰的另一個40OM3的12號球罐，所幸的是人員已后撤，沒有造成傷亡。編輯ppt續(xù)4此時，大火從11、12號球罐頂部爆裂的口子直沖而出，

4、又相繼發(fā)生了兩次爆炸，這兩次爆炸是泄漏出的液化氣發(fā)生燃爆。指揮部決定對未爆炸的儲罐實施冷卻保護(hù)，控制火勢蔓延同時，在連接管道中插入盲板以防止管道內(nèi)竄火，危及其它儲罐。經(jīng)過8個小時的激戰(zhàn)，險情得到了控制。第二天上午7:00，將殘液引到空地，實施了點燃。大火在控制下穩(wěn)定燃燒了37個小時后，于3月7日下午7:05完全熄滅。整個救援行動，共投入300余名消防戰(zhàn)士，50多輛消防車。7名消防戰(zhàn)士和5名液化氣站工作人員犧牲，傷32人。直接經(jīng)濟(jì)損失480萬元，社會影響極大。編輯ppt二、原因剖析4這起液化氣泄漏事故是由于法蘭的固定螺栓松緊不均勻，使得法蘭間的墊圈長時間受到不均勻的壓力，而受壓較高一側(cè)的墊圈迅速

5、老化，因而引起泄露。自救不力，缺乏相應(yīng)的堵漏工具，未能在第一時間內(nèi)采取有效措施實施堵漏是導(dǎo)致事故進(jìn)一步擴大的主要原因。其次是現(xiàn)場指揮不當(dāng)，延誤了救援時機。在危險尚未完全消除的情況下接通電源，從而導(dǎo)致了爆炸。缺乏專業(yè)隊伍、缺乏必要的監(jiān)測儀器和沒有科學(xué)的預(yù)案，也是事故未得到及時控制的原因。編輯ppt三、幾式啟示4這是一起由化學(xué)物品泄漏而造成火災(zāi)的典型案例?；瘜W(xué)事故救援不同于一般事故，有其特殊性。因此，必須由受過專業(yè)訓(xùn)練的隊伍實施救援。并需有必要的救援器材和裝備。同時必須要有預(yù)案，科學(xué)的、可操作性強的化救預(yù)案是迅速而有效地將事故造成的損失減至最少或?qū)⑹鹿氏麥缭诿妊繝顟B(tài)的重要保證。4類似事故1995年

6、初冬，長春市煤氣公司液化氣廠球罐泄漏事故。編輯ppt法規(guī)措施固定容規(guī)：3.17 3.17 壓力容器用管法蘭壓力容器用管法蘭 (1)(1)鋼制壓力容器管法蘭、墊片、緊固件的設(shè)計應(yīng)當(dāng)鋼制壓力容器管法蘭、墊片、緊固件的設(shè)計應(yīng)當(dāng)參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG 20592HG 20592HG 20635-2009HG 20635-2009鋼制管法蘭鋼制管法蘭、墊片、緊固件、墊片、緊固件系列標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；系列標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定； (2)(2)盛裝液化石油氣、毒性程度為極度和高度危害介盛裝液化石油氣、毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)以及強滲透性中度危害介質(zhì)的壓力容器，其管法蘭質(zhì)以及強滲透性中度危害介質(zhì)的壓力容器，其管法蘭應(yīng)

7、當(dāng)按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG 20592HG 20592HG 20635HG 20635系列標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)系列標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，至少應(yīng)用定，至少應(yīng)用高頸對焊法蘭高頸對焊法蘭、帶加強環(huán)的金屬纏繞墊帶加強環(huán)的金屬纏繞墊片和專用級高強度螺栓組合片和專用級高強度螺栓組合。編輯ppt高頸對焊法蘭、平焊法蘭編輯ppt帶加強環(huán)的金屬纏繞墊片與石棉墊片編輯ppt高強度螺栓組合編輯ppt吉林煤氣公司球罐爆炸事故4一、事故概況及經(jīng)過41979年12月18日14點7分，吉林市煤氣公司液化氣站的102號400立方米液化石油氣球罐發(fā)生破裂，大量液化石油氣噴出，順風(fēng)向北擴散，遇明火發(fā)生燃燒，引起球罐爆炸。由于該球罐爆炸燃燒，大

8、火燒了19個小時，致使五個400立方米的球罐，四個450立方米臥罐和8000多只液化石油氣鋼瓶(其中空瓶3000多只)爆炸或燒毀，罐區(qū)相鄰的廠房、建筑物、機動車及設(shè)備等被燒毀或受到不同程度的損壞，400米遠(yuǎn)相鄰的苗圃、住宅建筑及拖拉機、車輛也受到損壞，直接經(jīng)濟(jì)損失約627萬元，死36人，重傷50人。4球罐的主體材質(zhì)為15MnVR，內(nèi)徑9200毫米，壁厚25毫米，容積400立方米，用于貯存液化石油氣。編輯ppt二、事故原因分析41根據(jù)斷口特征和斷裂力學(xué)的估算，該球罐的破裂是屬于低應(yīng)力的脆性斷裂，主斷裂源在上環(huán)焊縫的內(nèi)壁焊趾上，長約65毫米。42經(jīng)宏觀及無損檢驗，上、下環(huán)焊縫焊接質(zhì)量很差，焊縫表面

9、及內(nèi)部存在很多咬邊、錯邊、裂紋、熔合不良、夾渣及氣孔等缺陷。43事故發(fā)生前在上下環(huán)焊縫內(nèi)壁焊趾的一些部位已存在縱向裂紋，這些裂紋與焊接缺陷(如咬邊)有關(guān)。44球罐投入使用后，從未進(jìn)行檢驗，制造、安裝中的先天性缺陷未及時發(fā)現(xiàn)和消除，使裂紋擴展、當(dāng)球罐內(nèi)壓力稍有波動便造成低應(yīng)力脆性斷裂。4國務(wù)院1980年曾以國發(fā)99號文批轉(zhuǎn)關(guān)于吉林市煤氣公司液化石油氣廠惡性爆炸火災(zāi)事故時指出：這次事故暴露出來的壓力容器組裝質(zhì)量差、使用管理混亂，領(lǐng)導(dǎo)干部不重視安全生產(chǎn)，不認(rèn)真執(zhí)行安全規(guī)章制度，不懂業(yè)務(wù)，不注意技術(shù)管理以及對設(shè)備長期不檢驗等問題，在不少企業(yè)、事業(yè)單位中都不同程度的存在，應(yīng)當(dāng)引起各級領(lǐng)導(dǎo)的嚴(yán)重注意。編輯

10、ppt三、防止同類事故的措施 1在球罐設(shè)計、制造、安裝中要把住質(zhì)量關(guān)，特別是要保證焊接質(zhì)量。42球罐投用后，使用單位的領(lǐng)導(dǎo)要提高安全意識，重視球罐的安全。 43要建立健全必要的規(guī)章制度，提高管理人員和操作人員的素質(zhì)。編輯ppt青島某化工廠爆炸事故編輯ppt圖二編輯ppt長春市鍋爐壓力容器壓力管道氣瓶狀況名稱名稱總數(shù)總數(shù)2006.1.1-現(xiàn)在現(xiàn)在鍋爐7232臺1997臺壓力容器9304臺4730臺壓力管道254條254條工業(yè)氣瓶25萬只10萬只液化氣鋼瓶60萬只60萬只車載氣瓶1.2萬只1.2萬只編輯ppt壓力容器安全相關(guān)要素器人要安全可靠 設(shè)備安全可靠系統(tǒng)安全可靠管理安全可靠編輯ppt本質(zhì)安全

11、4狹義的本質(zhì)安全: 一般是指機器、設(shè)備本身所具有的安全性能，是指機器、設(shè)備等物的方面和物質(zhì)條件能夠自動防止操作失誤或引發(fā)事故。在這種條件下，即使一般水平的操作人員發(fā)生人為的失誤或操作不當(dāng)?shù)炔话踩袨?，也能夠保障人、設(shè)備和財產(chǎn)的安全。4廣義的本質(zhì)安全: 指包括“人機環(huán)境管理”這一系統(tǒng)表現(xiàn)出的安全性能，通過優(yōu)化資源配置和提高其完整性，使整個系統(tǒng)安全可靠。基于這一系統(tǒng)和安全管理體系的本質(zhì)安全理念認(rèn)為，所有事故都是可以預(yù)防和避免的。4本質(zhì)安全具有如下特征本質(zhì)安全具有如下特征：一是人的安全可靠性。二是物的安全可靠性。三是系統(tǒng)的安全可靠性。四是管理規(guī)范和持續(xù)改進(jìn)。編輯ppt壓力容器的定義壓力容器的定義4廣

12、義的壓力容器的定義：廣義的壓力容器的定義：4壓力容器，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備。4特種設(shè)備安全監(jiān)察條例特種設(shè)備安全監(jiān)察條例中壓力容器的定義：中壓力容器的定義： 壓力容器，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于2.5MPaL的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體的固定式容器和移動式容器。 注：注：固定容規(guī)固定容規(guī)監(jiān)察范圍已經(jīng)完全符合監(jiān)察范圍已經(jīng)完全符合條例條例的規(guī)的規(guī)定，但不包含移動式壓力容器。定，但不包含移動式壓力容器。編輯ppt條例中壓力容器監(jiān)察的范圍4同時具備以下條件的

13、壓力容器：41.最高工作壓力P，42.壓力與容積的乘積值PV2.5MPaL，43.介質(zhì)：氣體、液化氣體、氣體與液體的混合體。4表壓：gauge pressure 以大氣壓為基準(zhǔn)的流體指示壓力，可用壓力計測得，稱為表壓表壓，4即：絕對壓力-大氣壓力=表壓力。4考題1：特種設(shè)備安全監(jiān)察條例所規(guī)定的壓力容器安全監(jiān)察的范圍是什么？編輯ppt各類容規(guī)適用范圍固定容規(guī)固定容規(guī)適用于同時具備下列條件的壓力容器：適用于同時具備下列條件的壓力容器： (1)(1)工作壓力工作壓力大于或者等于（注大于或者等于（注1-21-2）；）； (2)(2)工作壓力工作壓力與容積的乘積大于或者等于與容積的乘積大于或者等于L (

14、L (注注1-3)1-3)； (3)(3)盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體以及介質(zhì)最高工作溫度高于或者等盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體以及介質(zhì)最高工作溫度高于或者等于其標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體于其標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體 ( (注注1-4)1-4)。超高壓容器應(yīng)當(dāng)符合超高壓容器應(yīng)當(dāng)符合超高壓容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程超高壓容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的規(guī)定；的規(guī)定；非金屬壓力容器應(yīng)當(dāng)符合非金屬壓力容器應(yīng)當(dāng)符合非金屬壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程非金屬壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的的規(guī)定；規(guī)定；簡單壓力容器應(yīng)當(dāng)符合簡單壓力容器應(yīng)當(dāng)符合簡單壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程簡單壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的規(guī)定。的規(guī)定。編輯ppt液化石油氣儲罐編輯ppt舉例：氣體緩沖

15、罐編輯ppt壓力供水罐（氣體+液體）編輯ppt低溫絕熱儲罐編輯ppt壓力容器術(shù)語壓力容器術(shù)語1、壓力、壓力（物體單位面積上所承受的力）（1）工作壓力Pw：在正常工作情況下，容器頂部可能達(dá)到的最高壓力。（2）設(shè)計壓力P：指設(shè)定的容器頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計溫度一起作為設(shè)計載荷條件，其值不低于工作壓力。（3）計算壓力PC：指在相應(yīng)設(shè)計溫度下，用以確定元件厚度的壓力，其中包括液柱靜壓力。當(dāng)元件所承受的液柱靜壓力小于5%設(shè)計壓力時，可忽略不計。（4）試驗壓力PT：在壓力試驗時，容器頂部的壓力。編輯ppt壓力容器術(shù)語壓力容器術(shù)語（5）最大允許工作壓力Pw：指在設(shè)計溫度下，容器頂部所允許承受的最大表壓

16、力。該壓力是根據(jù)容器殼體的有效厚度計算所得，且取最小值。 最大允許工作壓力可作為確定保護(hù)容器的安全泄放裝置動作壓力（安全閥開啟壓力或爆破片設(shè)計爆破壓力）的依據(jù)。（6）安全閥的開啟壓力PZ：安全閥閥瓣開始離開閥座，介質(zhì)呈連續(xù)排出狀態(tài)時，在安全閥進(jìn)口測得的壓力。（7）爆破片的標(biāo)定爆破壓力Pb：爆破片銘牌上標(biāo)明的爆破壓力。編輯ppt壓力容器術(shù)語壓力容器術(shù)語2、溫度、溫度（1）溫度 金屬溫度：容器元件沿截面厚度的溫度平均值。 工作溫度：容器在正常工作情況下介質(zhì)溫度。（2）最高、最低工作溫度：容器在正常工作情況下可能出現(xiàn)介質(zhì)最高、最低溫度。（3）設(shè)計溫度：壓力容器在正常工作情況，設(shè)定的元件的金屬溫度（沿

17、元件金屬截面的溫度平均值）。設(shè)計溫度與設(shè)計壓力一起作為壓力容器的設(shè)計載荷條件。（4）試驗溫度：系指壓力試驗時容器殼體的金屬溫度。 設(shè)計常溫儲存壓力容器時，應(yīng)當(dāng)充分考慮在正常工作狀態(tài)下大設(shè)計常溫儲存壓力容器時，應(yīng)當(dāng)充分考慮在正常工作狀態(tài)下大氣環(huán)境溫度條件對容器殼體金屬溫度的影響，其最低設(shè)計金屬氣環(huán)境溫度條件對容器殼體金屬溫度的影響，其最低設(shè)計金屬溫度不得高于歷年來月平均最低氣溫（是指當(dāng)月各天的最低氣溫度不得高于歷年來月平均最低氣溫（是指當(dāng)月各天的最低氣溫值相加后除以當(dāng)月的天數(shù)）的最低值。溫值相加后除以當(dāng)月的天數(shù)）的最低值。編輯ppt壓力容器術(shù)語壓力容器術(shù)語3、厚度、厚度（1）計算厚度：容器受壓元

18、件為滿足強度及穩(wěn)定性要求，按相應(yīng)公式計算得到的不包括厚度附加量的厚度。（2）設(shè)計厚度d：計算厚度與腐蝕裕量之和。（3）名義厚度n（即圖樣標(biāo)注厚度）：設(shè)計厚度加上鋼材厚度負(fù)偏差后，向上圓整至鋼材（鋼板或鋼管）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度。（4）有效厚度e：名義厚度減去厚度附加量（腐蝕裕量與鋼材厚度負(fù)偏差之和）。（5）最小實測厚度：實際測量的容器殼體厚度的最小值。（6）厚度附加量：設(shè)計容器受壓元件時所必須考慮的附加厚度，包括鋼板（或鋼管）厚度負(fù)偏差C1及腐蝕裕量C2。注意：容器殼體加工成型后不包括腐蝕裕量的最小厚度min： 對碳素鋼、低合金鋼，不小于3mm 對高合金鋼，不小于2mm編輯ppt常見壓力容器介質(zhì)4壓

19、縮氣體：空氣、氮氣、氧氣、氬氣、氫氣、一氧化碳、甲烷等4液化氣體：液化石油氣、丙烷、丁烷、丙烯、液氨、液氯、二氧化碳等4超低溫液化氣體：液氧、液氮、液氬、液化天然氣等。4超過標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體：高溫水等。編輯ppt介質(zhì)對容器帶來的危害41、壓力：爆炸、開裂、泄漏、失穩(wěn)等42、溫度：高溫強度下降、蠕變，低溫脆斷等。43、腐蝕：壁厚減薄、材質(zhì)劣化等。44、沖擊：增加沖擊載荷。45、磨損：壁厚減薄。46、振動：附加應(yīng)力，疲勞。編輯ppt常見介質(zhì)爆炸當(dāng)量對比介質(zhì)種類介質(zhì)種類容積L壓力壓力MPaPV積積MPaLTNT當(dāng)量當(dāng)量倍數(shù)倍數(shù)空氣10001.010000.33Kg6.23常溫水10001.010000

20、.053Kg1飽和水184度10001.0100012.7Kg240編輯ppt相關(guān)參數(shù)對容器安全的影響4超壓會導(dǎo)致承載容器發(fā)生開裂或者爆炸而失效，負(fù)壓會導(dǎo)致大容積薄壁容器失穩(wěn)（癟了）。4高溫會導(dǎo)致材料強度下降，失去承載能力；低溫會使材料失去延性（塑性），產(chǎn)生無預(yù)變的破壞。4壁厚不足或者減少會使容器承載能力下降可能導(dǎo)致失效。過厚導(dǎo)致浪費。編輯ppt壓力容器的分類壓力容器的分類 1.按壓力為四級：按壓力為四級： 低壓低壓L、中壓、中壓M、高壓、高壓H、超高壓、超高壓U； 2、按工藝中的作用即品種分四種：、按工藝中的作用即品種分四種： 儲存容器儲存容器C、換熱容器、換熱容器E、分離容器、分離容器S、

21、反應(yīng)容器、反應(yīng)容器R。 3、按照、按照PV積及危險程度分三類：積及危險程度分三類： I、II、III類容器。類容器。 編輯ppt分類的目的4劃分類別、品種目的； 便于分級進(jìn)行安全技術(shù)管理和監(jiān)察，實施有目的性的分類監(jiān)管 按不同類別對壓力容器材料選用、設(shè)計、制造、使用管理分別提出不同要求； 便于上報、統(tǒng)計。編輯ppt壓力等級劃分4壓力容器的設(shè)計壓力（壓力容器的設(shè)計壓力（p p）劃分為低壓、中壓、高壓和）劃分為低壓、中壓、高壓和超高壓四個壓力等級：超高壓四個壓力等級：4 (1)(1)低壓低壓( (代號代號L)L)，0.1MPap0.1MPap；4 (2)(2)中壓中壓( (代號代號M)M)，1.6M

22、Pap1.6MPap； 4 (3)(3)高壓高壓( (代號代號H)H)，10.0MPap10.0MPap； 4 (4)(4)超高壓超高壓( (代號代號U)U)，。，。編輯ppt壓力容器品種劃分壓力容器品種劃分4壓力容器按照在生產(chǎn)工藝過程中的作用原理，劃分為反應(yīng)壓力容器、換壓力容器按照在生產(chǎn)工藝過程中的作用原理，劃分為反應(yīng)壓力容器、換熱壓力容器、分離壓力容器、儲存壓力容器。具體劃分如下：熱壓力容器、分離壓力容器、儲存壓力容器。具體劃分如下：4 (1)(1)反應(yīng)壓力容器（代號反應(yīng)壓力容器（代號R R），主要是用于完成介質(zhì)的），主要是用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反物理、化學(xué)反應(yīng)應(yīng)的壓力容器，例如各種反應(yīng)

23、器、反應(yīng)釜、聚合釜、合成塔、變換爐、的壓力容器，例如各種反應(yīng)器、反應(yīng)釜、聚合釜、合成塔、變換爐、煤氣發(fā)生爐等；煤氣發(fā)生爐等；4 (2)(2)換熱壓力容器（代號換熱壓力容器（代號E E），主要是用于完成介質(zhì)的熱量交換的壓），主要是用于完成介質(zhì)的熱量交換的壓力容器，例如各種熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器等；力容器，例如各種熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器等；4 (3)(3)分離壓力容器（代號分離壓力容器（代號S S），主要是用于完成介質(zhì)的流體），主要是用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡壓力平衡緩沖和氣體凈化分離緩沖和氣體凈化分離的壓力容器，例如各種分離器、過濾器、集油器、的壓力容器，例如各種分離器、過濾

24、器、集油器、洗滌器、吸收塔、銅洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等；洗滌器、吸收塔、銅洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等；4 (4)(4)儲存壓力容器（代號儲存壓力容器（代號C C，其中球罐代號，其中球罐代號B B），主要是用于儲存、盛），主要是用于儲存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)的壓力容器，例如各種型式的儲罐、緩裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)的壓力容器，例如各種型式的儲罐、緩沖罐、消毒鍋、印染機、烘缸、蒸鍋等。沖罐、消毒鍋、印染機、烘缸、蒸鍋等。4 在一種壓力容器中，如同時具備兩個以上的工藝作用原理時，應(yīng)當(dāng)在一種壓力容器中，如同時具備兩個以上的工藝作用原理時，應(yīng)當(dāng)按照工藝過程中的主要

25、作用來劃分品種。按照工藝過程中的主要作用來劃分品種。編輯ppt板翅式換熱器編輯ppt板式換熱器編輯ppt硫化罐編輯ppt丙烯球罐編輯ppt低溫絕熱容器編輯ppt過濾分離器編輯ppt加氫反應(yīng)器加氫反應(yīng)器該反應(yīng)器高米、直徑4米，總重680噸安慶石化重點工程220萬噸蠟油編輯ppt介質(zhì)分組介質(zhì)分組 4壓力容器的介質(zhì)分為以下兩組，包括氣壓力容器的介質(zhì)分為以下兩組，包括氣體、液化氣體以及最高工作溫度高于或體、液化氣體以及最高工作溫度高于或4者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體：者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體：4 (1)(1)第一組介質(zhì)，第一組介質(zhì)，毒性程度為極度危毒性程度為極度危害、高度危害的化學(xué)介質(zhì)，易爆介質(zhì)，害、高度危害的化

26、學(xué)介質(zhì)，易爆介質(zhì)，4液化氣體。液化氣體。4 (2)(2)第二組介質(zhì)，除第一組以外的介第二組介質(zhì)，除第一組以外的介質(zhì)。質(zhì)。編輯ppt常見氣體屬性表氣體名稱氣體名稱毒性程度毒性程度易爆屬性易爆屬性爆炸范圍爆炸范圍V%液化石油氣低易爆2.3-55氨氣中易爆16-25氯氣高二氧化碳中天然氣（甲烷）易爆5-15乙炔易爆2.380.7一氧化碳中12.574.0氫氣易爆4.0-75.0丙烷易爆2.29.5編輯ppt 固定容規(guī)中壓力容器類別劃分4第一組介質(zhì)4第二組介質(zhì)條件條件類別類別V25L；1.4條范圍；V25L,P10MPa且中壓時PV50000MPaL；P1.6MPa且低時PV1000000MPaLV2

27、5L, 高壓；中壓時PV50000MPaL、V31250L；低壓時PV1000000MPaL、V10000m3;條件條件類別類別V25L；P1.6MPa且PV5000000MPaL；1.4條范圍；V25L，中壓且PV1.6,PV1.6,PV50000,在III類區(qū)內(nèi)，定為III類。4分界點：立方米。老容規(guī)：立方米。4液氨的分界點：25立方米。老容規(guī)：立方米編輯ppt壓力容器的分類壓力容器的分類4. 其他分類方法：其他分類方法： 4.1 按形狀分類按形狀分類,如圓筒形、球形、組合型如圓筒形、球形、組合型(前者均為回轉(zhuǎn)殼前者均為回轉(zhuǎn)殼體體)以及方形、矩形等以及方形、矩形等; 4.2 按筒體結(jié)構(gòu)分為

28、整體式、組合式按筒體結(jié)構(gòu)分為整體式、組合式. 4.3 按制造方法分為焊接按制造方法分為焊接(最為普通最為普通)、鍛焊、鍛造、鍛焊、鍛造(主要用于主要用于超高壓超高壓)、鑄造、鑄造(主要優(yōu)點是方便制造主要優(yōu)點是方便制造),但因其質(zhì)量問題但因其質(zhì)量問題需加大安全系數(shù)需加大安全系數(shù),多用于小型、低壓多用于小型、低壓. 4.4 固定式、移動式固定式、移動式 4.5 立式、臥式立式、臥式編輯ppt壓力容器的分類壓力容器的分類按材料分為金屬與非金屬兩大類按材料分為金屬與非金屬兩大類, ,其中其中: :金屬中分為鋼、鑄鐵、有色金屬與合金金屬中分為鋼、鑄鐵、有色金屬與合金. .其中有色金屬其中有色金屬與合金主

29、要用于腐蝕等特殊工況與合金主要用于腐蝕等特殊工況, ,在生產(chǎn)條件、生產(chǎn)裝在生產(chǎn)條件、生產(chǎn)裝備、原材料驗收與堆放、吊裝、運輸包裝，尤其是焊備、原材料驗收與堆放、吊裝、運輸包裝，尤其是焊接等環(huán)節(jié)有一系列特殊要求。接等環(huán)節(jié)有一系列特殊要求。鋼中以其化學(xué)成份又分為碳素鋼、低合金鋼（前兩者鋼中以其化學(xué)成份又分為碳素鋼、低合金鋼（前兩者主要是強度鋼）及高合金鋼（主要用于腐蝕、低溫、主要是強度鋼）及高合金鋼（主要用于腐蝕、低溫、高溫等特殊工況）。高溫等特殊工況）。 編輯ppt壓力容器結(jié)構(gòu) 壓力容器一般是由筒體（又稱殼體）、封頭（又稱端蓋）、法蘭、接管、人孔、支座、密封元件、安全附件等組成。它們統(tǒng)稱為過程設(shè)備

30、零部件，這些零部件大都有標(biāo)準(zhǔn)。其典型過程設(shè)備有換熱器、反應(yīng)器、塔式容器、儲存容器等。 壓力容器的結(jié)構(gòu)形狀主要有圓筒形、球形、和組合形。圓筒形容器是由圓柱形筒體和各種成型封頭（半球形、橢圓形、碟形、錐形）所組成。球形容器由數(shù)塊球瓣板拼焊成。承壓能力很好，但由于安置內(nèi)件不便和制造稍難，故一般用作貯罐。壓力容器的筒體、封頭（端蓋）、人孔蓋、人孔法蘭、人孔接管、膨脹節(jié)、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以上的主螺栓及公稱直徑大于250mm的接管和管法蘭均作為主要受壓元件。編輯ppt壓力容器結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)編輯ppt壓力容器結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)編輯ppt壓力容器結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)編輯ppt丙

31、烯球罐編輯ppt壓力容器結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)編輯ppt壓力容器結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)編輯ppt壓力容器結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)編輯ppt壓力容器結(jié)構(gòu)零部件1. 筒體筒體 圓柱形筒體是壓力容器主要形式，制造容易、安裝內(nèi)件方便、而且承壓能力較好，因此應(yīng)用最廣。圓筒形容器又可以分為立式容器和臥式容器。 由于容器的筒體不但存在與容器封頭、法蘭相配的問題，而且臥式容器的支座標(biāo)準(zhǔn)也是按照容器的公稱直徑系列制定的，所以不但管子有公稱直徑，筒體也制定了公稱直徑系列。 對于用鋼板卷焊的筒體，用筒體的內(nèi)徑作為它的公稱直徑，其系列尺寸有300、400、500、600等，如果筒體是用無縫鋼管制作的，用鋼管的外徑作為筒體的公稱直徑。 編輯ppt壓力

32、容器結(jié)構(gòu)零部件2. 封頭封頭（1）球形封頭壁厚最薄，用材比較節(jié)省。但封頭深度大、制造比較困難。（2）橢圓形封頭橢圓形封頭縱剖面的曲線部分是半個橢圓形，直邊段高度為h，因此橢圓形封頭是由半個橢球和一個高度為h的圓筒形筒節(jié)構(gòu)成。橢圓殼體周邊的周向應(yīng)力為壓應(yīng)力，應(yīng)保證不失穩(wěn)。（3）碟形封頭碟形封頭是由三部分組成。第一部分是以半徑為Ri的球面部分，第二部分是以半徑為Di/2的圓筒形部分，第三部分是連接這兩部分的過渡區(qū)，其曲率半徑為r,Ri與r均以內(nèi)表面為基準(zhǔn)。不連續(xù)過渡導(dǎo)致邊緣應(yīng)力。編輯ppt壓力容器結(jié)構(gòu)零部件（4）球冠形封頭球冠形封頭可用作端封頭，也可以用作容器中兩獨立受壓室的中間封頭，由于封頭為一

33、球面且無過渡區(qū)，在連接邊緣有較大邊緣應(yīng)力，要求封頭與筒體聯(lián)接處的T形接頭采用全焊透結(jié)構(gòu)。（5）錐形封頭錐形封頭有無折邊錐形封頭和折邊錐形封頭。（6）平蓋彎曲應(yīng)力較大，在等厚度、同直徑條件下，平板內(nèi)產(chǎn)生的最大彎曲應(yīng)力是圓筒壁薄膜應(yīng)力的2030倍。但結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。 編輯ppt壓力容器結(jié)構(gòu)零部件3. 支座支座 支座是用來支承容器重量和用來固定容器的位置。支座一般分為立式容器支座、臥式容器支座。 立式容器支座分為耳式支座、支承式支座、腿式支座和裙式支座。臥式容器多使用鞍式支座。 4. 法蘭法蘭 法蘭連接主要優(yōu)點是密封可靠和足夠的強度。缺點是不能快速拆卸、制造 成本較高。 法蘭分類主要有以下方法：

34、（1）按其被連接的部件分為壓力容器法蘭和管法蘭。（2）按法蘭接觸面的寬窄可分為窄面法蘭和寬面法蘭。（3）按整體性程度分為整體法蘭、松式法蘭和任意式法蘭。5. 人孔與手孔人孔與手孔 編輯ppt壓力容器結(jié)構(gòu)開孔與補強1 為何要進(jìn)行開孔補強 通常所用的壓力容器，由于各種工藝和結(jié)構(gòu)的要求，需要在容器上開孔和安裝接管，由于開孔去掉了部分承壓金屬，不但會削弱容器的器壁的強度，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應(yīng)力集中。這個局部應(yīng)力峰值很高，達(dá)到基本薄膜應(yīng)力的3倍，甚至5-6倍。再加上開孔接管處有時還會受到各種外載荷、溫度等影響，并且由于材質(zhì)不同，制造上的一些缺陷、檢驗上的不便等原因的綜合

35、作用，很多失效就會在開孔邊緣處發(fā)生。主要表現(xiàn)不疲勞破壞和脆性裂紋，所以必須進(jìn)行開孔補強設(shè)計。2 壓力容器為何有時可允許不另行補強 壓力容器允許可不另行補強是鑒于以下因素： 容器在設(shè)計制造中，由于用戶要求，材料代用等原因，殼體厚度往往超過實際強度的需要。厚度的增加使最大應(yīng)力有所降低，實際上容器已被整體補強了。例如：在選材時受鋼板規(guī)格的限制，使壁厚有所增加；或在計算時因焊接系數(shù)壁厚增加，而實際開孔不在焊縫上；還有在設(shè)計時采用封頭與筒體等厚或大一點，實際上封頭已被補強了。在多數(shù)情況下，接管的壁厚多與實際需要，多余的金屬起到了補強的作用。 編輯ppt壓力容器結(jié)構(gòu)開孔與補強3 開孔補強結(jié)構(gòu)所謂開孔補強設(shè)

36、計，就是指采取適當(dāng)增加殼體或接管壁厚的方法以降低應(yīng)力集中系數(shù)。其所涉及的有補強形式、開孔處內(nèi)、外圓角的大小以及補強金屬量等。(1) 加強圈是最常見的補強結(jié)構(gòu)，貼焊在殼體與接管連接處，如圖a、b、c。該補強結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但加強圈與金屬間存在一層靜止的氣隙，傳熱效果差。當(dāng)兩者存在溫差時熱膨脹差也較大，因而在局部區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。另外，加強圈較難與殼體形成整體，因而抗疲勞性能較差。這種補強結(jié)構(gòu)一般用于靜壓、常溫及中、低壓容器。(2) 接管補強，即在殼壁與接管之間焊上一段厚壁加強管，如圖d、e、f。它的特點是能使所有用來補強的金屬材料都直接處在最大應(yīng)力區(qū)域內(nèi)，因而能有效地降低開孔周圍的應(yīng)力

37、集中程度。低合金高強度鋼制的壓力容器與一般低碳鋼相比有較高的缺口敏感性，采用接管補強為好。(3) 整鍛件補強結(jié)構(gòu)如圖g、h、I，此結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是補強金屬集中于開孔應(yīng)力最大的部位，補強后的應(yīng)力集中系數(shù)小。由于焊接接頭為對接焊，且焊接接頭及熱影響區(qū)可以遠(yuǎn)離最大應(yīng)力點位置，所以抗疲勞性能好。但這種結(jié)構(gòu)需要鍛件，且機械加工量大，所以一般只用于要求嚴(yán)格的設(shè)備。編輯ppt壓力容器結(jié)構(gòu)開孔與補強圖 補強結(jié)構(gòu)編輯ppt壓力容器設(shè)計壓力容器設(shè)計1. 常用設(shè)計規(guī)范及適用的壓力范圍常用設(shè)計規(guī)范及適用的壓力范圍GB1501998鋼制壓力容器 設(shè)計壓力P：35 MPa ； 真空度：0.02 MPa JB473295鋼制壓

38、力容器-分析設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計壓力P：100 MPa； 真空度：0.02 MPa 疲勞載荷；高溫蠕變GB1511999管殼式換熱器 設(shè)計壓力P：35 MPa ；真空度：0.02 MPaGB123371998鋼制球形儲罐 設(shè)計壓力：P4MPa；公稱容積：V50M3編輯ppt壓力容器設(shè)計壓力容器設(shè)計2. 設(shè)計時應(yīng)考慮的載荷設(shè)計時應(yīng)考慮的載荷GB1501998鋼制壓力容器鋼制壓力容器：（1）內(nèi)壓、外壓或最大壓差；（2）液體靜壓力(5%P)； （3）容器的自重（內(nèi)件和填料），以及正常工作條件下或壓力試驗狀態(tài)下內(nèi)裝物料 的重力載荷；（4）附屬設(shè)備及隔熱材料、襯里、管道、扶梯、平臺等的重力載荷；（5）風(fēng)載荷、

39、地震力、雪載荷；（6）支座、座底圈、支耳及其他形式支撐件的反作用力；（7）連接管道和其他部件的作用力；（8）溫度梯度或熱膨脹量不同引起的作用力；（9）包括壓力急劇波動的沖擊載荷；（10）沖擊反力,如流體沖擊引起的反力等；（11）運輸或吊裝時的作用力。編輯ppt壓力容器設(shè)計壓力容器設(shè)計3.3.失效準(zhǔn)則失效準(zhǔn)則: :容器從承載到載荷的不斷加大最后破壞經(jīng)歷彈性變形、塑性變形、爆破，因此容器強度失效準(zhǔn)則有三種觀點：（1）彈性失效常規(guī)設(shè)計（GB150等） 彈性失效準(zhǔn)則認(rèn)為殼體內(nèi)壁產(chǎn)生屈服即達(dá)到材料屈服限時該殼體即失效，將應(yīng)力限制在彈性范圍，按照強度理論把筒體限制在彈性變形階段。認(rèn)為圓筒內(nèi)壁面出現(xiàn)屈服時即

40、為承載的最大極限。 （2）塑性失效分析設(shè)計（JB4732） 塑性失效準(zhǔn)則將容器的應(yīng)力限制在塑性范圍，認(rèn)為圓筒內(nèi)壁面出現(xiàn)屈服而外層金屬仍處于彈性狀態(tài)時，并不會導(dǎo)致容器發(fā)生破壞，只有當(dāng)容器內(nèi)外壁面全屈服時才為承載的最大極限。 （3）爆破失效高壓、超高壓設(shè)計 爆破失效準(zhǔn)則認(rèn)為容器由韌性鋼材制成，有明顯的應(yīng)變硬化現(xiàn)象，即便是容器整體屈服后仍有一定承載潛力，只有達(dá)到爆破時才是容器承載的最大極限。 *用途：設(shè)計的理論基礎(chǔ)，指標(biāo)限制，什么時候算失效，不能用。編輯ppt壓力容器設(shè)計壓力容器設(shè)計4.4.彈性實效準(zhǔn)則下的四個強度理論：彈性實效準(zhǔn)則下的四個強度理論：第一強度理論（最大主應(yīng)力理論）常規(guī)設(shè)計（GB150

41、等）這個理論也叫做“最大正應(yīng)力理論”，該理論假定材料的破壞只取決于絕對值最大的正應(yīng)力，就是說，材料不論在什么復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)下，只要三個主應(yīng)力中有一個達(dá)到軸向拉伸或壓縮中破壞應(yīng)力的數(shù)值時，材料就要發(fā)生破壞。 第二強度理論（最大變形理論）這個理論也稱為“最大線應(yīng)變理論”，它認(rèn)為材料的破壞取決于最大線應(yīng)變，即最大相對伸長或縮短。 第三強度理論（最大剪應(yīng)力理論）分析設(shè)計（JB4732）此即“最大剪應(yīng)力理論”。該理論認(rèn)為，無論材料在什么應(yīng)力狀態(tài)下，只要最大剪應(yīng)力達(dá)到在軸向拉伸中破壞時的數(shù)值，材料就發(fā)生破壞。 第四強度理論（剪切變形能理論） 該理論也稱作“形狀改變比能理論”認(rèn)為材料的破壞取決于變形比能，把

42、材料的破壞歸結(jié)為應(yīng)力與變形的綜合。 *用途：將復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行等效簡化，以便建立強度條件關(guān)系式。編輯ppt金屬材料的強度1 1、室溫下的抗拉強度、室溫下的抗拉強度Rm Rm ，屈服強度；，屈服強度；2 2、設(shè)計溫度下的屈服強度、設(shè)計溫度下的屈服強度RteLRteL；3 3、設(shè)計溫度下持久強度極限平均值設(shè)計溫度下持久強度極限平均值 RtD；4、設(shè)計溫度下蠕變極限平均值（每設(shè)計溫度下蠕變極限平均值（每10001000小小時蠕變率為時蠕變率為0.01%0.01%的）的）Rtn Rtn 編輯ppt HYW-600KN微機控制電液伺服萬能試驗機編輯ppt在外力作用下，材料抵抗變形和斷裂的能力稱為強度強度

43、。測定鋼材強度的主要方法是拉伸試驗，鋼材受拉時，在產(chǎn)生應(yīng)力的同時，相應(yīng)地產(chǎn)生應(yīng)變。應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系反映出鋼材地主要力學(xué)特征。從圖2-3低碳鋼的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系中可看出，低碳鋼從受拉到拉斷，經(jīng)歷了四個階段：彈性階段、屈服階段、強化階段和頸縮階段。編輯ppt拉伸試樣編輯ppt材料材料（板、鍛件、管）（板、鍛件、管） 室溫下的室溫下的抗拉強度抗拉強度Rm Rm 設(shè)計溫度下的屈設(shè)計溫度下的屈服強度服強度RteLRteL（Rtp0.2Rtp0.2）（注（注3-13-1） 設(shè)計溫度下持設(shè)計溫度下持久強度極限平久強度極限平均值均值 RtDRtD（注（注3-23-2） 設(shè)計溫度下蠕變極設(shè)計溫度下蠕變極限平均值（

44、每限平均值（每10001000小時蠕變率為小時蠕變率為0.01%0.01%的）的）Rtn Rtn 碳素鋼和低合金碳素鋼和低合金鋼鋼nb2.7nb2.7ns1.5ns1.5nd1.5nd1.5nn1.0nn1.0高合金鋼高合金鋼nb2.7nb2.7ns1.5ns1.5nd1.5nd1.5nn1.0nn1.0鈦及鈦合金鈦及鈦合金nb2.7nb2.7ns1.5ns1.5nd1.5nd1.5nn1.0nn1.0鎳及鎳合金鎳及鎳合金nb2.7nb2.7ns1.5ns1.5nd1.5nd1.5nn1.0nn1.0鋁及鋁合金鋁及鋁合金nb3.0nb3.0ns1.5ns1.5銅及銅合金銅及銅合金nb3.0nb

45、3.0ns1.5ns1.5安全系數(shù)安全系數(shù)編輯ppt壓力容器設(shè)計壓力容器設(shè)計 5. 安全系數(shù)安全系數(shù) 安全系數(shù)的作用安全系數(shù)的作用-安全性與經(jīng)濟(jì)性辯證統(tǒng)一，整部安全性與經(jīng)濟(jì)性辯證統(tǒng)一，整部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的核心。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的核心。 為何有安全系數(shù)為何有安全系數(shù) 載荷誤差載荷誤差;設(shè)計誤差設(shè)計誤差;材料誤差材料誤差;制造與檢驗的誤差制造與檢驗的誤差;使用中的問題使用中的問題;未可知因素未可知因素 編輯ppt許用應(yīng)力的獲得4許用應(yīng)力=材料某種強度對應(yīng)安全系數(shù)4取最小數(shù)值為許用應(yīng)力。4一般可以在相應(yīng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中查到。編輯ppt壓力容器設(shè)計壓力容器設(shè)計 5. 安全系數(shù)安全系數(shù)5.3 安全系數(shù)發(fā)展的歷史與趨向安全系

46、數(shù)發(fā)展的歷史與趨向單一走向多元單一走向多元-n-nb b( (強度強度) )、n ns s( (屈服屈服) )、n ns st t( (設(shè)計溫度設(shè)計溫度下屈服下屈服) )、n nD D( (持久持久) )、n nn n( (蠕變?nèi)渥? )。取五者中最小許用。取五者中最小許用應(yīng)力。應(yīng)力。從高從高到低，下降趨勢（技術(shù)進(jìn)步，經(jīng)驗積累）。到低，下降趨勢（技術(shù)進(jìn)步，經(jīng)驗積累）。針對不同應(yīng)力對安全的不同影響，取不同的安全系針對不同應(yīng)力對安全的不同影響，取不同的安全系數(shù)。數(shù)。 編輯ppt壓力容器設(shè)計壓力容器設(shè)計 5. 安全系數(shù)安全系數(shù) 5.4 螺栓安全系數(shù)的特殊性螺栓安全系數(shù)的特殊性-避免過度上緊避免過度上

47、緊一般只對屈服點取安全系數(shù)一般只對屈服點取安全系數(shù)依材料而異依材料而異依規(guī)格而異依規(guī)格而異編輯ppt壓力容器設(shè)計壓力容器設(shè)計6. 焊縫焊縫(焊接接頭焊接接頭)系數(shù)系數(shù)6.1 焊縫系數(shù)的作用焊縫系數(shù)的作用-設(shè)計系數(shù)?？紤]焊縫對容器強度的設(shè)計系數(shù)?？紤]焊縫對容器強度的削弱，用整個增加壁厚的方式補足削弱，用整個增加壁厚的方式補足. .6.2 焊縫系數(shù)的選取焊縫系數(shù)的選取-依焊接接頭型式及無損檢測長度（依焊接接頭型式及無損檢測長度（比例）確定。比例）確定。編輯ppt壓力容器設(shè)計壓力容器設(shè)計6. 焊縫焊縫( (焊接接頭焊接接頭) )系數(shù)系數(shù) 幾個問題的解釋幾個問題的解釋相當(dāng)相當(dāng)于雙面焊的全焊透對接接頭，

48、可采用多種方法實于雙面焊的全焊透對接接頭，可采用多種方法實現(xiàn)，最終由無損檢測判斷；現(xiàn)，最終由無損檢測判斷；一般均指縱縫，環(huán)縫焊接接頭系數(shù)僅在特定條件（如一般均指縱縫，環(huán)縫焊接接頭系數(shù)僅在特定條件（如高塔風(fēng)載）下采用高塔風(fēng)載）下采用; ;容規(guī)容規(guī)對無墊板單面焊環(huán)向接頭焊縫系數(shù)的規(guī)定，應(yīng)理對無墊板單面焊環(huán)向接頭焊縫系數(shù)的規(guī)定，應(yīng)理解為對無墊板單面焊使用的限制。解為對無墊板單面焊使用的限制。編輯ppt壓力容器設(shè)計壓力容器設(shè)計7.7.應(yīng)力分析設(shè)計的一般概念應(yīng)力分析設(shè)計的一般概念7.1 常規(guī)設(shè)計的局限性（常規(guī)設(shè)計的局限性（GB150、151、12337等）等） 壓力容器的常規(guī)設(shè)計經(jīng)過了長期的實踐考驗，簡

49、便可靠，目前仍為各國壓力容器設(shè)計規(guī)范所采用。然而，常規(guī)設(shè)計也有其局限性，主要表現(xiàn)在以下幾方面。載荷限制：常規(guī)設(shè)計將容器承受的“最大載荷”按一次施加的靜載荷處理，不涉及容器的疲勞壽命問題，不考慮熱壓力。計算不準(zhǔn)確，難以發(fā)現(xiàn)危險點，也不經(jīng)濟(jì)：常規(guī)設(shè)計以材料力學(xué)及板殼薄膜簡化模型的簡化計算公式為基礎(chǔ)，確定筒體中平均應(yīng)力的大小，只要此值限制在以彈性失效設(shè)計準(zhǔn)則所確定的許用應(yīng)力范圍之內(nèi)，則認(rèn)為筒體是安全的。而對容器上結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)域和一些部件，只能通過經(jīng)驗公式或經(jīng)驗系數(shù)計算，同時限制結(jié)構(gòu)尺寸、形狀、工作條件來保證安全。顯然，這種方法是粗略的，具有局限性。結(jié)構(gòu)限制：常規(guī)設(shè)計規(guī)范中規(guī)定了具體的容器結(jié)構(gòu)形式，但

50、規(guī)范中未作規(guī)定或限制應(yīng)用的一些結(jié)構(gòu)和載荷形式就無法采用，因此，常規(guī)設(shè)計不利于新型設(shè)備和結(jié)構(gòu)的開發(fā)和使用。編輯ppt壓力容器設(shè)計壓力容器設(shè)計7.7.應(yīng)力分析設(shè)計的一般概念應(yīng)力分析設(shè)計的一般概念7.2 應(yīng)力分析設(shè)計（應(yīng)力分析設(shè)計（JB4732JB4732）與規(guī)則設(shè)計（）與規(guī)則設(shè)計（GB150GB150）的主）的主 要區(qū)別要區(qū)別 GB150GB150將復(fù)雜（真實）應(yīng)力狀態(tài)簡化，只考慮一次膜將復(fù)雜（真實）應(yīng)力狀態(tài)簡化，只考慮一次膜 應(yīng)力對安全的影響，其他應(yīng)力的影響用結(jié)構(gòu)限制、元應(yīng)力對安全的影響，其他應(yīng)力的影響用結(jié)構(gòu)限制、元 件系數(shù)等方法簡單處理，可滿足多數(shù)一般產(chǎn)品安全，件系數(shù)等方法簡單處理，可滿足多數(shù)

51、一般產(chǎn)品安全， 設(shè)計計算簡便，同一臺容器采用統(tǒng)一的安全系數(shù)；設(shè)計計算簡便，同一臺容器采用統(tǒng)一的安全系數(shù)； JB4732JB4732需進(jìn)行詳細(xì)的應(yīng)力計算與分類，可滿足高參需進(jìn)行詳細(xì)的應(yīng)力計算與分類，可滿足高參 數(shù)重要產(chǎn)品的安全，設(shè)計計算復(fù)雜必須采用計算機，數(shù)重要產(chǎn)品的安全，設(shè)計計算復(fù)雜必須采用計算機， 根據(jù)不同應(yīng)力的各種組合（應(yīng)力強度）對安全的不根據(jù)不同應(yīng)力的各種組合（應(yīng)力強度）對安全的不 同影響分別加以不同限制。同影響分別加以不同限制。編輯ppt壓力容器設(shè)計壓力容器設(shè)計7.2 應(yīng)力分析設(shè)計（應(yīng)力分析設(shè)計（JB4732JB4732）與規(guī)則設(shè)計（）與規(guī)則設(shè)計（GB150GB150）的主）的主 要區(qū)

52、別要區(qū)別 GB150GB150采用第一強度理論，彈性失效準(zhǔn)則，不適用采用第一強度理論，彈性失效準(zhǔn)則，不適用 于疲勞容器，壓力適用上限于疲勞容器，壓力適用上限35MPa35MPa，安全系數(shù)較高；，安全系數(shù)較高； JB4732JB4732采用第三強度理論，塑性失效準(zhǔn)則，可用于采用第三強度理論，塑性失效準(zhǔn)則，可用于 疲勞容器，壓力適用上限疲勞容器，壓力適用上限100MPa100MPa，安全系數(shù)較低。，安全系數(shù)較低。二者的制造檢驗要求無本質(zhì)差別，僅二者的制造檢驗要求無本質(zhì)差別，僅JB4732JB4732要求更要求更嚴(yán)格，如不允許采用局部無損檢測、每臺容器均制嚴(yán)格，如不允許采用局部無損檢測、每臺容器均制

53、備產(chǎn)品焊接試板、對接管開孔倒圓倒角有明確要求、備產(chǎn)品焊接試板、對接管開孔倒圓倒角有明確要求、疲勞容器不得保留焊縫余高等。疲勞容器不得保留焊縫余高等。 編輯ppt壓力容器設(shè)計壓力容器設(shè)計 應(yīng)力分類的基本知識應(yīng)力分類的基本知識按各類應(yīng)力對容器安全的不同影響按各類應(yīng)力對容器安全的不同影響, ,將其分為一次應(yīng)力、將其分為一次應(yīng)力、二次應(yīng)力與峰值應(yīng)力二次應(yīng)力與峰值應(yīng)力. .編輯ppt編輯ppt編輯ppt編輯ppt編輯ppt仿真研究編輯ppt壓力容器制造壓力容器制造4鍋爐壓力容器制造監(jiān)督管理鍋爐壓力容器制造監(jiān)督管理 辦法辦法4鍋爐壓力容器制造許可條件鍋爐壓力容器制造許可條件4鍋鍋 爐爐 壓壓 力力 容容

54、器器 產(chǎn)產(chǎn) 品品 安安 全全 性性 能能 監(jiān)監(jiān) 督督 檢檢 驗驗 規(guī)規(guī) 則則4GB150，GB151，JB/T4732，GB713-2008.編輯ppt級別 制造壓力容器范圍 代表產(chǎn)品 A 超高壓容器、高壓容器（A1）；第三類低、中壓容器（A2）；球形儲罐現(xiàn)場組焊或球殼板制造（A3）；非金屬壓力容器（A4）；醫(yī)用氧艙（A5） A1應(yīng)注明單層、鍛焊、多層包扎、繞帶、熱套、繞板、無縫、鍛造、管制等結(jié)構(gòu)形式 B 無縫氣瓶（B1）；焊接氣瓶（B2）；特種氣瓶（B3） B2注明含（限）溶解乙炔氣瓶或液化石油氣瓶。B3注明機動車用、纏繞、非重復(fù)充裝、真空絕熱低溫氣瓶等 C 鐵路罐車（C1）；汽車罐車或長管

55、拖車（C2）；罐式集裝箱（C3） D 第一類壓力容器（D1）； 第二類低、中壓容器（D2） 編輯ppt壓力容器制造質(zhì)量控制環(huán)節(jié)4鍋鍋 爐爐 壓壓 力力 容容 器器 制制 造造 許許 可可 條條 件：件：4壓 力 容 器 制 造 企 業(yè) 具 有 與 所 制 造 壓 力 容 器 產(chǎn) 品 相 適 應(yīng) 的 ， 具 備 相關(guān) 專 業(yè) 知 識 和 一 定 資 歷 的 下 列 質(zhì) 量 控 制 系 統(tǒng) （ 以 下 簡 稱 ： 質(zhì) 控 系 統(tǒng) ） 責(zé)任 人 員 ：4（ 一 ） 設(shè) 計 、 工 藝 質(zhì) 控 系 統(tǒng) 責(zé) 任 人 員 。4（ 二 ） 材 料 質(zhì) 控 系 統(tǒng) 責(zé) 任 人 員 。4（ 三 ） 焊 接 質(zhì)

56、控 系 統(tǒng) 責(zé) 任 人 員 。4（ 四 ） 理 化 質(zhì) 控 系 統(tǒng) 責(zé) 任 人 員 。4（ 五 ） 熱 處 理 質(zhì) 控 系 統(tǒng) 責(zé) 任 人 員 。4（ 六 ） 無 損 檢 測 質(zhì) 控 系 統(tǒng) 責(zé) 任 人 員 。4（ 七 ） 壓 力 試 驗 質(zhì) 控 系 統(tǒng) 責(zé) 任 人 員 。4（ 八 ） 最 終 檢 驗 質(zhì) 控 系 統(tǒng) 責(zé) 任 人 員 。編輯ppt制造程序41、設(shè)計及設(shè)計審查42、工藝編制43、材料及零部件入廠檢查，材料復(fù)驗。44、下料及鋼板材料標(biāo)記移植。45、卷板、焊接，無損檢測，成型。46、熱處理，壓力試驗，最終檢驗。4生產(chǎn)過程要接受檢驗機構(gòu)的產(chǎn)品安全性能監(jiān)督檢驗。編輯ppt焊接試板44.3

57、.1 需要制備產(chǎn)品焊接試件的條件4(1)碳鋼、低合金鋼制低溫壓力容器；4(2)材料標(biāo)準(zhǔn)抗拉強度下限值大于或者等于540MPa的低合金鋼制壓力容器；4(3)需經(jīng)過熱處理改善或者恢復(fù)材料力學(xué)性能的鋼制壓力容器；4(4)設(shè)計圖樣注明盛裝毒性為極度或者高度危害介質(zhì)的壓力容器；4(5)設(shè)計圖樣和本規(guī)程引用標(biāo)準(zhǔn)要求制備產(chǎn)品焊接試件的壓力容器。編輯ppt壓力容器制造壓力容器制造1. 產(chǎn)品焊接試板產(chǎn)品焊接試板 不合格處理不合格處理允許重新取樣復(fù)驗允許重新取樣復(fù)驗允許重新熱處理允許重新熱處理如仍不合格且無試板如仍不合格且無試板, ,則代表的產(chǎn)品焊縫為不合格則代表的產(chǎn)品焊縫為不合格 應(yīng)注意的問題應(yīng)注意的問題試板焊

58、縫應(yīng)探傷，但無合格級別且不需返修，目的在試板焊縫應(yīng)探傷，但無合格級別且不需返修，目的在于避開缺陷處取樣，防止缺陷造成試驗結(jié)果不合格。于避開缺陷處取樣，防止缺陷造成試驗結(jié)果不合格。環(huán)環(huán)縫不做，需要時做鑒證環(huán)。縫不做，需要時做鑒證環(huán)。 編輯ppt壓力容器制造壓力容器制造2. 焊后焊后(消除應(yīng)力消除應(yīng)力)熱處理熱處理2.1 目的目的 消除過大焊接應(yīng)力消除過大焊接應(yīng)力 焊接應(yīng)力產(chǎn)生的原因、特點及危害焊接應(yīng)力產(chǎn)生的原因、特點及危害焊接應(yīng)力因焊接過程中變形協(xié)調(diào)產(chǎn)生焊接應(yīng)力因焊接過程中變形協(xié)調(diào)產(chǎn)生焊接應(yīng)力的特點焊接應(yīng)力的特點: :量值高量值高, ,可能可能屈服極限；一直存在；屈服極限；一直存在；屬二次應(yīng)力有

59、屬二次應(yīng)力有“自限性自限性”；測量困難（；測量困難（x x光衍射、小光衍射、小孔）?？祝?。對容器的主要危害為應(yīng)力腐蝕。對容器的主要危害為應(yīng)力腐蝕。 編輯ppt壓力容器制造壓力容器制造2. 焊后焊后(消除應(yīng)力消除應(yīng)力)熱處理熱處理2.3 需進(jìn)行焊后熱處理的條件需進(jìn)行焊后熱處理的條件通用條件通用條件-依據(jù)材質(zhì)、厚度、預(yù)熱溫度的不同組合依據(jù)材質(zhì)、厚度、預(yù)熱溫度的不同組合判定；判定； 必需條件必需條件-圖樣注明應(yīng)力腐蝕、盛裝極度、高度危圖樣注明應(yīng)力腐蝕、盛裝極度、高度危害介質(zhì)；害介質(zhì)；免做條件免做條件-奧氏體不銹鋼；奧氏體不銹鋼； 關(guān)注應(yīng)力腐蝕的復(fù)雜性（介質(zhì)、溫度、酸堿度、材質(zhì)、關(guān)注應(yīng)力腐蝕的復(fù)雜性（

60、介質(zhì)、溫度、酸堿度、材質(zhì)、 殘余應(yīng)力等）殘余應(yīng)力等） 編輯ppt壓力容器制造壓力容器制造2. 焊后焊后(消除應(yīng)力消除應(yīng)力)熱處理熱處理2.4 焊后熱處理焊后熱處理 整體整體進(jìn)爐、分段進(jìn)爐、局部、現(xiàn)場熱處理進(jìn)爐、分段進(jìn)爐、局部、現(xiàn)場熱處理 熱處理工藝要求熱處理工藝要求 進(jìn)、出爐爐溫；升、降溫速度；保溫時溫差；爐內(nèi)氣進(jìn)、出爐爐溫；升、降溫速度；保溫時溫差；爐內(nèi)氣氛。目的在于熱透；避免過大溫差應(yīng)力造成的損害氛。目的在于熱透；避免過大溫差應(yīng)力造成的損害.編輯ppt壓力容器制造壓力容器制造3. 耐壓試驗與氣密性試驗?zāi)蛪涸囼炁c氣密性試驗3.1 耐壓試驗的目的耐壓試驗的目的內(nèi)壓內(nèi)壓竣工后出廠前全面考核竣工后