壓力容器作業(yè)人員培訓(xùn)ppt3

蘇州壓力容器作業(yè)人員培訓(xùn)蘇州順通職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校胡龍/p>

第一章壓力容器基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)概述

壓力容器是許多工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的一種承壓類特種設(shè)備。隨著工業(yè)的發(fā)展，壓力容器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油、化工、機(jī)械、冶金、航空、航天及電力等行業(yè)。目前，在醫(yī)療衛(wèi)生和日常生活中也已被廣泛使用，數(shù)量在日益增加，并逐漸向容量大型化和結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。為了適應(yīng)工程上的需要，近年來(lái)，壓力容器的設(shè)備制造不斷采用新材料、新工藝和新技術(shù)。因此，壓力容器的安全可靠性問(wèn)題就顯得更為重要，更需要人們密切關(guān)注。

壓力容器的安全問(wèn)題之所以特別重要，主要是因?yàn)樗仁枪I(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、能源、軍事、科研等領(lǐng)域和日常生活中廣泛使用的設(shè)備，又是事故率高，事故后果嚴(yán)重的特種設(shè)備。一、壓力容器應(yīng)用廣泛

壓力容器是一種能承受壓力載荷的密閉容器。它的主要作用是儲(chǔ)存、運(yùn)輸有壓力的氣體或液化氣體或?yàn)檫@些流體的傳熱、分離提供一個(gè)封閉的空間或作為完成物理或著化學(xué)過(guò)程的設(shè)備。

壓力容器有各種各樣的結(jié)構(gòu)形式，從容積只有幾升的瓶或罐，到容積為上萬(wàn)立方米的球形容器或高達(dá)上百米的塔式容器。它們?cè)谏a(chǎn)和生活中得到廣泛的應(yīng)用。在化學(xué)工業(yè)中，幾乎每一個(gè)工藝過(guò)程都要用到壓力容器。在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，醫(yī)用氧艙、滅菌柜等也都很常見(jiàn)。而液化石油氣鋼瓶等壓力容器已進(jìn)入千家萬(wàn)戶，與人們的日常生活密切相關(guān)。二、壓力容器事故率高 壓力容器是一種可能引起爆炸或中毒等危害性較大事故的特種設(shè)備，當(dāng)設(shè)備發(fā)生破壞或爆炸時(shí)，設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)迅速膨脹、釋放出極大的內(nèi)能，這些能量不僅會(huì)使設(shè)備本身遭到破壞，瞬間釋放的巨大能力還將產(chǎn)生沖擊波，使周?chē)脑O(shè)施和建筑物遭到破壞，危及人民生命安全。如果設(shè)備內(nèi)盛裝易燃或有毒介質(zhì)，一旦突然發(fā)生爆炸或泄漏，將會(huì)造成惡性的連鎖反應(yīng)，后果不堪設(shè)想。它比一般通用機(jī)械設(shè)備事故率都高，所以要有更高的安全要求。

壓力容器的工作條件一般比較惡劣，因而容易發(fā)生各種事故。

1.承受一定的壓力及溫度壓力容器要承受大小不同的壓力載荷和其他載荷，有些容器要在高溫或深冷條件下工作。壓力容器內(nèi)的壓力可能因操作失誤或反應(yīng)異常而迅速升高，導(dǎo)致承壓部件超壓破裂。2.硫腐蝕、硫化氫腐蝕以及各種濃度的酸、堿、鹽腐蝕，損壞設(shè)備；有的工作介質(zhì)是易燃易爆物質(zhì)，一旦泄漏或發(fā)生燃燒、爆炸，會(huì)造成人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

3.較為復(fù)雜的局部應(yīng)力壓力容器通常都有開(kāi)孔接管及其他的不連續(xù)結(jié)構(gòu)，在這些區(qū)域內(nèi)存在著較高的應(yīng)力，在某些使用環(huán)境或載荷條件下，會(huì)導(dǎo)致承壓部件破裂。4.連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)不能得到正常檢驗(yàn)壓力容器大都是鋼制焊接結(jié)構(gòu)，其焊縫部位常隱藏著漏檢缺陷或標(biāo)準(zhǔn)允許的細(xì)微缺陷。在使用中，很多壓力容器必須連續(xù)運(yùn)行，不便停用以進(jìn)行定期檢驗(yàn)，所以常因缺陷擴(kuò)展而導(dǎo)致破裂。

在上述因素共同影響下，即使是設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)的壓力容器，在正常操作條件下也可能發(fā)生事故，更不用說(shuō)帶有設(shè)計(jì)、制造缺陷和操作不當(dāng)?shù)脑O(shè)備了。三、壓力容器事故后果嚴(yán)重 壓力容器承壓部件的斷裂破壞伴隨著介質(zhì)的能量釋放會(huì)形成爆炸，具有巨大的破壞力，不僅損壞設(shè)備本身，而且損壞周?chē)脑O(shè)備和建筑物，并常常造成人身傷亡，后果極其嚴(yán)重。造成傷害的因素主要有：

1、沖擊波傷害 壓力容器的的介質(zhì)一般是具有一定壓力的氣體、液化氣體或高溫液體，承壓部件一旦破裂，介質(zhì)就會(huì)泄壓膨脹或瞬時(shí)汽化，瞬間釋放出巨大的能量。其中大約85%的能量用以產(chǎn)生沖擊波，向周?chē)焖賯鞑?，破壞設(shè)備、建筑物，并危害人身安全。

2、設(shè)備碎片傷害 壓力容器破裂時(shí)，有些殼體可能裂成碎片并高速飛出，擊穿、撞壞設(shè)備或建筑，有時(shí)還會(huì)直接傷人。

3、介質(zhì)傷害壓力容器破裂時(shí)介質(zhì)外泄，常常造成人員燙傷、中毒、現(xiàn)場(chǎng)燃燒及二次爆炸，產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。總之，爆炸常常造成大面積、立體性的破壞和群體分割，給事故發(fā)生單位及其附近社區(qū)造成嚴(yán)重?fù)p失。

綜上所述，壓力容器應(yīng)用廣泛，工作條件惡劣，容易損壞，事故率高，且事故后果往往嚴(yán)重。因此，對(duì)壓力容器的安全問(wèn)題不能等閑對(duì)待，一定要慎之又慎，確保萬(wàn)無(wú)一失。我國(guó)把壓力容器作為一種特種設(shè)備，由國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局對(duì)其安全進(jìn)行監(jiān)督管理。

國(guó)務(wù)院頒布了《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》，把壓力容器作為特種設(shè)備中的一種，對(duì)生產(chǎn)（含設(shè)計(jì)、制造、安裝、改造、維修）、使用、檢驗(yàn)檢測(cè)及其監(jiān)督檢查等環(huán)節(jié)都做出了具體規(guī)定。對(duì)使用單位要求使用符合安全技術(shù)規(guī)范的特種設(shè)備，建立技術(shù)檔案，向特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門(mén)登記，按規(guī)定進(jìn)行定期檢驗(yàn)，持證使用；至于作業(yè)人員（含相關(guān)管理人員和操作人員），則必須經(jīng)專門(mén)的技術(shù)培訓(xùn)和考核，持證上崗，以確保壓力容器安全運(yùn)行。第二節(jié)壓力容器的基本要求

壓力容器的生產(chǎn)（含設(shè)計(jì)、制造、安裝、改造維修）和使用，必須最大限度地滿足工藝生產(chǎn)和安全規(guī)范的要求。也就是說(shuō)，壓力容器必須具備工藝要求的使用性能，安全可靠，制造與安裝簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)先進(jìn)；維修操作方便，經(jīng)濟(jì)合理。因此，壓力容器必須滿足以下要求：一、強(qiáng)度

強(qiáng)度是指容器在指定的壓力或其他外部載荷作用下，抵抗破壞（破裂或過(guò)量塑性變形）的能力。如反應(yīng)器或分離器的筒體強(qiáng)度設(shè)計(jì)不足，在壓力作用下，將產(chǎn)生過(guò)量塑性變形，以致直徑增大，壁厚減薄，最后導(dǎo)致破裂失效。

二、剛度

剛度與強(qiáng)度不同。剛度是指抵抗變形的能力。容器或容器的受壓部件雖然不會(huì)因強(qiáng)度不足而發(fā)生破裂和過(guò)量的塑性變形，但彈性變形過(guò)大也會(huì)使其喪失正常工作的能力。如壓力容器設(shè)備法蘭和接管法蘭，會(huì)因剛度不足導(dǎo)致密封泄漏，使密封結(jié)構(gòu)失效。三、穩(wěn)定性

穩(wěn)定性是指在外載荷作用下，容器保持其固有形狀不變的能力。穩(wěn)定性失效是指容器外載荷達(dá)到某一極限而形狀突然發(fā)生改變，使容器喪失工作能力。如薄壁圓筒容器在外部載荷作用下的突然壓癟或斷裂。四、耐久性

耐久性是容器使用壽命的表征。它與強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性一樣，是容器性能的重要指標(biāo)。一般壓力容器的設(shè)計(jì)使用年限為10~20年，對(duì)重要的容器可按20年考慮。當(dāng)然，容器的設(shè)計(jì)使用年限與容器的實(shí)際使用年限是不同的，如果容器維護(hù)保養(yǎng)得當(dāng)，實(shí)際使用年限可以比設(shè)計(jì)使用年限長(zhǎng)得多。壓力容器的使用年限取決于容器的疲勞壽命和腐蝕速率等。五、密封性

壓力容器的密封不僅指可拆連接處的密封，而且也包括焊接連接處的密封。對(duì)于盛裝易燃、有毒介質(zhì)的壓力容器，容器的密封性必須從嚴(yán)要求。盛裝這類介質(zhì)的容器不但需采用可靠的密封結(jié)構(gòu)，而且其制造和定期檢驗(yàn)都要提出氣密性試驗(yàn)等更高要求。

第三節(jié)壓力容器的主要技術(shù)參數(shù)

壓力容器技術(shù)參數(shù)是由工藝確定的。它是壓力容器設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、使用的重要依據(jù)。壓力容器主要技術(shù)參數(shù)為壓力、溫度、介質(zhì)、容積和壁厚。

一、壓力

壓力是壓力容器內(nèi)壁單位面積所承受的與表面垂直的作用力。又稱壓力強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱壓強(qiáng)。習(xí)慣上叫壓力。用符號(hào)“P”表示，單位為帕（Pa），常用百萬(wàn)倍數(shù)單位為兆帕（MPa)。

1、大氣壓力

大氣壓力是地球表面大氣層受地心的吸引所產(chǎn)生的重力，即所謂大氣壓。地球表面不同部位大氣層厚度是不同的，大氣層厚處，壓力就大，反之則小。高山上的大氣壓就比海平面上的小。為使計(jì)算有個(gè)統(tǒng)一基點(diǎn)，我們將海平面上，相當(dāng)于760約定毫米汞柱（mmHg）的大氣壓力稱為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，用0.1MPa表示。為計(jì)算方便，工程上稱0.098MPa為1工程大氣壓。它與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓之間的換算關(guān)系為：

1工程大氣壓=0.968標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=735.6mmHg如果以約定毫米水柱（mmH2O)來(lái)計(jì)算壓力時(shí)，其換算關(guān)系為：

9.8Pa=1mmH2O 0.098MPa=10000mmH2O=10mH2O

應(yīng)該注意的是，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、工程大氣壓、約定毫米汞柱或約定毫米水柱都是應(yīng)廢除的單位。1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=760毫米汞柱地名海拔高度（米）大氣壓力（毫米汞柱）哈爾濱146741呼和浩特1063667北京52749天津3753西寧2261581上海5753

2、絕對(duì)壓力

絕對(duì)壓力是流體相對(duì)于真空的自身實(shí)際壓力，與大氣壓無(wú)關(guān)。也就是平常壓力容器內(nèi)的實(shí)際壓力。3、表壓力

壓力表測(cè)得的壓力數(shù)值，實(shí)際上是容器內(nèi)部壓力與大氣壓的差值，通常稱為表壓。當(dāng)容器內(nèi)介質(zhì)的壓力等于大氣壓時(shí)，壓力表的指針指在零位，稱表壓為零。絕對(duì)壓力、表壓力之間的關(guān)系為：

絕對(duì)壓力=表壓力+大氣壓力

4、最高工作壓力

最高工作壓力是指在正常操作情況下，容器頂部可能出現(xiàn)的最高壓力（即不包括液體的靜壓力）。5、設(shè)計(jì)壓力

設(shè)計(jì)壓力是指在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度之下，用以確定容器殼體厚度的壓力，亦即標(biāo)注在銘牌上的容器設(shè)計(jì)壓力，其值略高于最高工作壓力.對(duì)于盛裝液化氣體的容器，在規(guī)定的系數(shù)范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)壓力應(yīng)根據(jù)操作條件下可能達(dá)到的最高溫度確定。

外壓容器的設(shè)計(jì)壓力，應(yīng)取不小于正常操作情況下可能出現(xiàn)的最大內(nèi)外壓力差。真空容器按隨外壓設(shè)計(jì)，當(dāng)裝有安全控制裝置（如真空泄放閥）時(shí)，設(shè)計(jì)壓力取1.25倍的最大內(nèi)外壓力差和0.1MPa兩者中的較小者；當(dāng)沒(méi)有安全控制裝置時(shí)，取0.1MPa。計(jì)算帶夾套部分的內(nèi)容器時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮正常操作情況下可能出現(xiàn)的內(nèi)外壓力差。

6.壓力容器的壓力來(lái)源

壓力容器的壓力來(lái)源主要有四(2)種： (1)由壓縮機(jī)或液體泵產(chǎn)生的壓力

,此時(shí)壓力容器中通過(guò)容積式壓縮機(jī)或者容積式泵使氣體或液體縮小體積，增加氣體或液體的密度來(lái)提高氣體或液體的壓力。工作介質(zhì)的壓力取決于壓縮機(jī)和泵出口的壓力的容器，如儲(chǔ)氣罐、緩沖罐、壓縮機(jī)段間分離容器等，就屬于此類情況。速度型壓縮機(jī)及泵則通過(guò)增加氣體或液體的流速，并將其動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能來(lái)提高氣體及液體的壓力.

（2）由蒸汽鍋爐、廢熱鍋產(chǎn)生的壓力此時(shí)壓力容器的工作介質(zhì)為蒸氣（如汽包、蒸汽加熱器等），其壓力取決于鍋爐蒸汽壓力或經(jīng)減壓后的蒸汽壓力。

（3）由液化氣體蒸發(fā)產(chǎn)生的壓力，這對(duì)于工作介質(zhì)為液化氣體的壓力容器，如液化氣儲(chǔ)罐、液化氣鋼瓶等。其壓力取決于儲(chǔ)存溫度下，液化氣體的飽和蒸汽壓。液化氣體類型不同、操作溫度不同，則其對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓也不同。

（4）由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的壓力，多數(shù)反應(yīng)容器中，兩種或兩種以上的化學(xué)物質(zhì)，在一定的溫度和壓力條件下，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成一種或幾種化合物。有些容器中，所進(jìn)行的則可能是分解或解聚等過(guò)程。在這些過(guò)程中，反應(yīng)物體積和溫度可能發(fā)生急劇變化，同時(shí)引起反應(yīng)器內(nèi)壓力的變化。例如聚甲醛（固體）的比容為0.7L/kg，當(dāng)它解聚變?yōu)闅鈶B(tài)甲醛時(shí)，其比容達(dá)746L/kg，體積劇增上千倍，在容器內(nèi)產(chǎn)生很高的壓力。因此，無(wú)論是介質(zhì)壓力產(chǎn)生于容器外，還是產(chǎn)生在容器內(nèi)，操作不當(dāng)都有發(fā)生事故的可能性，都存在不同的危險(xiǎn)性。二、溫度

1、介質(zhì)溫度指容器內(nèi)工作介質(zhì)的溫度，可以用測(cè)量?jī)x表測(cè)得。2、設(shè)計(jì)溫度壓力容器的設(shè)計(jì)溫度不同于其內(nèi)部介質(zhì)可能達(dá)到的溫度，是指容器在正常工作過(guò)程中，在相應(yīng)設(shè)計(jì)壓力下，器壁或元件金屬可能達(dá)到的最高或最低溫度。GB150—1998《鋼制壓力容器》對(duì)設(shè)計(jì)溫度的選取有如下規(guī)定：

3、試驗(yàn)溫度是指壓力試驗(yàn)時(shí)，容器殼體的金屬溫度。有關(guān)規(guī)程或規(guī)范規(guī)定，對(duì)容器的使用溫度和金屬壁溫要進(jìn)行控制，以免容器超溫運(yùn)行。（1）當(dāng)容器的各個(gè)部位在工作過(guò)程中可能產(chǎn)生不同溫度時(shí)，可取預(yù)計(jì)的不同溫度作為各相應(yīng)部位的設(shè)計(jì)溫度。（2）對(duì)有內(nèi)保溫的容器，應(yīng)進(jìn)行壁溫計(jì)算或以工作條件相似容器的實(shí)測(cè)壁溫作為設(shè)計(jì)溫度，并需在容器壁上設(shè)置測(cè)溫點(diǎn)或涂以超溫顯示器。值得注意的是，只有當(dāng)器壁或元件金屬的溫度低于-20℃時(shí)，才按最低溫度確定設(shè)計(jì)溫度。除此之外，設(shè)計(jì)溫度一律按最高溫度選取。4、溫度表示方法溫度的表示方法有攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)及絕對(duì)溫標(biāo)（開(kāi)氏溫標(biāo))三種。（一)攝氏溫標(biāo)。攝氏溫標(biāo)是將標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的結(jié)冰溫度定為0度，把水的沸騰溫度定為100度，兩者之間分成100格，每一格即為1度，用符號(hào)“C”來(lái)表示。（二）華氏溫標(biāo)。華氏溫標(biāo)是將在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的結(jié)冰溫度定為32度，水的沸騰溫度定為212度，兩者之間等分成180格，每格即為1度，用符號(hào)“F”表示。（三）絕對(duì)溫標(biāo)（開(kāi)氏溫標(biāo))絕對(duì)溫度的單位，符號(hào)用“K”表示，絕對(duì)溫度的0度為零下273.16攝氏度。5、三種溫標(biāo)之間的互換關(guān)系攝氏溫標(biāo)=5/9X（華氏溫標(biāo)-32）=開(kāi)氏溫標(biāo)-273.16華氏溫標(biāo)=9/5X攝氏溫標(biāo)+32=9/5（開(kāi)氏溫標(biāo)-273.16）+32開(kāi)氏溫標(biāo)-提氏溫標(biāo)+273.16=5/9（華氏溫標(biāo)-32)+273.16目前我國(guó)常用的是攝氏溫標(biāo)。

三、介質(zhì)

介質(zhì)是指壓力容器內(nèi)盛裝的物料，有液態(tài)、氣態(tài)或氣液混合態(tài)。壓力容器的安全性與其內(nèi)部盛裝的介質(zhì)密切相關(guān)，介質(zhì)性質(zhì)不同，對(duì)容器的材料、制造和使用的要求也不同。介質(zhì)易燃、易爆、有腐蝕性和毒性的容器，危險(xiǎn)性較大，因此，在使用維護(hù)中應(yīng)特別注意。

1、易燃介質(zhì)

指與空氣的混合物的爆炸下限小于10%，或爆炸上限與下限的差值大于等于20%的氣體，如氫、甲烷、乙烷、環(huán)氧乙烷、環(huán)丙烷、乙烯、丙烯等。2、毒性介質(zhì)

參照GB5044—1985《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)》的規(guī)定，將毒性介質(zhì)分為四級(jí)，具體為：

（1）I級(jí)極度危害，（在空氣中的）允許濃度小于0.1mg/m3。（2Ⅱ級(jí)高度危害，允許濃度大于等于0.1mg/m3,小于1.0mg/m3。（3）Ⅲ級(jí)中度危害，允許濃度大于等于1.0mg/m3，小于10mg/m3。（4）Ⅳ級(jí)輕度危害，允許濃度大于等于10mg/m3。如氟、氫氟酸、光氣、氟化氫、氯等為I、II級(jí)；二氧化硫、氨、一氧化碳、甲醇、氧化乙烯、硫化乙烯等為Ⅲ級(jí)；氫氧化鈉、丙酮等為Ⅳ。

3.混合物質(zhì)的介質(zhì)。壓力容器中的介質(zhì)為混合物質(zhì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的組成并按毒性程度和易燃介質(zhì)的劃分原則，由設(shè)計(jì)單位的工藝設(shè)計(jì)部門(mén)或使用單位的生產(chǎn)技術(shù)部門(mén)，判定介質(zhì)毒性程度，以及是否屬于易燃介質(zhì)。4.腐蝕介質(zhì)。硝酸、硫酸、鹽酸、環(huán)烷酸、強(qiáng)堿等具有強(qiáng)腐蝕性。介質(zhì)的腐蝕性很復(fù)雜。介質(zhì)的種類和性質(zhì)不同，加上工藝條件不同，介質(zhì)的腐蝕性也不同。

四、容積

壓力容器主要是為不同生產(chǎn)工藝提供承壓空間。容積取決于生產(chǎn)工藝的需要。決定容積大小的主要參數(shù)是直徑與長(zhǎng)度。筒體的強(qiáng)度與厚度、直徑有關(guān)而與長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。長(zhǎng)度與剛度有關(guān)。在滿足生產(chǎn)工藝的情況下，直徑小可節(jié)省材料。

壓力容器通常以其內(nèi)直徑為其準(zhǔn)。為適應(yīng)容器標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的需要，采用公稱直徑。但是，用無(wú)縫鋼管制造的圓筒形容器，直徑是指它的外徑。因?yàn)闊o(wú)縫鋼管的公稱直徑不是內(nèi)徑，而是接近內(nèi)徑而僅小于外徑的一個(gè)數(shù)值。為了方便，無(wú)縫鋼管作為容器時(shí)，選它的外徑作為容器的公稱直徑。公稱直徑是經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化后的尺寸。直徑的符號(hào)用D及數(shù)字表示，公稱直徑用符號(hào)Dg及數(shù)字表示，單位為毫米（mm)；容積用符號(hào)V及數(shù)字表示，單位為立方米（m3）。

五、壁厚

表示容器壁厚的參數(shù)常見(jiàn)的有：名義厚度、厚度附加量、計(jì)算厚度、設(shè)計(jì)厚度、有效厚度等。厚度的單位為毫米（mm）。 1、名義厚度是將設(shè)計(jì)厚度向上圓整至鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度，即是圖樣上標(biāo)注的厚度。2、厚度附加量指鋼材的厚度負(fù)偏差和腐蝕余量之和。3、計(jì)算厚度指按各計(jì)算公式計(jì)算所得的厚度（不包括厚度附加量）。4、設(shè)計(jì)厚度指計(jì)算厚度與厚度附加量之和。5、有效厚度指名義厚度減去厚度附加量。

第四節(jié)壓力容器的分類

壓力容器的形式、種類繁多，有許多種分類方法，常用的有以下幾種：

一、一般分類1、按容器承受的壓力分類

按所承受壓力的高低，壓力容器在設(shè)計(jì)時(shí)可分為低壓、中壓、高壓、超高壓四個(gè)等級(jí)。具體劃分如下：（1）低壓容器（代號(hào)L），0.1MPa≤P<1.6MPa。（2）中壓容器（代號(hào)M）,1.6MPa≤P<10MPa。（3）高壓容器（代號(hào)H），10MPa≤P<100MPa。（4）超高壓容器（代號(hào)U），P≥100MPa。

2、按殼體承壓方式分類

按殼體承壓方式不同，壓力容器可分為內(nèi)壓（殼體內(nèi)部承受介質(zhì)壓力）容器和外壓（殼體外部承受介質(zhì)壓力）容器兩大類。3、按設(shè)計(jì)溫度分類

按設(shè)計(jì)溫度（t）的高低，壓力容器可分為

低溫容器（t≤—20℃）常溫容器（—20℃＜t＜450℃）高溫容器（t≥450℃）。4、按安置形式分類

按安置形式分類，壓力容器可分為固定式容器和移動(dòng)式容器兩大類： （1）固定式容器是指有固定的安裝和使用地點(diǎn)，工藝條件和操作人員也比較固定，一般不是單獨(dú)裝設(shè)，而是用管道與其他設(shè)備相連接的容器，如合成塔、蒸球、球罐、管殼式余熱熱鍋爐、熱交換器、分離器等。（2）移動(dòng)式容器指的是儲(chǔ)運(yùn)容器，如氣瓶、汽車(chē)罐車(chē)、鐵路罐車(chē)、罐式集裝箱等，其主要用途是裝運(yùn)有壓力的氣體或液體。這類容器無(wú)固定使用地點(diǎn)，一般沒(méi)有專職的使用操作人員，使用環(huán)境經(jīng)常改變，管理比較復(fù)雜，較易發(fā)生事故。5、按生產(chǎn)工藝過(guò)程中的作用原理分類

按生產(chǎn)工藝過(guò)程中的作用原理，壓力容器可分為反應(yīng)容器、換熱容器、分離容器和儲(chǔ)運(yùn)容器。

（1）反應(yīng)容器（代號(hào)R）主要用來(lái)完成介質(zhì)的物理變化、化學(xué)反應(yīng)的容器，如反應(yīng)器、反應(yīng)釜、發(fā)生器、分解鍋、硫化罐、分解塔、聚合釜、高壓釜、合成塔、變換爐、蒸煮鍋、蒸壓釜、蒸球等。

（2）換熱容器（代號(hào)E）主要用來(lái)完成介質(zhì)熱量交換的容器，如管殼式廢熱鍋爐、熱交換器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)鍋、加熱器、硫化鍋、消毒鍋、蒸煮器、染色器等。

（3）分離容器（代號(hào)S）主要用來(lái)完成介質(zhì)的流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離等的容器，如分離器、過(guò)濾器、集油器、緩沖器、儲(chǔ)能器、洗滌器、吸收器、銅洗塔、干燥塔等。

（4）儲(chǔ)存容器（代號(hào)C，其中球形儲(chǔ)罐代號(hào)B）主要用來(lái)儲(chǔ)存盛裝氣體、液體、液化氣體等的容器，如各種形式的儲(chǔ)罐。（5）在一種容器中，如同時(shí)具有兩個(gè)以上的工藝作用原理時(shí)，應(yīng)按工藝過(guò)程中的主要作用來(lái)劃分。6、其他分類方法 （1）按容器的壁厚分，有薄壁容器（壁厚不大于容器內(nèi)徑的1/10）和厚壁容器（壁厚大于容器內(nèi)徑的1/10）。 （2）按殼體的幾何形狀分，有球形容器、圓筒形容器、箱形容器（快開(kāi)門(mén)式）錐形容器、輪胎形等）。

（3）按制造方法分，有板焊容器、鍛焊容器、鑄造容器、包扎式容器、繞帶式容器等。（4）按容器的安放形式分，有立式容器、臥式容器等。（5）按容器的殼體材料分，有金屬容器（如鋼制容器、鋁制容器、鈦制容器）、非金屬容器（如石墨制容器、玻璃鋼制容器、全塑料制容器、移動(dòng)式非金屬容器）。二、從安全監(jiān)察角度分類

1、我國(guó)壓力容器安全監(jiān)察的范圍 （1）《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》列入的壓力容器安全監(jiān)察范圍在199年6月由原國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒布的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中，將同時(shí)具備下列三個(gè)條件的容器列入壓力容器安全監(jiān)察的范圍：

1）最高工作壓力（pw）大于等于0.1MPa（不含液體靜壓力）。

2）內(nèi)直徑（非圓形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m，且容積（V）大于等于0.025m3。3）盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度大于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。（2）《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》列入的壓力容器安全監(jiān)察范圍2003年3月公布的國(guó)務(wù)院《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》列入壓力容器安全監(jiān)察的范圍：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。固定式容器移動(dòng)式容器氣瓶醫(yī)用氧艙同時(shí)滿足最高工作壓力≥0.1MPa(表壓)壓力與容積的乘積≥2.5MPa·L氣體、液化氣體和最高工作溫度≥標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體三個(gè)條件同時(shí)滿足公稱工作壓力≥0.2MPa(表壓)壓力與容積的乘積≥1.0MPa·L氣體、液化氣體和最高工作溫度≤60℃的液體三個(gè)條件壓力容器

序號(hào)介質(zhì)名稱化學(xué)式瓶色字樣字色色環(huán)1氧O2淡（酞）蘭氧黑P=20MPa白色環(huán)一道P=30MPa白色環(huán)二道2氬Ar銀灰氬深綠2氮N2黑氮淡黃3乙炔C2H2白乙炔不可近火大紅

4二氧化碳CO2鋁白液化二氧化碳黑P=20MPa黑色環(huán)一道我國(guó)部分氣瓶的瓶體涂色與介質(zhì)（依據(jù)GB7144-1999《氣瓶顏色標(biāo)志》）氧艙合成塔烘缸烘缸空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)蒸壓釜染色機(jī)染色機(jī)反應(yīng)釜染色機(jī)反應(yīng)鍋反應(yīng)釜滅菌器硫化罐換熱容器分氣缸

盛裝氣體或液體，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（Pw）大于或等于0.1MPa（表壓），且壓力與容積的乘積大于或等于2.5MPa·L的氣體或液化氣體和最高工作溫度高于或等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體的固定式容器和移動(dòng)容器；盛裝公稱工作壓力大于或等于0.2MPa，壓力與容積的乘積大于或等于1.0MPa·L的氣體、液化氣體和標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)等于或低于60℃液體的氣瓶；氧艙等。

由于《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》是后發(fā)布的法規(guī)，且又比《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》監(jiān)察范圍寬，對(duì)屬于《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》適用范圍，但不在《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》適用范圍的小型壓力容器（即直徑小于0.15m或容積小于0.025m3），根據(jù)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局2006年3月下發(fā)的《關(guān)于鍋爐壓力容器安全監(jiān)察工作有關(guān)問(wèn)題的意見(jiàn)》（質(zhì)檢辦特函[2006]144號(hào)）第一條第一款規(guī)定，小型容器不按《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》劃分類別。

2、壓力容器的類別 在《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中，將期監(jiān)察范圍的容器劃分為三類：第一類壓力容器、第二類壓力容器和第三類壓力容器。其中第三類壓力容器危險(xiǎn)性最大，故要求最嚴(yán)格。第三類壓力容器

1）高壓容器。

2）易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)且PV≥0.5MPa·m3的中壓反應(yīng)容器和PV≥10MPa·m3的中壓儲(chǔ)存容器。

3）毒性程度為極度或高度危害介質(zhì)的中壓容器和PV≥0.2MPa·m3的低壓容器。4）高壓、中壓管殼式余熱鍋爐。5）中壓搪玻璃壓力容器。6）使用強(qiáng)度級(jí)別較高（指相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限大于等于540MPa）的材料制造的壓力容器。7）移動(dòng)式壓力容器，包括鐵路罐車(chē)（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）、罐式汽車(chē)[液化氣體運(yùn)輸（半掛）車(chē)、低溫液體運(yùn)輸（半掛）車(chē)、永久氣體運(yùn)輸（半掛）車(chē)]和罐式集裝箱（介質(zhì)為液化氣體、低溫液體）等。8）球形儲(chǔ)罐（容積大于50m3）。9）低溫液體儲(chǔ)存容器（容積大于50m3）。

（2）第二類壓力容器（屬于第三類壓力容器的除外）

1）中壓容器。2）易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和儲(chǔ)存容器。3）毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的低壓容器。4）低壓管殼式余熱鍋爐。5）低壓搪玻璃壓力容器。（3）第一類壓力容器低壓容器（屬于第二類、第三類壓力容器的除外）。3、壓力容器安全狀況等級(jí)的劃分 壓力容器的安全狀況等級(jí)的劃分和評(píng)定是對(duì)在用壓力容器安全狀況的整體評(píng)定。壓力容器安全狀況共分為五個(gè)等級(jí)：1級(jí)，表示壓力容器處于最佳安全狀態(tài)；2級(jí)，表示壓力容器處于良好安全狀態(tài)；3級(jí)，表示壓力容器安全狀況一般，尚在合格范圍內(nèi)；4級(jí)，表示壓力容器處于在限制條件下監(jiān)督運(yùn)行態(tài)；5級(jí)，表示壓力容器停止使用或判廢。安全狀況等級(jí)是經(jīng)檢驗(yàn)人員檢驗(yàn)后與設(shè)備使用單位商定的。根據(jù)安全狀況等級(jí)可確定設(shè)備的下次檢驗(yàn)周期。安全狀況的等級(jí)按《鍋爐壓力容器使用登記管理辦法》附件6劃分和評(píng)定。

根據(jù)壓力容器的安全狀況，將新壓力容器劃分為1、2、3三個(gè)等級(jí)，在用壓力容器劃分為2、3、4、5四個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)劃分原則如下：（1）1級(jí)壓力容器出廠技術(shù)資料齊全；設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量符合有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求；在規(guī)定的定期檢驗(yàn)周期內(nèi)，在設(shè)計(jì)條件下能安全使用。 1）新壓力容器出廠技術(shù)資料齊全；設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量基本符合法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求，存在的某些不危及安全且難以糾正的缺陷，出廠時(shí)已取得設(shè)計(jì)單位、使用單位和使用單位所在地安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)同意；在規(guī)定的定期檢驗(yàn)周期內(nèi)，在設(shè)計(jì)規(guī)定的操作條件下能安全使用。

2）在用壓力容器技術(shù)資料基本齊全；設(shè)計(jì)制造質(zhì)量基本符合有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求；根據(jù)檢驗(yàn)報(bào)告，存在某些不危及安全且不易修復(fù)的一般性缺陷；在規(guī)定的定期檢驗(yàn)周期內(nèi)，在規(guī)定的操作條件下能安全使用。（3）3級(jí)

1）新壓力容器出廠技術(shù)資料基本齊全；主體材料、強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)基本符合有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要標(biāo)；但制造時(shí)存在的某些不符合法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題或制陷，出廠時(shí)已取得設(shè)計(jì)單位、使用單位和使用單位所在地安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)同意；在規(guī)定的定期檢驗(yàn)周期內(nèi)，在設(shè)計(jì)規(guī)定的操作條件下能安全使用。

2）在用壓力容器技術(shù)資料不夠齊全；主體材料、強(qiáng)度基本符合有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求；制造時(shí)存在的某些不符合法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題或缺陷，焊縫存在超標(biāo)的體積性缺陷，根據(jù)檢驗(yàn)報(bào)告，未發(fā)現(xiàn)缺限發(fā)展或擴(kuò)大；其檢驗(yàn)報(bào)告確定在規(guī)定的定期檢驗(yàn)周期內(nèi)，在規(guī)定的操作條件下能安全使用。

（4）4級(jí)主體材料不符合有關(guān)規(guī)定，或材料不明，或雖屬選用正確，但已有老化傾向；主體結(jié)構(gòu)有較嚴(yán)重的不符合有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的缺陷，強(qiáng)度經(jīng)校核尚能滿足要求；焊接質(zhì)量存在線性缺陷；根據(jù)檢驗(yàn)報(bào)告，未發(fā)現(xiàn)缺陷由于使用因素而發(fā)展或擴(kuò)大；使用過(guò)程中產(chǎn)生了腐蝕、磨損、損傷、變形等缺陷，其檢驗(yàn)報(bào)告確定為不能在規(guī)定的操作條件下或在正常的檢驗(yàn)周期內(nèi)安全使用。必須采取相應(yīng)措施進(jìn)行修復(fù)和處理，提高安全狀況等級(jí)，否則只能在限定的條件下短期監(jiān)控使用。

（5）5級(jí)無(wú)制造許可證的企業(yè)或無(wú)法證明原制造單位具備制造許可證的企業(yè)制造的壓力容器；缺陷嚴(yán)重、無(wú)法修復(fù)或難于修復(fù)、無(wú)返修價(jià)值和修復(fù)后仍不能保證安全使用的壓力容器，應(yīng)予以判廢，不得繼續(xù)作承壓設(shè)備使用。需要說(shuō)明的是：安全狀況等級(jí)中所述缺陷，是制造該壓力容器最終存在的狀態(tài)。如缺陷已消除，則以消除后的狀態(tài)，確定該壓力容器的安全狀況等級(jí)。

技術(shù)資料不全的，按有關(guān)規(guī)定由原制造單位或檢驗(yàn)單位經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)驗(yàn)證后補(bǔ)全技術(shù)資料，并能在檢驗(yàn)報(bào)告中得出結(jié)論的，則可按技術(shù)資料基本齊全對(duì)待。無(wú)法確定制造單位具備制造資格的，不得通過(guò)檢驗(yàn)驗(yàn)證補(bǔ)充技術(shù)資料。安全狀況等級(jí)中所述問(wèn)題與缺陷，只要確認(rèn)其具備最嚴(yán)重之一者，便可按其性質(zhì)確定該壓力容器的安全狀況等級(jí)。

2023/1/1273低壓容器中壓容器高壓容器0.1MPa≤P＜1.6MPa1.6MPa≤P＜10MPa10MPa≤P＜100MPaESCRESCRESCR介質(zhì)毒性輕度Ⅰ類容器Ⅱ類容器

Ⅲ類容器中易度或燃

高度極度低壓管殼式余熱鍋爐搪玻璃容器

第五節(jié)壓力容器常用鋼材

制造壓力容器的材料種類較多，有金屬材料和非金屬材料。金屬材料分黑色金屬和有色金屬等。目前，絕大多數(shù)的壓力容器是金屬材料的。應(yīng)用最多的材料是碳素鋼和合金鋼。

（1）壓力容器是在承壓狀態(tài)下工作的，有些同時(shí)還要承受高溫或腐蝕介質(zhì)的作用，因此工作條件較差，易發(fā)生變形、腐蝕和疲勞等損壞。（2）在制造壓力容器時(shí)，為了獲得所需的幾何形狀，鋼材還需進(jìn)行彎卷、沖壓、焊接等冷熱成形加工。加工可能產(chǎn)生殘余應(yīng)力及缺陷。由于這些原因，壓力容器要比其他一般的機(jī)械設(shè)備容易損壞。為了保證壓力容器全運(yùn)行，正確選用鋼材是很重要的。選用鋼材的要求 用來(lái)制造壓力容器的鋼材應(yīng)能適應(yīng)容器的操作條件（如溫度、壓力、介質(zhì)特性等），并有利于容器的加工制造和質(zhì)量保證。具體選用時(shí)，重點(diǎn)應(yīng)考慮鋼材的力學(xué)性能、工藝性能和耐腐蝕性能。

1、力學(xué)性能（機(jī)械性能）

用來(lái)制造壓力容器的鋼材主要強(qiáng)調(diào)其強(qiáng)度、塑性、韌性和硬度四個(gè)性能指標(biāo)。 （1）材料的強(qiáng)度

強(qiáng)度是指材料承受外力作用而不被破壞的能力。強(qiáng)度指標(biāo)是設(shè)計(jì)中決定許用應(yīng)力的重要依據(jù)。常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。高溫下工作時(shí)，還要考慮蠕變極限和持久強(qiáng)度。這些強(qiáng)度參數(shù)都是通過(guò)試驗(yàn)得出的。

屈服強(qiáng)度指鋼材在開(kāi)始塑性變形時(shí)單位面積上所承受的拉力。這個(gè)指標(biāo)表示鋼材抵抗塑性變形的能力。實(shí)際上許多材料的拉伸曲線不出現(xiàn)明顯的塑性平臺(tái)，不能明顯地確定出屈服點(diǎn)，所以用其變形量為0.2%時(shí)的應(yīng)力表示屈服強(qiáng)度值。抗拉強(qiáng)度指材料在拉斷之前單位面積上所能承受的最大拉力，是材料承載能力的極限。這個(gè)指標(biāo)表示鋼材抵抗斷裂的能力。蠕變極限反映材料在高溫下的變形問(wèn)題。它是指在一定溫度下，產(chǎn)生10-7mm/（mm·h）蠕變速度的應(yīng)力值。即在該溫度下經(jīng)過(guò)100000h（約12年）產(chǎn)生1%總變形的應(yīng)力值。

2、金屬材料進(jìn)行拉伸時(shí)的五個(gè)階段a、彈性變形階段—是指在拉伸初期在外力作用下，金屬發(fā)生變形，當(dāng)外力去掉后材料恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)的過(guò)程。b、微量塑性變形階段—在彈性階段時(shí)拉力機(jī)繼續(xù)加力后，當(dāng)外力去掉后，材料沒(méi)有恢復(fù)原有狀態(tài)保留部分永久變形過(guò)程。c、屈服階段—試件繼續(xù)被拉伸到外力不增加或增加很少時(shí)，試件變形大量產(chǎn)生的現(xiàn)象。d、大量塑性變形階段—繼續(xù)加力則試件將大量變形的過(guò)程。

e、頸縮階段—隨著外力增加，試件的變形量繼續(xù)增加，這樣在試件的局部地區(qū)截面迅速減小，即產(chǎn)生了縮頸現(xiàn)象。與此同時(shí)試件抵抗外力的能力下降，最后發(fā)生斷裂。對(duì)應(yīng)斷裂時(shí)的外力即稱為該材料的抗拉強(qiáng)度。

3、金屬材料強(qiáng)度的衡量指標(biāo)根據(jù)試件拉伸圖上各特殊點(diǎn)的外力與截面的關(guān)系，可以測(cè)得材料的強(qiáng)度指標(biāo)。強(qiáng)度—是指材料抵抗塑性變形或斷裂的抗力。應(yīng)力—是指材料單位面積上的抗力。A、比例極限—材料承受外力與變形成正比時(shí)的最大應(yīng)力。B、彈性極限—材料在外力作用下產(chǎn)生彈性變形時(shí)所能承受的最大應(yīng)力。C、屈服強(qiáng)度—材料產(chǎn)生屈服時(shí)的最小應(yīng)力。D、抗拉強(qiáng)度—材料抵抗最大外力時(shí)的最大應(yīng)力。4.金屬材料的硬度指標(biāo)硬度是衡量金屬材料軟硬的一個(gè)指標(biāo)。

硬度—是材料表面抵抗硬物壓入時(shí)所引起塑性變形的抗力。硬度的測(cè)試方法有布氏、洛氏、維氏和肖氏等，常用的有布氏和洛氏兩種。

5、金屬?zèng)_擊韌性指標(biāo)機(jī)械設(shè)備在使用中，往往要受到?jīng)_擊載荷的作用。為避免設(shè)備發(fā)生破壞，鍋爐壓力容器在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)可能發(fā)生低溫作用的材料要進(jìn)行沖擊韌性試驗(yàn)。所謂沖擊載荷就是以很大的速度作用于設(shè)備零件上的負(fù)荷。在低溫下，鋼材的沖擊韌性顯著降低，處于脆性狀態(tài)，即稱為鋼的冷脆現(xiàn)象，它在實(shí)用上有很大的意義。尤其是在寒冷地區(qū)和低溫下工作的鋼件。

為此，一般在較低溫度下工作的金屬材料都要求做沖擊韌性指標(biāo)測(cè)試，以確定材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度。材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度范圍因鋼種、顯微組織、試驗(yàn)條件等的不同而有很大的變動(dòng)，脆性轉(zhuǎn)變溫度范圍越低的金屬，越能在低溫下承受沖擊載荷。

持久強(qiáng)度反映材料在高溫下的斷裂性能，它是指在一定溫度下經(jīng)過(guò)規(guī)定的工作期限（約100000h）后產(chǎn)生斷裂時(shí)的應(yīng)力值。常作為設(shè)計(jì)高溫元件的依據(jù)。（2）塑性

塑性指金屬材料在外力作用下產(chǎn)生不能恢復(fù)原狀的永久變形而又不破裂的能力。塑性用延伸率和斷面收縮率來(lái)表示。塑性指標(biāo)包括：延伸率，即試樣拉斷后的相對(duì)伸長(zhǎng)量；斷面收縮率，即試樣拉斷后，拉斷處橫截面積的相對(duì)縮小量。1）延伸率

指試樣在拉斷后的總伸長(zhǎng)量與試樣原長(zhǎng)比值的百分率，表明鋼材被拉斷時(shí)的拉長(zhǎng)強(qiáng)度，由于總伸長(zhǎng)量是均勻伸長(zhǎng)和產(chǎn)生局部縮頸后伸長(zhǎng)之和。

2）斷面收縮率

斷面收縮率指試樣在拉斷后的斷口面積的縮小同原斷面面積比值的百分率，表明鋼材被拉斷時(shí)拉細(xì)的程度。

3）韌性

是指金屬材料抵抗沖擊載荷的能力。韌性常用沖擊功和沖擊韌度表示。沖擊功值或沖擊韌度值除反映出材料的抗沖擊性能外，還對(duì)材料的一些缺陷很敏感，能靈敏地反映出材料的品質(zhì)、宏觀缺陷和顯微組織方面的微小變化。而且對(duì)材料的脆性轉(zhuǎn)變情況十分敏感，低溫沖擊試驗(yàn)?zāi)軝z驗(yàn)鋼的冷脆性。 表示材料韌性的一個(gè)新的指標(biāo)是斷裂韌性，它是反映材料對(duì)裂紋擴(kuò)展的抵抗能力。

4）硬度

是衡量材料軟硬程度的一個(gè)性能指標(biāo)，是表征材料抗局部變形的能力。硬度試驗(yàn)的方法較多，原理也不相同，測(cè)得的硬度值和含義也不完全一樣。最常用的是靜負(fù)荷壓入法硬度試驗(yàn)，即布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA，HRB，HRC）、維氏硬度（HV），其值表示材料表面抵抗堅(jiān)硬物體壓入的能力。而肖氏硬度（HS）則屬于回跳法硬度試驗(yàn)，其值代表金屬?gòu)椥宰冃喂Φ拇笮　Ｒ虼?，硬度不是一個(gè)單純的物理量，而是一種反映材料的彈性、塑性、強(qiáng)度和韌性的綜合性能指標(biāo)。材料力學(xué)性能的各因素是相互聯(lián)系又相互制約的。有些材料硬度較高，但它的伸長(zhǎng)率及沖擊韌性卻很低。因此，選材時(shí)不能只看其單一的性能指標(biāo)，而應(yīng)對(duì)材料力學(xué)性能的諸因素做全面分析。

2、工藝性能

工藝性能是材料的冷塑性與焊接性能的統(tǒng)稱。壓力容器大多是先用鋼板卷制或沖壓成形，然后進(jìn)行焊接而成。因此，要求制造壓力容器的材料具有良好的冷塑性與焊接性能。冷塑性一般可以由上述力學(xué)性能中的塑性指標(biāo)得到保證。焊接性能是工藝性能中的主要控制指標(biāo)。鋼的焊接性能或稱可焊性，是指鋼材是否具有在規(guī)定的焊接工藝條件下獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的焊接接頭的性能。鋼的可焊性主要取決于它的化學(xué)組成，其中含碳量影響最大。含碳量增加，塑性下降，焊接后內(nèi)應(yīng)力較大，易產(chǎn)生焊接裂紋，而裂紋是壓力容器中不允許存在的、最危險(xiǎn)的缺陷。

3、耐腐蝕性能

耐腐蝕性能指材料在使用條件下抵抗工作介質(zhì)腐蝕的能力。由于壓力容器的使用條件大多比較惡劣，介質(zhì)大多具有腐蝕性，再加上溫度、壓力等因素的影響，可能造成腐蝕加劇，所以要求壓力容器的制造材料具有一定的耐腐蝕性能。二、鋼材的分類及鋼號(hào)表示方法

1、鋼材的分類鋼材可按其化學(xué)組成、品質(zhì)、冶煉方法、組織和用途等，來(lái)進(jìn)行分類。常用的分類方法如圖1-3所示。

2、我國(guó)鋼號(hào)表示方法

我國(guó)鋼號(hào)表示方法是采用國(guó)際化學(xué)符號(hào)和漢語(yǔ)拼音字母并用的原則，即鋼號(hào)中的化學(xué)元素采用國(guó)際化學(xué)符號(hào)或漢字表示。產(chǎn)品名稱、用途、冶煉和澆注方法以漢語(yǔ)拼音的縮寫(xiě)字母表示。詳見(jiàn)表1-2、表1-3。

高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼“A”標(biāo)在鋼號(hào)的尾部；甲類鋼“A”標(biāo)在鋼號(hào)的冠首。三、壓力容器常用鋼種及其使用范圍

1.碳素鋼 含碳量小于2.06%的鐵碳合金為碳素鋼。低碳鋼（C≤0.25%）具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和塑性，工藝性能良好，價(jià)格低廉，因而被廣泛用來(lái)制造一般的中、低壓容器。常用的低碳鋼有Q235系列鋼、20g鋼等。Q235系列鋼有Q235—AF、Q235—A、Q235—B、Q235—C四個(gè)牌號(hào)，其使用范圍見(jiàn)表1—4。

20g是一種鍋爐用鋼，其鋼板與優(yōu)質(zhì)碳素鋼的性能基本相同，含硫量等低于普通碳素鋼，具有較高的強(qiáng)度。使用溫度-20~475℃，常用來(lái)制造溫度較高的中、低壓容器。

鋼號(hào)設(shè)計(jì)壓力P（MPa）使用溫度T（℃）殼體厚度δ（mm）使用場(chǎng)合Q235-AF≤0.60~250≤12不得用于盛裝易燃爆，毒性為中度、高度或極度危害介質(zhì)的壓力容器Q235-A≤1.00~350≤16不得用于盛裝液化石油氣、毒性為高度或極度危害介質(zhì)的壓力容器Q235-B≤1.60~350≤20不得用于盛裝毒性為高度度危害介質(zhì)的壓力容器Q235-C≤2.50~350≤32

2.普通低合金鋼普通低碳鋼添加少量合金元素即成，其力學(xué)性能和工藝性能都較好。制造壓力容器常用的普通低合金鋼是（16MnR比Q235鋼多含約1%的錳，但強(qiáng)度卻高得多），用這種鋼板制造的容器比一般碳鋼質(zhì)量輕約30%~40%，使用溫度為-20~475℃。此外，根據(jù)我國(guó)資源情況發(fā)展起來(lái)的低合金鋼，如15MnVR、18MnMoNbR鋼等常用于制造常溫中低壓容器。

3、特殊條件下使用的容器用鋼（1）低溫（＜—20℃）容器用鋼要求在最低使用溫度下仍具有較好的韌性，以防止容器在運(yùn)行中產(chǎn)生脆性破裂。深冷容器常采用高合金鋼制造，如0Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti鋼，其使用溫度下限為-196℃。一般低溫容器常用錳鋼及錳釩鋼制造，如16MnDR、09Mn2VDR鋼等，其下限使用溫度分別為-40℃和-70℃。16MnR鋼板用于低溫時(shí)，需要做低溫沖擊試驗(yàn)，如能保證鋼板在-40℃下的沖擊韌度aK≥34.3J/cm2，則可用到-40℃以上，此時(shí)可寫(xiě)成16MnDR。

（2）高溫容器用鋼使用溫度在400~500℃范圍內(nèi)的容器，一般可選用錳釩鋼、錳鉬鋼等低合金鋼，如15MnVR、14MnMoVg等；使用溫度為500~600℃時(shí)，可選用鉻鉬低合金鋼，如15CrMo、12Cr2Mo1等；使用溫度為600~700℃時(shí)，則可選用鎳鉻高合金鋼，如0Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti鋼等。 （3）抗氫腐蝕用鋼根據(jù)國(guó)內(nèi)外的使用經(jīng)驗(yàn)，工作壓力為30MPa、介質(zhì)含氫的壓力容器，可以根據(jù)不同的使用溫度選用下列一些鋼材，在低于200℃時(shí)可用優(yōu)質(zhì)碳素鋼，如10鋼；低于350℃時(shí)可用低合金鋼，如15Mo、30Mo鋼；低于450℃時(shí)可用鉻鉬鋁合金鋼，如Cr6Mo鋼。在更高溫度下使用時(shí)，可選用含釩量0.5%的鉻鉬合金鋼。 壓力容器常用的鋼種很多，上面所列舉的鋼種僅是其中常用的一部分。

第六節(jié)壓力容器常用非金屬材料

目前，我國(guó)大多數(shù)的壓力容器材料采用鋼制的，但是由于壓力容器某些工藝的需要，以及價(jià)格低的特點(diǎn)，鑄鐵制壓力容器和非金屬制壓力容器也有很多。常用的非金屬材料主要有石墨、纖維增強(qiáng)熱固性樹(shù)脂（以下簡(jiǎn)稱玻璃鋼）、塑料等。一、非金屬壓力容器材料的要求用于制造非金屬壓力容器的材料，應(yīng)當(dāng)符合相應(yīng)安全技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，滿足非金屬壓力容器安全使用要求。具體的要求如下。

1、石墨制壓力容器材料石墨制壓力容器受壓元件的材料包括石墨材料和金屬材料。其中，炭石墨材料（簡(jiǎn)稱石墨材料）包括浸漬石墨材料、壓型石墨材料、復(fù)合炭一石墨材料和復(fù)合石墨材料。這些材料應(yīng)分別符合以下要求： （1）石墨材料質(zhì)量應(yīng)當(dāng)符合《非金屬壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，配套的承壓金屬材料質(zhì)量應(yīng)符合《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（2）浸漬石墨材料中的基體材料，以最終成型的溫度區(qū)分，分為碳質(zhì)材料、石墨質(zhì)材料和半石墨質(zhì)材料。在其材料產(chǎn)品說(shuō)明中，應(yīng)明確注明基體材料的供貨狀態(tài)。（3）不同供貨狀態(tài)的浸漬石墨材料其力學(xué)性能應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。未經(jīng)設(shè)計(jì)和使用單位的同意，不得使用碳質(zhì)材料地石墨質(zhì)村料制造換熱元件。

（4）壓型石墨材料包括擠壓、模壓、等靜壓和振動(dòng)成型石墨材料。用于換熱管時(shí)，因成型工藝和后處理溫度不同而被分為不同的級(jí)別，其力學(xué)性能應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（5）用于換熱器受壓元件的石墨材料，必要時(shí)應(yīng)增加復(fù)驗(yàn)熱導(dǎo)率、電阻率、膨脹系數(shù)和滲透性等性能。（6）作為質(zhì)量控制的一部分，非金屬壓力容器制造單位應(yīng)保存所使用的浸漬劑和黏結(jié)劑的有關(guān)文件，主要包括合格證、標(biāo)記，及有關(guān)生產(chǎn)批次、生產(chǎn)日期和儲(chǔ)存期的文件。2、玻璃鋼制壓力容器材料 （1）用于玻璃鋼壓力容器的主體纖維，應(yīng)采用以下材料：

1）用于纖維及其制品。

2）碳纖維或石墨纖維及其制品。

3）聚酰胺纖維。

4）其他纖維和制品。（2）纖維及其制品應(yīng)符合相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，并提供有效的證明文件。玻璃鋼壓力容器制造單位應(yīng)妥善保管和儲(chǔ)存纖維及其制品。（3）用于玻璃鋼壓力容器的樹(shù)脂應(yīng)采用以下材料，并應(yīng)符合相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

1）不飽和聚酯樹(shù)脂。

2）環(huán)氧樹(shù)脂。

3）呋喃或酚醛樹(shù)脂。

4）其他樹(shù)脂。

（4）非金屬壓力容器制造單位應(yīng)保存所使用的樹(shù)脂和固化劑的有關(guān)文件，主要包括合格證、標(biāo)記、生產(chǎn)批次、生產(chǎn)日期和儲(chǔ)存期。（5）用于制造玻璃鋼壓力容器的樹(shù)脂，應(yīng)增加復(fù)驗(yàn)熱變形溫度。3、塑料制壓力容器材料（1）全塑料壓力容器材料可采用以下材料：1）硬聚氯乙稀。

2）改性聚丙烯。

3）聚烯烴。

（2）全塑料壓力容器材料應(yīng)符合HG20640—1997《塑料設(shè)備》中的相關(guān)規(guī)定，并提供有效的材料質(zhì)量證明文件。 （3）全塑料壓力容器所用硬質(zhì)聚氯乙烯層壓板須選用GB/T4454—1996《硬持聚氯乙烯層壓板材》中的A類板材。 （4）材料使用前，若有如下情況，應(yīng)按相應(yīng)材料標(biāo)準(zhǔn)重新檢驗(yàn)，合格后方能使用，并保存相應(yīng)的試驗(yàn)記錄和報(bào)告。

1）存放時(shí)間不清的材料。

2）發(fā)現(xiàn)因儲(chǔ)存不當(dāng)造成性能變化的材料。 二、非金屬壓力容器材料的性質(zhì)及應(yīng)用情況

1、石墨

（1）性質(zhì)石墨是碳的結(jié)晶體，是一種非金屬材料，色澤銀灰，質(zhì)軟，具有金屬光澤。莫氏硬度為1~2，相對(duì)密度2.2~2.3。石墨的熔點(diǎn)極高，在真空下到3000℃時(shí)才開(kāi)始軟化并趨向熔融狀態(tài)。當(dāng)溫度達(dá)到3600℃時(shí)，石墨在加熱到2000℃時(shí)，其強(qiáng)度反而較常溫時(shí)提高一倍。但石墨的耐氧化性能差，隨著溫度的提高氧化速度逐漸增加。 石墨的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率是相當(dāng)高的。其電導(dǎo)率比不銹鋼高4倍，比碳素鋼高2倍，比一般的非金屬高100倍。其熱導(dǎo)率，不僅超過(guò)鋼、鐵、鉛等金屬材料，而且隨溫度升高熱導(dǎo)率降低，這和一般金屬材料不同，在極高的溫度下，石墨甚至趨于絕熱狀態(tài)。因此，在超高溫條件下，石墨的隔熱性能是很可靠的。

石墨具有良好的潤(rùn)滑性和可塑性，摩擦因數(shù)小于0.1，可制成透氣透光薄片，高強(qiáng)度的石墨硬度很大，用金剛石刀具都難以加工。石墨具有化學(xué)穩(wěn)定性，能耐酸、耐堿、耐有機(jī)溶劑的腐蝕。由于石墨有以上優(yōu)良性能，在現(xiàn)代工業(yè)中用途日益廣泛。（2）應(yīng)用石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)特殊加工的石墨，具有耐腐蝕、熱導(dǎo)性好、滲透率低等特點(diǎn)，大量用于制作熱交換器、反應(yīng)槽、凝縮器、燃燒塔、吸引塔、冷卻器、加熱器、過(guò)濾器等設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油化工、濕法冶金、酸堿生產(chǎn)、合成纖維、造紙等工業(yè)部門(mén)，可節(jié)省大量的金屬材料。

2、玻璃鋼 （1）性質(zhì)玻璃鋼，是國(guó)內(nèi)人習(xí)慣上的稱呼，標(biāo)準(zhǔn)名稱應(yīng)為纖維增強(qiáng)熱固性樹(shù)脂。它是以合成樹(shù)脂為基體材料，以玻璃纖維及其制品為增強(qiáng)材料組成的復(fù)合材料。主要原料是：玻璃纖維、樹(shù)脂及輔材。玻璃纖維是增強(qiáng)材料，該材料是決定玻璃鋼性能的主要因素。最常用的玻璃纖維是無(wú)堿纖維和中堿纖維。中堿纖維幾乎所有的性能都比無(wú)堿纖維差，但耐酸性較無(wú)堿纖維好，價(jià)格也較低。玻璃纖維制品主要有：玻璃纖維、玻璃纖維氈、連續(xù)氈、表面氈、針織氈、復(fù)合氈、玻璃纖維布、玻璃纖維帶等。

樹(shù)脂是基體材料，根據(jù)各種不同產(chǎn)品的特殊要求，可選擇不同的樹(shù)脂。常用的有不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、乙烯基酯樹(shù)脂。不飽和聚酯樹(shù)脂的黏度小、浸潤(rùn)性好、氣泡容易排除、凝膠時(shí)間可根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)控制、工藝性能最好、價(jià)格也相對(duì)較低，故雖然強(qiáng)度比環(huán)氧樹(shù)脂低些，固化收縮率也較大，但仍得到廣泛應(yīng)用。環(huán)氧樹(shù)脂黏結(jié)力強(qiáng)，用于較高強(qiáng)度的玻璃鋼制品。但黏度高、工藝性能差、價(jià)格也較貴。乙烯基脂樹(shù)脂主要因其有優(yōu)越的耐腐蝕性和耐溫性，在防腐領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其他還有酚醛樹(shù)脂、呋喃樹(shù)脂及其他一些高性能樹(shù)脂。酚醛樹(shù)脂囿其有優(yōu)越的阻燃性，近來(lái)受到廣泛重視。

主要輔料：脫模劑、固化劑、催化劑、封模劑、UY光穩(wěn)定劑、潔模水、膠衣等。（2）應(yīng)用由于玻璃鋼耐酸、堿，抗化學(xué)腐蝕，與同規(guī)格的鋼制容器相比，具有同樣強(qiáng)度，質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)，目前大量應(yīng)用于儲(chǔ)罐、運(yùn)輸罐、反應(yīng)罐、設(shè)備罐、換熱器、蒸餾塔、吸收塔、提濃塔、分離器、離子交換器等。

3、塑料（1）性質(zhì)聚合物，又稱為高分子或巨分子，也是我們通常所稱的塑料樹(shù)脂。所謂塑料，其實(shí)是合成樹(shù)脂中的一種，形狀跟天然樹(shù)脂中的松樹(shù)脂相似，但因經(jīng)過(guò)化學(xué)方法來(lái)合成，而被稱為塑料。它是一種以高分子量有機(jī)物質(zhì)為主要成分的材料，在加工完成時(shí)呈現(xiàn)固態(tài)形狀。

在制造以及加工過(guò)程中，可以借流動(dòng)來(lái)造型。熱固性塑料經(jīng)加熱后，分子會(huì)結(jié)合成網(wǎng)狀形態(tài)。一旦結(jié)合成網(wǎng)狀聚合體，即使再加熱也不會(huì)軟化，顯示出所謂的非可逆變化。這是分子構(gòu)造發(fā)生變化（化學(xué)變化）所致。熱塑性塑料是在加熱后會(huì)熔化，可流動(dòng)至模具冷卻后成型，再加熱后又會(huì)熔化的塑料，即可運(yùn)用加熱及冷卻，使其產(chǎn)生可逆變化（液態(tài)、固態(tài)）。熱塑性塑料又可再分為通用塑料、通用工程塑料、高性能工程塑料等三類。（2）應(yīng)用由于塑料具有耐磨損、耐腐蝕、隔熱及便于維修等特點(diǎn)，所以常用于一些反應(yīng)釜、電解槽、儲(chǔ)罐等。

第七節(jié)、珠光體球化

是指鋼材長(zhǎng)期在高溫、應(yīng)力作用下，其組織結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)生珠光體中的滲碳體由表面能較高的片狀轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻婺茌^低的球狀的現(xiàn)象。金屬材料發(fā)生珠光體球化在輕度時(shí)，對(duì)金屬材料的室溫機(jī)械性能和高溫的蠕變極限和持久強(qiáng)度影響不大。但是，嚴(yán)重的珠光體球化可使金屬材料的室溫機(jī)械性能和高溫的金屬材料蠕變極限和持久強(qiáng)度明顯下降。因此，對(duì)運(yùn)行中已經(jīng)出現(xiàn)球化現(xiàn)象的金屬材料應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督。a、珠光體球化對(duì)金屬材料的室溫機(jī)械性的影響。珠光體球化會(huì)使材料的室溫強(qiáng)度（屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度）將低，在中等程度球化的情況下，將使低碳鋼和低碳鉬鋼的強(qiáng)度指標(biāo)降低10%~15%；而在嚴(yán)重球化時(shí)，使其強(qiáng)度值降低約20%~30%。

一般來(lái)講珠光體的球化過(guò)程就是碳化物的擴(kuò)散過(guò)程，因此，在球化過(guò)程進(jìn)行的同時(shí)，碳化物在鋼中的分布也將發(fā)生變化。因?yàn)榫Я＞Ы缟系臄U(kuò)散速度較大，所以球化現(xiàn)象總是在晶界處發(fā)生。當(dāng)碳化物沿晶界呈鏈狀分布，則會(huì)使低碳鋼和低碳鉬鋼的室溫沖擊韌性顯著降低。b、珠光體球化對(duì)金屬材料高溫機(jī)械性能的影響珠光體球化會(huì)使金屬材料的蠕變極限和持久強(qiáng)度明顯下降。如：0.5鉬鋼在溫度為482℃時(shí)試驗(yàn)得出蠕變極限降低46%；持久強(qiáng)度降低52%。由此可見(jiàn)，珠光體球化對(duì)金屬材料高溫強(qiáng)度的影響是很大的，它加速了高溫承壓元件在使用過(guò)程中的蠕變速度，減少了工作壽命，導(dǎo)致鋼材在高溫和應(yīng)力的作用下的加速破壞。

c、影響珠光體球化的因素根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出影響珠光體球化的因素主要有：溫度、時(shí)間、化學(xué)成分和金屬組織的晶粒度及冷加工程度。溫度—由于珠光體的球化和碳化物的聚集是基于擴(kuò)散的一種過(guò)程，因此溫度對(duì)球化過(guò)程必然有很大的影響。在其他條件的情況下，溫度升高球化所需的時(shí)間就會(huì)明顯減少。如：低碳鋼在454℃時(shí)，完全球化所需的時(shí)間是500000小時(shí)；但在482℃時(shí)，僅需90000小時(shí)。即所需時(shí)間下降5倍多。

時(shí)間—在相同的工作條件下，時(shí)間與球化進(jìn)程是成正比的，即時(shí)間越長(zhǎng)球化程度越嚴(yán)重?；瘜W(xué)成分—單純的碳鋼最易發(fā)生球化，若在鋼中加入鉬、鉻、釩、鈮等合金元素均能使珠光體穩(wěn)定性提高而不易球化。晶粒度及冷加工程度—在化學(xué)成分與溫度相同的情況下，球化速度與晶粒度和冷加工塑性變形度有關(guān)。例如：0.5鉬鋼在500℃下球化所需時(shí)間為：粗晶粒鋼—24000h.細(xì)晶粒鋼—16000h.冷加工變形度大的鋼—5000h

下圖為亞共析鋼在不同倍數(shù)顯微鏡下的晶體組織，黑色的為珠光體組織，白色的是鐵素體組織。

珠光體球化級(jí)別一般分為六級(jí)，

第一級(jí)為金屬組織未發(fā)生球化。第二級(jí)為金屬組織有傾向性球化。第三極為金屬組織已經(jīng)輕度球化。第四級(jí)為金屬組織已經(jīng)中度球化。第五級(jí)為金屬組織已經(jīng)完全球化。第六級(jí)為金屬組織已經(jīng)嚴(yán)重球化。

珠光體球化后的處理方法：

已經(jīng)發(fā)生球化的鋼材可以采用熱處理的方法使之恢復(fù)原來(lái)的組織。即將已經(jīng)發(fā)生球化的珠光體鋼材加熱到完全變成奧氏體組織的溫度（略高于900℃），保溫一定時(shí)間（約1小時(shí)左右），由于相變與再結(jié)晶，在冷卻后可得到原來(lái)的組織，從而消除了球化現(xiàn)象。D、石墨化通常碳鋼約在427℃以上，1/2鉬鋼約在480℃以上時(shí)，在高溫和應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，碳鋼和含鉬鋼中的滲碳體分解為鐵和游離的石墨的現(xiàn)象稱為石墨化。石墨化現(xiàn)象一般來(lái)講是珠光體球化的繼續(xù)，它最有可能發(fā)生在焊縫的熱影響區(qū)，在金屬組織內(nèi)部形成鏈狀石墨帶，使金屬的持久強(qiáng)度明顯下降。

石墨化的分級(jí)

第一級(jí)——石墨化現(xiàn)象不明顯。第二級(jí)——已經(jīng)有明顯的石墨化。第三極——已經(jīng)是嚴(yán)重的石墨化。第四級(jí)——已經(jīng)是很?chē)?yán)重的石墨化。

石墨化現(xiàn)象只出現(xiàn)在高溫下，但是溫度過(guò)高（約700℃時(shí)）非但不出現(xiàn)石墨化現(xiàn)象，反而使已經(jīng)生成的石墨與鐵化合成滲碳體。

E、金屬材料的高溫氧化容器一些元件與高溫?zé)煔夂推约耙恍└g介質(zhì)，在長(zhǎng)期接觸過(guò)程中，金屬表面不斷受到各種侵蝕，使金屬壁產(chǎn)生不同程度的腐蝕減薄的現(xiàn)象即為金屬材料的高溫氧化。金屬材料的高溫氧化過(guò)程，是金屬材料與氧化性氣體介質(zhì)進(jìn)行的化學(xué)作用，是金屬材料化學(xué)腐蝕的一種特殊形式。一般采用抗氧化的方法是一方面增加壁厚附加量；另一方面是選擇鋼材時(shí)選用高級(jí)別抗氧化鋼材。

第八節(jié)壓力容器應(yīng)力及其對(duì)安全性的影響

組裝或焊接后的壓力容器，其結(jié)構(gòu)的不連續(xù)處會(huì)留有較大的應(yīng)力。在運(yùn)行過(guò)程中，由于承受各種形式的載荷以及溫差等原因，都會(huì)使容器的器壁產(chǎn)生整體的或局部的變形，并相應(yīng)的產(chǎn)生各種應(yīng)力。一、應(yīng)力與壓力應(yīng)力是由壓力產(chǎn)生的，是構(gòu)件截面單位面積上的附加內(nèi)力，應(yīng)力的單位是Pa，其常用倍數(shù)單位是MPa。應(yīng)力和壓力雖然量綱相同，有時(shí)數(shù)值也相等（如一塊板承受均勻壓力作用，則板內(nèi)產(chǎn)生的壓應(yīng)力恰好等于壓力的值），但這是兩個(gè)不同的概念。壓力是垂直作用于物體表面單位面積上的力，對(duì)承載構(gòu)件來(lái)講，它是外力，而應(yīng)力是由于外力的作用，在構(gòu)件內(nèi)引起的單位面積上的附加內(nèi)力。

二、壓力容器的應(yīng)力

1、薄膜應(yīng)力由于容器內(nèi)操作壓力的作用以及容器承受自重、風(fēng)、地震等載荷，在容器器壁上產(chǎn)生的應(yīng)力。對(duì)于壓力容器各種受壓元件的薄膜應(yīng)力，（也稱均勻應(yīng)力）。2、溫差應(yīng)力金屬材料具有熱脹冷縮的特性。在升溫或降溫過(guò)程中，容器的熱脹冷縮受到約束時(shí)，容器器壁上就會(huì)出現(xiàn)溫差應(yīng)力。溫差越大，出現(xiàn)的溫差應(yīng)力越大。3、局部應(yīng)力這是產(chǎn)生于壓力容器局部部位的應(yīng)力。主要來(lái)自：

（1）壓力容器中某些結(jié)構(gòu)不連續(xù)部位，如簡(jiǎn)體與封頭連接處、容器的開(kāi)孔等。（2）壓力容器制造中組裝質(zhì)量帶來(lái)結(jié)構(gòu)不連續(xù)，如對(duì)口錯(cuò)邊量、棱角度等。（3）容器焊接過(guò)程所形成的焊接殘余應(yīng)力。

三、應(yīng)力對(duì)壓力容器安全性的影響

1、薄膜應(yīng)力 在設(shè)計(jì)中根據(jù)設(shè)計(jì)壓力和所選取的材料，已確定安全、經(jīng)濟(jì)的壓力容器厚度，在容器使用期限內(nèi)，已將容器的薄膜應(yīng)力控制在容器材料的許用應(yīng)力以內(nèi)。應(yīng)該注意：對(duì)于更改用途或更改操作參數(shù)的容器，當(dāng)確定在用殘余壽命時(shí)，必須精確核算容器的薄膜應(yīng)力狀況，判斷是否適用或可否繼續(xù)使用。這是因?yàn)楫?dāng)介質(zhì)引起的薄膜應(yīng)力達(dá)到和超過(guò)材料的屈服極限時(shí)，對(duì)于塑性材料會(huì)發(fā)生容器過(guò)度塑性變形，以致最終破壞，對(duì)塑性差的材料，則引起裂紋擴(kuò)展破壞。

2、溫差應(yīng)力對(duì)于厚壁容器或溫度變化頻繁的容器，特別對(duì)于裂紋敏感性強(qiáng)的材料所制造的壓力容器，在工藝操作規(guī)程上注意溫差應(yīng)力的影響是十分重要的，如對(duì)高鉻鉬鋼制容器必須按設(shè)計(jì)圖樣和有關(guān)規(guī)定，嚴(yán)格控制升溫和降溫速率，以防出現(xiàn)過(guò)高的破壞性溫差應(yīng)力，開(kāi)、停車(chē)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行先升溫后升壓及先降壓后降溫的操作制度以防止鉻鉬鋼的高溫回火脆性。3、局部應(yīng)力 容器上的小范圍局部應(yīng)力，當(dāng)其塑性變形受到周?chē)牧系募s束時(shí)，塑性變形范圍不能擴(kuò)展，此時(shí)局部的高應(yīng)力通過(guò)該范圍的塑性變形會(huì)發(fā)生應(yīng)力重新分布上，而趨于均勻化。但局部應(yīng)力的變化并非全按上述模式。超過(guò)一定范圍的局部應(yīng)力，特別對(duì)于用屈強(qiáng)比高的村料制成的壓力容器或

有應(yīng)力腐蝕傾向的容器，局部應(yīng)力的出現(xiàn)可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，最終導(dǎo)致容器破壞。不同應(yīng)力對(duì)壓力容器具有不同的影響形式與結(jié)果，但最終都會(huì)導(dǎo)致容器失效。因此，除嚴(yán)格控制壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、安裝質(zhì)量外，實(shí)行在用壓力容器的定期檢驗(yàn)制度和操作人員持證上崗，嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程和工藝要求，對(duì)于確保壓力容器生產(chǎn)裝置的安全運(yùn)行也是十分重要的。

一、球形容器球形容器（圖2-1）的本體是一個(gè)球殼，通常采用焊接結(jié)構(gòu)，由于球形容器一般直徑都較大，難以整體成形，因而大多由許多塊預(yù)選按一定尺寸壓制成形的球面板拼焊而成。優(yōu)點(diǎn)：(1)受力時(shí)其應(yīng)力分布均勻，第二章壓力容器基本結(jié)構(gòu)

壓力容器為介質(zhì)的傳熱、傳質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)或氣體、液化氣體的儲(chǔ)存提供一個(gè)密閉空間，以適應(yīng)生產(chǎn)或生活的需要，其結(jié)構(gòu)一般比其他機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單。第一節(jié)壓力容器的結(jié)構(gòu)形式

(2)在相同的壓力載荷下，球殼體的應(yīng)力僅為直徑相同的圓筒形殼體的1/2，即如果容器的直徑、工作壓力、制造材料相同時(shí)，球形容器所需的計(jì)算壁厚僅為圓筒形容器的1/2，(3)相同的容積，球形的表面積最小。綜合面積及厚度的因素，故球形容器與相同容積工作壓力、材料的圓筒形容器相比，可節(jié)省材料30%~40%。

缺點(diǎn)：但是球形容器制造復(fù)雜、拼焊要求高，而且作為傳質(zhì)、傳熱或反應(yīng)的容器時(shí)，因工藝附件難以安裝，介質(zhì)流動(dòng)困難，故適用于廣泛用作大型貯罐，如從日本引進(jìn)的年產(chǎn)30萬(wàn)噸合成氨裝置的液氨貯罐為球形容器，容積5200m3，內(nèi)徑為21.5m，由102塊厚度為17~21mm的低錳鋼板拼焊而成。有時(shí)也用作蒸汽直接加熱的容器，可以節(jié)省隔熱材料，減少熱量損失，再如造紙行業(yè)用于蒸煮紙漿的蒸球。

二、圓筒形容器圓筒形容器（圖2-2）因其幾何形狀特點(diǎn)：是軸對(duì)稱，外觀沒(méi)有形狀突變，因而受載應(yīng)力分布也較為均勻，承載能力較高，與球形容器相比，受力狀態(tài)雖不如球形容器，但制造方便，質(zhì)量易得到保證，工藝內(nèi)件易于安排裝拆，可用作任何用途的容器。與其他型式容器相比，受力狀態(tài)要理想得多。故圓筒形容器是目前使用最廣泛的一種。三、箱形容器（快開(kāi)門(mén)式壓力容器）箱形結(jié)構(gòu)容器分為正方形結(jié)構(gòu)及長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)兩種。由于其幾何形狀突變，應(yīng)力分布不均勻，轉(zhuǎn)角處局部應(yīng)力較高，所以這類容器結(jié)構(gòu)不合理，較少使用。一般僅用作壓力較低的容器，如蒸汽消毒柜（圖2-3）及化纖設(shè)備的加熱箱體。三、箱形容器其結(jié)構(gòu)為正方形結(jié)構(gòu)或長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)兩種特點(diǎn)：幾何形狀突變應(yīng)力分布不均勻局部應(yīng)力較高。用途：壓力較低的蒸汽消毒柜和其他的加熱箱體。*快開(kāi)門(mén)式壓力容器指壓力容器的端蓋或鎖緊件一次連續(xù)動(dòng)作后，即能完成開(kāi)啟或閉合過(guò)程，不需要逐個(gè)上緊固螺栓的壓力容器

按照規(guī)定，快開(kāi)門(mén)式壓力容器上必須裝設(shè)具有下列功能的安全聯(lián)鎖裝置：（1）在快開(kāi)門(mén)蓋達(dá)到預(yù)定關(guān)閉部位方能升壓運(yùn)行的聯(lián)鎖控制功能。（2）壓力排放后，必須先打開(kāi)安全聯(lián)鎖裝置，待壓力容器內(nèi)壓力降至零位，方能進(jìn)行門(mén)蓋的開(kāi)啟動(dòng)作，否則應(yīng)無(wú)法開(kāi)啟門(mén)蓋。當(dāng)壓力容器的內(nèi)部壓力完全釋放，安全聯(lián)鎖裝置脫開(kāi)后，方能打開(kāi)快開(kāi)門(mén)的聯(lián)鎖聯(lián)動(dòng)功能。（3）具有與上述動(dòng)作同步的報(bào)警功能。

對(duì)快開(kāi)門(mén)式壓力容器安全聯(lián)鎖裝置的總要求

目前，在快開(kāi)門(mén)式壓力容器上裝設(shè)的安全聯(lián)鎖裝置形式較多，現(xiàn)主要介紹幾種常見(jiàn)的安全聯(lián)鎖裝置。

幾種常見(jiàn)的安全聯(lián)鎖裝置形式（1）安全插銷(xiāo)與連動(dòng)閥聯(lián)鎖裝置該裝置的功能是升壓前只有當(dāng)安全插銷(xiāo)到位，連動(dòng)閥才完全閉合，罐內(nèi)才能升壓；泄壓時(shí)，安全插銷(xiāo)抬起，連動(dòng)閥同時(shí)打開(kāi)，排凈余氣、余壓，才能開(kāi)啟罐蓋。即插銷(xiāo)到位連動(dòng)閥關(guān)死，插銷(xiāo)抬起連動(dòng)閥打開(kāi)。（2）機(jī)械式安全聯(lián)鎖裝置該裝置一般由安全柄、連桿和座及球閥等部件組成。球閥裝在罐體前部，與罐內(nèi)相通，連桿上裝有安全柄。該裝置的功能是當(dāng)罐蓋關(guān)閉到位時(shí)，將完全柄轉(zhuǎn)至鎖死位置，使罐蓋不能轉(zhuǎn)動(dòng)，即使進(jìn)氣也升不了壓；泄壓排氣后，待罐內(nèi)壓力降至零位時(shí)，將安全手柄轉(zhuǎn)至開(kāi)啟位置，使球閥開(kāi)啟，罐內(nèi)余氣通過(guò)球閥排出罐外，罐蓋才能打開(kāi)，從而達(dá)到安全聯(lián)鎖作用。

（3）自動(dòng)化儀表控制聯(lián)鎖裝置該裝置的功能是當(dāng)罐蓋關(guān)到位時(shí)，啟動(dòng)安全裝置，當(dāng)安全裝置到位后才能進(jìn)氣升壓，如安全裝置不到位，罐內(nèi)不能升壓；當(dāng)罐內(nèi)有余壓時(shí)，罐蓋不能打開(kāi)，只有當(dāng)余氣余壓排凈后才能打開(kāi)罐蓋。（4）微機(jī)控制聯(lián)鎖裝置該裝置的功能是當(dāng)罐蓋關(guān)到位后，罐內(nèi)才能進(jìn)氣升壓，當(dāng)罐內(nèi)壓力排凈后，罐蓋才能自動(dòng)打開(kāi)。在自制聯(lián)鎖裝置中，有的安全聯(lián)鎖裝置還伴有壓力，溫度、保壓時(shí)間測(cè)定、余氣排入延時(shí)或自動(dòng)顯示，報(bào)警（罐蓋已關(guān)到位和可開(kāi)啟）的功能。

對(duì)在用快開(kāi)門(mén)式壓力容器安全聯(lián)鎖裝置的要求

（1）在快開(kāi)門(mén)式壓力容器上應(yīng)裝設(shè)符合規(guī)定要求的安全聯(lián)鎖裝置。對(duì)無(wú)安全聯(lián)鎖裝置、或雖有安全聯(lián)鎖裝置但不符合規(guī)定要求的應(yīng)予改造成安裝符合要求的安全聯(lián)鎖裝置，否則應(yīng)停止該設(shè)備運(yùn)行。（2）快開(kāi)門(mén)式壓力容器操作人員應(yīng)經(jīng)過(guò)安全技術(shù)培訓(xùn)、考核合格的才準(zhǔn)上崗操作。（3）快開(kāi)門(mén)式壓力容器使用單位應(yīng)結(jié)合本單位的實(shí)際情況，制定快開(kāi)門(mén)式壓力容器作規(guī)程和檢查、維修制度，當(dāng)安全聯(lián)鎖裝置損壞或嚙合機(jī)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)應(yīng)及時(shí)修理，必要時(shí)應(yīng)與原制造單位聯(lián)系進(jìn)行修理或更換。（4）壓力容器檢驗(yàn)單位應(yīng)將快開(kāi)門(mén)式壓力容器的安全聯(lián)鎖裝置和嚙合機(jī)構(gòu)列為檢驗(yàn)對(duì)象，對(duì)未帶或雖帶有但不符合規(guī)定要求的安全聯(lián)鎖裝置以及嚙合機(jī)構(gòu)不合理（如采用焊接結(jié)構(gòu)的鑄鋼門(mén)蓋、鎖緊圈或焊接結(jié)構(gòu)的嚙合齒）的快開(kāi)門(mén)式壓力容器，應(yīng)在設(shè)備的檢驗(yàn)報(bào)告中提出限期整改要求，對(duì)無(wú)法改造的應(yīng)作報(bào)廢處理。

對(duì)新制造出廠的快開(kāi)門(mén)式壓力容器安全聯(lián)鎖裝置的要求

（1）對(duì)新制造出廠的快開(kāi)門(mén)式壓力容器，其安全聯(lián)鎖裝置必須有設(shè)計(jì)圖樣，在設(shè)計(jì)圖樣中應(yīng)包括安全聯(lián)鎖裝置的部件圖，還應(yīng)注明快開(kāi)門(mén)和鎖緊鎖的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及制造安裝精度要求。（2）新制造的快開(kāi)門(mén)式壓力容器出廠時(shí)，必須配備符合設(shè)計(jì)要求的安全聯(lián)鎖裝置，并應(yīng)在制造廠內(nèi)進(jìn)行予裝配合格后，經(jīng)檢驗(yàn)單位監(jiān)檢人員到場(chǎng)監(jiān)檢符合要求后，方可簽發(fā)該產(chǎn)品的監(jiān)檢證書(shū)，否則不準(zhǔn)出廠。

（3）按照規(guī)定，各級(jí)鍋爐壓力容器安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)在辦理新出廠的快開(kāi)門(mén)式壓力容器注冊(cè)登記時(shí)，應(yīng)認(rèn)真對(duì)照本節(jié)第二項(xiàng)要求，認(rèn)真審查出廠產(chǎn)品竣工圖和使用說(shuō)明書(shū)，必要時(shí)，應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)檢查，對(duì)不符合規(guī)定要求的，不得辦理該快開(kāi)式壓力容器的注冊(cè)登記發(fā)證手續(xù)，且不準(zhǔn)該設(shè)備投入運(yùn)行。三、箱形容器

其結(jié)構(gòu)為正方形結(jié)構(gòu)或長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)兩種特點(diǎn)：幾何形狀突變應(yīng)力分布不均勻局部應(yīng)力較高。用途：壓力較低的蒸汽消毒柜和其他的加熱箱體。

快開(kāi)門(mén)式壓力容器指壓力容器的端蓋或鎖緊件一次連續(xù)動(dòng)作后，即能完成開(kāi)啟或閉合過(guò)程，不需要逐個(gè)上緊固螺栓的壓力容器

快開(kāi)門(mén)式：一種不用螺栓緊固的法蘭連接結(jié)構(gòu)，用于端蓋開(kāi)啟頻繁的容器。這種緊固型式具有一對(duì)形式比較特殊的法蘭，與容器筒體連接的法蘭較厚，中間有一天環(huán)形槽，槽外端部圈環(huán)內(nèi)側(cè)開(kāi)有若干個(gè)齒形缺口；焊在端蓋上的法蘭較薄，其厚度略小于筒體法蘭上環(huán)形槽的寬度，其外徑略小于環(huán)形槽的內(nèi)徑。法蘭外側(cè)開(kāi)有齒形缺口，節(jié)距與筒形法蘭上齒形缺口節(jié)距相同。裝配時(shí)把端蓋法蘭的缺口對(duì)齊筒體法蘭上的齒，并放入環(huán)形槽內(nèi)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)端蓋約一個(gè)槽齒的距離，使兩者的齒相對(duì)齊，兩個(gè)法蘭即連接完畢。1/12/2023

帶絞鏈的螺栓緊固