压力容器基础知识.

压力容器教学目的：1、了解化工设备基本知识；2、了解在用压力容器可能的失效形式及失效判据；3、运用压力容器强度设计理论的结果进行在用压力容器强度校核以确定其安全使用年限。化工设备基本知识•1、化工机器与化工设备•2、化工设备特点•3、化工生产对化工设备的基本要求•4、压力容器及其分类一、化工机器与化工设备•化工机械：化工生产中使用的各种机械。•化工机器：依靠自身运转进行工作的机械，又称“运转设备”或“转动设备”。俗称动设备。•化工设备：依靠特定的机械结构等条件，让物料通过机械内部自动完成工作任务的机械，又称为“静止设备”。俗称静设备。•注：由于化工设备往往是承受压力的设备，即压力容器，很多时候“化工设备”与“压力容器”往往是等同的概念。化工机械化工设备化工机器化工管路反应类换热类分离类存储类泵压缩机管子管件化工设备储存容器分离容器反应容器换热容器泵压缩机二、化工设备的特点•1、功能原理多样化化工设备必须根据化工生产过程的介质特性、工艺条件、操作方法以及生产能力的差异单独设计。其功能原理、结构特征多种多样。•2、外部壳体多是压力容器化工设备由限制其工作空间且能承受一定温度和压力载荷的外壳和必要的内件所组成。受安全监察的特殊设备。•3、化－机－电技术紧密结合•4、设备结构大型化大规模专业化、成套化生产→经济效益↑→对使用大型、高负荷化工设备的需求日趋增加。三、化工生产对化工设备的基本要求•1、安全可靠性要求•2、工艺条件要求化工设备从结构和性能特点上必须保证在指定的生产工艺条件下完成指定的生产任务•3、经济合理性要求衡量化工设备优劣地一个重要指标•4、便于操作和维护人（手）孔、视镜、楼梯•5、环境保护要求主要是安全性、工艺性、经济性安全可靠性要求•足够的强度、韧性和刚度有足够的能力来承受使用寿命内可能遇到的各种外来载荷。•良好的密封性和耐腐蚀性密封性：化工设备在正常操作条件下阻止介质泄漏的能力。注意：材料的强度和韧性应合理搭配——最大限度地降低化工设备对缺陷的敏感程度保证具有足够抵抗过度变形的能力——防失稳四、压力容器及其分类•压力容器的结构•压力容器的分类按国家技术监督局《压力容器安全技术监察规程》（简称为“容规”）的分类规定分类。按设计压力高低分类按容器在生产工艺过程中的作用原理分类按工作温度分类按壁厚分类按容规要求分类压力容器•国家技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》中规定，若密闭容器同时具备以下三个条件可视为压力容器：最高工作压力（Pw）≥0.1MPa（不包括液体静压力，下同）；内直径（非圆形截面指其最大尺寸）≥0.15m，且容积（V）≥0.025m3；介质为气体、液化气体和最高工作温度等于标准沸点的液体。压力容器的结构常见卧式容器的主要结构按设计压力高低分类•按承压方式的不同而分外压容器：器壁内部的压力＜容器外表压力内压容器：器壁内部的压力＞容器外表压力•内压容器按设计压力分低压容器（代号L）：0.1MPa≤P＜1.6MPa中压容器（代号M）：1.6MPa≤P＜10MPa高压容器（代号H）：10MPa≤P＜100MPa超高压容器（代号U）：P≥100MPa设计压力P：设定的容器顶部的最高压力－不低于工作压力。按容器在生产工艺过程中的作用原理分类•反应容器（R）：主要是用来完成介质的物理、化学反应的容器。如：反应器、分解锅、分解塔等。•换热容器（E）：主要是用来完成介质的热量交换的容器。如：余热锅炉、换热器、冷凝器等。•分离容器（S）：主要是用来完成的流体压力平衡和气体净化、分离等的容器。如：分离器、过滤器、缓冲器等。•贮存容器(C,球罐B)：主要是用来盛装生产和生活用的原料（气体、液体、液化气体等）。如各种型式的贮槽等。按工作温度分类•低温容器：设计温度T≤－20℃。•常温容器：设计温度T＞－20～200℃。•中温容器：设计温度T＞200～450℃。•高温容器：设计温度T＞450℃。注：高温――蠕变、抗氧化性、石墨化低温――低温冷脆性按壁厚分类•薄壁容器：K＝Do/Di≤1.2••厚壁容器：K=Do/Di＞1.2•（设计时的理论依据和要求不同）按容规要求分类•为了方便安全技术管理和监督检查，压力容器安全技术监察规程根据压力的高低、介质的危害程度以及在生产过程中的重要作用，将压力容器分为一、二、三类。•第三类压力容器•第二类压力容器•第一类压力容器除已列入第二类或第三类以外的所有低压容器第三类压力容器（一）•下列情况之一的，为第三类压力容器：（1）高压容器;（2）中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）;（3）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）;（4）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）;（5）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）;第三类压力容器（二）（6）高压、中压管壳式余热锅炉;（7）中压搪玻璃压力容器;（8）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540MPa）的材料制造的压力容器;（9）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;（10）球形储罐（容积大于等于50m3）;（11）低温液体储存容器（容积大于5m3）。第二类压力容器•下列情况之一的，为第二类压力容器（已列入第三类规定的除外）：（1）中压容器;（2）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）;（3）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）;（4）低压管壳式余热锅炉;（5）低压搪玻璃压力容器。职业性毒物危害程度分级（GB5044）•极度危害（Ⅰ级）：最高允许浓度＜0.1mg/m3氟、氢氟酸•高度危害（Ⅱ级）：0.1～1.0mg/m3氟化氢、氯•中度危害（Ⅲ级）：1.0～10mg/m3三氧化硫、氨、一氧化碳•轻度危害（Ⅴ级）：≥10mg/m3氢氧化钠、四氟乙烯、丙酮易燃介质与空气混合的爆炸下限＜10％或爆炸上、下限之差≥20％甲胺、乙烯、丙烷小结•通过本节课的学习，我们知道：•1、化工机器俗称动设备、化工设备俗称静设备。•2、化工设备通常等同于压力容器，一般由筒体、封头、接管、法兰等零部件构成；化工设备有其独特的特点和生产要求。•3、压力容器一般可按设计压力高低、生产工艺过程中的作用、工作温度、壁厚、容规要求等方面进行分类。作业•1、压力容器通常由哪些零部件组成？哪些是主要零部件？•2、为什么要对压力容器进行分类？按国家技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》分类有何意义？•3、下列容器属于第几类压力容器？•（1）直径为2m，设计压力为1.0Mpa的废热锅炉•（2）设计压力为2.5Mpa的空气罐•（3）设计压力为1.0Mpa的搪玻璃压力容器•（4）p为1.8Mpa的水罐•（5）p＝2.5Mp,v=50m3液化气储罐•按国家技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》分类综合考虑了设计压力、几何容积、材料强度、应用场合和介质危害程度等影响因素，更加便于安全与全面的管理。9495483-10286580-9231525-9165480-5659878-48