過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程裝備與控制工程教研室

Process Equipment Design,過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì),過(guò)程裝備與控制工程教研室,第1章1. 壓力容器導(dǎo)言,1.1壓力容器總體結(jié)構(gòu)1.2壓力容器分類(lèi)1.3壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),1.1 壓力容器總體結(jié)構(gòu)1.1.1 壓力容器基本組成,外殼一般包括筒體、封頭、密封裝置、開(kāi)孔接管、支座和安全附件，其功能是提供能承受一定溫度和壓力的密閉空間。,筒體的作用是提供工藝所需的承壓空間，是壓力容器最主要的受壓元件之一，其內(nèi)直徑和容積往往需由工藝計(jì)算確定。 需根據(jù)筒體的直徑、長(zhǎng)度和壁厚，確定結(jié)構(gòu)形式。,筒體,筒體直徑較?。ㄒ话阈∮?00mm時(shí)），可用無(wú)縫鋼管制作，此時(shí)筒體上沒(méi)有縱焊縫。直徑較大時(shí)，筒體可用鋼板在卷板機(jī)上卷成圓筒或用鋼板在水壓機(jī)上壓制成兩個(gè)半圓筒，再用焊縫將兩者焊接在一起，形成整圓筒。焊縫的方向和圓筒的縱向，即軸向平行，因此稱(chēng)為縱向焊縫，簡(jiǎn)稱(chēng)縱焊縫。,長(zhǎng)度較短的容器可直接在一個(gè)圓筒的兩端連接封頭，構(gòu)成一個(gè)封閉的壓力空間，也就制成了一臺(tái)壓力容器外殼。當(dāng)容器較長(zhǎng)時(shí)，由于鋼板幅面尺寸的限制，需要先用鋼板卷焊成若干段筒體（某一段筒體稱(chēng)為一個(gè)筒節(jié)），再由兩個(gè)或兩個(gè)以上筒節(jié)組焊成所需長(zhǎng)度的筒體。筒節(jié)與筒節(jié)之間、筒體與端部封頭之間的連接焊縫，由于其方向與筒體軸向垂直，因此稱(chēng)為環(huán)向焊縫，簡(jiǎn)稱(chēng)環(huán)焊縫。,圓柱形筒體按其結(jié)構(gòu)可分為：,單層式筒體的器壁在厚度方向是由一整體材料所構(gòu)成，即器壁只有一層（為防止內(nèi)部介質(zhì)腐蝕，襯上的防腐層不包括在內(nèi)）。單層筒體按制造方式又分為單層卷焊式、整體鍛造式、鍛焊式等幾種。,組合式筒體的器壁在厚度方向是由兩層或兩層以上互不連續(xù)的材料構(gòu)成。組合式筒體按結(jié)構(gòu)和制造方式又可分為多層式和纏繞式兩大類(lèi),纏繞式,多層式,封頭,容器不需開(kāi)啟時(shí)，可把封頭和筒體焊接在一起，從而有效地保證密封，節(jié)省材料和減少加工制造的工作量。,根據(jù)幾何形狀的不同：,封頭,球形,球冠形,橢圓形,蝶形,錐殼,平蓋,凸形封頭,對(duì)于因檢修或更換內(nèi)件的原因而需要多次開(kāi)啟的容器，封頭和筒體的連接應(yīng)采用可拆式的，此時(shí)在封頭和筒體之間就必須要有一個(gè)密封裝置。,密封裝置,螺栓法蘭連接（簡(jiǎn)稱(chēng)法蘭連接）是一種應(yīng)用最廣的密封裝置，它的作用是通過(guò)螺栓連接，并通過(guò)擰緊螺栓使密封元件壓緊而保證密封。法蘭按其所連接的部件分為容器法蘭和管道法蘭。,開(kāi)孔與接管,由于工藝要求和檢修的需要，常在壓力容器的筒體或封頭上開(kāi)設(shè)各種大小的孔或安裝接管，如人孔、手孔、 視鏡孔、物料進(jìn)出口接管，以及安裝壓力表、液面計(jì)、安全閥、測(cè)溫儀表等接管開(kāi)孔。,筒體或封頭上開(kāi)孔后，開(kāi) 孔部位的強(qiáng)度被削弱，并使該 處的應(yīng)力增大。這種削弱程度 隨開(kāi)孔直徑的增大而加大，因 而容器應(yīng)盡量減少開(kāi)孔的數(shù)量， 尤其要避免開(kāi)大孔。對(duì)容器已 開(kāi)設(shè)的孔，還應(yīng)進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng) 設(shè)計(jì)，以確保所需的強(qiáng)度。,1. 壓力容器導(dǎo)言,1.1壓力容器總體結(jié)構(gòu)1.2壓力容器分類(lèi)1.3壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),1.2 壓力容器分類(lèi),壓力容器的使用范圍廣、數(shù)量多、工作條件復(fù)雜，發(fā)生事故所造成的危害程度各不相同。危害程度與多種因素有關(guān)，如設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)危害性、材料力學(xué)性能、使用場(chǎng)合和安裝方式等。危害程度愈高，壓力容器材料、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、使用和管理的要求也愈高。因此，需要對(duì)壓力容器進(jìn)行合理分類(lèi)。,1.2.1 介質(zhì)危害性,毒性是指某種化學(xué)毒物引起機(jī)體損傷的能力， 用來(lái)表示毒物劑量與毒性反應(yīng)之間的關(guān)系。,介質(zhì)危害性指介質(zhì)的毒性、易燃性、腐蝕性、氧化性等，其中影響壓力容器分類(lèi)的主要是毒性和易燃性。,毒性,毒性大小一般以化學(xué)物質(zhì)引起實(shí)驗(yàn)動(dòng)物某種毒性反應(yīng)所需要的劑量來(lái)表示。,設(shè)計(jì)壓力容器時(shí)，依據(jù)化學(xué)介質(zhì)的最高容許濃度，中國(guó)將化學(xué)介質(zhì)分為極度危害（級(jí)）、高度危害級(jí)）、中度危害（級(jí)）、輕度危害（級(jí)）等四個(gè)級(jí)別。,毒性程度對(duì)法蘭的選用影響很大，主要體現(xiàn)在法蘭的公稱(chēng)壓力等級(jí)上，介質(zhì)毒性程度愈高，壓力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈嚴(yán)重，對(duì)材料選用、制造、檢驗(yàn)和管理的要求愈高。,易燃性,可燃?xì)怏w或蒸氣與空氣組成混合物，當(dāng)混合物中可燃?xì)怏w含量滿(mǎn)足完全燃燒條件時(shí)，則其燃燒反應(yīng)最為劇烈。若其含量減少或增加，火焰燃燒速度則會(huì)降低，而當(dāng)濃度低于或高于某一限度值時(shí)，就不再燃燒和爆炸。,可燃?xì)怏w或蒸氣與空氣的混合物遇著明火能夠發(fā)生爆炸的濃度范圍稱(chēng)爆炸濃度極限，爆炸極限一般用可燃?xì)怏w或蒸氣在混合物中的體積百分比來(lái)表示。,爆炸下限小于10%，或爆炸上限和下限之差值大于等于20%的介質(zhì)，一般稱(chēng)為易燃介質(zhì)。,易燃介質(zhì)對(duì)壓力容器的選材、設(shè)計(jì)、制造和管理等提出了較高的要求。易燃介質(zhì)壓力容器的所有焊縫（包括角焊縫）均應(yīng)采用全焊透結(jié)構(gòu)等。,壓力容器盛裝的易燃介質(zhì)主要指易燃?xì)怏w和液化氣體。,1.2.2 壓力容器分類(lèi),世界各國(guó)規(guī)范對(duì)壓力容器分類(lèi)的方法各不相同，本節(jié)著重介紹中國(guó)壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程中的分類(lèi)方法。,按壓力等級(jí)分類(lèi),內(nèi)壓容器又可按設(shè)計(jì)壓力（p）大小分為四個(gè)壓力等級(jí)，具體劃分如下 ：,按承壓方式分類(lèi)，壓力容器可分為內(nèi)壓容器與外壓容器。,低壓(代號(hào)L)容器 0.1 MPap1.6 MPa;中壓(代號(hào)M)容器 1.6 MPap10.0 MPa;高壓(代號(hào)H)容器 10 MPap100 MPa;超高壓(代號(hào)U)容器 p100MPa。,按容器在生產(chǎn)中的作用分類(lèi):,根據(jù)壓力容器在生產(chǎn)工藝過(guò)程中的作用：,反應(yīng)壓力容器(代號(hào)R),換熱壓力容器(代號(hào)E),分離壓力容器（代號(hào)S),儲(chǔ)存壓力容器（代號(hào)C，其中球罐代號(hào)B）,用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)。,用于完成介質(zhì)的熱量交換,用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離,用于儲(chǔ)存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì),在一種壓力容器中，如同時(shí)具備兩個(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)劃分品種,按安裝方式分類(lèi),有固定安裝和使用地點(diǎn)，工藝條件和操作人員也較固定的壓力容器。,使用時(shí)不僅承受內(nèi)壓或外壓載荷，搬運(yùn)過(guò)程中還會(huì)受到由于內(nèi)部介質(zhì)晃動(dòng)引起的沖擊力，以及運(yùn)輸過(guò)程帶來(lái)的外部撞擊和振動(dòng)載荷，因而在結(jié)構(gòu)、使用和安全方面均有其特殊的要求。,a.固定式壓力容器,b.移動(dòng)式壓力容器,按安全技術(shù)管理分類(lèi):,壓力容器的危險(xiǎn)程度還與介質(zhì)危險(xiǎn)性及其設(shè)計(jì)壓力p和全容積V的乘積有關(guān)，pV值愈大，則容器破裂時(shí)爆炸能量愈大，危害性也愈大，對(duì)容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、使用和管理的要求愈高。,上面所述的幾種分類(lèi)方法僅僅考慮了壓力容器的某個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)或使用狀況，還不能綜合反映壓力容器的危險(xiǎn)程度。,壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程采用既考慮容器壓力與容積乘積大小，又考慮介質(zhì)危險(xiǎn)性以及容器在生產(chǎn)過(guò)程中的作用的綜合分類(lèi)方法，以有利于安全技術(shù)監(jiān)督和管理。該方法將壓力容器分為三類(lèi)：,a.第三類(lèi)壓力容器,具有下列情況之一的，為第三類(lèi)壓力容器:,高壓容器；,中壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；,中壓儲(chǔ)存容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV乘積大于等于10MPa·m3 ) ；,中壓反應(yīng)容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV乘積大于等于0.5Pa·m3）；,低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且乘積大于等于0.2MPa·m3 ）；,高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；,中壓搪玻璃壓力容器；,球形儲(chǔ)罐（容積大于等于50m3）；低溫液體儲(chǔ)存容器（容積大于5m3）。,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；,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；,低溫液體儲(chǔ)存容器（容積大于5m3）,中壓容器；低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）； 低壓反應(yīng)容器和低壓儲(chǔ)存容器（僅限易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)）；低壓管殼式余熱鍋爐；低壓搪玻璃壓力容器。,具有下列情況之一的，為第二類(lèi)壓力容器：,b.第二類(lèi)壓力容器,除上述規(guī)定以外的低壓容器為第一類(lèi)壓力容器,可見(jiàn)，國(guó)內(nèi)壓力容器分類(lèi)方法綜合考慮了設(shè)計(jì)壓力、幾何容積、材料強(qiáng)度、應(yīng)用場(chǎng)合和介質(zhì)危害程度等影響因素。,c.第一類(lèi)壓力容器,例如因盛放的介質(zhì)特性或容器功能不同，即根據(jù)潛在的危害性大小，低壓容器可被劃分為第一類(lèi)或第二類(lèi)甚至第三類(lèi)壓力容器。,討論,（1）多腔壓力容器的分類(lèi) 多腔壓力容器按類(lèi)別高的壓力腔作為該容器的類(lèi)別并按該類(lèi)別進(jìn)行使用管理。但應(yīng)按每個(gè)壓力腔各自的類(lèi)別分別提出設(shè)計(jì)、制造技術(shù)要求。對(duì)各壓力腔進(jìn)行類(lèi)別劃分時(shí)，設(shè)計(jì)壓力取本壓力腔的設(shè)計(jì)壓力，容積取本壓力腔的幾何容積。 （2）容積如何計(jì)算 指壓力容器的幾何容積，即由設(shè)計(jì)圖樣標(biāo)注的尺寸計(jì)算并圓整，且不扣除內(nèi)件體積的容積。,（3）世界各國(guó)壓力容器分類(lèi)是否相同 由于各國(guó)的經(jīng)濟(jì)政策、技術(shù)政策、工業(yè)基礎(chǔ)和管理體系的差異，壓力容器的分類(lèi)方法也互不相同。直接采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)壓力容器時(shí)，應(yīng)先將其轉(zhuǎn)化為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 （4）進(jìn)口壓力容器 進(jìn)口壓力容器的國(guó)外制造企業(yè)必須取得國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒發(fā)的安全質(zhì)量許可證書(shū)，并按規(guī)定進(jìn)行安全性能監(jiān)督檢驗(yàn)、使用登記和定期檢驗(yàn)。,支座,腿式支座支承式支座耳式支座裙式支座,安全附件,安全附件：連鎖裝置；警報(bào)裝置；計(jì)量裝；泄放裝置,壓力容器安全附件主要有：,安全閥爆破裝置緊急切斷閥安全聯(lián)鎖裝置壓力表液面計(jì)測(cè)溫儀表等,1.1.2 壓力容器零部件間的焊接,各部件間的連接大多需要經(jīng)過(guò)焊接，對(duì)焊接進(jìn)行質(zhì)量控制是整個(gè)容器質(zhì)量保證體系中極為重要的一環(huán)。,雖然焊接質(zhì)量控制還涉及到許多焊接工藝過(guò)程問(wèn)題，但設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的主要任務(wù)是焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和確定無(wú)損檢測(cè)方法、比例及要求。,焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及到接頭的形式（如對(duì)接、搭接、角接），以及接頭的坡口形式、幾何尺寸等。,平蓋,球冠形封頭,返回,橢圓封頭,球形封頭,1. 壓力容器導(dǎo)言,1.1壓力容器總體結(jié)構(gòu)1.2壓力容器分類(lèi)1.3壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),1.2 壓力容器分類(lèi),壓力容器的使用范圍廣、數(shù)量多、工作條件復(fù)雜，發(fā)生事故所造成的危害程度各不相同。危害程度與多種因素有關(guān)，如設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)危害性、材料力學(xué)性能、使用場(chǎng)合和安裝方式等。危害程度愈高，壓力容器材料、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、使用和管理的要求也愈高。因此，需要對(duì)壓力容器進(jìn)行合理分類(lèi)。,1.2.1 介質(zhì)危害性,毒性是指某種化學(xué)毒物引起機(jī)體損傷的能力， 用來(lái)表示毒物劑量與毒性反應(yīng)之間的關(guān)系。,介質(zhì)危害性指介質(zhì)的毒性、易燃性、腐蝕性、氧化性等，其中影響壓力容器分類(lèi)的主要是毒性和易燃性。,毒性,毒性大小一般以化學(xué)物質(zhì)引起實(shí)驗(yàn)動(dòng)物某種毒性反應(yīng)所需要的劑量來(lái)表示。,設(shè)計(jì)壓力容器時(shí)，依據(jù)化學(xué)介質(zhì)的最高容許濃度，中國(guó)將化學(xué)介質(zhì)分為極度危害（級(jí)）、高度危害級(jí)）、中度危害（級(jí)）、輕度危害（級(jí)）等四個(gè)級(jí)別。,毒性程度對(duì)法蘭的選用影響很大，主要體現(xiàn)在法蘭的公稱(chēng)壓力等級(jí)上，介質(zhì)毒性程度愈高，壓力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈嚴(yán)重，對(duì)材料選用、制造、檢驗(yàn)和管理的要求愈高。,易燃性,可燃?xì)怏w或蒸氣與空氣組成混合物，當(dāng)混合物中可燃?xì)怏w含量滿(mǎn)足完全燃燒條件時(shí)，則其燃燒反應(yīng)最為劇烈。若其含量減少或增加，火焰燃燒速度則會(huì)降低，而當(dāng)濃度低于或高于某一限度值時(shí)，就不再燃燒和爆炸。,可燃?xì)怏w或蒸氣與空氣的混合物遇著明火能夠發(fā)生爆炸的濃度范圍稱(chēng)爆炸濃度極限，爆炸極限一般用可燃?xì)怏w或蒸氣在混合物中的體積百分比來(lái)表示。,爆炸下限小于10%，或爆炸上限和下限之差值大于等于20%的介質(zhì)，一般稱(chēng)為易燃介質(zhì)。,易燃介質(zhì)對(duì)壓力容器的選材、設(shè)計(jì)、制造和管理等提出了較高的要求。易燃介質(zhì)壓力容器的所有焊縫（包括角焊縫）均應(yīng)采用全焊透結(jié)構(gòu)等。,壓力容器盛裝的易燃介質(zhì)主要指易燃?xì)怏w和液化氣體。,1.2.2 壓力容器分類(lèi),世界各國(guó)規(guī)范對(duì)壓力容器分類(lèi)的方法各不相同，本節(jié)著重介紹中國(guó)壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程中的分類(lèi)方法。,按壓力等級(jí)分類(lèi),內(nèi)壓容器又可按設(shè)計(jì)壓力（p）大小分為四個(gè)壓力等級(jí)，具體劃分如下 ：,按承壓方式分類(lèi)，壓力容器可分為內(nèi)壓容器與外壓容器。,低壓(代號(hào)L)容器 0.1 MPap1.6 MPa;中壓(代號(hào)M)容器 1.6 MPap10.0 MPa;高壓(代號(hào)H)容器 10 MPap100 MPa;超高壓(代號(hào)U)容器 p100MPa。,按容器在生產(chǎn)中的作用分類(lèi):,根據(jù)壓力容器在生產(chǎn)工藝過(guò)程中的作用：,反應(yīng)壓力容器(代號(hào)R),換熱壓力容器(代號(hào)E),分離壓力容器（代號(hào)S),儲(chǔ)存壓力容器（代號(hào)C，其中球罐代號(hào)B）,用于完成介質(zhì)的物理、化學(xué)反應(yīng)。,用于完成介質(zhì)的熱量交換,用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡緩沖和氣體凈化分離,用于儲(chǔ)存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì),在一種壓力容器中，如同時(shí)具備兩個(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)劃分品種,按安裝方式分類(lèi),有固定安裝和使用地點(diǎn)，工藝條件和操作人員也較固定的壓力容器。,使用時(shí)不僅承受內(nèi)壓或外壓載荷，搬運(yùn)過(guò)程中還會(huì)受到由于內(nèi)部介質(zhì)晃動(dòng)引起的沖擊力，以及運(yùn)輸過(guò)程帶來(lái)的外部撞擊和振動(dòng)載荷，因而在結(jié)構(gòu)、使用和安全方面均有其特殊的要求。,a.固定式壓力容器,b.移動(dòng)式壓力容器,按安全技術(shù)管理分類(lèi):,壓力容器的危險(xiǎn)程度還與介質(zhì)危險(xiǎn)性及其設(shè)計(jì)壓力p和全容積V的乘積有關(guān)，pV值愈大，則容器破裂時(shí)爆炸能量愈大，危害性也愈大，對(duì)容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、使用和管理的要求愈高。,上面所述的幾種分類(lèi)方法僅僅考慮了壓力容器的某個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)或使用狀況，還不能綜合反映壓力容器的危險(xiǎn)程度。,壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程采用既考慮容器壓力與容積乘積大小，又考慮介質(zhì)危險(xiǎn)性以及容器在生產(chǎn)過(guò)程中的作用的綜合分類(lèi)方法，以有利于安全技術(shù)監(jiān)督和管理。該方法將壓力容器分為三類(lèi)：,a.第三類(lèi)壓力容器,具有下列情況之一的，為第三類(lèi)壓力容器:,高壓容器；,中壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）；,中壓儲(chǔ)存容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV乘積大于等于10MPa·m3 ) ；,中壓反應(yīng)容器（僅限易燃或毒性程度為中度危害介質(zhì)，且pV乘積大于等于0.5Pa·m3）；,低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)，且乘積大于等于0.2MPa·m3 ）；,高壓、中壓管殼式余熱鍋爐；,中壓搪玻璃壓力容器；,球形儲(chǔ)罐（容積大于等于50m3）；低溫液體儲(chǔ)存容器（容積大于5m3）。,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；,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；,低溫液體儲(chǔ)存容器（容積大于5m3）,中壓容器；低壓容器（僅限毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)）； 低壓反應(yīng)容器和低壓儲(chǔ)存容器（僅限易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)）；低壓管殼式余熱鍋爐；低壓搪玻璃壓力容器。,具有下列情況之一的，為第二類(lèi)壓力容器：,b.第二類(lèi)壓力容器,除上述規(guī)定以外的低壓容器為第一類(lèi)壓力容器,可見(jiàn)，國(guó)內(nèi)壓力容器分類(lèi)方法綜合考慮了設(shè)計(jì)壓力、幾何容積、材料強(qiáng)度、應(yīng)用場(chǎng)合和介質(zhì)危害程度等影響因素。,c.第一類(lèi)壓力容器,例如因盛放的介質(zhì)特性或容器功能不同，即根據(jù)潛在的危害性大小，低壓容器可被劃分為第一類(lèi)或第二類(lèi)甚至第三類(lèi)壓力容器。,1. 壓力容器導(dǎo)言,1.1壓力容器總體結(jié)構(gòu)1.2壓力容器分類(lèi)1.3壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),1.3.1 國(guó)外主要規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介,目前,ASME鍋爐壓力容器規(guī)范共有12卷，包括鍋爐、壓力容器、核動(dòng)力裝置、焊接、材料、無(wú)損檢測(cè)等內(nèi)容。,ASME規(guī)范,19世紀(jì)未20世紀(jì)初，鍋爐和壓力容器事故頻繁發(fā)生，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，1911年ASME著手編寫(xiě)世界上第一部有關(guān)壓力容器規(guī)范鍋爐建造規(guī)范.1914版，1915年春出版發(fā)行。,每三年出版一個(gè)新版本，每年有兩次增補(bǔ)。ASME規(guī)范分四個(gè)層次: 規(guī)范（Code),規(guī)范案例（Code Case),條款解釋(Interpretation),規(guī)范增補(bǔ)（Addenda),ASME規(guī)范中與壓力容器有關(guān)的主要是第篇壓力容器、第篇玻璃纖維增強(qiáng)塑料壓力容器和第篇移動(dòng)式容器建造和連續(xù)使用規(guī)則,常規(guī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，適用壓力小于等于20MPa； 以彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為依據(jù)； 包括靜載下進(jìn)入高溫蠕變范圍內(nèi)的容器設(shè)計(jì)； 不包括疲勞設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)，許用應(yīng)力較低。,第篇第1冊(cè)（Rules for Construction of Pressure Vessels)，1927年第一版,分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)適用壓力小于等于70MPa不包括蠕變范圍內(nèi)工作的高溫容器設(shè)計(jì)包括疲勞設(shè)計(jì)允許采用較高的許用應(yīng)力,第篇第2冊(cè)(Alternative Rules for Construction of Pressure Vessels) 1968,第篇第3冊(cè)(Alternative Rules for Construction of High Pressure Vessels)1997,設(shè)計(jì)壓力大于70MPa的壓力容器,為解決高溫壓力容器的分析設(shè)計(jì)，在1974年后又補(bǔ)充了一份規(guī)范案例N-47,JIS B 8243 壓力容器構(gòu)造,JIS B 8250壓力容器構(gòu)造另一標(biāo)準(zhǔn),JIS B 8270壓力容器(基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)),JIS B 82718285壓力容器(單項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)),1993年頒布,根據(jù)ASME1,根據(jù)ASME2,為了使標(biāo)準(zhǔn)盡可能相互通用，避免重復(fù)檢查、實(shí)現(xiàn)有效的認(rèn)證體制，日本于2000年3月制定并實(shí)施了JIS B 8265壓力容器構(gòu)造一般事項(xiàng)。,日本壓力容器標(biāo)準(zhǔn),JIS B 8265壓力容器構(gòu)造一般事項(xiàng)2000年3月實(shí)施,JIS B 8266壓力容器構(gòu)造特定標(biāo)準(zhǔn),JIS B 8265壓力容器構(gòu)造一般事項(xiàng),以JIS B 8270中的第1種壓力容器（設(shè)計(jì)壓力小于100MPa）為對(duì)象,修改,新的壓力容器JIS標(biāo)準(zhǔn)體系。該體系已于2003年9月頒布實(shí)施,出現(xiàn)了JIS B 8265和JIS B 8270雙標(biāo)準(zhǔn)并存的狀態(tài),歐盟將壓力容器、壓力管道、安全附件、承壓附件等以流體壓力為基本載荷的設(shè)備統(tǒng)稱(chēng)為承壓設(shè)備。,為促進(jìn)承壓設(shè)備在歐盟成員國(guó)內(nèi)的自由貿(mào)易，盡可能在最廣泛的工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)實(shí)施統(tǒng)一的技術(shù)法規(guī)，歐盟頒布了許多與承壓設(shè)備有關(guān)的EEC/EC指令（DIRECTIVE）和協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)（HARMONIZED STANDARDS）,歐盟壓力容器標(biāo)準(zhǔn),EEC/EC指令側(cè)重于安全管理方面的要求，只涉及產(chǎn)品安全、工業(yè)安全、人體健康、消費(fèi)者權(quán)益保護(hù)的基本要求，是歐盟各成員國(guó)制訂相關(guān)法律的指南。指令生效后，歐盟各個(gè)成員國(guó)必須把指令轉(zhuǎn)化為本國(guó)監(jiān)察規(guī)程或國(guó)家法律，并在指令規(guī)定的期限內(nèi)強(qiáng)制執(zhí)行。,歐洲協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)一般由歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（CEN）、歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CENELEC)等技術(shù)組織制訂。協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)是非強(qiáng)制的，但企業(yè)若采用協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，就意味著滿(mǎn)足了相應(yīng)指令的基本要求。,與壓力容器有關(guān)的EEC/EC指令主要有：,76/767/EEC壓力容器一般指令 87/404/EEC簡(jiǎn)單壓力容器指令97/23/EC承壓設(shè)備指令,壓力容器及其檢驗(yàn)的一般規(guī)定,僅適用于介質(zhì)為空氣或氮?dú)?、壓力（表壓）超過(guò)0.05MPa的簡(jiǎn)單壓力容器,最高工作壓力大于0.05MPa的承壓設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造和合格評(píng)估,EN13445非火焰接觸壓力容器是與97/23/EC相對(duì)應(yīng)的歐洲協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn),其主要內(nèi)容為：總則、材料、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和試驗(yàn)、安全系統(tǒng)和鑄鐵容器,1.3.2 國(guó)內(nèi)主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范介紹,我國(guó)將涉及生命安全、危險(xiǎn)性較大的鍋爐、壓力容器、壓力管道、電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道和大型游樂(lè)設(shè)施統(tǒng)稱(chēng)為特種設(shè)備。,對(duì)特種設(shè)備實(shí)施全過(guò)程安全監(jiān)察,全過(guò)程包括特種設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用、檢驗(yàn)、修理、改造等涉及安全的各個(gè)環(huán)節(jié),安全監(jiān)察是負(fù)責(zé)特種設(shè)備安全的政府行政機(jī)關(guān)為實(shí)現(xiàn)安全目標(biāo)而從事的決策、組織、管理、控制和監(jiān)督檢查等活動(dòng)的總和。不同于工業(yè)主管部門(mén)、行業(yè)組織和企業(yè)的安全管理，安全監(jiān)察是為了公眾安全從國(guó)家整體利益出發(fā)以政府名義并利用行政權(quán)力進(jìn)行的，不受部門(mén)或行業(yè)的限制，行為比較超脫、客觀。,形成了“法規(guī)行政規(guī)章安全技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)”四個(gè)層次的法規(guī)體系結(jié)構(gòu)。,法規(guī),鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條列1982年2月國(guó)務(wù)院頒布,特種設(shè)備安全監(jiān)察條列 2003年3月國(guó)務(wù)院頒布,授權(quán)國(guó)務(wù)院特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門(mén)（國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局特種設(shè)備安全監(jiān)察局）負(fù)責(zé)全國(guó)特種設(shè)備的安全監(jiān)察工作。,特種設(shè)備安全監(jiān)察條列適用于同時(shí)具備下列條件的壓力容器：（1）最高工作壓力大于等于0.1MPa（表壓）；（2）壓力與容積的乘積大于或者等于2.5MPa.L；（3）盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體或者最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。,檢驗(yàn)檢測(cè)大致可分為監(jiān)督檢驗(yàn)、定期檢驗(yàn)、型式試驗(yàn)和設(shè)計(jì)文件鑒定等四類(lèi)。,行政規(guī)章,這里的行政規(guī)章泛指以國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局局長(zhǎng)“令”形式頒布的、行政管理性?xún)?nèi)容較突出的文件。,如2001年9月發(fā)布的國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局第2號(hào)令鍋爐壓力容器壓力管道特種設(shè)備事故處理規(guī)定等。,安全技術(shù)規(guī)范,安全技術(shù)規(guī)范是政府對(duì)特種設(shè)備安全性能和相應(yīng)的設(shè)計(jì)、制造、安裝、修理、改造、使用和檢驗(yàn)檢測(cè)等環(huán)節(jié)所提出的一系列安全基本要求，以及許可、考核條件、程序的一系列具有行政強(qiáng)制力的規(guī)范性文件，其作用是把法規(guī)和行政規(guī)章的原則規(guī)定具體化。,壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程1991年原勞動(dòng)部頒布,壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程1981年院國(guó)家勞動(dòng)總局頒布,修改,壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程1999年原國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局再次修訂,適用于同時(shí)具備下列條件的壓力容器：（1）最高工作壓力大于等于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高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體,超高壓容器安全監(jiān)察規(guī)程(施行)1993年6月原勞動(dòng)部頒布,修訂,超高壓容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程2005年國(guó)家質(zhì)檢總局頒布,對(duì)超高壓容器的材料、設(shè)計(jì)、制造、使用、檢驗(yàn)、修理、改造等七個(gè)環(huán)節(jié)中的主要問(wèn)題提出了基本規(guī)定。,為加強(qiáng)特種設(shè)備安全監(jiān)察條例適用范圍內(nèi)、壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程適用范圍外的壓力容器安全監(jiān)察，中國(guó)正在制訂相應(yīng)的規(guī)程。,標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)由標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)組織制定，政府代表參與。標(biāo)準(zhǔn)是法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系的技術(shù)基礎(chǔ)，是法規(guī)得以實(shí)施的重要保證。無(wú)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的，不得進(jìn)行壓力容器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造。,石油化工零部件標(biāo)準(zhǔn)1960年原化學(xué)工業(yè)部頒布,鋼制石油化工壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定1977年原機(jī)械工業(yè)部、化學(xué)工業(yè)部、中國(guó)石化總公司頒布,GB15089鋼制壓力容器”全國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)“頒布,修訂,GB1501998鋼制壓力容器,我國(guó)已經(jīng)頒布并實(shí)施了以GB150鋼制壓力容器為核心的一系列壓力容器基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和零部件標(biāo)準(zhǔn)，并以此構(gòu)成了壓力容器標(biāo)準(zhǔn)體系的基本框架。,GB150鋼制壓力容器,這是中國(guó)的第1部壓力容器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其基本思路與ASME 1相同，屬常規(guī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。,適用于設(shè)計(jì)壓力不大于35MPa的鋼制壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)及驗(yàn)收。適用的設(shè)計(jì)溫度范圍根據(jù)鋼材允許的使用溫度確定，從-196到鋼材的蠕變限用溫度。,GB150只適用于固定的承受恒定載荷的壓力容器，不適用于以下8種壓力容器：,直接用火焰加熱的容器,核能裝置中的容器,旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備中自成整體或作為部件的受壓器室,經(jīng)常搬運(yùn)的容器,設(shè)計(jì)壓力低于0.1MPa的容器,真空度低于0.02MPa的容器,內(nèi)直徑小于150mm的容器,要求作疲勞分析的容器,JB4732鋼制壓力容器分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),JB4732是我國(guó)第1部壓力容器分析設(shè)計(jì)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其基本思路與ASME -2相同。,該標(biāo)準(zhǔn)與GB150同時(shí)實(shí)施，在滿(mǎn)足各自要求的前提下，設(shè)計(jì)者可選擇其中之一使用，但不得混用。,與GB150相比，JB4732允許采用較高的設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度，在相同設(shè)計(jì)條件下，容器的厚度可以減薄，重量可以減輕。一般推薦用于重量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作參數(shù)較高的壓力容器設(shè)計(jì)。,隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化形勢(shì)的發(fā)展，壓力容器標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化的趨勢(shì)已經(jīng)越來(lái)越明顯。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)提出了ISO 16528 國(guó)際鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)草案(Boilers and Pressure Vessels-Registration of Codes and Standards to Promote International Recognition)。,