压力容器操作工培训.docx

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压力容器操作工培训

压力容器培训

压力容器基础知识

压力的概念

1定义：

均匀垂直作用在物体表面上的力（牛顿）称为压力。

均匀垂直作用在物体单

位面积上的压力称为压强。

我们工作中所指的压力实际上是压强。

2、单位帕Pa、兆帕MPa、

1MPa=106Pa

3、国标单位和工程单位的关系

1MPa=10.2kgf/cm2或1kgf/cm2=0.098MPa≈0.1MPa

4、表压力和绝对压力

表压力：

是指压力表上所指示的压力又是指容器内的压力与容器外的压力的差值。

绝对压力：

实际作用在容器壁上的压力应该是压力表上指示的压力加上容器周围的大气压力，这个绝对真实的压力称为绝对压力。

由于大气压力近似等于0.1兆帕

故P绝≈P表+0.1MPa

5、压力容器的压力来源

1）在容器外产生（增大）压力

2）在容器内产生（增大）压力

二、温度的概念

温度表示物体的冷热程度

其表示方法有：

摄氏温标、华氏温标、绝对温标

三、压力容器的介质分类及特性

（教材7-17页）

生产过程所涉及的介质品种繁多，分类方法也有多种。

按物质状态分类，有气体、液体、液化气体、单质和混合物等；按化学特性分类，则有可燃、易燃、惰性和助燃四种；按它们对人类毒害程度，又可分为极度危害（I）、高度危害（Ⅱ）、中度危害（Ⅲ）、轻度危害（Ⅳ）四级。

易燃介质：

是指与空气混合的爆炸下限小于10％，或爆炸上限和下限之差值大于等于20％的气体，如一甲胺、乙烷、乙烯等。

毒性介质：

《压力容器安全技术监察规程》（以下简称《容规》）对介质毒性程度的划分参照GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》分为四级。

其最高容许浓度分别为：

极度危害（I级）<0．1mg／m3；高度危害（Ⅱ级）0.1～<1．0mg／m3；中度危害（Ⅲ级）1．0～<10mg／m3；轻度危害（1V级）≥10mg／m3。

压力容器中的介质为混合物质时，应以介质的组成并按毒性程度或易燃介质的划分原则，由设计单位的工艺设计部门或使用单位的生产技术部门决定介质毒性程度或是否属于易燃介质。

腐蚀性介质，石油化工介质对压力容器用材具有耐腐蚀性要求。

有时是因介质中有杂质，使腐蚀性加剧。

腐蚀介质的种类和性质各不相同，加上工艺条件不同，介质的腐蚀性也不相同。

这就要求压力容器在选用材料时，除了应满足使用条件下的力学性能要求外，还要具备足够的耐腐蚀性，必要时还要采取一定的防腐措施。

四、压力容器的含义及分类

一）压力容器的概念分两个说法

按照《特种设备安全监察条例》

压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为1）最高工作压力大于或者等于0．1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2．5MPa·L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；2）盛装公称工作压力大于或者等于0．2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1．0MPa·L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶；3）氧舱等。

2）《压力容器安全技术监察规程》

1．本规程适用于同具备下列条件的压力容器：

（1）最高工作压力（Pw）（注1）大于等于0.1Mpa（不含液体静压力,下同）;

（2）内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m,且容积（V）（注2）大于等于0.025m3;

   （3）盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点液体..（注3）

压力容器是内部或外部承受气体或液体压力、并对安全性有较高要求的密封容器。

压力容器主要为圆柱形，少数为球形或其他形状。

圆柱形压力容器通常由筒体、封头、接管、法兰等零件和部件组成，压力容器工作压力越高，筒体的壁就应越厚。

二）压力容器分类

按压力等级分类：

压力容器可分为内压容器与外压容器。

内压容器又可按设计压力（p）大小分为四个压力等级，具体划分如下：

低压（代号L）容器0.1MPa≤p＜1.6MPa;

中压（代号M）容器1.6MPa≤p＜10.0MPa;

高压（代号H）容器10MPa≤p＜100MPa;

超高压（代号U）容器p≥100MPa。

按容器在生产中的作用分类:

反应压力容器（代号R）:

用于完成介质的物理、化学反应。

换热压力容器（代号E）:

用于完成介质的热量交换。

分离压力容器（代号S）:

用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离。

储存压力容器（代号C，其中球罐代号B）：

用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质。

在一种压力容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应按工艺过程中的主要作用来划分品种。

按安装方式分类：

固定式压力容器：

有固定安装和使用地点，工艺条件和操作人员也较固定的压力容器。

移动式压力容器：

使用时不仅承受内压或外压载荷，搬运过程中还会受到由于内部介质晃动引起的冲击力，以及运输过程带来的外部撞击和振动载荷，因而在结构、使用和安全方面均有其特殊的要求。

上面所述的几种分类方法仅仅考虑了压力容器的某个设计参数或使用状况，还不能综合反映压力容器的危险程度。

压力容器的危险程度还与介质危险性及其设计压力p和全容积V的乘积有关，pV值愈大，则容器破裂时爆炸能量愈大，危害性也愈大，对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。

按安全技术管理分类:

《压力容器安全技术监察规程》采用既考虑容器压力与容积乘积大小，又考虑介质危险性以及容器在生产过程中的作用的综合分类方法，以有利于安全技术监督和管理。

该方法将压力容器分为I、II、III类：

1.第III类压力容器，具有下列情况之一的，为第III类压力容器：

高压容器；

中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；

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）；

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0.5Pa·m3）；

低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且乘积大于等于0.2MPa·m3）；

高压、中压管壳式余热锅炉；

中压搪玻璃压力容器；

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；

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；

球形储罐（容积大于等于50m3）；低温液体储存容器（容积大于5m3）。

低温液体储存容器（容积大于5m3）

2.第二类压力容器，具有下列情况之一的，为第二类压力容器：

中压容器；

低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；

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）；

低压管壳式余热锅炉；

低压搪玻璃压力容器。

3.第I类压力容器,除上述规定以外的低压容器为第I类压力容器。

可见，国内压力容器分类方法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。

例如：

因盛放的介质特性或容器功能不同，即根据潜在的危害性大小，低压容器可被划分为第I类或第II类甚至第III类压力容器

压力容器的使用特征

生产工艺要求高

使用条件比较恶劣

承受多种载荷

操作要求高

、压力容器的参数及应力来源

压力：

最高工作压力、设计压力、最大允许工作压力。

最高工作压力，多指在正常操作情况下，容器顶部可能出现的最高压力。

设计压力，系是指在相应设计温度下用以确定容器壳体厚度的压力，亦即标注在铭牌上的容器设计压力，压力容器的设计压力值不得低于最高工作压力；当容器各部位或受压元件所承受的液柱静压力达到5％设计压力时，则应取设计压力和液柱静压力之和进行该部位或元件的设计计算；装有安全阀的压力容器，其设计压力不得低于安全阀的开启压力或爆破压力。

容器的设计压力确定应按GB150的相应规定。

温度：

金属温度、设计温度

金属温度，系指容器受压元件沿截面厚度的平均温度。

任何情况下，元件金属的表面温度不得超过钢材的允许使用温度。

设计温度，系指容器在正常操作情况下，在相应设计压力下，壳壁或元件金属可能达到的最高或最低温度。

当壳壁或元件金属的温度低于—20℃，按最低温度确定设计温度；除此之外，设计温度一律按最高温度选取。

设计温度值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度；对于0℃以下的金属温度，则设计温度不得高于元件金属可能达到的最低金属温度。

容器设计温度（即标注在容器铭牌上的设计介质温度）是指壳体的设计温度。

直径：

一般指压力容器的内径。

工程直径：

指经标准化、系列化后的尺寸，以适应标准化、系列化的要求。

不是实际内径

五）公称直径

公称直径（nominaldiameter），又称平均外径（meanoutsidediameter）。

指标准化以后的标准直径，以DN表示，单位mm，例如内径1200mm的容器的公称直径标记为DN1200。

它主要分为三方面：

1.压力容器的公称直径

用钢板卷焊制成的筒体，其公称直径指的是内径。

现行标准中规定的公称直径系列如表4-4所示。

若容器直径较小，筒体可直接采用无缝钢管制作。

此时，公称直径指钢管外径，如表4-5所示。

设计时，应将工艺计算初步确定的设备内径，调整为符合表4-4或表4-5所规定的公称直径。

封头的公称直径与筒体一致。

2.管子的公称直径

一般来说，管子的直径可分为外径、内径、公称直径。

管材为无缝钢管的管子的外径用字母D来表示，其后附加外直径的尺寸和壁厚，例如外径为108的无缝钢管，壁厚为5MM，用D108*5表示，塑料管也用外径表示，如De63,其他如钢筋混凝土管、铸铁管、镀锌钢管等采用DN表示，在设计图纸中一般采用公称直径来表示，公称直径是为了设计制造和维修的方便人为地规定的一种标准，也叫公称通径，是管子（或者管件）的规格名称。

管子的公称直径和其内径、外径都不相等，例如：

公称直径为100MM的无缝钢管有102*5、108*5等好几种，108为管子的外径，5表示管子的壁厚，因此，该钢管的内径为（108-5-5）＝98MM，但是它不完全等于钢管外径减两倍壁厚之差，也可以说，公称直径是接近于内径，但是又不等于内径的一种管子直径的规格名称，在设计图纸中所以要用公称直径，目的是为了根据公称直径可以确定管子、管件、阀门、法兰、垫片等结构尺寸与连接尺寸，公称直径采用符号DN表示，如果在设计图纸中采用外径表示，也应该作出管道规格对照表，表明某种管道的公称直径，壁厚。

为了使管子、管件连接尺寸统一，采用DN表示其公称直径（也称公称口径、公称通径）。

化工厂用来输送水、煤气、空气、油以及取暖用蒸汽等一般压力的流体，管道往往采用电焊钢管，称有缝管。

有缝管按厚度可分为薄壁钢管、普通钢管和加厚钢管。

其公称直径不是外径，也不是内径，而是近似普通钢管内径的一个名义尺寸。

每一公称直径，对应一个外径，其内径数值随厚度不同而不同。

公称直径可用公制mm表示，也可用英制in表示，见表4-6。

管路附件也用公称直径表示，意义同有缝管。

工程中所用的无缝管，如输送流体用无缝钢管（GB8163-87）、石油裂化用无缝钢管（GB9948-88）、化肥设备用高压无缝钢管（GB6479-86）等，标记方法不用公称直径，而是以外径乘厚度表示。

标准中称此外径与厚度为公称外径与公称厚度。

输送流体用无缝钢管和一般用途无缝钢管分热轧管和冷拔管两种。

冷拔管的最大外径为200mm；热轧管的最大外径为630mm。

在管道工程中，管径超过57mm时，常采用热轧管。

管径在57mm以内常选用冷拔管。

3.容器零部件的公称直径

有些零部件如法兰、支座等的公称直径，指的是与它相配的筒