承压类特种设备基本知识.pptx

前言 主要内容 一、特种设备概念 及分类 二、特种设备特点 三、特种设备事故分类 四、特种设备法规标准体系第1页/共137页前言 一一、特种设备、特种设备概念概念及分类及分类 特种设备概念特种设备概念 特种设备特指人们生产和生活中广泛使用的，一旦发生故障有可能危及公共安全的，受到政府强制监督管理的设备。在特种设备安全监察条例中规定特种设备是指涉在特种设备安全监察条例中规定特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内专用机动车辆。内专用机动车辆。特种设备分类 按照特种设备的特点，可将其划分为承压类特种设备和机电类特种设备。承压类特种设备包括锅炉、压力承压类特种设备包括锅炉、压力容器和压力管道容器和压力管道；机电类特种设备包括电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内专用机动车辆。第2页/共137页前言 二、特种设备安全监察的特点 我国特种设备安全监察始于建国初，1955年设立专门机构，实行专项监察。1955年4月25日，天津第一棉纺厂发生一起铆接锅炉爆炸事故，造成8人死亡，69人受伤，引起国务院重视。当时前苏联劳动保护专家提出在中国建立锅炉安全监察机构的建议。同年6月，国务院批准在劳动部设立锅炉安全检查总局，对锅炉、压力容器、起重机械等特种设备进行专门监督管理。第3页/共137页前言 1、预防为主 安全监察不是目的，是手段。安全监察是采取行政手段落实安全要求，通过行政许可、监督检查等方法在影响安全的每个环节督促特种设备的生产、使用者确保特种设备的状态、相关人员的行为达到预定的要求，消除隐患，保证安全，防止事故的发生。2、全过程实施 特种设备安全监察是以防止事故为出发点，在特种设备生产、使用、检验的全过程，即在设备从生到死的全过程（分为设计、制造、安装、改造、维修、使用、检验等环节）实施的。全过程：设计、制造、安装、改造、维修、使用、检验（七个环节）；特种设备生产：设计、制造、安装、改造、维修（五个环节）第4页/共137页前言设计-是根据国家法规、规范、标准规定，设计出满足客户所要求性能的承压类特种设备产品。条例十二条规定，进行设计文件鉴定的承压类特种设备范围为锅炉、气瓶、氧舱（定型产品，批量生产，设计量不大；把这些设备的设计审核集中在技术业务素质高的单位，可积累经验，保证质量，提高效率）。而逐台进行设计的承压类特种设备是压力容器。制造-按照产品的设计要求，把合格的材料，经冷热成型、机加工等工艺手段、以焊接为连接零部件的主要方法，制作成符合设计要求的成品。第5页/共137页前言 安装-按照法规、规范、标准及设计规定，在安装现场将合格的承压类设备进行组合安装，使其达到设计要求。改造-对现有结构、性能等进行改造，使其参数、结构、性能等方面有所变化的过程。维修-对损坏的部件进行的局部维修或更换。3、强制性 特种设备安全监察是国务院赋予特种设备安全监督管理部门的职责，行使政府赋予的权利，具有强制性。第6页/共137页前言 三三、特种设备事故、特种设备事故分类分类（549号条例 第六章 事故预防与调查处理）根据事故造成的人员伤亡、直接经济损失、中断运行时间、受困人数、人员转移数量、设备损坏程度等因素将特种设备事故分为特别重大事故、重大事故、较大事故、一般事故四个级别（与2007年6月1日施行的生产安全事故报告和调查处理条例（国务院493号令）既一致又有区别）。第7页/共137页前言 四四、特种设备法规特种设备法规标准标准体系体系 （一）我国特种设备法规标准体系（五个层次）。1、法律、2、行政法规 3、行政规章（部门规章）4、安全技术规范 5、相关标准第8页/共137页前言 1、法律 法律由全国人大通过，以中华人民共和国主席令的形式发布。如安全生产法、食品安全法、我国正在拟定特种设备安全法。2、行政法规 行政法规这个层次包括行政法规和地方性法规等。国家行政法规由国务院制定，以国务院令的形式发布，总理签署。第9页/共137页前言 国家制定的特种设备条例共有3部：82年锅炉压力容器安全监察暂行条例；国务院令第373号特种设备安全监察条例自2006年6月1日起施行；国务院令第549号国务院关于修改特种设备安全监察条例的决定已经2009年1月14日国务院第46次常务会议通过，现予公布，自2009年5月1日起施行。地方性法规由省、自治区、直辖市以及有立法权的较大城市人大制定。如山东省特种设备安全监察条例。第10页/共137页前言 3、行政规章（部门规章）行政规章这个层次包括国务院各部门行政规章和省、自治区、直辖市和较大城市的人民政府规章。行政规章是以国务院行政部门首长令的形式发布、行政管理内容较突出的文件（相关办法、规定）。如中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局令第22号锅炉压力容器制造监督管理办法已经2002年7月1日国家质量监督检验检疫总局局务会议审议通过，现予公布，自2003年1月1日起实施。第11页/共137页前言 地方行政规章是指省、自治区、直辖市和较大城市的人民政府规章。4、安全技术规范 安全技术规范是特种设备安全技术规范的简称。安全技术规范是国家质量监督检验检疫总局依据特种设备安全监察条例，对特种设备的安全性能和相应的设计、制造、安装、改造、维修、使用和检验检测的活动制定颁布的强制性规定。第12页/共137页前言 安全技术规范是特种设备法规体系的重要组成部分，其作用是把与特种设备有关的法律、法规和规章的原则规定具体化。“安全技术规范”通常为规程、规则、细则等，均标有“TSG”。如固定式压力容器安全技术监察规程 压力容器压力管道设计许可规则特种设备焊接操作人员考核细则。5、相关标准（四个层次）国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。国家标准：GB150.1 150.4 2011压力容器；行业标准：NB/T47014承压设备焊接工艺评定第13页/共137页前言 6、安全技术规范与引用标准的相互关系安全技术规范（如容规等）与引用标准的关系 安全技术规范是强制性的，标准被安全技术规范引用后其引用部分即是强制性的；安全技术规范是提出特种设备安全要求的主体，标准被引用后是对安全技术规范的补充；安全技术规范是对特种设备全方位、全过程的最低安全要求；产品标准中应当清晰表述如何实现安全技术规范的最低安全要求。第14页/共137页前言 安全技术规范与引用标准把握的尺度 -在容规1.10条中列出了引用压力容器产品标准的清单（GB150和 GB151等共10项标准），但是并不意味着这些标准因为被容规引用而整个标准成为强制性；-对于这些被引用标准，只有那些被容规后续条款中具体引用的内容才具有强制性。例如：容规4.5.3.2.2 全部射线或超声检测（6）设计图样和本规程引用标准要求时；容规4.5.3.2.4表面无损检测（7）设计图样和本规程引用标准要求时。第15页/共137页锅炉基本知识主要内容（五个方面）：概述锅炉的分类和型号锅炉结构锅炉水循环锅炉无损检测要求第16页/共137页 概述 一、概述（一）锅炉的定义 锅炉是利用燃料燃烧时产生的热能或其他能源的热能，把工质加热到一定温度和压力的热能转换设备。条例对锅炉作了如下限制性定义：锅炉，是锅炉，是利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并对外输出热能的设备，利用各种燃料、电或者其他能源，将所盛装的液体加热到一定的参数，并对外输出热能的设备，其范围规定为容积大于或者等于其范围规定为容积大于或者等于30L30L的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于0.1MPa0.1MPa（表压），且额定功率（表压），且额定功率大于或者等于大于或者等于0.1MW0.1MW的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。第17页/共137页概述（二）锅炉的特点1、长期连续运行，不能任意停炉；2、工作环境恶劣，承受高温高压；3、接触水汽烟灰，腐蚀不可避免；4 、工作温度不同，热胀冷缩有应力；5、负荷燃烧有变化，疲劳破坏易发生；6、水质处理不达标，鼓包开裂易发生；7、超压运行使不得，严重缺水后加水是锅炉爆炸的主要原因之一。第18页/共137页概述 （三）锅炉的参数锅炉的作用是产生一定数量和质量的蒸汽或热水，其数量用锅炉出力来表示，其质量用蒸汽或热水的压力或温度来表示。这些参数均为锅炉的特性参数，并在锅炉名牌上标示。1 容量（出力）蒸汽锅炉用额定蒸发量来表示出力（D），热水锅炉用额定热功率来表示出力（Q）。额定蒸发量：蒸汽锅炉在每小时内产生的蒸汽数量，单位吨/小时（t/h）;额定热功率：热水锅炉在单位时间内产生并送入系统的热量，单位为兆瓦（MW）。第19页/共137页概述 额定热功率为0.7兆瓦的热水锅炉的出力相当于额定蒸发量为1吨/小时的蒸汽锅炉的出力。他们之间的换算关系如下：1t/h1t/h0.7MW=600.7MW=60万大卡万大卡/小时小时。理想状态下额定热功率为0.7MW的热水锅炉能够满足建筑面积为10000建筑物的采暖需要，扣除各项热量损失，实际能够满足建筑面积为80009000建筑物的采暖需要。锅炉容水量第20页/共137页 概述 2 压力压力指的是垂直作用于物体单位面积上的力（物理学中的压强，习惯叫法），压力的单位用兆帕（MPa）来表示。锅炉压力指锅炉出口处蒸汽或热水的最高工作压力，用符号“P”表示。压力的国际单位与工程单位的换算关系如下：1kgf/c1kgf/c=0.098MPa0.098MPa0.1MPa0.1MPa锅炉铭牌上标示的压力是锅炉设计压力，又称额定工作压锅炉铭牌上标示的压力是锅炉设计压力，又称额定工作压力。力。对有过热器的锅炉是指过热器出口处的蒸汽压力；对无过热器的锅炉是指锅筒内的蒸汽压力；对热水锅炉是指出水阀入口处的热水压力。第21页/共137页概述锅炉内为什么会有压力呢？锅炉内为什么会有压力呢？蒸汽锅炉的压力是因为蒸汽锅炉内的水吸收热量后，由液态变为气态，其体积增大很多，由于锅炉是密闭容器，这就限制了汽水的自由膨胀，随着水不断受热蒸发变成蒸汽，锅筒内的蒸汽密度相应增加，压力也随之增大，结果就使锅炉各受压元件受到了汽水压力的作用。热水锅炉的压力绝大数来源于循环水泵。第22页/共137页概述 3 温度 温度是标志物体冷热程度的物理量。常用符号t表示，锅炉温度指锅炉出口介质的温度。单位是摄氏温度，符号是。锅炉铭牌上表明的温度是指锅炉出口介质的温度，又称额定温度；对无过热器的蒸汽锅炉，其额定温度是指锅炉在额定压力下的饱和蒸汽温度；对有过热器的蒸汽锅炉，其额定温度是指过热器出口处蒸汽温度；对热水锅炉，其额定温度是指锅炉出口处的热水温度。第23页/共137页锅炉的分类和型号 二、锅炉的分类和型号（一）锅炉分类 1、按用途分类：电站锅炉、工业锅炉、生活锅炉、机车锅炉、船舶锅炉等。2、按出口介质分类蒸汽锅炉、热水锅炉、有机热载体锅炉 3、按燃料种类分类 燃煤锅炉 、燃油锅炉 、燃气锅炉 、余热锅炉 4、按结构形式分类 锅壳式锅炉、水管锅炉。5、按介质循环方式分类自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉。6、按出厂形式分类 散装锅炉、组装锅炉、整装锅炉。第24页/共137页锅炉的分类和型号7、按制造管理分类锅炉制造许可级别分为以下四级：A级锅炉：制造锅炉范围不限；B级锅炉：额定蒸汽压力2.5MPa的蒸汽锅炉；C级锅炉：额定蒸汽压力0.8MPa且额定蒸发量1t/h的蒸汽锅炉；额定出水温度120的热水锅炉；D级锅炉：额定蒸汽压力0.1MPa的蒸汽锅炉；额定出水温度120且额定热功率2.8MW的热水锅炉。第25页/共137页 锅炉的分类和型号8、按照出口介质工作压力分为低压锅炉 P2.5MPa；中压锅炉 P=3.8MPa 9、按照热水锅炉的热水出口温度分类低温热水锅炉:出水温度120高温热水锅炉:出水温度12010、按照安装改造许可证划分为3个级别1级：参数不限；2级:P2.5MPa；3级：P1.6MPa的整（组）装锅炉。（已获得锅炉制造许可的锅炉制造企业可以改造、安装本企业制造的锅炉，无需另取许可证）。第26页/共137页锅炉的分类和型号（二）我国 锅炉型号表示方法 1 、工业锅炉产品型号组成（JB/T1626-2002工业锅炉产品型号编制方法）产品型号由三部分组成。第27页/共137页锅炉的分类和型号1 工业锅炉产品型号组成（JB/TG1626-2002工业锅炉产品型号编制方法）工业锅炉（电加热锅炉除外）产品型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。第一部分表示锅炉本体型式和燃烧设备型式或燃烧方式及锅炉容量。共分三段，第一段用两个大写汉语拼音字母代表锅炉本体型式；第二段用一个大写汉语拼音字母代表燃烧设备型式或燃烧方式；第三段用阿拉伯数字表示蒸汽锅炉额定蒸发量为若干t/h或热水锅炉额定热功率为若干MW。各段连续书写。第28页/共137页锅炉的分类和型号 第二部分表示介质参数。对蒸汽锅炉分两段，中间以斜线相连，第一段用阿拉伯数字表示额定蒸汽压力为若干MPa；第二段用阿拉伯数字表示过热蒸汽温度为若干，蒸汽温度为饱和温度时，型号的第二部分无斜线和第二段。对热水锅炉分三段，中间也以斜线相连，第一段用阿拉伯数字表示额定出水压力为若干MPa；第二段和第三段分别用阿拉伯数字表示额定出水温度和额定进水温度为若干。第29页/共137页锅炉的分类和型号第三部分表示燃料种类。用大写汉语拼音字母代表燃料品种，同时用罗马数字代表同一燃料品种的不同类别与其并列。如果同时使用几种燃料，主要燃料放在前面，中间以顿号隔开。举例：DZL41.25A 表示单锅筒纵置式水管或卧式水火管链条炉排，额定蒸发量为4t/h，额定蒸汽压力为1.25MPa，蒸汽温度为饱和温度，燃用类烟煤的蒸汽锅炉。QXW1.25/95/70A SHX202.5/400H LSC 0.50.4 A SZS101.6/350Y、Q第30页/共137页锅炉的分类和型号2 电加热锅炉产品型号组成 电加热锅炉产品型号由两部分组成，各部分之间用短横线相连。第31页/共137页锅炉的分类和型号 第一部分表示锅炉本体型式和电加热锅炉代号及锅炉容量。共分三段，第一段用一个大写汉语拼音字母表示锅炉本体型式，锅炉本体型式分卧式和立式两种，用W代表卧式，用L表示立式；第二段用汉语拼音字母DR为电加热锅炉代号；第三段用阿拉伯数字表示蒸汽锅炉额定蒸发量为若干t/h或热水锅炉额定热功率为若干MW。各段连续书写。第32页/共137页锅炉的分类和型号 第二部分表示介质参数。蒸汽锅炉用阿拉伯数字表示额定蒸汽压力为若干MPa；热水锅炉分三段，各段之间以斜线相连，第一段用阿拉伯数字表示额定出水压力为若干MPa；第二段和第三段分别用阿拉伯数字表示额定出水温度和额定进水温度为若干。举例:LDR0.50.4 表示立式电加热锅炉，额定蒸发量为0.5t/h，额定工作压力为0.4MPa的蒸汽锅炉。WDR0.71.0/95/70第33页/共137页锅炉的分类和型号 3 电站锅炉产品型号组成 电站锅炉（JB/T1617-1999电站锅炉产品型号编制方法）产品型号也由三部分组成。AB/CDE锅炉制造工厂（公司）代号，由若干字母表示锅炉额定蒸发量，用阿拉伯数字表示，单位：t/h.额定介质出口压力，用阿拉伯数字表示，单位：Mpa。设计燃料代号，用汉语拼音字母表示。变型设计顺序号，一般用阿拉伯数字表示。第34页/共137页锅炉的分类和型号第一部分用A表示，系锅炉制造厂（公司）代号，由若干字母表示。第二部分由B和C两段组成，中间用斜线分开。B表示锅炉额定蒸发量，C表示出口蒸汽压力。第三部分由D和E两段组成。D表示燃料，E表示锅炉变形设计顺序号。举例：HG670/13.7M HG表示哈尔滨锅炉厂制造；670/13.7额定蒸发量为670t/h、出口蒸汽压力为13.7MPa；M设计燃料为煤、原型设计的蒸汽锅炉。SG1025/18.3M003第35页/共137页锅炉的分类和型号 GB/T174101998 有机热载体炉 3.2.2.4 有机热载体炉产品型号组成 有机热载体炉产品型号由两部分组成。X X X -X X 燃料代号额定热功率：KW炉体安置型式代号燃烧设备代号炉类型代号第36页/共137页锅炉的分类和型号 第一部分由三个字母组成，分三段，第一段系炉类型代号，第二段系燃烧设备代号，第三段系安装形式代号。第二部分由数字和字母组成，分两段，第一段系额定热功率KW，第二段系燃料代号。举例：YLW-800MW Y-液相有机热载体炉；L-燃烧设备为链条炉排；W-安装形式为卧式；800-额定热功率为800KW；M-燃料类别为煤；W-燃料品种为无烟煤。第37页/共137页锅炉水循环 三、锅炉水循环 锅炉的水循环分为自然循环和强制循环两类。一般蒸汽锅炉的水循环为自然循环，热水锅炉水循环大都为强制循环。强制循环是依靠水泵的推动作用强迫锅炉水的循环。自然循环是依靠下降管中的水与上升管中的汽水混合物之间的重度差，使锅水进行的循环。（在穿过锅筒壁处应加装套管。Dt/h或P1.0MPa时可不装给水套管）。1上锅筒 2下降管3下集箱 4上升管第38页/共137页锅炉结构 四、锅炉结构（一）锅炉本体的主要受压元件 1 锅筒：用来汇集、储存、分离汽水、补充给水。用来与水冷壁管、对流管束、下降管连接。用Q245R、Q345R钢板卷制或压制而成。2 集箱，又称联箱：用来汇集、分配锅水，保证各受热面管子可靠的供水或汇集各管子的水或汽水混合物；用来连接水冷壁管、下降管和排污管等。3 下降管：用来把锅筒里的水输送到下集箱，使受热面管子有足够的循环水量，以保证可靠的运行；用来与水冷壁管、集箱、锅筒形成水循环回路。一般布置在炉膛外面，不受热，水在管内下降。第39页/共137页锅炉结构 4 受热面管子：它是锅炉的主要受热面。分为水管和烟管。管内走水或汽水混合物，管外受热的叫水管；管内走烟气，管外被水冷却的叫烟管。5 省煤器：它是布置在锅炉尾部烟道内，利用排烟的余热来提高给水温度的热交换器（加热到低于饱和温度40-50）。作用是提高给水温度，减少排烟热损失，提高锅炉热效率。第40页/共137页锅炉结构6 过热器：将锅筒内出来的饱和蒸汽加热成过热蒸汽。7 炉胆：锅壳式锅炉包围燃料燃烧空间的壳体（立式锅炉和卧式内燃锅炉）。承受外压，用Q245R（20g）钢板卷制。8 下脚圈：连接锅壳和炉胆的部件（立式锅炉U、L下脚圈）。9 喉管（冲天管）：连接锅壳和炉胆之间烟气排出的管子（立式锅炉）。（二）安全附件 工业锅炉安全附件，主要是安全阀、压力表、水位表、水位报警器、温度计等，特别是安全阀、压力表、水位表是保证锅炉安全阀、压力表、水位表是保证锅炉安全运行的基本附件，常被人们称为锅炉三大安全附件。安全运行的基本附件，常被人们称为锅炉三大安全附件。第41页/共137页锅炉结构 1 安全阀 安全阀是一种自动阀门，与一般需人为操作开闭的截止阀、排污阀不同安全阀的主要作用：在受压设备超压的情况下，能自动开启，释放超过的压力（泄放掉多余的介质），保证设备安全，待压力降到规定值时，能自动关闭并恢复密封，阻止介质的进一步流失。常见安全阀类型：静重式安全阀：结构简单，最原始，靠重量产生负荷，工作压力低，小容量锅炉使用。杠杆重锤式安全阀：静重式安全阀的进化型。阀芯易偏移，回座后的密封性能差，易卡阻。已被淘汰。第42页/共137页3.4 锅炉结构 弹簧式安全阀使用最多、最广泛。用弹簧取代重锤。弹簧式安全阀工作过程开启-排放-回座-回复密封弹簧式安全阀的二种基本形式 微启式弹簧式安全阀：微启即开启高度是很微量的。开启高度为阀座内径尺寸的1/40-1/20。全启式弹簧安全阀：全启即全部开启，开启高度是微启的5-10倍，排放泄压能力大大增加。第43页/共137页3.4 锅炉结构 安全阀型号：-微启式A27W-10T和A27H-16C。W-由阀体直接加工的密封面材料。-全启式A48Y-16C。A安全阀 4法兰连接 8弹簧全启式 Y阀座密封面材料为硬质合金 16公称压力为1.6MPa C阀体为铸钢。安全阀规格：安全阀规格是按进口公称通径划分的，用DN表示。要注意同一规格的安全阀，因型号不同，出口通经也不同，微启式安全阀的进出口通经尺寸是一样的，全启式安全阀出口通经比进口通经大一档。阀门的尺寸是有系列的，如DN15、20、32、40、50、65、80、100、125、150等。法兰式安全阀的法兰尺寸是根据公称压力和通经确定的。公称通经DN与流道直径用d0关系：全启式d0比DN小两档，微启式d0比DN小一档。第44页/共137页锅炉结构 2 压力表压力表的作用是监视锅炉的工作压力，一旦发生超压现象提示锅炉操作人员采取措施。精度等级：弹簧管式压力表的精度等级是以表盘刻度极限值允许误差的百分数来表示。老标准为0.50.5、1 1、1.51.5、2 2、2.52.5、4 4 六个等级；新标准为 0.40.4、1.61.6、2.52.5、4 4 四个等级。P 2.5MPa的锅炉压力表精度等级2.5级；P 2.5MPa的锅炉压力表的精度等级1.6级。第45页/共137页锅炉结构 3 水位表锅炉发生事故的主要原因之一，就是锅内缺水。水位表的作用就是监视锅炉的水位，一旦锅炉水位降低于限定要求时，水位表即可提示锅炉操作人员（锅炉操作人员分3级）采取相应措施，对有自动上水装置的锅炉还可以自动上水。D0.5t/h的蒸汽锅炉可装1个水位表；D 2.0t/h的蒸汽锅炉，应装高低水位报警、低水位联锁保护装置。第46页/共137页 锅炉结构（三）典型结构1 、立式弯水管锅炉结构组成1人孔 2封头3锅壳 4炉胆顶5弯水管 6炉门圈7U形下脚 8炉胆 9-喉管烟气 流程与水循环回路第47页/共137页锅炉结构2、锅壳式锅炉1锅筒 2烟管 3水冷壁 4联箱 5省煤器第48页/共137页锅炉结构 3 水管锅炉1锅筒 2对流管束 3下降管4水冷壁 5-联箱1锅筒 2水冷壁3过热器 4省煤器第49页/共137页锅炉制造无损检测要求 五、锅炉的无损检测要求 锅炉的无损检测应遵循以下原则：1 焊缝交叉部位必探；2 高参数大容量的探伤要求高；3 危险性小的按比例探伤；4 有机热载体炉探伤要求高；5 封头和下脚圈有拼缝，先成型后探伤；6 需热处理的应先处理后探伤；7 角焊缝宜选UT；8 RT、UT检出缺陷各有特点，按规程规定探伤。监察规程对锅炉焊接接头探伤要求见书83页。第50页/共137页第51页/共137页关于执行蒸汽锅炉安全技术监察规程一些问题的解释劳安锅199731号（1997年5月14号）（锅炉范围内管道的探伤问题）对于额定蒸发量小于或等于6t/h且额定蒸汽压力小于或等于1.6MPa的锅炉，锅炉给水管道可不进行射线或超声探伤，外径小于或等于108的锅炉蒸汽管道可不进行射线或超声探伤（采用无直段弯头的除外）。第52页/共137页第4章 压力容器基本知识 主要内容 一、压力容器概述 二、压力容器结构 三、制造压力容器无损检测 固定式压力容器安全技术监察规程 GB1502011压力容器 四、在用压力容器无损检测 第53页/共137页压力容器本体与主要受压元件一、压力容器本体（P87）压力容器与外部管道焊接连接的第一道环向接头的坡口面、螺纹连接的第一个螺纹接头端面、法兰连接的第一个法兰密封面、专用连接件或者管件连接的第一个密封面；压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件；非受压元件与压力容器的连接焊缝。二、压力容器本体中的主要受压元件（P87）包括壳体、封头（端盖）、膨胀节、设备法兰，球罐的球壳板，换热器的管板和换热管，M36以上的设备主螺柱以及公称直径250mm的接管和管法兰。第54页/共137页压力容器概述一、概述（一）压力容器的定义 有如下四种定义：1、从广义讲，凡承受流体介质压力的密闭壳体都可称为压力容器。2、按GB150压力容器规定，设计压力0.1 MPa且真空度0.02 MPa的容器属于压力容器。压力、压力、温温度、度、容积容积、介质特性是与安全相关、介质特性是与安全相关的的四四个个主要主要参数参数。3 3、固定式压力容器安全技术监察规程从安全管理角度出发,将同时具备下列三个条件的容器称为压力容器（P85）工作压力0.1 MPa；工作压力与容积的乘积2.5 MPa.L；盛装介质为气体、液化气体以及最高温度高于或者等于其标准沸点的液体。第55页/共137页压力容器概述4 4、特种设备安全监察条例规定特种设备安全监察条例规定：压力容器压力容器，是是指盛装气体或者液体，承指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围限定为最高载一定压力的密闭设备，其范围限定为最高工作压力工作压力0.1MPa0.1MPa（表压）（表压）,且压力与且压力与容积的容积的乘积乘积2.5MPa2.5MPaL L的气体、液化气体的气体、液化气体和和最高最高工作温度工作温度高于或者等于标准沸点高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和的液体的固定式容器和移动式容器移动式容器；盛装公称；盛装公称工作压力工作压力0.2MPa0.2MPa，且压力与容积，且压力与容积的的乘积乘积1.0MPa1.0MPaL L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于6060液体的气液体的气瓶瓶；氧氧舱等。舱等。这个规定是压力容器最权威的定义。凡符合上述规定的容器即为压力容器，其七个环节都必须接受安全监察。第56页/共137页压力容器概述（二）压力容器主要参数主要介绍压力、温度、容积、直径四种参数。1、压力：压力容器所承受的压力主要来自容器内部介质的压力。通常所说的压力容器的压力指的是垂直作用在容器单位表面积上的力（物理学中的压强，习惯叫法），压力的单位用兆帕（MPa）来表示。第57页/共137页压力容器概述 在压力容器领域，常用压力的术语有：工作压力、最高工作压力、设计压力、工作压力、最高工作压力、设计压力、最高允许工作压最高允许工作压力、力、公称压力。公称压力。工作压力：在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力（表压力）；最高工作压力:对于承受内压的容器，最高工作压力指的是在正常使用过程中，容器顶部可能出现的最高压力；设计压力：设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为容器的基本设计载荷条件，其值不低于最高工作压力；第58页/共137页压力容器概述最高允许工作压力：在指定的相应温度下，容器顶部所允许承受的最大压力。该值是根据容器各受压元件的有效厚度，考虑了该元件承受的所有载菏而计算得到的。注：当压力容器设计文件没有给出最高允许工作压力时，则可以认为该容器的设计压力即为最高允许工作压力；公称压力：是一种经标准化后的压力数值。即把众多的压力数值按照等级归纳成一定数目的系列，该系列中的各压力数值称为公称压力。压力容器中的标准件如封头、法兰、螺栓及其阀门等都采用公称压力。例如：对同一台压力容器，它的设计压力最高工作压力安全阀开启压力工作压力；试验压力：进行耐压试验或泄露试验时，容器顶部的压力。第59页/共137页压力容器概述2、温度：表示物体冷热程度的物理量称为温度。单位用摄氏温度来表示，字母表示为。工作温度（操作温度）：容器在正常工作情况下，壳体达到的最高或最低温度；设计温度：容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度。设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件；试验温度：进行耐压试验或泄露试验时，容器壳体的金属温度；低温容器：设计温度低于20的碳素钢、低合金钢、双相不锈钢和铁素体不锈钢制容器，以及设计温度低于196的奥氏体不锈钢容器。第60页/共137页压力容器概述 3、容积：压力容器的大小，通常用容积来表示。压力容器的容积指的是压力容器的几何容积，即由设计图样标注的尺寸计算（不考虑制造公差）并圆整。一般应扣除永久连接在压力容器内部的内件的体积。第61页/共137页压力容器概述4、公称直径：压力容器公称直径以容器圆筒直径表示，GB/T9019-2001。公称直径是出于标准化的需要，把容器的直径按尺寸大小排列成一定数目的系列。该系列中的各尺寸称为容器的公称直径。分以下两个系列：以内径为基准的压力容器公称直径。标记示例：圆筒内径1200mm的压力容器公称直径：公称直径 DN1200 GB/T9019-2001。以外径为基准的压力容器公称直径。标记示例：外径219mm的管子做筒体的压力容器公称直径：公称直径 DN219 GB/T9019-2001。DN159、DN219、DN273、DN325、DN377、DN426第62页/共137页压力容器概述（三）压力容器的分类 1、按使用方式分：固定式和移动式压力容器。2 2、按按设计压力划分低压、中压、高压、超高设计压力划分低压、中压、高压、超高压四个压力压四个压力等级等级（P96）低压容器(代号L)0.1P1.6Mpa中压容器(代号M)1.6P10MPa高压容器(代号H)10P100MPa 超高压容器(代号U)P100MPa第63页/共137页压力容器概述3、按照在生产工艺过程中的作用原理（或者按按照在生产工艺过程中的作用原理（或者按用途），划分为反应容器、换热容器、分离容用途），划分为反应容器、换热容器、分离容器、储存容器器、储存容器（P96）。具体划分如下：。具体划分如下：反应压力容器(代号R)，主要完成介质的物理、化学反应的压力容器，例如各种反应器、聚合釜、合成塔、变换炉等；换热压力容器(代号E)，主要用于完成介质的热量交换的压力容器，例如各种热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等；第64页/共137页压力容器概述 分离压力容器(代号S)，主要用于完成介质的压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器，例如各种分离器、过滤器、集油器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔分汽缸等；储存压力容器（代号C，其中球罐代号B），主要用于储存或者盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，例如各种型式的储罐。4、按照危险程度（或者按照安全重要程度）将压力容器划分为按照危险程度（或者按照安全重要程度）将压力容器划分为第第类压力容器、第类压力容器、第类压力容器、第类压力容器、第类压力类容器。类压力类容器。第65页/共137页压力容器概述 5、按照压力容器制造许可分为A、B、C、D四个级别（锅炉压力容器制造监督管理办法国家质量监督检验检疫总局令第22号）。具体划分如下：A级：A1-超高压容器、高压容器 A2-第类低、中压容器 A3-球形储罐现场组焊或球壳板制造 A4-非金属压力容器 A5-医用氧舱第66页/共137页压力容器概述B级：B1-无缝气瓶；B2-焊接气瓶 ：限溶解乙炔气瓶 或液化石油气瓶；B3-特种气瓶：机动车用、缠绕、非重复充装、真空绝热低温气瓶等。C级：C1-铁路罐车；C2-汽车罐车或长管拖车；C3-管式集装箱。D级：D1-第类压力容器；D2-第类低中压容器。第67页/共137页压力容器概述6、按照压力容器安装改造维修许可资格划分1、2级（TSG R30012006压力容器安装改造维修许可规则）。具体如下：1级：允许从事压力容器安装、改造、维修；2级：从事压力容器维修。注：取得压力容器制造许可资格的单位（A3级仅限球壳板压制和仅限封头制造者除外），可以从事相应制造许可范围内的压力容器安装、改造、维修工作。不需要另取压力容器安装改造许可资格。第68页/共137页二 压力容器结构（一）五种压力容器典型结构1、卧式压力容器结构从从压力容器本身来说，压力容器由筒体、封头、开孔压力容器本身来说，压力容器由筒体、封头、开孔补补强强、接管、法兰、支座、密封元件等部件组成、接管、法兰、支座、密封元件等部件组成。1-接管 2-人孔 3-封头 4-筒体 5-支座 6-液面计接管 第69页/共137页压力容器结构2 2、浮头式换热器浮头式换热器换热器换热器由筒体、由筒体、管板、管束、管箱管板、管束、管箱、接管、法兰、支座、接管、法兰、支座、密封元件等部件组成密封元件等部件组成。管程：介质流经换热管内的通道及与其相贯通部分壳程：介质流经换热管外的通道及与其相贯通部分第70页/共137页压力容器结构3 3 容积式换热器容积式换热器：第71页/共137页压力容器结构4 4 蒸汽储罐蒸汽储罐：第72页/共137页压力容器结构5 5 分汽缸分汽缸：第73页/共137页压力容器结构（二）压力容器基本构成1、筒体 压力容器的筒体，按其结构形式分为整体式和组合 式两大类。整体式分为单层卷焊、铸造、整体锻造、锻焊等几种。它是由卷板机将钢板卷成圆筒将圆筒焊上纵焊缝形成筒节通过焊接环焊缝将若干个筒节与筒节及封头组合起来，形成压力容器的外壳。单层卷焊式应用广泛，一般中、低压容器和壁厚不太厚的高压容器采用这种形式。第74页/共137页压力容器结构 GB150.4-2011压力容器规定 组装时，壳体上焊接接头的布置应满足以下要求：a）相邻筒节A类接头间外圆弧长，应大于钢材厚度s的3倍，且100；b）封头A类拼接接头、封头上嵌入式接管A类接头、与相邻筒节A类接头相互间的外圆弧长，均应大于钢材厚度s的3倍，且100；c）组装筒体中，任何单个筒节的长度300。d）不宜采用十字焊缝。第75页/共137页压力容器结构 2 封头（GB/T 251982010压力容器封头）压力容器的封头分为凸形封头、锥形封头、平盖。凸形封头包括椭圆形封头、蝶形封头、球冠形封头、半球形封头。封头是由整板、拼接板采用冲压（冷冲压、热冲压）、旋压（冷旋压、热旋压）、卷制（冷卷、热卷）以及分掰成形。GB150.4-2011规定 封头各种不相交的拼接焊缝中心间距离应为封头钢材厚度s的3倍，且100。凸形封头由成形的瓣片和顶圆板拼接制成时，瓣片间的焊缝方向宜是径向和环向的。第76页/共137页压力容器结构椭圆形封头由半个椭球壳和直边部分组成，其受力状态仅次于半球形封头。中、低压容器使用的最广泛。长短轴之比为2的椭圆封头成为标准椭圆封头，其封头深度（不包括直边部分）为其直径的1/4。即 Di/2（H-h）=2 Di封头内直径；H封头总深度；h封头直边高度。EHA（封头类型代号）表示以内径为基准的椭圆封头（GB/T 251982010压力容器封头）。半球形封头的受力状态优于椭圆形封头和蝶形封头半球形封头的受力状态优于椭圆形封头和蝶形封头。第77页/共137页压力容器结构 3 开孔补强、接管与法兰开孔补强：压力容器开孔之后，由于截面的消减和结构连续性被破坏，再加上接管的因素，会产生较大的应力集中，使得开孔接管处成为压力容器的薄弱环节。为消除这个薄弱环节，对开孔处经常采用补强结构。常用的容器补强结构有补强圈、厚壁管补强和整体补强三种。补强圈补强：在开孔边焊一个金属圈，使它贴合容器的外壁并与壳体及接管焊在一起，与容器的外壁一起受力。补强圈上开有一个M10信号孔，通入0.40.5MPa的压缩空气，用以检查连接焊缝质量。补强圈结构技术要求按照JB/T4736-2002补强圈规定：采用整板制造或径向分块拼接。径向分块拼接的补强圈，只允许用于整体补强圈无法安装的场合，拼接焊妥后焊缝应修磨光滑并与补强圈母材齐平，并按JB/T4730.3超声检测，级合格。补强圈的拼接焊缝是补强圈的最薄弱环节。第78页/共137页压力容器结构 厚壁短管补强：增厚接管在靠壳体一端的一段管壁厚度。由于这种结构中所有用来补强的金属，都处于较高的应力区域，补强效果更好。整体补强：用增加整个容器壳体的壁厚来降低开孔处局部应力，使壳体的开孔处达到安全。接管：压力容器接管的主要作用是将容器与工艺管道仪表附件连接在一起。第79页/共137页压力容器结构 4 法兰 压力容器的法兰，按其整体性程度，分为主松式法兰、整体式法兰、任意式法兰。任意式法兰在中低压容器上应用较多。按其结构形式，分为容器法兰和管法兰。容器法兰按JB/T4700-4703压力容器法兰进行加工。管法兰按照相应标准要求进行加工。（容规3.17（P89）：钢制压力容器管法兰、垫片、紧固件的设计应参照行业标准HG/T20592-20635）规定。盛装液化石油气、毒性程度为极度和高度危害介质及强渗透性中度危害介质的压力容