压力容器基础知识精选PPT.ppt
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1、关于压力容器基础知识第1页,讲稿共74张,创作于星期日2.2.压力容器的定义压力容器的定义一、广义压力容器的定义一、广义压力容器的定义凡是承受流体介质压力的密闭腔体统称为压力容器。凡是承受流体介质压力的密闭腔体统称为压力容器。二、二、特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例中压力容器的定义中压力容器的定义盛装气体或液体,承载一定压力的密闭设备。其范围规定为:盛装气体或液体,承载一定压力的密闭设备。其范围规定为:最高工作压力(最高工作压力(p pw w)大于或等于)大于或等于0.1MPa0.1MPa(表压)(表压)且压力与容积的乘积大于或等于且压力与容积的乘积大于或等于2.5MPaL2.5MPa
2、L的气体或液化气体和最高工作温度高于或等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器;的气体或液化气体和最高工作温度高于或等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器;(压力:压力:MPa MPa 容积:容积:L L)盛装公称工作压力大于或等于盛装公称工作压力大于或等于0.2MPa0.2MPa(表压),且压力与容积的乘积(表压),且压力与容积的乘积 大于或等于大于或等于1.0MPaL1.0MPaL的的气体、液化气体和标准沸点等于或低于气体、液化气体和标准沸点等于或低于6060的液体的气瓶的液体的气瓶医用氧舱等。医用氧舱等。包括其所用的材料、附属的安全附件、安全保护装置和与安全保护装置相关的设施。包括
3、其所用的材料、附属的安全附件、安全保护装置和与安全保护装置相关的设施。第2页,讲稿共74张,创作于星期日 1)1)工作压力大于或者等于工作压力大于或者等于0.1MPa(0.1MPa(注注1-2)1-2);2)2)工作压力与容积的乘积大于或者等于工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPaL (2.5MPaL (注注1-3)1-3);3)3)盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度 高于或者等于其标准沸点的液体高于或者等于其标准沸点的液体(注注1-4)1-4)。注注1-21-2:工作压力,是指压力容器在正常工作情况下,其顶部可能达到的最:工作压力,
4、是指压力容器在正常工作情况下,其顶部可能达到的最高压力高压力(表压力表压力)。注注1-31-3:容积,是指压力容器的几何容积,即由设计图样标注的尺寸计算:容积,是指压力容器的几何容积,即由设计图样标注的尺寸计算(不考虑不考虑制造公差制造公差)并且圆整。一般应当扣除永久连接在压力容器内部的内件的体积。并且圆整。一般应当扣除永久连接在压力容器内部的内件的体积。注注1-41-4:容器内介质为最高工作温度低于其标准沸点的液体时,如果气相空间的容积:容器内介质为最高工作温度低于其标准沸点的液体时,如果气相空间的容积与工作压力的乘积大于或者等于与工作压力的乘积大于或者等于2.5MPaL2.5MPaL时时,
5、也属于本规程的适用范围。也属于本规程的适用范围。TSG R0004-2009TSG R0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程固定式压力容器安全技术监察规程规定的定义规定的定义:第3页,讲稿共74张,创作于星期日固容规固容规对压力容器的范围界定对压力容器的范围界定(包括压力容器本体和安全附件)(包括压力容器本体和安全附件)1 1)压力容器的本体界定在下述范围内:)压力容器的本体界定在下述范围内:压力容器与外部管道或装置焊接连接的第一道环向焊接接头的焊接坡口、螺纹压力容器与外部管道或装置焊接连接的第一道环向焊接接头的焊接坡口、螺纹连接的第一个螺纹接头、法兰连接的第一个法兰密封面、专用连接
6、件或管件连连接的第一个螺纹接头、法兰连接的第一个法兰密封面、专用连接件或管件连接的第一个密封面;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;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本体连接的连接焊缝。非受压元件与压力容器本体连接的连接焊缝。2 2)压力容器本体中的主要受压元件:包括壳体、封头)压力容器本体中的主要受压元件:包括壳体、封头(端盖端盖)、膨胀节、设备法兰,球罐、膨胀节、设备法兰,球罐的球壳板,换热器的管板和换热管,的球壳板,换热器的管板和换热管,M36M36以上以上(含含M36)M36)的设备主螺柱以及公称直径的设备主螺柱以及公称直径大于或者等于大于或者等
7、于250mm250mm的接管和管法兰。的接管和管法兰。3 3)安全附件包括直接连接在压力容器上的安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、安全联锁)安全附件包括直接连接在压力容器上的安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、安全联锁装置、压力表、液位计、测温仪表等安全附件装置、压力表、液位计、测温仪表等安全附件 。第4页,讲稿共74张,创作于星期日2.22.2压力容器压力的来源、用途和特点压力容器压力的来源、用途和特点2.2.12.2.1压力的来源:压力的来源:外部外部:压缩机、泵、锅炉:压缩机、泵、锅炉内部内部:气体受热膨胀(:气体受热膨胀(PV/T=n(PV/T=n(常数)常数)液化气体受热汽化(气液共存
8、的平衡状态)液化气体受热汽化(气液共存的平衡状态)液体温升导致的膨胀(液体的膨胀系数,液体温升导致的膨胀(液体的膨胀系数,LPGLPG上升上升1 1度,压力上升度,压力上升2-3MPa2-3MPa)化学反应产生(放热、产生气体的反应)化学反应产生(放热、产生气体的反应)2.2.22.2.2压力容器的用途压力容器的用途 常规压力容器用在生产生活得各个领域,约常规压力容器用在生产生活得各个领域,约40%40%的的GDPGDP中需要使用压力容器中需要使用压力容器 医用氧舱:载人的特殊压力容器,属于医疗设备(煤气中毒、脑外伤等)医用氧舱:载人的特殊压力容器,属于医疗设备(煤气中毒、脑外伤等)气瓶:用途
9、广泛(生活、运输等)气瓶:用途广泛(生活、运输等)第5页,讲稿共74张,创作于星期日2.2.3 2.2.3 压力容器的特点压力容器的特点固定式压力容器固定式压力容器移动式压力容器移动式压力容器气瓶气瓶医用氧舱医用氧舱爆炸的危险性爆炸的危险性活动范围大,运行活动范围大,运行条件复杂条件复杂数量极多,流动性数量极多,流动性大大载人压力容器,一载人压力容器,一有事故必定有人员有事故必定有人员伤亡伤亡介质的复杂性介质的复杂性场所不定,监管的场所不定,监管的难度大难度大充装环节易发生超充装环节易发生超装混装事故装混装事故内部存在氧气,易内部存在氧气,易诱发火灾事故诱发火灾事故工况差异大工况差异大介质风险
10、高,易发介质风险高,易发大事故大事故用户、充装检验单用户、充装检验单位多,监管难度大位多,监管难度大材料的多样性材料的多样性第6页,讲稿共74张,创作于星期日2.32.3压力容器的参数压力容器的参数2.3.12.3.1压力压力最高工作压力:容器在正常使用过程中,顶部最高工作压力:容器在正常使用过程中,顶部可能可能出现的最大压力出现的最大压力(或最大压力差值)(或最大压力差值)设计压力:设定的顶部最高压力作为设计设计压力:设定的顶部最高压力作为设计载荷的条件输入载荷的条件输入试验压力:压力试验时,顶部的压力试验压力:压力试验时,顶部的压力实际最高工作压力:实际使用条件下的最高压力实际最高工作压力
11、:实际使用条件下的最高压力垂直作用于物体单位面积上的力叫做压强。垂直作用于物体单位面积上的力叫做压强。公式:公式:p=F/S 用用“Pa”表示,即牛顿平方米,表示,即牛顿平方米,1帕斯卡帕斯卡=1牛顿米牛顿米2,即即1Pa=1Nm2。第7页,讲稿共74张,创作于星期日压力的表示有两种方法:压力的表示有两种方法:1.1.表压力表压力 表压力是指压力表上直接指示的压力值,压力表所指示的压力表压力是指压力表上直接指示的压力值,压力表所指示的压力值又是指容器内部的压力与容器周围大气压力的差值。值又是指容器内部的压力与容器周围大气压力的差值。2.2.绝对压力绝对压力 绝对压力是指实际作用在容器内器壁上的
12、压力,应该是压力表上绝对压力是指实际作用在容器内器壁上的压力,应该是压力表上指示的压力再加上容器周围的大气压力指示的压力再加上容器周围的大气压力第8页,讲稿共74张,创作于星期日 宏观上,温度是物体冷热程度的量度,微观上,温度是物体分宏观上,温度是物体冷热程度的量度,微观上,温度是物体分子的不规则热运动激烈程度的反映。温度愈高,物体分子的子的不规则热运动激烈程度的反映。温度愈高,物体分子的不规则热运动愈激烈。不规则热运动愈激烈。反之则下降,当温度达到绝对零度时,反之则下降,当温度达到绝对零度时,分子热运动则完全停止。分子热运动则完全停止。温度的量度实质上是温差的量度。温度的量度实质上是温差的量
13、度。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标(目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标()、热力)、热力学温标。学温标。2.3.22.3.2温度温度金属的温度与环境温度和介质温度有关,壁厚截面上温度是有梯金属的温度与环境温度和介质温度有关,壁厚截面上温度是有梯度的,定义:沿金属截面的平均温度为金属的温度度的,定义:沿金属截面的平均温度为金属的温度第9页,讲稿共74张,创作于星期日(一)(一)摄氏温标摄氏温标 摄氏温度,或叫百分度温标摄氏温度,或叫百分度温标 取取标标准准大大气气压压力力下下的的冰冰点点为为零零度度和和水水沸沸点点为为100100度度作作为为两两个个基基准准点点,在在此此
14、两两点点之之间间分分成成100100等等分分,每每一一等等分分温温度度间间隔隔即即为为1 1摄摄氏氏度度,以以符符号号表表示示,并以并以t t代表其读数代表其读数。(二)绝对温标(即热力学温度)(二)绝对温标(即热力学温度)当理想气体的温度达到绝对零度(即当理想气体的温度达到绝对零度(即-273.15)时,气体的压强为零。)时,气体的压强为零。绝对温标就是以气体分子热运动停止状态的温度为零度,并参照摄绝对温标就是以气体分子热运动停止状态的温度为零度,并参照摄氏度的分度法建立温度单位尺度。氏度的分度法建立温度单位尺度。在标准大气压力下的冰点为在标准大气压力下的冰点为273.15K,简称开,以符号
15、简称开,以符号K表示,并以表示,并以T代表其读数代表其读数第10页,讲稿共74张,创作于星期日常用温标常用温标绝对绝对K K摄氏摄氏 100373.150.01273.160273.15-17.80-273.1537.8冰熔点冰熔点水三相点水三相点水沸点水沸点第11页,讲稿共74张,创作于星期日2.32.3压力容器的参数压力容器的参数2.3.32.3.3介质介质介质的多样性:介质的多样性:物理状态:液态、气态或气液共存物理状态:液态、气态或气液共存化学特性:不燃、可燃、易燃、易爆化学特性:不燃、可燃、易燃、易爆 毒性程度:极度危害、高度危害、中毒危害、轻度危害、无毒毒性程度:极度危害、高度危害
16、、中毒危害、轻度危害、无毒注:注:新容规新容规对压力容器类别的划分主要依据之一就是介质的危害性对压力容器类别的划分主要依据之一就是介质的危害性介质危害性的划分介质危害性的划分 极度危害:最高容许浓度极度危害:最高容许浓度0.1/m3 高度危害:最高容许浓度高度危害:最高容许浓度0.11.0/m3 中度危害:最高容许浓度中度危害:最高容许浓度1.010/m3 轻度危害:最高容许浓度轻度危害:最高容许浓度10/m3第12页,讲稿共74张,创作于星期日第13页,讲稿共74张,创作于星期日1、燃烧的定义:燃烧的定义:物质剧烈氧化而发光物质剧烈氧化而发光,发热发热.的现象。的现象。2、燃烧条件:、燃烧条
17、件:可燃物。凡是能与空气中的氧或其它氧化剂起燃烧反应的物质,可燃物。凡是能与空气中的氧或其它氧化剂起燃烧反应的物质,均称为可燃物。均称为可燃物。助燃物。凡是能帮助和支持燃烧的物质,均称为助燃物。助燃物。凡是能帮助和支持燃烧的物质,均称为助燃物。着火源:凡是能引起可燃物质发生燃烧的热能源,均称作着火源。着火源:凡是能引起可燃物质发生燃烧的热能源,均称作着火源。第14页,讲稿共74张,创作于星期日 爆炸极限爆炸极限可燃气体,可燃液体的蒸气或可燃粉尘和空气混合达到一定浓度时,可燃气体,可燃液体的蒸气或可燃粉尘和空气混合达到一定浓度时,遇到火源就会发生爆炸。这个遇到火源能够发生爆炸的浓度范围,遇到火源
18、就会发生爆炸。这个遇到火源能够发生爆炸的浓度范围,称为爆炸极限。称为爆炸极限。通常用可燃气体在空气中的体积百分比通常用可燃气体在空气中的体积百分比()来表示。来表示。可燃气体或蒸气在空气中刚刚达到足以使火焰漫延的最低浓度,称为该气体或可燃气体或蒸气在空气中刚刚达到足以使火焰漫延的最低浓度,称为该气体或蒸气的爆炸下限。达到足以使火焰漫延的最高浓度称爆炸上限。在上限和下蒸气的爆炸下限。达到足以使火焰漫延的最高浓度称爆炸上限。在上限和下限之间的浓度范围称爆炸范围。限之间的浓度范围称爆炸范围。易爆介质:气体或液体蒸汽、薄雾与空气混合形成爆炸混合物,且其爆易爆介质:气体或液体蒸汽、薄雾与空气混合形成爆炸
19、混合物,且其爆炸下限小于炸下限小于10,或爆炸上限与下限的差值大于或者等于,或爆炸上限与下限的差值大于或者等于20的介质。的介质。第15页,讲稿共74张,创作于星期日第16页,讲稿共74张,创作于星期日第17页,讲稿共74张,创作于星期日2.3.4 2.3.4 容积容积几何容积,由设计标注的尺寸计算得出,几何容积,由设计标注的尺寸计算得出,不扣除内件体积不扣除内件体积2.3.5 2.3.5 直径直径公称直径:标准化、系列化的尺寸公称直径:标准化、系列化的尺寸卷制压力容器卷制压力容器内直径内直径无缝管制容器无缝管制容器外直径外直径第18页,讲稿共74张,创作于星期日2.32.3压力容器的参数压力
20、容器的参数2.3.6 2.3.6 厚度厚度计算厚度:按照标准公式计算得出计算厚度:按照标准公式计算得出设计厚度设计厚度=计算厚度计算厚度+腐蚀余量腐蚀余量名义厚度名义厚度=计算厚度计算厚度+腐蚀余量腐蚀余量+钢板负偏差钢板负偏差 在向上圆整至标准规格在向上圆整至标准规格有效厚度有效厚度=名义厚度名义厚度-厚度负偏差厚度负偏差-腐蚀余量(腐蚀余量(利用圆整出来的量提高压力利用圆整出来的量提高压力)最小厚度:最小厚度:标准规定的:标准规定的:GB150 3.5.6 GB150 3.5.6 低碳钢低合金钢:低碳钢低合金钢:3mm3mm高合金钢高合金钢2mm2mm)第19页,讲稿共74张,创作于星期日
21、2.32.3压力容器的参数压力容器的参数2.3.72.3.7气瓶的技术参数气瓶的技术参数(1 1)公称工作压力)公称工作压力永久气体:基准温度(永久气体:基准温度(2020度)时限定的气体充装压力(氧气瓶度)时限定的气体充装压力(氧气瓶15MPa15MPa)液化气体:液化气体:6060度时气体压力的上限值,高压液化气体公称压力不得小于度时气体压力的上限值,高压液化气体公称压力不得小于8MPa8MPa气瓶水压试验压力:公称压力的气瓶水压试验压力:公称压力的1.51.5倍倍(2 2)气瓶的容积)气瓶的容积 气瓶标准规定的系列,液化气钢瓶气瓶标准规定的系列,液化气钢瓶15KG15KG瓶瓶=35.5L
22、 =35.5L 常见的氧气瓶常见的氧气瓶40L40L第20页,讲稿共74张,创作于星期日2.42.4压力容器的分类压力容器的分类分类繁多,从不同的角度出发(介质、温度、压力、用途等等)分类繁多,从不同的角度出发(介质、温度、压力、用途等等)主要的分类:主要的分类:压力压力:低压:设计压力:低压:设计压力1.6MPa1.6MPa 中压:中压:1.6MPa 1.6MPa 设计压力设计压力10MPa10MPa 高压高压 10MPa 10MPa 设计压力设计压力100MPa100MPa 超高压:设计压力超高压:设计压力100MPa100MPa温度温度:常温压力容器:常温压力容器 低温压力容器(低温压力
23、容器(设计温度设计温度-20-20度度)高温压力容器(设计温度高温压力容器(设计温度450450度)度)第21页,讲稿共74张,创作于星期日按在生产工艺过程中的作用原理分类:按在生产工艺过程中的作用原理分类:1 1反应容器(反应容器(R R):系指主要用来完成介质的物理,化学反应的容器。如反应器(釜):系指主要用来完成介质的物理,化学反应的容器。如反应器(釜)、分解塔、聚合釜,合成塔,变换炉,蒸煮锅,蒸球等。、分解塔、聚合釜,合成塔,变换炉,蒸煮锅,蒸球等。2 2换热容器(换热容器(E)E):系指主要用来完成介质的热量交换的容器。如管壳式废热锅炉、热交系指主要用来完成介质的热量交换的容器。如管
24、壳式废热锅炉、热交换器、冷凝器,硫化锅,消毒锅,蒸压釜,染色器等。换器、冷凝器,硫化锅,消毒锅,蒸压釜,染色器等。3 3分离容器(分离容器(S S):):系指主要用来完成介质的流体压力平衡和气体净化分离等系指主要用来完成介质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、集油器,缓冲器,吸收塔,铜洗塔,干燥塔等。的容器。如分离器,过滤器、集油器,缓冲器,吸收塔,铜洗塔,干燥塔等。4 4储存容器(储存容器(C C):):系指主要用来盛装生产和生活用的原料气体,液体、液系指主要用来盛装生产和生活用的原料气体,液体、液化气体等的容器。如各种型式的储罐。化气体等的容器。如各种型式的储罐。在一种
25、容器中,如同时具有两个以上的工艺作用原理时,应按工艺过程中的主要在一种容器中,如同时具有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。作用来划分。2.42.4压力容器的分类压力容器的分类第22页,讲稿共74张,创作于星期日第23页,讲稿共74张,创作于星期日2.42.4压力容器的分类压力容器的分类新容规新容规对压力容器的分类原则:对压力容器的分类原则:1 1)依照压力容器失效危险性的概念,从单一因素、单一理念上)依照压力容器失效危险性的概念,从单一因素、单一理念上对压力容器进行分类监管,突出本质安全思想。根据压力容器对压力容器进行分类监管,突出本质安全思想。根据压力容器所盛装介质危
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