压力容器操作人员培训教材

1压力容器操作人员培训教材第一部分压力容器基础知识第一节：压力容器的定义：压力容器又称受压容器。从广义上讲，它应该包括所有承受压力载荷的密闭容器。但这里指的是其中的一部分，即为《压力容器安全技术监察规程》所辖范围内的压力容器。压力容器的工作特点1、工作条件恶劣压力容器一般在承受较高的压力下工作，有时还处于高温或低温下工作，有的容器还盛装有毒、易燃、易爆或腐蚀性介质，这些介质对容器的安全运行和使用寿命影响很大。一旦容器在运行过程中损坏或泄漏，除了造成爆炸事故外，还可能发生由于内部介质向外扩散，引起化学爆炸、着火燃烧、有毒气体污染环境。如果发生爆炸等事故，将在瞬间猛烈地释放出巨大的能量，其摧毁力是惊人的、后果不堪设想。2、具有爆炸危险压力容器的结构虽然简单，但受力情况较复杂，特别是设备开孔附近和结构不合理处，会引起各种不同的附加应力，有的甚至会引起应力集中，另外由于高、中、低压设备的高温或深冷容器，在设计、选材、制造、检验及使用管理上存在问题，在一定条件下会发生爆炸事故。3、应用广泛压力容器压力管道的用途极为广泛，在工农业、军工及民用等许多部门起着重2要作用，尤其在石油化学工业中的应用更为普遍。第二节《容规》的适用范围1、《压力容器安全技术监察规程》适用于同时具备下列条件的压力容器：（1）最高工作压力（表压）（Pw）大于等于0.1Mpa（不含液体静压力）；（2）内直径（非圆形截面指断面最大尺寸）大于等于0.15m，且容积（V）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的液体注1：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（不考虑制造公差）并圆整，且不扣除内件体积的容积。多腔压力容器（如换热器的管程和壳程、余热锅炉的汽包和换热室、夹套容器等）按照类别高的压力腔作为该容器的类别并按该类别进行使用管理。但应按照每个压力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。对各压力腔进行类别划定时，设计压力取本压力腔的设计压力，容积取本压力腔的几何容积。注2:标准沸点：是指标准大气压下的饱和温度。标准大气压：我们将海平面上的大气压力1.033千克力/厘米2（相当于0.1Mpa），或760mm汞柱称为1个标准大气压。2、容器内主要介质为最高工作温度低于标准沸点的液体时，如气相空间（非瞬时）大于等于0.025m3，且最高工作压力大于等于0.1Mpa时，也属于本规程的适用范围。3、下列一些特殊的压力容器，可不按《容规》要求进行定期检验，但其它要求（如设计、制造、安装、使用管理与修理改造）仍应满足《容规》要求（1）与移动压缩机一本的非独立的容积小于等于0.15m3的储罐\锅炉房内的分气缸;3（2）容积小于0.25m3的高压容器;（3）深冷装置中非独立的压力容器、直燃型吸收式制冷装置中的压力容器、空分设备中的冷箱；（4）螺旋板换热器；（5）水力自动补气气压给水（无塔上水）装置中的气压罐，消防装置中的气体或气压给水（泡汗沫）压力罐；（6）水处理设备中的离子交换或过泸用压力容器、热水锅炉用膨胀水箱；（7）电力行业专用的全封闭式纵组合电器（电容压力容器）；（8）橡胶待业使用的轮胎硫化机及承压橡胶模具。4．《容规》适用的压力容器所用的各种安全附件如安全阀、爆破片装置、紧急切断装置、安全联锁装置、压力表、液面计、测温仪表也属《容规》管辖范围。5．《容规》适用的压力容器除本体外还包括：（1）压力容器与外部管道或装置焊接连接的第一首环向焊缝的焊接坡口、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、专用连接件或管件连接的第一个密封面；（2）压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件；（3）非受压元件与压力容器本体连接的焊接接头。6、《容规》不适用于下列压力容器：1．超高压容器。2．各类气瓶。43．非金属材料制造的压力容器。4．核压力容器、般舶和铁路机车上的附属压力容器、国防或军事装备爱莫能助和的压力容器、真空下工作的压力容器（不含夹套压力容器）、各项锅炉安全技术监察规程适用范围内的直接受火焰加热的设备（如烟道式余热锅炉等）。5．正常运行最高工作压力小于0.1Mpa的压力容器（包括在进料或料过程中需要瞬时承受压力大于等到于0.1Mpa的压力容器，不包括消毒、冷却等工艺过程中需要短时承受压力大于等于0.1Mpa的压力容器）。6．机器上非独立的承压部件（包括压缩机、发电机、泵、柴油机的气缸或承压壳体等，不包括造纸、纺织机械的烘缸、压缩机的辅助压力容器）。7．无壳体的套管换热器、波纹板换热器、空冷式换热器、冷却排管。第三节压力容器的结构与制造1、压力容器结构：压力容器主要由承受压力的筒体、封头、法兰、密封元件、开孔、接管与支座等部分组成。压力容器的筒体，是压力容器最主要的组成部分，通常是用钢板卷成筒节后焊接而成，对于小直径的压力容器一般采用无缝钢管制成。按其结构可分为整体式和组合式两大类。压力容器的封头形式有：半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、锥形封头和平封等，前三种的优点是受力好，后两种的优点是制造方便。法兰是容器与管道连接中的重要部件，它的作用是通过螺栓和垫片的连接和密封，保证系统不致发生泄漏。法兰按其连接的部件分为管法兰和容器法兰。用于管道连接的叫管道法兰，用于容器顶盖与筒体或管板与容器连接的叫容器法兰。通常低压容器用平面法兰，密封要求高的容器则用凹凸面法兰。焊接结构，压力5容器的筒体纵向接头、筒体与筒体、筒体与封头的环向接头，以及封头、管板的拼接头，必须采用对接头型式。球形压力容器的球壳板不得拼接，所有接头用的型式和技术要求。2、压力容器的制造一般情况下，在工艺准备、材料准备和设备准备等完成后，就进入了压力容器的制造工序。制造工序大致可分为部件或元件成型前的准备、部件或元件成型、组对、焊接、检验等阶段。成型前的准备大致可分为钢板的准备、划线、切割和边缘准备等工序。在部件或元件成型阶段，进行筒节的成型和封头的成型。部件准备好以后进行组对，组对包括单筒节纵缝组对、筒节间组对，筒节与封头的组对，法兰、接管、支座与筒节之间的组对。组对完成后进入焊接工序。在焊接过程中进行焊接检验，焊接检查完毕后，通常进行压力试验和气密性试验。第四节压力容器的分类：压力容器分类的方法很多，主要分类方法有：按壁厚分：薄壁（t≤1/10Di）、厚壁（t＞1/10Di）。按承压方式分：内压、外压按工作壁温分：高、常、低按几何形状：球形、圆筒形、圆锥形按制造方法：焊接、铸造、锻造、铆接、组合式按制造材料划分：有色金属压力容器（铜制、钛制、铝制容器），黑色金属压力容6器包括钢制容器（碳钢、合金钢和不锈钢容器）和铸造容器（铸铁、铸钢容器）按安装形式：立式、卧式从安全管理和技术监督的角度来考虑，压力容器一般分为固定式和移动式两大类（气瓶、气桶、槽车）。固定式容器还可按压力和在生产工艺过程中的作用原理分类：（1）、根据压力容器的设计压力（P）分为低压L(Low)、中压M(middle)、高压H(high)、超高压U(upperhigh)四个压力等级，具体划分如下：低压（代号L）0.1MPa≤P1.6Mpa中压（代号M）1.6MPa≤P10Mpa高压（代号H）10MPa≤P100Mpa超高压（代号U）P≥100Mpa（2）、按压力容器在生产过程中的作用原理，分为反应压力容器R、换热压力容器E、分离压力容器S、储存压力容器C。（3）、为了便于安全技术监督和管理，《容规》以压力等级为主，考虑介质毒性、容积、材料和设备类别等因素，依照危险程度将压力容器从低到高划分为一、二、三类压力容器。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）；7（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）；（6）高压、中压管壳式余热锅炉（包括用途属于压力容器并主要按压力容器标准、规范进行设计和制造的直接受火焰加热的压力容器。）（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）。下列情况之一的，为第二类压力容器（本条第1款规定的除外）：（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低压容器为第一类压力容器（本条第1款、第2款规定的除外）。注3：（1）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、氯甲烷、环氧乙烷、环丙烷、氢、8丁烷、三甲胺、丁二烯、丁烯、丙烷、甲烷等。（2）介质的毒性程度参照GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》的规定，分为四级，其最高容许浓度分别为：1）极度危害（I级）0.1mg/m3；2）高度危害（II级）0.1～1.0mg/m3；3）中度危害（III级）1.0～10mg/m3；4）轻度危害（IV级）≥10mg/m3；举例：I、II级－氟、氢氰酸、光气、氟化氢、碳酸氟、氯等；III级－二氧化硫、氨、一氧化碳、氯乙烯、甲醇、氧化乙烯、硫化乙烯、二硫化碳、乙炔、硫化氢等；IV级－氢氧化钠、四氟乙烯、丙酮等。（3）压力容器中的介质为混合物质时，应以介质的组成并按本注的毒性程度或易燃介质的划分原则，由设计单位的工艺设计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。第五节压力容器的主要工艺参数1、压力（1）压力的表示方法：表压力和绝对压力：表压力是指压力表上直接指示的压力值，而压力表上所指示的压力值又是指容器内的压力与容器周围大气压力的差值，这个压力值称为¡表压力¡，用符号¡P表¡表示，一般常简写为¡P¡。¡P表¡只是表明容器内部的压力比容器周围的大气压力大多少，所以是一个相对值。压力容器的设计压力、最高工作压力、最大允许工作压力及计算容器9强度时所用的压力都是指表压力。实际上作用在容器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，这个绝对真实的压力称作¡绝对压力¡，用符号¡P绝¡表示。由于大气压力近似等于0.1MPa，故P绝≈P表+0.1MPa。（2）最高工作压力：对承受内压的压力容器，其最高工作压力是指在正常使用过程中，顶部可能出现的最高压力；对承受外压的压力容器，其最高工作压力是指压力容器在正常使用过程中，可能出现的最高压力差值；对夹套容器指夹套顶部可能出现的最高压力差值。（3）设计压力：系指在相应设计温度下用以确定容器壳体（或换热器的壳体及其他受压元件）厚度的压力，其值不得低于最高工作压力。对装有安全泄放装置的压力容器，其¡设计压力¡不得低于安全泄放装置的开启压力或爆破片的爆破压力。对盛装液化气体的固定式压力容器的设计压力，应遵循《容规》等有关规定。（4）最大允许工作压力：指在设计温度下，容器顶部所允许承受的最大表压力。该压力是根据容器受压元件的有效厚度计算所得，且取其最小值。使用最大允许工作压力时，应在图样和铭牌中注明。（5）工作压力：系指在正常操作情况下，容器（或换热器的壳体、管程或外压容器的夹套）所测得的表压力。（6）试验压力：指压力容器在压力试验时，容器顶部的压力。102温度（1）温度的表示方法：温度的表示方法有摄氏温标、华氏温标及绝对温标（开式温标）三种。1）摄氏温标：摄氏温标是将在标准大气压下水的结冰温度（冰点）定为0度，把水的沸腾温度（沸点)定为100度，在两者之间等分成100格