压力容器培训.pptx

培 训 内 容第一讲第一讲 压力容器基本知识压力容器基本知识 第二讲第二讲 压力容器常用材料及力学基础压力容器常用材料及力学基础 知识知识 第三讲第三讲 压力容器安全装置及破坏形式及压力容器安全装置及破坏形式及 分析、事故处理分析、事故处理 第四讲第四讲 压力容器定期检验压力容器定期检验 第五讲第五讲 压力容器安全运行压力容器安全运行第 一 讲 压力容器基本知识压力容器基本知识一、实施一、实施HSEHSE管理的背景管理的背景二、压力容器要做好七个方面的管理二、压力容器要做好七个方面的管理三、压力容器安全管理的重要性三、压力容器安全管理的重要性四、压力容器安全管理法规与标准四、压力容器安全管理法规与标准五、压力容器安全监督管理方法五、压力容器安全监督管理方法六、压力容器基本知识六、压力容器基本知识 1 1、压力容器的压力来源、压力容器的压力来源 2 2、压力容器的基本要求、压力容器的基本要求 3 3、压力容器的分类、压力容器的分类 4 4、压力容器的应力理论、压力容器的应力理论 5 5、压力容器的基本结构、压力容器的基本结构 6 6、压力容器的主要技术参数、压力容器的主要技术参数 7 7、压力容器设计、制造、安装安全管理、压力容器设计、制造、安装安全管理实施HSE管理的背景重大事故：帕玻尔重大事故：帕玻尔.阿尔法平台爆炸事故阿尔法平台爆炸事故 瓦尔兹油轮触礁溢油事故瓦尔兹油轮触礁溢油事故 在国内石油、石化行业开始实施在国内石油、石化行业开始实施健康、安全与环境健康、安全与环境一体化管理的模式一体化管理的模式即即“HSEHSE管理管理”。“HSEHSE管理管理”体系运行的体系运行的主线主线是是分险分险控制控制，而，而基础基础是是危害辨识危害辨识和和分险评价分险评价。阿尔法平台事故 什么是危害辨识？是分析识别可能造成人员伤亡、疾病、财产损失、工作环是分析识别可能造成人员伤亡、疾病、财产损失、工作环境破坏的根源或状态的存在并确定其性质的过程。境破坏的根源或状态的存在并确定其性质的过程。危害辨识的原则：危害辨识的原则：横向到边横向到边 纵向到底纵向到底 不留死角不留死角危险辨识、风险评价和风险控制策划工作包括六步内容：划分作业活动划分作业活动辨识危险辨识危险确定风险确定风险确定风险是否可承受确定风险是否可承受制定风险控制措施计划制定风险控制措施计划评审措施计划的充分性评审措施计划的充分性压力容器要做好七个方面的管理压力容器从设计、制造、安装、使用到检验、修理和改压力容器从设计、制造、安装、使用到检验、修理和改造七个环节潜在的不安全因素是多方面的、复杂的，可概括造七个环节潜在的不安全因素是多方面的、复杂的，可概括为：为：物的不安全状态、物的不安全状态、人的不安全行为、人的不安全行为、安全管理上的欠缺安全管理上的欠缺压力容器要做好七个方面的管理 物的不安全状态物的不安全状态：容器上缺少安全装置，或有缺陷；容器上缺少安全装置，或有缺陷；容器在设计、制造、施工及安装方面有缺陷；容器在设计、制造、施工及安装方面有缺陷；维护不经常，检修不及时；维护不经常，检修不及时；原材料或产品的性质带有不安全因素原材料或产品的性质带有不安全因素;工艺过程，操作方法上的缺陷；工艺过程，操作方法上的缺陷；防护用品缺乏或有缺陷防护用品缺乏或有缺陷压力容器要做好七个方面的管理 人的不安全行为人的不安全行为:主要表现为人与物的异常接触。主要表现为人与物的异常接触。原因原因:缺乏安全意识，缺乏安全意识，技术素质差，技术素质差，劳动中异常的心理或生理状态，劳动中异常的心理或生理状态，自然条件或环境条件的影响。自然条件或环境条件的影响。压力容器要做好七个方面的管理 管理上的欠缺：缺乏必要的安全规章制度，或不健全；缺乏必要的安全规章制度，或不健全；缺乏对工人进行安全操作培训与指导，或对缺乏对工人进行安全操作培训与指导，或对 工人执行与遵守安全操作规程缺乏必要的督促与工人执行与遵守安全操作规程缺乏必要的督促与 检查；检查；对现场工作缺乏检查指导，或在检查指导上对现场工作缺乏检查指导，或在检查指导上 出现错误；出现错误；劳动组织不合理等。劳动组织不合理等。压力容器安全管理的重要性重要性要从三个方面来看：重要性要从三个方面来看：从法律的角度来看从法律的角度来看 从使用的环境来看从使用的环境来看 从压力容器本身来看从压力容器本身来看压力容器安全管理的重要性压力容器定义：压力容器定义：是指盛装气体或者液体，具有一定压力密闭容器。是指盛装气体或者液体，具有一定压力密闭容器。19991999年国家质量技术监督局颁布的年国家质量技术监督局颁布的压力容器安全技术监压力容器安全技术监察规程察规程规定：同时满足下列三个条件的承压设备即为压力容规定：同时满足下列三个条件的承压设备即为压力容器器1 1 1 1、最高工作压力（表压）、最高工作压力（表压）、最高工作压力（表压）、最高工作压力（表压）大于等于大于等于大于等于大于等于0.1MPa0.1MPa0.1MPa0.1MPa（不含液体（不含液体（不含液体（不含液体静压力）。静压力）。静压力）。静压力）。2 2 2 2、内直径（非圆形截、内直径（非圆形截、内直径（非圆形截、内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于面指其最大尺寸）大于面指其最大尺寸）大于面指其最大尺寸）大于等于等于等于等于0.15m,0.15m,0.15m,0.15m,且容积大于且容积大于且容积大于且容积大于等于等于等于等于0.025m0.025m0.025m0.025m3 3 3 3 3 3 3 3、盛装介质为气体、盛装介质为气体、盛装介质为气体、盛装介质为气体、液化气体或最高工作温液化气体或最高工作温液化气体或最高工作温液化气体或最高工作温度高于或等于标准沸点度高于或等于标准沸点度高于或等于标准沸点度高于或等于标准沸点的液体。的液体。的液体。的液体。压力容器安全管理的重要性 条例条例中对压力容器的定义：中对压力容器的定义：最高工作压力大于或者等于最高工作压力大于或者等于0.1MPa0.1MPa（表压），且压力与（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于容积的乘积大于或者等于2.5MPa2.5MPa L L的气体、液化气体和最高的气体、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；盛装公称工作压力大于或者等于容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa0.2MPa（表压），且压（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa1.0MPa L L的气体、液化气体和的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于标准沸点等于或者低于6060液体的气瓶；氧舱等均属于压力容液体的气瓶；氧舱等均属于压力容器。器。从法律角度来看从法律角度来看:中华人民共和国国务院令中华人民共和国国务院令【373373】号号特种设备安全监察特种设备安全监察条例条例，简称，简称条例条例。它对特种设备的定义：。它对特种设备的定义：是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐气瓶）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施。设施。压力容器安全管理的重要性压力容器安全管理的重要性第四十条第四十条 特种设备使用单位应当对特种设备作业人员进行特种设备使用单位应当对特种设备作业人员进行 特种设备安全教育和培训，保证特种设备作业人员具特种设备安全教育和培训，保证特种设备作业人员具 备必要的特种设备安全作业知识。备必要的特种设备安全作业知识。特种设备作业人员在作业中应当严格执行特种设特种设备作业人员在作业中应当严格执行特种设 备的操作规程和有关的安全规章制度。备的操作规程和有关的安全规章制度。第四十一条第四十一条 特种设备作业人员在作业过程中发现事故隐患特种设备作业人员在作业过程中发现事故隐患 或者其他不安全因素，应当立即向现场安全管理人或者其他不安全因素，应当立即向现场安全管理人 员和单位有关负责人报告。员和单位有关负责人报告。压力容器安全管理的重要性 第七十七条第七十七条 特种设备使用单位有下列情形之一的，由特种设备使用单位有下列情形之一的，由特种设备安全监督管理部门责令限期改正；逾期未改正的，特种设备安全监督管理部门责令限期改正；逾期未改正的，责令停止使用或者停产停业整顿，处元以上万元责令停止使用或者停产停业整顿，处元以上万元以下罚款：以下罚款：（一）未依照本条例规定设置特种设备安全管理机构或者（一）未依照本条例规定设置特种设备安全管理机构或者配备专职、兼职的安全管理人员的；配备专职、兼职的安全管理人员的；（二）从事特种设备作业的人员，未取得相应特种作业人（二）从事特种设备作业的人员，未取得相应特种作业人员证书，上岗作业的；员证书，上岗作业的；（三）未对特种设备作业人员进行特种设备安全教育和培（三）未对特种设备作业人员进行特种设备安全教育和培训的。训的。压力容器安全管理的重要性第七十九条第七十九条 特种设备作业人员违反特种设备的操作特种设备作业人员违反特种设备的操作规程和有关的安全规章制度操作，或者在作业过程中发现事规程和有关的安全规章制度操作，或者在作业过程中发现事故隐患或者其他不安全因素，未立即向现场安全管理人员和故隐患或者其他不安全因素，未立即向现场安全管理人员和单位有关负责人报告的，由特种设备使用单位给予批评教育、单位有关负责人报告的，由特种设备使用单位给予批评教育、处分；触犯刑律的，依照刑法关于重大责任事故罪或者其他处分；触犯刑律的，依照刑法关于重大责任事故罪或者其他罪的规定，依法追究刑事责任。罪的规定，依法追究刑事责任。压力容器安全管理的重要性 从使用环境来看：从使用环境来看：压力容器是炼油、化工生产过程中不可缺少的重要压力容器是炼油、化工生产过程中不可缺少的重要设备，它占全社会应用压力容器总数的约设备，它占全社会应用压力容器总数的约5050。在化工。在化工生产所有的装备中约占生产所有的装备中约占8080。主要用途：主要用途：气、液体的盛装气、液体的盛装 热量交换热量交换 物料分离物料分离 物料的化学反应物料的化学反应 压力容器安全管理的重要性 压力容器是一种能承受压力载荷的密闭容器，它的危险压力容器是一种能承受压力载荷的密闭容器，它的危险性较大。性较大。压力容器一旦发生事故，一方面设备本身爆炸破坏，另压力容器一旦发生事故，一方面设备本身爆炸破坏，另一方面还可能造成内部介质的外泄露，引起二次爆炸、着火一方面还可能造成内部介质的外泄露，引起二次爆炸、着火燃烧或毒气弥漫，导致厂毁人亡的恶性事故。燃烧或毒气弥漫，导致厂毁人亡的恶性事故。压力容器安全管理的重要性 从压力容器本身来看：从压力容器本身来看：压力容器是恶性事故多发设备之一，本身破坏事故率压力容器是恶性事故多发设备之一，本身破坏事故率较高。较高。原因：原因：（1 1）容器上存在局部地区的应力状态复杂而恶劣的状况。）容器上存在局部地区的应力状态复杂而恶劣的状况。（2 2）压力容器内部所容纳的是压缩气体或饱和液体。）压力容器内部所容纳的是压缩气体或饱和液体。（3 3）压力容器从设计到改造七个环节中存在潜在的不安）压力容器从设计到改造七个环节中存在潜在的不安 全因素。全因素。压力容器事故案例 案例一：案例一：1984.1.11984.1.1凌晨凌晨5 5时时2323分，分，A A公司催化车间气体分馏公司催化车间气体分馏装置发生一起重大爆炸火灾伤亡事故，燃烧面积达装置发生一起重大爆炸火灾伤亡事故，燃烧面积达57605760，爆炸冲击波波及距厂爆炸冲击波波及距厂10Km10Km以外的重型机械厂、纺织厂，使以外的重型机械厂、纺织厂，使721721户居民房遭到不同程度的损坏，破坏面积户居民房遭到不同程度的损坏，破坏面积4 4万多平方米，万多平方米，全厂停电，各生产装置被迫停运，许多设备摧毁，伤亡，全厂停电，各生产装置被迫停运，许多设备摧毁，伤亡人数达人数达8585人，其中人，其中5 5人死亡，直接经济损失达人死亡，直接经济损失达252252万元。万元。压力容器事故案例 案例二：案例二：B B厂催化裂化车间分馏系统蜡油罐、回炼油罐发生爆炸引厂催化裂化车间分馏系统蜡油罐、回炼油罐发生爆炸引起大火。当时，设备设计压力起大火。当时，设备设计压力0.33MPa0.33MPa，工作压力，工作压力0.16MPa0.16MPa，回，回炼油罐液位达炼油罐液位达100100，温度达，温度达310310，致使罐内介质大量汽化，致使罐内介质大量汽化，压力升高，使回炼油罐筒体与球形封头沿焊接热影响区断裂、压力升高，使回炼油罐筒体与球形封头沿焊接热影响区断裂、爆破引起大量蜡油外溢发生大爆炸，其强大冲击波使分馏塔变爆破引起大量蜡油外溢发生大爆炸，其强大冲击波使分馏塔变形、基础倾斜、柴油汽提塔变形倒塌、主风机车间控制室破坏、形、基础倾斜、柴油汽提塔变形倒塌、主风机车间控制室破坏、周围建筑物大部分损坏，蜡油罐被炸成五块，最大块落在距爆周围建筑物大部分损坏，蜡油罐被炸成五块，最大块落在距爆炸中心炸中心40m40m处，最远一块落在距爆炸中心处，最远一块落在距爆炸中心700m700m处，有处，有5 5人轻伤，人轻伤，厂内直接损失厂内直接损失90.5290.52万元。万元。压力容器安全管理法规与标准特种设备安全监察条例特种设备安全监察条例20032003年年6 6月月1 1日实施日实施 与特种设备安全监察条例配套规定：与特种设备安全监察条例配套规定：压力容器安全技术监察规程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固定式压力容器安全技术监察规程规程、简单压力容器安全技术监察规程简单压力容器安全技术监察规程 气瓶安全监察规程气瓶安全监察规程 特种设备注册登记与使用管理规则特种设备注册登记与使用管理规则 特种设备作业人员监督管理办法特种设备作业人员监督管理办法 锅炉压力容器压力管道设计单位资格与许可管理规则锅炉压力容器压力管道设计单位资格与许可管理规则 锅炉压力容器压力管道特种设备事故处理规定锅炉压力容器压力管道特种设备事故处理规定 特种设备检验检测机构管理规定特种设备检验检测机构管理规定 .压力容器安全监督管理方法 1 1、压力容器安全管理、压力容器安全管理“三零三零”理念：理念：压力容器安全管理的追求目标：压力容器安全管理的追求目标：零缺陷、零故障、零事故零缺陷、零故障、零事故 零缺陷：零缺陷：大量的缺陷是隐蔽的、潜在的、尚未大量的缺陷是隐蔽的、潜在的、尚未形成的功能故障。形成的功能故障。压力容器安全监督管理方法压力容器使用登记管理规则将压力容器按照不同的安压力容器使用登记管理规则将压力容器按照不同的安全状况分成全状况分成五级：五级：1 1级、在设计条件下能安全使用级、在设计条件下能安全使用 新压力容器新压力容器 在设计条件下能安全使用在设计条件下能安全使用 2 2级、级、在用压力容器在用压力容器 在规定的操作条件下能安在规定的操作条件下能安 全使用全使用 3 3级、在规定的操作条件下能安全使用级、在规定的操作条件下能安全使用 4 4级、在规定的操作条件下监控使用级、在规定的操作条件下监控使用 5 5级、判废级、判废 压力容器安全监督管理方法 压力容器的主要缺陷分为压力容器的主要缺陷分为A A、B B两类。两类。A A类相当于五级安全状况的压力容器的第类相当于五级安全状况的压力容器的第5 5级级 B B类相当于五级安全状况的压力容类相当于五级安全状况的压力容 器的第器的第4 4级级 指严重问题，主要包括影响指严重问题，主要包括影响安全生产的问题，影响压力容器安全生产的问题，影响压力容器使用寿命的问题、容易导致一般使用寿命的问题、容易导致一般总成机械事故发生的问题等。总成机械事故发生的问题等。指重大问题，主要包括危及安全指重大问题，主要包括危及安全生产的问题，严重影响压力容器总成生产的问题，严重影响压力容器总成件寿命和性能的问题，容易导致重大件寿命和性能的问题，容易导致重大机械、安全事故发生的问题等。机械、安全事故发生的问题等。压力容器安全监督管理方法零事故：零事故：就是要通加强人就是要通加强人机系统的综合管理，提高人机机系统的综合管理，提高人机系统运行的可靠性和安全性。系统运行的可靠性和安全性。零故障：零故障：通过加强通过加强压力容器状态检测压力容器状态检测和开展压力容器故和开展压力容器故障停机分析，使故障停机分析，使故障停机损失降到最障停机损失降到最小。小。故障、事故故障、事故问题和缺陷问题和缺陷压力容器安全监督管理方法 压力容器安全监督管理目标：压力容器安全监督管理目标：一杜绝一杜绝 两不超两不超 一稳定一稳定 三个化三个化 杜绝特大、杜绝特大、杜绝特大、杜绝特大、重大压力容器重大压力容器重大压力容器重大压力容器责任事故的发责任事故的发责任事故的发责任事故的发生。生。生。生。大型压力大型压力大型压力大型压力容器责任事故容器责任事故容器责任事故容器责任事故发生率不超过发生率不超过发生率不超过发生率不超过0.10.10.10.1；压力；压力；压力；压力容器故障停机容器故障停机容器故障停机容器故障停机率不超过率不超过率不超过率不超过1.51.51.51.5 压力容器完压力容器完压力容器完压力容器完好率始终保持好率始终保持好率始终保持好率始终保持在在在在94949494以上。以上。以上。以上。压力容器操作压力容器操作压力容器操作压力容器操作标准化；标准化；标准化；标准化；压力容器本质安压力容器本质安压力容器本质安压力容器本质安全化；全化；全化；全化；压力容器运行合压力容器运行合压力容器运行合压力容器运行合理化。理化。理化。理化。压力容器安全监督管理方法压力容器操作标准化；压力容器操作标准化；即：操作人员持证上岗率达到即：操作人员持证上岗率达到100100；操作规程制定率达到操作规程制定率达到100100；压力容器应知应会抽查考试合格压力容器应知应会抽查考试合格 率达到率达到100100。压力容器安全监督管理方法 压力容器安全管理的任务和要求：确保“三个到位”坚持“五个严格”做好“三个结合”搞好“六个加强”压力容器安全监督管理方法五个严格：五个严格：1 1、严格按照压力容器安全管理制度和程序办事。、严格按照压力容器安全管理制度和程序办事。2 2、严格压力容器使用管理。、严格压力容器使用管理。合理使用压力容器，遵守压力容器操作规程：合理使用压力容器，遵守压力容器操作规程：严禁违章操作和压力容器超温、超压、超速、超负荷严禁违章操作和压力容器超温、超压、超速、超负荷 运行；运行；压力容器的使用要实行定人、定机、定岗位的责任压力容器的使用要实行定人、定机、定岗位的责任 制；制；压力容器的操作人员必须达到压力容器的操作人员必须达到“四懂三会四懂三会”的要求；的要求；压力容器安全监督管理方法3 3、严格压力容器维修管理、严格压力容器维修管理 既要防止压力容器失修，又要避免对压力容器进行不必既要防止压力容器失修，又要避免对压力容器进行不必要的拆卸和要的拆卸和“过剩维修过剩维修”。4 4、严格压力容器配件和附件、工具的管理、严格压力容器配件和附件、工具的管理 5 5、严格压力容器故障停车和事故管理、严格压力容器故障停车和事故管理 要严格压力容器事故统计、上报制度，对发生的压力容要严格压力容器事故统计、上报制度，对发生的压力容器事故要按照器事故要按照“四不放过四不放过”的原则严肃处理。的原则严肃处理。压力容器安全监督管理方法六个加强：六个加强：1 1、加强压力容器前期管理、加强压力容器前期管理 2 2、加强重点压力容器管理和压力容器后期管理、加强重点压力容器管理和压力容器后期管理 3 3、加强压力容器状态检测、加强压力容器状态检测 4 4、加强压力容器监督检查、加强压力容器监督检查 5 5、加强压力容器技术改造、加强压力容器技术改造 6 6、加强压力容器现场安全管理、加强压力容器现场安全管理 压力容器的基本知识容器的工作压力容器的工作压力容器的容积容器的容积工作介质的种类工作介质的种类压力容器事故的严重程度 压力容器的压力来源：压力容器的基本知识气体的压力是在器外产生（增大的）气体的压力是在器外产生（增大的）注：无论是介质压力产生于器外还是压力产生在器内，操作注：无论是介质压力产生于器外还是压力产生在器内，操作 不当都有发生事故的可能，都存在着不同的危险性。不当都有发生事故的可能，都存在着不同的危险性。气体的压力是在器内产生（增大的）气体的压力是在器内产生（增大的）压力容器的基本知识 最佳的结构形式最佳的结构形式合理的结构材料合理的结构材料适宜的力学性能适宜的力学性能压力容器的压力容器的基本要求基本要求压力容器的基本知识 最佳的结构形式：最佳的结构形式：球形球形 圆筒形（封头）圆筒形（封头）椭圆形截面的筒身椭圆形截面的筒身 合理的结构材料：合理的结构材料：工艺操作条件（设计温度、设计压力、介质特性等）工艺操作条件（设计温度、设计压力、介质特性等）材料的机械性能材料的机械性能 耐腐蚀性能耐腐蚀性能 制造工艺性能（焊接性能、冷热加工性能等）制造工艺性能（焊接性能、冷热加工性能等）压力容器的基本知识 适宜的力学性能：适宜的力学性能：强度强度金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力。金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力。刚度刚度金属材料在外力作用下保持原来形状的能力。金属材料在外力作用下保持原来形状的能力。耐久性耐久性是指容器的使用年限。是指容器的使用年限。一般设计中，预定中、低压容器使用年限为一般设计中，预定中、低压容器使用年限为 1010至至1515年；高压容器使用年限一般预定为年；高压容器使用年限一般预定为2020至至2525 年。年。决定容器耐久性的因素：腐蚀情况、抗疲劳性、防止高决定容器耐久性的因素：腐蚀情况、抗疲劳性、防止高 温蠕变问题。温蠕变问题。压力容器的基本知识 压力容器分类：压力容器分类：按使用位置分按使用位置分：固定式容器固定式容器 移动式容器移动式容器 （安全技术管理要求是不一样）（安全技术管理要求是不一样）按设计压力（按设计压力（p p）分）分：L L 低压容器：低压容器：0.1Mpap0.1Mpap1.6MPa;1.6MPa;M M 中压容器：中压容器：1.6Mpap1.6Mpap10MPa;10MPa;H H 高压容器：高压容器：10Mpap10Mpap100MPa;100MPa;U U 超高压容器：超高压容器：p100MPa p100MPa 按工艺过程中的作用不同分为按工艺过程中的作用不同分为：反应容器（反应容器（R R）：主要用来完成介质的化学反应的容器。）：主要用来完成介质的化学反应的容器。换热容器（换热容器（E E）：主要用来完成介质的热量交换的容器）：主要用来完成介质的热量交换的容器 。分离容器（分离容器（S S）：主要用来完成介质的流体压力平衡和气体）：主要用来完成介质的流体压力平衡和气体 的净化分离等过程的容器。的净化分离等过程的容器。贮存容器（贮存容器（C C）：用来盛装生产和生活的原料气体、液化气）：用来盛装生产和生活的原料气体、液化气 体等的容器。体等的容器。注：球罐（注：球罐（B B）压力容器的基本知识压力容器的基本知识 按壳体承压方式可分为按壳体承压方式可分为：内压容器内压容器 外压容器外压容器 按设计温度可分为按设计温度可分为：低温容器，壁温低温容器，壁温 t t2020 常温容器，壁温常温容器，壁温 2020t t450450 高温容器，壁温高温容器，壁温 t t450450压力容器的基本知识按照压力容器安全的重要程度分为按照压力容器安全的重要程度分为：第一类压力容器第一类压力容器第二类压力容器第二类压力容器第三类压力容器第三类压力容器压力容器的基本知识 第三类压力容器：第三类压力容器：（具备下列条件之一的）（具备下列条件之一的）-高压容器高压容器 -中压容器中压容器 （仅限毒性程度为极度和高度危害介质）（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）-中压储存容器中压储存容器 （仅限易燃或毒性程度为中度危害介质且（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质且 PV10MPaPV10MPa m m3 3；）-中压反应容器中压反应容器 （仅限易燃或毒性程度为中度危害介质且（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质且 PV0.5MPaPV0.5MPa m m3 3 ；）；）压力容器的基本知识-低压容器低压容器 （仅限毒性程度为极度和高度危害介质且（仅限毒性程度为极度和高度危害介质且 PV0.2MPaPV0.2MPam m3 3 ）-高、中压管壳式余热锅炉；高、中压管壳式余热锅炉；-中压搪玻璃压力容器；中压搪玻璃压力容器；-使用强度级别较高的材料制造的压力容器；使用强度级别较高的材料制造的压力容器；-移动式压力容器，移动式压力容器，-球形储罐（容积大于等于球形储罐（容积大于等于50m50m3 3）-低温绝热压力容器（容积大于低温绝热压力容器（容积大于5m5m3 3）压力容器的基本知识 第二类压力容器：（具备下列情况之一的）第二类压力容器：（具备下列情况之一的）-中压容器；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）性程度为中度危害介质）-低压管壳式余热锅炉；低压管壳式余热锅炉；-低压搪玻璃压力容器；低压搪玻璃压力容器；压力容器的基本知识第一类压力容器：（属于二、三类的以外）第一类压力容器：（属于二、三类的以外）非易燃或无毒介质的低压容器非易燃或无毒介质的低压容器 易燃或有毒介质的低压换热容器、分离容器、易燃或有毒介质的低压换热容器、分离容器、储存容器、反应容器储存容器、反应容器 压力容器的基本知识介质的毒性程度在介质的毒性程度在职业性接触毒物危害程度分级职业性接触毒物危害程度分级中规定，按其最高允许浓度的大小可分为四级：中规定，按其最高允许浓度的大小可分为四级：级（极度危害）：最高允许质量浓度级（极度危害）：最高允许质量浓度p p0.1mg0.1mgm m3 3 级（高度危害）：最高允许质量浓度级（高度危害）：最高允许质量浓度0.10.1p p1.0mg1.0mgm m3 3 级（中度危害）：最高允许质量浓度级（中度危害）：最高允许质量浓度1.01.0p p10mg10mgm m3 3 级（轻度危害）：最高允许质量浓度级（轻度危害）：最高允许质量浓度p p10mg10mgm m3 3压力容器的基本知识 压力容器的应力理论压力容器的应力理论:1.1.概念概念 应力应力 ：外力作用下，在构件内引起的单位面积上的：外力作用下，在构件内引起的单位面积上的 内力。内力。变形变形 ：构件在力的作用下尺寸或形状发生变化的现：构件在力的作用下尺寸或形状发生变化的现 象。象。压力容器的基本知识 2.2.承压壳体的应力承压壳体的应力 应力来源应力来源:由压力（内压或外压）而产生的应力；由压力（内压或外压）而产生的应力；由重量而产生的应力；由重量而产生的应力；由温度引起的应力由温度引起的应力 其它外载荷、连接区域引起的应力其它外载荷、连接区域引起的应力压力容器的基本知识 压力容器的基本结构压力容器的基本结构:压力容器的基本知识 基本组成部分基本组成部分:壳体（形状不同）壳体（形状不同）为贮存物料或完成热交换、化学反应为贮存物料或完成热交换、化学反应 提供一个密闭的压力空间。提供一个密闭的压力空间。连接件连接件将容器和管道连接在一起的部件，一般采用法兰将容器和管道连接在一起的部件，一般采用法兰 螺栓连接结构。螺栓连接结构。密封元件密封元件是可拆连接结构的容器或管道中起密封作用的是可拆连接结构的容器或管道中起密封作用的 元件。（垫片）元件。（垫片）支座支座支承容器支承容器 开孔、接管开孔、接管物料进出孔、人孔、手孔等；是将压力容器物料进出孔、人孔、手孔等；是将压力容器 与介质输送管道或仪表等连接起来。与介质输送管道或仪表等连接起来。压力容器的基本知识 压力容器主要受压元件：压力容器主要受压元件：筒体、封头筒体、封头（端盖）、球壳板、换热器管板、换热管、膨（端盖）、球壳板、换热器管板、换热管、膨胀节、开孔补强板、法兰、胀节、开孔补强板、法兰、M36M36以上的设备主螺栓、人孔盖、以上的设备主螺栓、人孔盖、人孔法兰、人孔接管以及直径大于人孔法兰、人孔接管以及直径大于250mm250mm的接管。的接管。易发生事故的构件易发生事故的构件 1 1、压力容器本体、压力容器本体 2 2、压力容器与外部管道或装置焊接连接的第一道环向焊、压力容器与外部管道或装置焊接连接的第一道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。一个法兰密封面、专用连接件或管件连接的第一个密封面。3 3、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。4 4、非受压元件与压力容器本体连接的焊接接头。、非受压元件与压力容器本体连接的焊接接头。压力容器的基本知识球形容器的优缺点球形容器的优缺点圆筒形容器的特点圆筒形容器的特点球形容器：球形容器：1 1、环向应力等于径向应力；、环向应力等于径向应力；2 2、在相同直径和工作压力下，、在相同直径和工作压力下，球形容器受力均匀；球形容器受力均匀；3 3、当直径和工作压力时，壳体、当直径和工作压力时，壳体簿、体积较大，建造费用较低；簿、体积较大，建造费用较低；4 4、球体体积较大；、球体体积较大；5 5、仅用于盛装容器。、仅用于盛装容器。圆筒形容器：圆筒形容器：1 1、环向应力等于两倍的径向应力、环向应力等于两倍的径向应力2 2、尽量使受环向应力作用的纵向、尽量使受环向应力作用的纵向 焊缝减至最少，一般纵向焊缝焊缝减至最少，一般纵向焊缝 的质量要求比环向焊缝的高的质量要求比环向焊缝的高3 3、用途广泛、用途广泛压力容器的基本知识为什么？为什么？球形容器广泛用于广泛用于贮装容器 1 1、其内部不便于安装附件；、其内部不便于安装附件；2 2、不利于内部相互作用的介质、不利于内部相互作用的介质 流动。流动。所以，不适合作为反应或所以，不适合作为反应或 传质、传热用的容器。传质、传热用的容器。压力容器的基本知识 压力容器的主要技术参数工工 作作 压压 力力设设 计计 压压 力力设设 计计 温温 度度公公 称称 直直 径径壁壁 厚厚压力容器的基本知识 是指在相应设计温度下用以确定容器壳壁计算是指在相应设计温度下用以确定容器壳壁计算壁厚及其元件尺寸的压力。壁厚及其元件尺寸的压力。压力容器的设计压力不得低于最高工作压力！工工 作作 压压 力力 设设 计计 压压 力力 是指容器顶部在正常工作过程中可能产生的表压。是指容器顶部在正常工作过程中可能产生的表压。压力容器的基本知识压力容器公称直径：是按容器压力容器公称直径：是按容器零部件标准化系列而选定的客体零部件标准化系列而选定的客体直径，用符号直径，用符号DNDN及数字表示，单及数字表示，单位为毫米。位为毫米。注：焊接的圆筒形容器，公称注：焊接的圆筒形容器，公称直径是指它的内径；无缝钢管制直径是指它的内径；无缝钢管制作的圆筒形容器，公称直径是指作的圆筒形容器，公称直径是指它的外径。它的外径。压力容器的设计温压力容器的设计温度是指容器在工作过程度是指容器在工作过程中，在相应的设计压力中，在相应的设计压力下，壳壁或元件金属可下，壳壁或元件金属可能达到最高或最低（指能达到最高或最低（指2020以下）的温度。以下）的温度。压力容器的基本知识 压力容器设计、制造、安装安全管理压力容器设计、制造、安装安全管理 1 1、压力容器的安全设计包括：、压力容器的安全设计包括：合理选用材料合理选用材料 结构便于制造结构便于制造 选择合适的选择合适的结构结构形式形式 结构便于无损检验结构便于无损检验 满足满足强度强度的要求的要求 尽量减少构件上作用的局部尽量减少构件上作用的局部 附加应力和应力集中附加应力和应力集中 2 2、压力容器制造的安全管理、压力容器制造的安全管理:缺陷与应缺陷与应力力结构安结构安全可靠全可靠的基础的基础压力容器的基本知识压力容器的制造质量主要取决于材料质量、焊缝环境压力容器的制造质量主要取决于材料质量、焊缝环境和焊接工艺及质量检验等。和焊接工艺及质量检验等。案例：19961996、9 9、2121，某石化总厂催化裂化，某石化总厂催化裂化3 3号反应号反应器由于连接处焊缝外单位安装施工未按标准要求连续双面器由于连接处焊缝外单位安装施工未按标准要求连续双面焊接，也没有按设计要求焊焊接，也没有按设计要求焊 加强板导致焊缝开裂，直接加强板导致焊缝开裂，直接 损失损失50.8950.89万元的重大设备万元的重大设备 事故。事故。破裂的因素：破裂的因素：焊接接头及焊接接头及其热影响区的缺陷处，在焊接接头其热影响区的缺陷处，在焊接接头存在气孔、夹渣、裂纹、未焊透、存在气孔、夹渣、裂纹、未焊透、未熔合及咬边等：在某些区域性能未熔合及咬边等：在某些区域性能显著下降以及存在较大的附加应力显著下降以及存在较大的附加应力所至。所至。第 二 讲 压力容器常用材料及力学基础知识事故案例 1996 1996年年1010月月2 2日日2020时时5 5分，宁夏化工厂合成氨装置甲醇水分分，宁夏化工厂合成氨装置甲醇水分离罐，在正常生产工况下破裂，甲醇工艺气泄露着火，继而发离罐，在正常生产工况下破裂，甲醇工艺气泄露着火，继而发生爆炸，造成该罐粉碎性破裂，罐体炸成生爆炸，造成该罐粉碎性破裂，罐体炸成1919块，有人员伤亡，块，有人员伤亡，直接经济损失直接经济损失165165万元，装置停工万元，装置停工1212天。天。事故分析：事故分析：事故发生前，合成氨装置事故发生前，合成氨装置100100负荷运行；负荷运行；系统内始终没有超压。系统内始终没有超压。事故案例 为什么会发生爆炸呢？为什么会发生爆炸呢？专家分析专家分析：是由于介质中硫化氢应力腐蚀与焊接氢共同作用是由于介质中硫化氢应力腐蚀与焊接氢共同作用 的结果。的结果。结论：结论：1 1、设计选材不当、设计选材不当 2 2、制造存在缺陷、制造存在缺陷压力容器常用材料及力学基本知识压力容器所用材料存在的风险：压力容器所用材料存在的风险：1 1、材料本身与容器内的介质不匹配。、材料本身与容器内的介质不匹配。2 2、材料本身存在缺陷，如沙眼、重、材料本身存在缺陷，如沙眼、重 皮、金属组织恶化等。皮、金属组织恶化等。3 3、材料用错。、材料用错。4 4、材料在使用中发生腐蚀等。、材料在使用中发生腐蚀等。压力容器常用材料及力学基本知识压力容器用钢的基本知识1 1、钢材的分类：碳钢和合金钢、钢材的分类：碳钢和合金钢 碳钢碳钢含碳量小于含碳量小于2.062.06的铁碳合金。的铁碳合金。碳钢的分类：碳钢的分类：（1 1）按碳含量分：）按碳含量分：低碳钢低碳钢含碳量小于含碳量小于0 0 2525 中碳钢中碳钢含碳量为含碳量为0 0 25250 0 55%55%高碳钢高碳钢含碳量大于含碳量大于0 0 55%55%（2 2）按）按S S、P P含量分：含量分：普通碳钢普通碳钢 （P P0.045%,S 0.045%,S 0.050%0.050%）优质碳钢优质碳钢 （P P、S S 0.035%0.035%）压力容器常用材料及力学基本知识 （3 3）按脱氧程度分按脱氧程度分 （4 4）按钢的用途分按钢的用途分 钢号：钢号：20g 20g 优质碳素锅炉钢。优质碳素锅炉钢。2020平均含碳量为平均含碳量为 0 0 2020，g g锅炉钢锅炉钢 16MnR 16MnR 低合金容器钢。低合金容器钢。MnMn的含碳的含碳1 1 20201 1 60%60%R R容器用钢容器用钢 16MnDR 16MnDR 低温容器钢，低温容器钢，D D低温钢低温钢压力容器常用材料及力学基本知识 2.2.钢材的元素组成：钢材的元素组成：铁、碳、锰