您好,欢迎访问一九零五行业门户网

压力容器基础知识

1、压力容器的基本概念
所有化工设备的壳体都是一种容器,它要承担化学工艺过程的压力、温度和化学介质的作用,要保证长期安全工作,同时要考虑经济性。压力容器技术就是综合了应用力学、材料学、冶金工艺、机械制造工艺、以及技术物理学等的内容,专门用于化工生产压力操作的容器。
压力容器的结构特点是通常由壳体、封头、接管、密封件、支座等部件组成。材料主要由:最多为钢材,制造方法主要为压力加工和焊接。管理规范《压力容器安全技术监察规程》。
2、压力容器的范围
最高工作压力(pw)大于等于0.1mpa(不含液体静压力,下同);内直径(非圆形截面指其最大尺寸)大于等于0.15m,且容积(v)大于等于o.03m3;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。
3、压力容器的分类
压力容器划分为三类:
a 下列情况之一的.为第三类压力容器:
(a) 高压容器;
(b) 中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);
(c) 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10 mpa•m3);
(d)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);
(e)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;
(f) 高压、中压管壳式余热锅炉;
(g) 中压搪玻璃压力容器;
(h) 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540 mpa)的材料制造的压力容器;
(i) 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、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;
(j) 球形储罐(容积大于等于50m3);
(k) 低温液体储存容器(容积大于5m3)。
b. 下列情况之一的,为第二类压力容器:
(a) 中压容器;
(b) 低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);
(c) 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);
(d) 低压管壳式余热锅护;
(e) 低压搪玻璃压力容器。c. 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)。
压力容器选材除应考虑力学性能和弯曲性能外,还应考虑与介质的相容性。压力容器专用钢材的磷含量(熔炼分析,下同)不应大于0.030%,硫含量不应大于0.020%。压力容器的设计压力不得低于最高工作压力,装有安全泄放装置的压力容器,其设计压力不得低于安全阀的开启压力或爆破片的爆破压力。4、压力容器的压力等级、品种、介质毒性程度和易燃介质的划分:a、按压力容器的设计压力(p)分为低压、中压、高压、超高压四个压力等级,具体划分如下:
(a)低压(代号l)0.1mpa<p<1.6mpa;
(b) 中压(代号m)1.6mpa<p<10 mpa;
(c) 高压(代号h)10mpa<p<100 mpa;
(d) 超高压(代号u) p>100 mpa。
b、按压力容器在生产工艺过程中的作用原理,分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器具体划分如下:
(a) 反应压力容器(代号r):主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器,如反应器、反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合釜、高压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等;
(b) 换热压力容器(代号e):主要是用于完成介质的热量交换的压力容器,如管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热器、蒸锅、蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套等;
(c) 分离压力容器(代号s):主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器,如分离器、过滤器、机油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、钢洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等;
(d) 储体压力容器(代号c,其中球罐代号b):主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器,如各种型式的储罐。
在—种压力容器中,如同时具备两个以上的工艺作用流程,顺按工艺过程中的主要作用来划分品种。c、介质形性程度的分级和易燃介质的划分如下:
(a)风力容器中化举介质碌性程度和易燃介质的划分参照hg20660《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》的规定。无规定时,按下述原则确定毒性程度: 极度危害(ⅰ级)最感容许浓度<0.1mg/m3; 高度危害(ⅱ级)最高容许浓度0.1~<1.0mg/m3;
中度危害(ⅲ级)最高容许浓度1.0~<10mg/m3轻度危害(ⅳ级)最高容许浓度≥10mg/m3。 (b) 压力容器中的介质为混合物质时,应以介质的组分并按上述毒性程度或易燃介质的划分原则,出设汁单位的工艺设计或使用单位的生产技术部门提供介质毒性程度或是否属于易燃介质的依据,无法提供依据时,按毒性危害程度或爆炸危险程度最高的介质确定。
二、压力容器无损检测 压力容器的焊接接头,应先进行形状尺寸和外观质量的检查,合格后,才能进行无损检测。有延迟裂纹倾向的材料应在焊接完成24小时后进行无损检测;有再热裂纹倾向的材料应在热处理后再增加一次无损检测。 压力容器的无损检测方法包括射线、超声、磁粉、渗透和涡流检测等。压力容器制造单位应根据设计图样和有关标准的规定选择检测方法和检测长度。
压力容器的对接焊接接头的无损检测比例,一般分为全部(100%)和局部(大于等于20%)两种。对铁素体钢制低温容器,局部无损检测的比例应大于等于50%。
压力容器的无损检测按jb4730《压力容器无损检测》执行。
对压力容器对接接头进行全部(100%)或局部(20%)无损检测:当采用射线检测时,其透照质量不应低于ab级,其合格级别为ⅲ级,且不允许有未焊透;当采用超声检测时,其合格级别为ⅱ级。
对gbl50、gbl5l等标准中规定进行全部(100%)无损检测的压力容器、第三类压力容器、焊缝系数取1.0的压力容器以及无法进行内外部检验或耐压试验的压力容器,其对接接头进行全部(100%)无损检测:当采用射线检测时,其透照质量不应低于ab级,其合格级别为ⅱ级;当采用超声检测时,其合格级别为i级。
三、压力容器的耐压试验和气密性试验
压力容器的耐压试验分为液压试验和气压试验两种。压力容器各元件(圆筒、封头、接管、法兰及紧固件等)所用材料不同时,计算耐压试验应取各元件材料[σ]/[σ]t比值中最小者。
耐压试验前,压力容器各连接部位的紧固螺栓,必须装配齐全,紧固妥当。试验用压力表应符合第七章的有关规定,至少采用两个量程相同且经校验的压力表,并应安装在被试验容器顶部便于观察的位置。
耐压试验场地应有可靠的安全防护设施,并应经单位技术负责人和安全部门检查认可。耐压试验过程中,不得进行与试验无关的工作,无关人员不得在试验现场停留。
压力容器液压试验的要求如下:
(1)凡在试验时,不会导致发生危险的液体,在低于其沸点的温度下,都可用作液压试验介质。一般应采用水。当采用可燃性液体进行液压试验时,试验温度必须低于可燃性液体的闪点,试验场地附近不得有火源,且应配备适用的消防器材。
(2)以水为介质进行液压试验,其所用的水必须是洁净的。奥氏体不锈钢压力容器用水进行液压试验时,应严格控制水中的氯离子含量不超过25mg/l。试验合格后,应立即将水渍去除干净。(3)压力容器中应充满液体,滞留在压力容器内的气体必须排净。压力容器外表面应保持干燥,当压力容器壁温与液体温度接近时,才能缓慢升压至设计压力;确认无泄漏后继续升压到规定的试验压力,保压30分钟,然后,降至规定试验压力的80%,保压足够时间进行检查。检查期间压力应保持不变,不得采用连续加压来维持试验压力不变。压力容器液压试验过程中不得带压紧固螺栓或向受压元件施加外力。(4)液压试验后的压力容器,符合下列条件为合格: (a)无渗漏。
(b)无可见的变形。 (c)试验过程中无异常的响声。 (d)对抗拉强度规定值下限大于等于540 mpa的材料,表面经无损检测抽查未发现裂纹。
压力容器气压试验的要求如下:(5)由于结构或支承原因,不能向压力容器内充灌液体,以及运行条件不允许残留试验液体的压力容器,可按设计图样规定采用气压试验。(6)试验所用气体应为干燥洁净的空气,氮气或其他惰性气体。(7)碳素钢和低合金钢制压力容器的试验用气体温度不得低于15℃。其他材料制压力容器,其试验用气体温度应符合设计图样规定。(8)气压试验时,试验单位的安全部门应进行现场监督。(9)应先缓慢升压至规定试验压力的l0%,保压5~10 分钟,并对所有焊缝和连接部位进行初次检查。如无泄漏可几继续升压到规定试验压力的50%。如无异常现象,其后按规定试验压力的10%逐级升压,直到试验压力,保压30分钟。然后降到规定试验压力的87%,保压足够时间进行检查,检查期间压力应保持不变。不得采用连续加压来维持试验压力不变。气压试验过程中严禁带压紧固螺栓。(10)气压试验过程中,压力容器无异常响声,经肥皂液或其他检漏液检查无漏气,无可见的变形即为合格。(11)压力容器气密性试验压力为压力容
其它类似信息

推荐信息