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【特种设备】压力容器的基本概念及应用

【特种设备】压力容器的基本概念及应用

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【概要描述】根据2009年1月24日《特种设备安全监察条例》,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,下同)、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场(厂)内专用机动车辆。(共有八个种类,其中包括所用材料、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)。

【特种设备】压力容器的基本概念及应用

【概要描述】根据2009年1月24日《特种设备安全监察条例》,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,下同)、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场(厂)内专用机动车辆。(共有八个种类,其中包括所用材料、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)。

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根据2009年1月24日《特种设备安全监察条例》,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,下同)、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场(厂)内专用机动车辆。(共有八个种类,其中包括所用材料、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)。

国务院特种设备安全监督管理部门负责全国特种设备的安全监察工作,县以上地方负责特种设备安全监督管理的部门对本行政区域内特种设备实施安全监察。

特种设备有哪些特点?

1.高风险性:特种设备涉及生命安全和危险性较大的生产和生活领域,一旦发生事故,往往会造成人员伤亡和财产损失。

2.设备种类繁多:特种设备的种类繁多,包括锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施等,每种设备都有其特定的操作和管理要求。

一张图概述其分类

3.使用环境多样:特种设备的使用环境多样,包括工厂、公共场所、住宅小区等不同的使用环境对设备的操作和管理提出了不同的要求。

4.专业性强:操作和管理人员的专业素质直接影响到设备的安全和性能。

本文主要对压力容器的基本概念进行阐述:

一、压力容器的基本概念

广义上,压力容器是一种设计用来盛(shèng)装各种物料(也称作介质)的腔体设备,在运行时保持结构密封性,不与外界大气相通,同时能够承受内部和外部压力。这种容器确保物料在特定的压力环境下安全存储或运输。

压力容器的也可以定义为是指一种用于工业生产中完成反应、传热传质、分离、贮存等工艺过程的装置设备。

压力容器需要承受超过0.1MPa(表压)的压力,所以具备密闭形式。根据《特种设备安全监察条例》的规定,压力容器还需要满足一定的设计压力、压力与容积乘积以及工作温度的要求。压力容器常见于储罐和盛载流体化工品的反应,具有危险系数,涉及到危险化学品的生产、储存、运输和使用。

压力容器

二、压力容器的应用情况

压力容器常见于工业领域。在化工行业生产中,压力容器是必不可少的设备之一。由于化工生产中涉及到大量的化学物质和高温高压等条件,因此对压力容器的安全性能要求非常高。同时,压力容器在食品、制药等领域,用于储存物料、反应、灭菌等功能。因为压力容器要承受一定的压力,有安全系数要求,所以对材料、焊接、结构等方面有严格的要求,因此在设计和使用中需要严格遵守相关规定和标准。

压力容器化工行业应用

三、压力容器的构造、分类和主要参数

压力容器一般由筒体、封头、密封元件、开孔与接管(如人孔、手孔、视镜孔、物料进出口接管、液位计、流量计、测温管、安全阀等)、支座以及其他各种内部组件组成。

压力容器封头构造

按壁厚分类:可分为薄壁、中厚壁、厚壁等容器,壁厚决定一定压力下的安全性能和使用寿命有不同的影响。

按受压情况分类:可分为内压和外压,内压容器根据承压能力又可分为超高压、高压、中压、低压等不同压力等级。

按外观几何形状分类:可分为圆筒形、球形、矩形等多种形状,圆筒形比较常见。

按制造所用材料分类:可分为钢制、有色金属制、非金属制等压力容器。

按安装方式分类:又可分为固定式和移动式等,还可以根据安装位置的不同再进行细分。

按工艺过程中作用原理分类:可分为反应、换热、分离、储存等,不同的工艺需求,压力容器可以发挥不同的作用。

按操作温度分类:可分为常温容器(t>-20~150°C)、高温容器(t≥450°C)、低温容器(t≤-20°C)等。

压力容器的分类方式很多,这些分类方法有助于我们了解和认识压力容器的特性,但实用设计制造过程中一般是根据压力容器的用途、生产工艺、设备大小、使用环境等因素来划分应用。所以会涉及到具体的参数。

国家质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》(质技监局发[1999]154号,根据压力容器操作压力、介质危害程度、容器功能、结构特性材料和对容器安全性能的综合影响程度等,将压力容器分为以下三类:

1. 第一类压力容器:低压容器,除第二类和第三类压力容器的规定之外。

2. 第二类压力容器:包括以下情况之一(除第三类压力容器的规定之外)

   (1) 中压容器;

   (2) 低压容器(仅适用于毒性程度为极度和高度危害的介质);

   (3) 低压反应容器和低压储存容器(仅适用于易燃介质或毒性程度为中度危害的介质);

   (4) 低压管壳式余热锅炉;

   (5) 低压搪玻璃压力容器。

3. 第三类压力容器:包括以下情况之一:

   (1) 高压容器;

   (2) 中压容器(仅适用于毒性程度为极度和高度危害的介质);

   (3) 中压储存容器(仅适用于易燃或毒性程度为中度危害的介质,且压力与容积乘积(pV)大于或等于10MPa·m3);

   (4) 中压反应容器(仅适用于易燃或毒性程度为中度危害的介质,且pV大于或等于0.5MPa·m3);

   (5) 低压容器(仅适用于毒性程度为极度和高度危害的介质,且pV大于或等于0.2MPa·m3)。

这些分类标准考虑了操作压力、介质危害程度、容器功能、结构特性材料和对容器安全性能的综合影响程度等因素,以保障压力容器的安全使用。

四、压力容器的主要参数

最高工作压力:压力容器在正常工作过程中可能产生的最高表压力。

设计压力:压力容器在相应设计温度下,用以确定容器壳壁计算壁厚及其元件尺寸的压力。设计压力不得低于最高工作压力。

工作压力:压力容器在满足工艺要求的条件下所产生的表压力。

试验压力:压力容器在压力试验时,容器顶部的压力。

设计温度:压力容器在正常工作情况下设定的元件的金属温度。设计温度应是壳体设计温度的最高值或最低值。

试验温度:压力容器在压力试验时壳体的金属温度。

计算厚度:压力容器各部分元件按公式计算出的厚度。

设计厚度:计算厚度与腐蚀裕量之和。

名义厚度:设计厚度加钢材负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度。

有效厚度:名义厚度减去钢材负偏差和腐蚀裕量之后的厚度。

实测厚度:压力容器在检验时用测厚仪所测出的实际厚度。

外径:圆柱、球形压力容器的外直径。

内径:圆柱形、球形压力容器的内直径。

容器规格的表示:内径 x 壁厚 x 长度(高度),单位为mm,用符号表示。

压力容器参数铭牌

五、简单了解压力容器的安全附件

安全附件是为防止容器超温、超压、超负荷等情况下发生事故,而装设在设备上的一种安全装置。常见的包括安全阀、爆破片、防爆帽、压力表、液位计等。

压力容器上的各类阀门附件

六、压力容器的制造材料

压力容器绝大多数是钢制的,比较常用的有以下几种:

1. 碳钢类: 

Q235-A:普通碳素结构钢,适用于低压容器。

20g:用于锅炉和中压容器,适用于中等温度条件。

16MnR:低合金容器钢,适用于制造中低压容器。

345R:低合金钢,适用于中低温度和一般压力情况。

2. 不锈钢类:

304/304L:常用的不锈钢,具有良好的耐腐蚀性,适用于一般压力容器制造。

316/316L:耐腐蚀性更好的不锈钢,适用于具有较高腐蚀性介质的压力容器。 

321/321H:具有耐高温性能的不锈钢,适用于高温环境下的压力容器。

904L:耐酸性能较好的不锈钢,适用于强酸腐蚀环境。

Duplex不锈钢:如2205、2507等,具有良好的耐腐蚀性和强度,常用于特殊工况下的压力容器。

3. 高合金钢类:

15CrMoR:适用于高温高压容器,如锅炉、反应器等。

12Cr2Mo1R:耐高温、耐腐蚀的合金钢,用于高温压力容器。

A387G2:铬钼合金钢,适用于高温高压容器。

以上所提到的制造材料选择需要综合考虑各种因素,不同的压力容器在材料选择上可能存在差异,需要根据具体情况进行优化决策。一般材料的选择需要考虑以下几个因素:强度和韧性、耐腐蚀性、温度适应性、工艺性能和经济性。

七、压力容器管理相关法规管控

根据国务院第373号令《特种设备安全监察条例》和质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》,从事压力容器相关工作的单位必须遵守以下要求:

1. 压力容器的设计:压力容器的设计单位必须取得国务院特种设备安全监督管理部门许可,并经核准的检验检测机构鉴定后方可进行制造。设计单位还必须具备相适应的设计人员、设计审核人员以及健全的管理制度和责任制度。

特种设备生产许可

2. 压力容器的制造、安装、改造:从事压力容器的制造、安装和改造的单位以及相关压力管道元件的制造单位必须取得国务院特种设备安全监督管理部门许可。同时,这些单位还必须具备相适应的专业技术人员、技术工人、生产条件和检测手段,以及健全的质量管理制度和责任制度。 

压力容器水压试验

3. 压力容器的定期检验:定期检验是在使用过程中对容器的各个承压部件和安全装置进行检查和试验。根据实际情况,对压力容器的安全状况进行评级。

千亿体育(中国)集团有限公司官网是压力容器专业生产厂家。可以非标定制,包括但不仅于各类换热器、分离器、塔器、储罐、反应釜及其它类型等。我们拥有专业的团队和丰富的经验,无论是产品选型、安装调试还是后期,能够为您提供优质的服务和支持。在产品性能方面,我们能够从客户需求出发,通过设计计算,帮助客户节省经济和能源成本,提高生产效率。

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