压力容器作业人员培训讲义1

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局部补强常用结构： 补强圈补强结构：是在开孔的边缘焊一个加强圈，其材料与 容器材料相同，厚度也与容器的壁厚相同，其外径约为孔径 的 2 倍。

厚壁短管补强结构：是把与开孔连接的接管一段管壁加厚， 使这段接管除了承受管内压力所需的厚度外，还有一很大部 分剩余厚度用来加强孔边适用于应力集中比较敏感的低合金 高强度钢制造的、开孔尺寸较小的容器。

密封结构：密封结构分类、几种常见的密封结构。 支座：立式容器支座、卧式容器支座、球形容器支座。
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压力容器的基本构成


由承压的壳体、封头、连接件、密封元件接管、 开孔及其补强、支座等主要部件组成； 同时作为一种工艺设备，内设有用于化学反应、 传热、分离等工艺过程的内件。 常见的有:圆筒形压力容器、球形压力容器、方 箱形压力容器。

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半球形封头：
应力状态好，但 加工制造困难， 仅用于高压或直 径大的容器。

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碟形封头：
由半径为 R 的球面， 高度为 L 的圆筒形直边，半 径为 r 的连接球面与直边的 过渡区三部分组成。 过渡区的存在是球面与圆筒体的连接由突然转折变成 平滑过渡，改善了连接处的受力状态。 高度为 h的圆筒形直边的设置是为了避免边缘应力叠 加在封头与筒体的连接环焊缝上。 因加工制造困难，所以，使用时受到一定的限制。 2017/9/14
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连接件

连接件： 在反应、换热、分离等容器中，由生产工艺和安装检修的 需要封头和筒体采用可拆连接结构时就要使用连接件；容 器的接管与外部管道连接也需要连接件。 连接件一般常用法兰螺栓连接。 法兰连接通过螺栓起连接作用，并通过拧紧螺栓使垫片压 紧而保证密封。 管法兰：用于管道连接与密封的叫管法兰； 容器法兰：用于容器端盖和筒体连接和密封的法兰叫容器 法兰。
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开孔补强结构：
开孔造成两个问题： 一是减少了容器壁的受力面积； 二是造成了结构不连续而引起应力集中（使开孔边缘出的应 力大大增加，孔边的最大应力要比器壁上的平均应力达几倍， 对容器的安全运行极为不利）。


开孔补强方法有： 整体补强：用增加容器整体壁厚的方式，来提高承载能力不 合理。 局部补强：用在孔边增加补强结构来提高承载能力，其原理 是等面积补强。既是补强结构在有效补强范围内所增加的有 效面积大于等于开孔所减少的面积。

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圆筒形压力容器的基本构成
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球形压力容器的基本构成
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壳体
是压力容器最主要的组成部分； 是储存物料或完成化学反应所需要的压 力空间； 其形状有圆筒形、球形、锥形和组合型 等数种，但最常见的是圆筒形和球形两 种。
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常用阀门





1.截止阀：优点是结构简单、密封性能好，制造和维护方便； 缺点是流体阻力大，阀体较长，占地较大。 常用来截断流体和调节流量。 2. 节流阀：优点是外形尺寸小、重量轻、制造精度高、密封 好，能准确地调节流量和压力。 缺点是加工困难。 常用于压缩气体的节流、液化气体的装卸和钢瓶的角阀。 3.闸阀：优点是全启时介质流动阻力小，阀体较短。 缺点是结构较复杂，密封面易磨损，检修较困难。 常用于容器的放料阀、离心泵进口阀，介质双向流动的管 道， 要求介质输送阻力小的管道，阀体安装受限制的地方。

2.按截面的形状分：平垫片、三角形与八角形垫片、透镜式 垫片。
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接管、开孔及其补强结构


接管：
是容器与介质输送管道或仪表、安全附件管道等进行 连接的附件。 螺纹短管式接管： 一段带有内螺纹或外螺纹的短管插入并焊在容器的器 壁上，短管螺纹用来与外部管件连接常用于接装测量仪表 的小直径短管。 法兰短管式接管： 一段焊有管法兰，一段插入并焊在容器的器壁上管法 兰的短管要有一定的长度，一般情况下不小于 100mm ， 法兰短管式接管多用于直径稍大的接管。。
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无折边球形封头
有折边锥形封头
其它类型封头如图所示：
无折边锥形封头
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钢制封头冲压后的壁厚变化
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球形压力容器：



壳体呈球形，其形状特点是中心对称。 其优点： 是受力均匀，同壁厚时承载能力高，同 容积时表面积小从受力状态和节约用材来说，是 最理想的压力容器外形。 其缺点：一是制造比较困难；二是用于反应、传 热或传质时，既不便于在内部安装工艺内件，也不 便于内部相互作用的介质流动。 一般只用于中、低压力的储装容器，如液化 石油气储罐、液氨储罐等另外用于减少热损失的工 况，如造纸用蒸汽直接加热的蒸煮纸浆的蒸球。
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平法兰接管：
是法兰短管式接管除掉了短管的一种特殊形式，但 短管螺孔于一般管法兰的孔不一样，是一种带有内螺纹 的不穿透孔，实际上是直接焊在容器开孔上的一个管法 兰。 其优点：既可作接管口与外部管件连接，又可作补强圈 对器壁的开孔起补强作用。 其缺点：是装在法兰螺孔内的螺栓容易被碰撞而折断， 而且，一旦折断后要取出来则相当困难。
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低压容器
0.1MPa≤P＜1.6MPa
中压容器
1.6MPa≤P＜10MPa
高压容器
10MPa≤P＜100MPa
E 轻 度
中易 度 或燃
S
C
R
E
S
C
R
E
S
C
R
Ⅰ类容器
Ⅱ类容器
Ⅲ类容器
介 质 高 毒 度 性
极 度
低压管壳式 余热锅炉 搪玻璃容器 2017/9/14 5
压力容器作业人员培训考核讲义
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开孔（人孔、手孔）： 为了便于检查、清理容 器的内部，装卸、修理 工艺内件及满足工艺的 需要而开设。 人孔、手孔开孔形式： 椭圆形和圆形，多用椭 圆形。

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人孔、手孔封闭形式： 内闭式（孔盖放在孔壁里面，用两个螺栓把压紧在孔 外放置并支承在孔边的横杆上（又称压马））：有自 紧密封的效用，多用于工作介质为高温或有毒气体的 容器。 外闭式（一个带法兰的短管和一个平板型盖或稍压弯 的无折边的球形盖，用螺栓或双夹螺栓紧固，盖上还 焊有手柄）。 开孔次数较多的人孔常采用绞接的回转盖。这种装置 使用带有铰链的螺栓和带有缺口螺孔的法兰，孔盖用 销钉与短管绞接，拧松螺母翻转螺栓后即可把整个孔 盖绕销钉翻转，装卸都较为方便，更适宜于装在高处 的人孔结构。
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4.止回阀 (逆止阀、单向阀) ： 升降式：优点是结构简单、密封性能好，安装维修方便，缺 点是阀芯容易被卡住； 摆动式：优点是结构简单、流动阻力小缺点是噪音大、密 封性能差。 5.减压阀（节流调压阀）：常用的有弹簧式、杠杆式、气动 式、薄膜式、活塞式和波纹管式减压阀。 常用在液化气体和蒸汽管道上，为调整压力方便在减压 阀前后加设压力表；为防止减压阀失灵引起低压端管道 或容器超压爆炸，在低压部分应装设安全阀。
圆筒形压力容器

圆筒形压力容器： 壳体是圆筒形的，其 形状特点是轴对称， 筒体是一个平滑的曲 面，应力分布比较均 匀，承载能力较高， 且易于制造，便于内 件的设置和装拆，因 而获得广泛的应用。
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圆筒形压力容器按其结构分： 整体式：筒体为一整体，最常用的是单层卷焊式即是用 卷扳机将钢板卷成圆筒，然后焊上纵焊缝制成筒节，再 将若干个筒节组焊成筒体，它与封头或端盖组装成容器。 是一种应用最广泛的容器结构。。 其优点： 结构成熟，使用经验丰富，理论较为完善； 制造工艺成熟，工艺流程较简单，材料利用高； 便于利用调质处理等热处理方法，改善和提高料的能； 开孔、接管及内件的装设容易处理； 零件少，生产及管理均方便； 使用温度无限制，可作为高温或低温容器。
结构及安全附件部分
压力容器结构


压力容器的基本构成:
壳体、封头、连接件、密封元件、接管、开孔及其补强、支座。


圆筒体结构: 整体式、组合式。 封头及盖板：凸形封头、锥形封头、平形盖板。 法兰及连接结构：
法兰的连接与密封作用原理 法兰与筒体的连接形式 法兰密封面及垫片 法兰连接的紧固形式
整体锻造补强结构：球形容器制造中采用的结构，是先把开 孔与部分球壳锻造成一个整体，在车制成形后与壳体进行焊 接受力情况好，但制造困难成本高，多用于高压或某些重要 的容器上。
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支座

支座对于容器起支撑和固定作用。 用于圆筒形容器的支座有：立式和卧式两种支座。 立式支座：悬挂式、支承式、裙式。 卧式支座：鞍式、圈座式、支承式。 用于球形容器的支座有：赤道正切柱式支承和其它 式。
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组合式： 多层板式筒体结构：多层板式包扎、多 层热套、多层绕板、螺旋包扎等。 绕制式筒体结构：由一个钢板卷焊而成 的内筒和在其外面缠绕的多层钢带构成 这种结构包括型槽绕带式、扁平绕带式 两种。。 多用于高压或超高压容器。
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封头及盖板

封头及盖板：凸形封头、锥形封头、平形盖 板。 凸形封头：半球形、碟形、椭圆形、无折边 球形头。