压力容器基础及安全技术正式版

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压力容器基础及安全技术正式版

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压力容器是我们厂最重要、最危险、使用最多的设备类型，申报的两个重大危险源（氧气球罐和液氧贮罐）也都是压力容器。因此，了解掌握压力容器基础及安全知识，对提高我们厂的安全生产水平是很有意义的。我主要讲七个方面的内容：压力容器的定义、分类、结构、失效、氧气瓶安全知识、事故危害与案例以及安全管理要点。

1 压力容器的定义

压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为

最高工作压力大于或等于0.1MPa（表压），压力与容积的乘积大于或等于2.5 MPa?L，盛装介质为气体、液化气体和最高工作温度等于或高于标准沸点的液体的容器。制氧车间的压力容器包括26台固定式压力容器和520个氧气瓶，最低工作压力0.18 MPa，最高为15 MPa。

2 压力容器的分类

压力容器的使用范围广、数量多、工作条件复杂，发生事故所造成的危害程度与工作压力、工作温度、使用场合、安装方式等多种因素有关。危害程度越高，压力容器的管理要求也越高。因此，需要对压力容器进行合理分类。《压力容器安全技术监察规程》规定了四种分类方法。

2.1按设计压力分类

把内压容器分为四类：低压容器（代号L，0.1MPa≤P<1.6MPa）、中压容器（代号M，1.6MPa≤P<10.0MPa）、高压容器（代号H，10MPa≤P<100MPa）和超高压容器（代号U，≥100MPa）。制氧车间固定式压力容器中包括17个低压容器和9个中压容器，氧气瓶均为高压容器。

2.2按容器在生产中的作用分类

可分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器4种。

a.反应压力容器(代号R) 主要用于完成介质的物理、化学反应。如锅炉的上锅筒。

b.换热压力容器(代号E) 主要用于完

成介质热交换。如350m3/h制氧机的高效冷却器、1000m3/h制氧机的空压机后冷却器和增压机后冷却器等。

c.分离压力容器(代号S) 主要用于完成介质流体压力平衡缓冲和气体分离净化。如制氧机的水分离器和吸附器。

d.储存压力容器(代号C，其中球罐代号B) 主要用于储存盛装气体、液体、液化气体等介质。如制氧车间的低温液体贮罐、氧气球罐等。

2.3按安装方式分类

可分为固定式压力容器和移动式压力容器。

固定式压力容器：有固定的安装和使用地点，工艺条件和操作人员也比较固

定。

移动式压力容器：是一种储运容器，没有固定的使用地点，一般也没有专职的操作人员，使用环境经常变化，管理比较困难，容易发生事故。我们厂的液体槽车和氧气瓶属于移动式压力容器。

上面的几种分类方法仅仅考虑了压力容器的某个设计参数或使用状况，不能综合反映压力容器的危险程度。压力容器的危险程度还与介质危险性及其设计压力p 和全容积V的乘积有关，pV值愈大，则容器破裂时爆炸能量愈大，危害性愈大。

2.4按安全技术管理分类

我国《压力容器安全技术监察规程》根据容器压力的高低、介质的危害程度及

在使用中的重要性，将压力容器分为三类，即一类容器、二类容器、三类容器。其中三类容器要求最严格。

a.第三类压力容器。具有下列情况之一的，为第三类压力容器：

高压容器；盛装极度或高度危害介质的中压容器；盛装易燃或中度危害介质，且pV乘积大于等于10MPa?m3的中压储存容器；盛装易燃或中度危害介质，且pV乘积大于等于0.5Pa?m3的中压反应容器；盛装极度和高度危害介质，且乘积大于等于0.2MPa?m3的低压容器；高压、中压管壳式余热锅炉；中压搪玻璃压力容器；使用抗拉强度下限≥540MPa的材料制造的压力容器；移动式压力容器；容积大于等于50m3

的球形储罐；容积大于5m3的低温液体储存容器。

b.第二类压力容器。具有下列情况之一的，属于第二类压力容器：

中压容器；盛装极度和高度危害介质的低压容器；盛装易燃介质或中度危害介质的低压反应容器和低压储存容器；低压管壳式余热锅炉；低压搪玻璃压力容器。

c.第一类压力容器，上述范围以外的低压容器为第一类压力容器。

按照这种分类方法，制氧车间的压力容器有一类容器12台，二类容器8台，三类容器6台，

氧气瓶均属于三类容器。

3 压力容器的结构

压力容器的结构形式是多种多样的，要根据用途、工艺要求、和制造方法等因素确定。容器的结构是由承受压力的壳体、连接件、密封元件、接管开孔及其补强结构、支座和安全附件等部件组成。

3.1壳体形状有圆筒形、球形、锥形和组合形等，最常见的是圆筒形和球形。

3.1.1圆筒形壳体的几何特点是轴对称，由一个圆柱形筒体和两端的封头或端盖组成。其优点是应力分布比较均匀，承载能力高，易于制造，因而应用最广泛。我们厂大多数压力容器的壳体都是圆筒形。

3.1.2球形壳体又称球罐，其几何特点是中心对称。优点是受力均匀，在相同的

壁厚条件下，球形壳体的承载能力最高；在相同容积条件下，球形壳体的表面积最小。所以，从受力状态和节约用材来说，球形是压力容器最理想的外形。我们厂最大的压力容器是氧气球罐。日本1988年研制的潜深为6000m的深海潜艇，其耐压舱就是壁厚70mm的钛合金球形壳体。但是，球形壳体也存在一些不足：一是制造比较困难，往往要采用冷压或热压成形，成本较高；二是球形壳体既不便于安装工艺内件，也不利于内部相互作用的介质的流动。所以一般只用于中低压的储存容器。

3.2连接件连接件是容器及管道中起连接作用的部件，一般均采用法兰螺栓连接结构。法兰配合螺栓起连接作用，并