压力容器 压力容器的分类及其介绍

什么是压力容器？我们可以认为承受液体介质压力的密封设备叫做压力容器。一般来说，压力容器是指在石油化工等工业生产中，用于完成反应、传热、传质、分离、储存和运输，并承担特定功能的一定压力的设备。主要用于石油化工、能源工业、科学研究和军事工业。同时，它已广泛应用于民用工业，如煤气或液化石油气储罐、各种蓄能器、换热器、分离器和大型管道工程。

一个

压力容器的定义

根据《压力容器安全技术监察规程》，压力容器必须有三项规定:最大工作压力≥0.1兆帕，容器容积≥25L，工作介质:气体、液化气和最高工作温度高于标准沸点(指一个大气压的沸点)的液体。否则属于常压容器。

压力容器主要为圆柱形，少数为球形或其他形状。圆筒形压力容器通常由圆筒、封头、喷嘴、法兰等零部件组成。压力容器的工作压力越高，筒壁就应该越厚。

2

压力容器的分类

压力容器的分类方法有很多，可以根据不同的方法进行不同的分类。

2.1制造分类:可分为五种:焊接容器、锻造容器、铆接容器、铸造容器和组合容器。

2.2按材料分类:有钢制容器、有色金属容器和非金属容器。

2.3按壁厚分类:可分为薄壁容器和厚壁容器。

2.4按形状分类:球形容器、圆柱形容器、圆锥形容器、

2.5承压方式分类:有内压力容器和外压力容器。

2.6根据设计压力

低压容器(代码l) 0.1mpa ≤ p < 1.6mpa。

中压容器(规范m) 1.6mpa ≤ p < 10mpa

高压容器10 MpA≤p 100 MpA(规范h)

超高压容器(代号U) p≥100MPa

2.7根据综合因素(如压力容器的高度、体积的大小、介质的危害程度及其在生产过程中的重要作用)

一类容器是指盛装不易燃或无毒介质的低压容器，或者盛装易燃或有毒介质的低压分离容器和换热容器

二类容器:指下列容器之一

1.中压容器

2.装有剧毒介质的低压容器

3.装有易燃或有毒介质的低压反应容器和储罐

4.内径小于1m的低压余热锅炉

第三类容器:指下列容器之一

1.高压和超高压容器

2.装有易燃或有毒介质的中压反应容器、中压储罐或油轮

3.含有剧毒介质的大型低压容器和中压容器

4.内径大于1m的中压余热锅炉或低压余热锅炉

2.8根据容器的工作温度

高温容器200 ~ 500℃

常温容器的自然环境温度

低温容器-20 ~-253℃

2.9按压力容器功能划分

反应压力容器主要用于完成介质的物理化学反应。如反应器、发电机、分解锅、烹饪炉等。

换热压力容器主要用于介质的换热。如废热锅炉、换热器、冷却器、蒸发器等。

分离压力容器主要用于完成介质和气体净化分离的流体压力平衡，如分离器、过滤器、集油器、膨胀节、补偿器等。

储存压力容器主要用于盛装生产和生活所需的原料、液体和液化气。比如储油罐和油罐车。

2.10按安装方法分类:

固定式压力容器:安装和使用场所固定、工艺条件和操作人员固定的压力容器。

移动式压力容器:它在使用时不仅承受内压或外压载荷，还承受运输过程中内部介质晃动引起的冲击力和外部冲击振动载荷，因此在结构、使用和安全方面有特殊要求。

三

压力容器的特性

3.1恶劣的工作条件

主要表现在三个方面:负荷、温度和介质

①负载。除承受静载荷外，还承受低周疲劳载荷。

②环境温度。高温工作，有时低温工作。

③中等。有空气、水蒸气、硫化氢、液化石油气、液氨、液氯、各种酸、碱。

3.2容易发生事故

①与其他设备相比，容易过载。由于误操作或异常反应，容器内的压力会迅速上升。通常，容器在被发现之前就已经被销毁了。

②局部应力复杂。比如集装箱开口周围等结构不连续处，损坏事故往往是由于局部应力过大，反复增压卸压造成的。

③难以发现的隐藏缺陷。比如制造过程中留下的微小裂纹，如果没有发现，裂纹会在使用过程中扩大，或者在合适的条件下(使用温度、工作介质等)突然破坏。).

④使用条件苛刻。

3.3应用广泛，需要持续使用

压力容器一般要求连续运行，不能像其他设备一样随时停机维修。如果突然停止运行，鸡尾酒会对一条生产线、一个工厂甚至一个地区的生产生活都会产生很大的影响，间接和直接的经济损失会非常大。

四

压力容器的组成

压力容器有多种形式，其中最常见的结构有圆柱形、球形和圆锥形。压力容器的工作压力越高，气缸壁就应该越厚。现在以最常见的圆柱形压力容器为代表做一个说明。这种容器主要由筒体、封头、法兰、密封件、开孔和喷嘴、支架等组成。

4.1气缸

气缸是压力容器的主要部件之一。储存物料或完成化学反应所需的大部分压力空都是由它来完成的，所以筒体的尺寸往往是根据工艺要求来确定的。形状有圆柱形、圆锥形和球形。

4.2头部

根据不同的几何形状，头部可分为球形头部、椭圆形头部、碟形头部和扁平头部。在压力容器中，当封头与筒体连接时，只能使用球形或椭圆形封头，不允许使用平盖封头。

4.3法兰

法兰是容器与管道连接中的重要部件，其作用是用螺栓连接，通过拧紧螺栓拧紧垫片来保证密封。

4.4密封件

密封元件被放置在两个凸缘或头部的接触表面和气缸的端部之间，并且通过螺栓和其他连接器被压缩，使得气缸中的液体或气体介质不会泄漏。根据容器的工作压力、介质和温度。密封件包括金属(铜、铝、低碳钢)密封件、非金属(石棉、橡胶等)。)密封件和组合密封件(铁包石棉、钢丝包石棉等。).

4.5开口和连接管

由于工艺和维护的需要，各种或安装喷嘴，如人孔、视镜孔、进出料孔、安装压力表、液位计、热电偶、安全阀等的喷嘴口。，都是在钢瓶或容器头上打开的。

4.6支持

轴承是支撑压力容器和固定基础的压力部件。支架根据容器的安装形式确定。常见的支撑形式有鞍式、支撑式、悬挂式、裙式等。球形容器常用柱式和裙式。

五

压力容器用钢的选择原则

压力容器用途广泛，工作条件千差万别。因此，在容器的设计过程中，正确选择材料是极其复杂和特别重要的。很多压力容器造成事故的重要原因之一是选材不当。比如焊接可焊性差的钢材的压力容器时，焊接接头容易产生裂纹；一些镍铬不锈钢制造的压力容器，由于钢的牌号或成分选择不当，常因晶间腐蚀和应力腐蚀而损坏。用铁素体钢制造低温压力容器时，如果钢的转变温度高于容器的工作温度，容器工作时容易发生脆性破坏。因此，在选择压力容器用钢时，必须根据容器的工作条件(如壁温、压力、介质腐蚀性、介质对材料的脆化以及是否易燃、易爆、有毒等)选择具有合适力学性能、物理性能和耐腐蚀性能的材料。)，还必须考虑加工工艺(可焊性、加工方便性)、经济合理性和来源的影响。需要指出的是，压力容器用钢除少数铸件外，大部分是经过轧制、锻造、成型、焊接、热处理后投入使用的。

5.1质量选择的原则

①选择压力容器用钢时，必须考虑设备的运行条件(如设计压力、设计温度、介质特性)、可焊性、冷热加工性、热处理和容器结构。

②压力容器用钢的选择，必须在满足第①条的前提下，考虑经济合理性。一般情况下，以下规定是经济合理的。

A.当所需钢板厚度小于8毫米时，碳钢和低合金高强度钢之间应尽量使用碳钢板(多层容器材料除外)。

b .刚度或结构设计优先时，尽量选用普通碳钢。在强度设计的场合，应根据压力、温度、介质的使用限制，依次选用Q235A、Q235B、20R(20R供应困难时可使用20g)、16MnR等钢板。

C.当要求的不锈钢厚度大于12毫米时，应尽可能采用内衬、复合和堆焊等结构形式。

设计温度低于或等于500℃的耐热钢不应使用不锈钢。

E.设计温度小于或等于350℃的耐热钢不应使用珠光体耐热钢。当必须使用珠光体耐热钢进行耐热或耐氢时，应尽量减少和组合钢材的品种和规格。

③本文所列各种钢材均为设计导则，一般情况下应执行。

A.碳钢用于弱介质腐蚀性的常压和低压容器、壁厚较小的中压容器、锻件、承压钢管、非承压部件以及壁厚由刚度或结构因素决定的其他场合。

B.低合金高强度钢用于介质腐蚀较弱、壁厚较大(不小于8毫米)的压力容器。

c .珠光体耐热钢用于耐高温氢或硫化氢腐蚀或设计温度为350 ~ 650℃的压力容器的耐热钢。

d不锈钢用于高介质腐蚀(电化学腐蚀和化学腐蚀)、防止铁离子污染、设计温度大于500℃或设计温度小于~ 100℃的耐热或低温钢。

E.当需要在400℃以上进行焊接或热处理时，不含稳定元素且含碳量超过0.03%的奥氏体不锈钢不应用于可能导致不锈钢晶间腐蚀的环境中。

(4)钢材应符合相关标准。

⑤用作化工设备标准件的钢材，如设备法兰、管道法兰、管件、手孔、液位计等。，应符合钢材国家标准和行业标准的技术要求。

5.2经济选择原则

设备成本很大一部分取决于材料的价格。所以在选择材料的时候，要知道它们的价格。在用于压力容器的钢材中，各种钢材的价格差异相当大。如果将碳钢板材Q235-A的价格定为1，其他板材的相对价格大致如下:16MnR为1.4，20R(20g)为1.8，铬钢(1Cr13，2Cr13)为5.1，高合金钢0Cr18Ni10为14.1。

当然，用便宜的材料不一定经济合理，因为贵的材料可能性能更好，可以用来制作壁薄、壁轻的容器，使用寿命更长，经济效果更好。

分析材料的经济性不仅取决于其价格，还取决于国家资源。应使用更普遍可用的材料，应使用不太昂贵和稀缺的材料；国产料多，进口料少或者没有。