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压力容器的概念、分类及内容介绍

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:TSG 21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》中指出,压力容器是指同时具备下列3个条件的容器。均属于《同定式压力容器安全技术监察规程》的适用范围[1]。

压力容器的概念、分类及内容介绍

1.压力容器概念

从广义上讲,凡承受流体压力或有内外压力差的密闭容器,可称为压力容器。所以,简单的管-板组合密闭件,也可称为压力容器,其组合件同样需要压力检测,以检查连接处焊缝的质量合格与否。

压力容器是一种内部或外部承受气体或液体压力、并对安全性有较高要求的密封容器。TSG 21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》中指出,压力容器是指同时具备下列3个条件的容器。

1)最高工作压力(pw)大于或者等于0.1 MPa(不含液体静压力)。其中:承受内压的压力容器,其最高工作压力是指正常使用过程中顶部可能出现的最高压力;承受外压的压力容器,其最高工作压力是指压力容器在正常使用过程中可能出现的最高压力差值;对于夹套容器是指夹套顶部可能出现的最高压力差值。

2)容积(V)大于或者等于0.03 m3并且内径(非圆形截面指截面内边界最大尺寸)大于或者等于0.15 m。其中:p-设计压力,pw-最高工作压力,V-容积。容积是指压力容器的几何容积,即由设计图样标注的尺寸计算(不考虑制造公差)并圆整,且不扣除内件体积的容积。多腔压力容器(如换热器的管程和壳程、余热锅炉的锅筒(汽包)和换热室、夹套容器等)按照类别高的压力腔作为该容器的类别并按该类别进行使用管理。但应按照每个压力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。对各压力腔进行类别划定时,设计压力取本压力腔的设计压力,容器取本压力腔的几何容积。

3)盛装介质为气体、液化气体及介质最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体。其中:容器内主要介质为最高工作温度低于标准沸点的液体时,如气相空间(非瞬时)大于等于0.03 m3,且最高工作压力大于或者等于0.1 MPa时。均属于《同定式压力容器安全技术监察规程》的适用范围[1]

压力容器伴随着蒸汽作为动力而迅速发展,早期的压力容器主要应用于化学工业,压力也不大。随着石油和化学工业的发展,压力容器的工作温度范围也越来越宽,新工作介质的不断出现,还要求压力容器能耐介质腐蚀。许多工艺装置规模越来越大,压力容器的容量也随之增大。从20世纪60年代开始,核电站的发展对反应堆压力容器提出了更高的安全要求和技术要求,进一步促进了压力容器的发展。近年来,许多新技术的发展对压力容器的设计、制造和检验不断提出了新的、更高的要求。为了适应智能制造和焊接技术发展要求,生产企业的业态、方式都将发生翻天覆地的变化,随着新材料、新设备、新工艺不断涌现,压力容器制造产生大的变革。

压力容器是特种设备的一类,按照国务院令第549号《特种设备安全监察条例》第二条规定,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)、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。

其中压力容器包含气瓶,国家颁布的TSG R0006-2014《气瓶安全技术监察规程》对气瓶的界定:气瓶是指正常环境温度(-40~60℃)下使用、公称容积为0.4~3 000 L、公称工作压力为0.2~35 MPa,且压力与容积的乘积大于或者等于1.0 MPa·L,盛装压缩气体、高(低)压液化气体、低温液化气体、溶解气体、吸附气体、标准沸点等于或者低于60℃的液体及混合气体(两种或者两种以上气体)的无缝气瓶、焊接气瓶、焊接绝热气瓶、缠绕气瓶、内部装有填料的气瓶及气瓶附件。

2.压力容器分类

国家有关标准对压力容器类别等进行了划分,以TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程为例,其附件A对压力容器类别、压力等级和品种进行了划分。

(1)按压力类别划分

压力容器类别的划分根据介质特性,分为第一组介质,指毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质,易爆介质,液化气体;第二组介质,除第一组以外的介质。

(2)按压力等级划分

容器的设计压力p划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级。

1)低压(代号L) 0.1 MPa≤p<1.6 MPa。

2)中压(代号M) 1.6 MPa≤p<10.0 MPa。

3)高压(代号H) 10.0 MPa≤p<100.0 MPa。

4)超高压(代号U)p≥100.0 MPa。(www.xing528.com)

(3)按压力容器品种划分

压力容器按照在生产工艺过程中的作用原理,划分为以下品种:

1)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。例如各种反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、煤气发生炉等。

2)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。如各种热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等。

3)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的净化分离等的压力容器。例如各种分离器、过滤器、集油器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等。

4)储存压力容器(代号C,其中球罐代号B) 主要是用于储存或者盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器,如各种形式的储罐

此外,还可以按压力容器工作时的壁温、压力容器的形状和压力容器的制造方法等进行分类。

(4)按壁温分类

1)常温压力容器指在-20~200 C条件下工作的容器。

2)低温压力容器指工作时壁温在-20 C以下的压力容器。液化乙烯、液化天然气、液氮和液氢等的储存和运输用容器均属低温压力容器。

3)高温压力容器使用过程中容器壁处于高温下的压力容器。所谓高温,通常是指壁温超过容器材料的蠕变起始温度(对于一般钢材约为350 CC)。火力发电站的锅炉汽包、煤转化反应器,某些核电站的反应堆压力容器(高温气冷堆和增殖反应堆)等,都是高温压力容器。

(5)按形状分类

根据压力容器的形状,可分为圆柱形、球形、锥形、椭圆形等,其中以圆柱形压力容器使用最多。

(6)按制造方法分类

根据制造方法,可分为焊接、铸造、铆接、锻造等,其中以焊接容器应用最为普遍。

压力容器的分类方法中以按压力类别进行分类最为重要,这种分类方法比其他几种单纯分类的压力容器,更周到地考虑安全生产的要求,《压力容器安全技术监察规程》对三类压力容器的材料、设计、制造等方面提出了不同的要求[2]

3.压力容器的内容

《特种设备目录》分代码、种类、类别和品种四项内容,其中代码共35个;种类分压力容器、安全附件和压力管道,可查阅国质检特[2014]679号文件。

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