1、压力容器基础Foundation of Chemical Apparatus 主讲人：主讲人：|第一节第一节 压力容器结构与类型压力容器结构与类型|第二节第二节 压力容器标准规范压力容器标准规范|第三节第三节 压力容器主要零部件压力容器主要零部件压力容器主要零部件构造压力容器主要零部件构造主要知识点主要知识点压力容器压力容器类型及类型及标准规范标准规范正确、合理选用零部件正确、合理选用零部件压力容器结构类型第一节第一节压力容器概念0101压力容器概念压力容器概念 为了保障固定式压力容器安全使用、预防和减少事故、保护人为了保障固定式压力容器安全使用、预防和减少事故、保护人民生命和时产安全，促进经
2、济生产发展，根据中华人民共和国特民生命和时产安全，促进经济生产发展，根据中华人民共和国特种设备安全法、特种设备安全察条例的规定，凡是满足特种种设备安全法、特种设备安全察条例的规定，凡是满足特种设备目录所定义的、同时具备下列条件的密闭容器即可视为压力容设备目录所定义的、同时具备下列条件的密闭容器即可视为压力容器器。（1）工作压力大于或者等于）工作压力大于或者等于01MPa（说明（说明1）；）；（2）容积大于或者等于）容积大于或者等于0.03m并且内直径（非圆形截面指截面并且内直径（非圆形截面指截面内边界最大几何尺寸）大于或者等于内边界最大几何尺寸）大于或者等于150mm（说明（说明2）；）；（3
3、）盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或）盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体（说明者等于其标准沸点的液体（说明3）。）。压力容器概念压力容器概念 说明说明1：工作压力，是指在正常工作情况下，压力容器顶部可能达到的最高：工作压力，是指在正常工作情况下，压力容器顶部可能达到的最高压力（表压力）。压力（表压力）。说明说明2：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：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）并且圆整。一般需要扣除永久连接在压力容器内部的内件的体积。考虑制造公差）并且圆整。一般需要扣除
4、永久连接在压力容器内部的内件的体积。说明说明3：容器内介质为最高工作温度低于其标准沸点的液体时，如果气相空间：容器内介质为最高工作温度低于其标准沸点的液体时，如果气相空间的容积大者等于的容积大者等于0.03m时，也属于本规程的适用范围时，也属于本规程的适用范围。压力容器结构0202压力容器结构压力容器结构压力容器，一般有筒体、封头、支座、接管及法兰组成。压力容器，一般有筒体、封头、支座、接管及法兰组成。1封头；2人孔；3法兰；4液位计；5支座；6筒体 图图 化工容器的总体结构化工容器的总体结构压力容器结构压力容器结构 筒体为压力容器储存物料、完成传质、传热或化学反应提供所筒体为压力容器储存物料
5、、完成传质、传热或化学反应提供所需要的工作空间，是压力容器最主要的受压元件之一，其内直径和需要的工作空间，是压力容器最主要的受压元件之一，其内直径和容积的大小由工艺计算确定。圆柱形筒体（即圆筒）和球形筒体是容积的大小由工艺计算确定。圆柱形筒体（即圆筒）和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。工程中最常用的筒体结构。封头也是压力容器主要的受压元件之一，根据几何形状的不同，封头也是压力容器主要的受压元件之一，根据几何形状的不同，封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种，封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中以椭圆形封头和蝶形封头应用最多。其中以椭圆形封头和蝶形封
6、头应用最多。压力容器上需要有许多密封装置，如容器接管与外管道间的连压力容器上需要有许多密封装置，如容器接管与外管道间的连接以及人孔、手孔盖的连接等，压力容器能否正常安全地运行在很接以及人孔、手孔盖的连接等，压力容器能否正常安全地运行在很大程度上取决于密封装置的可靠性。大程度上取决于密封装置的可靠性。压力容器结构压力容器结构 压力容器中，由于工艺或结构的需要，常在筒体或封头上开设压力容器中，由于工艺或结构的需要，常在筒体或封头上开设各种大小的孔并安装接管，如人孔、物料进出口接管等，以及安装各种大小的孔并安装接管，如人孔、物料进出口接管等，以及安装压力表、液面计等接管开孔。压力表、液面计等接管开孔
7、。支座是支承并固定设备的一个基础部件，通产由板材或型材组支座是支承并固定设备的一个基础部件，通产由板材或型材组焊而成。随支座安装位置和形式不同，容器支座分立式支座、卧式焊而成。随支座安装位置和形式不同，容器支座分立式支座、卧式支座和球形容器支座三类。支座和球形容器支座三类。筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座等即构成一台化工设筒体、封头、密封装置、开孔接管、支座等即构成一台化工设备的外壳备的外壳，大多是，大多是通用零部件，都有标准，可直接根据条件进行选通用零部件，都有标准，可直接根据条件进行选用。用。压力容器分类0303压力容器分类压力容器分类（一）按工艺用途分类（一）按工艺用途分类 压力容器
8、按照在生产工艺过程中的作用原理压力容器按照在生产工艺过程中的作用原理分类分类（1）反应压力容器（代号）反应压力容器（代号R），主要是用于完成介质的物理、化学），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、反应器等；反应的压力容器，例如各种反应器、反应器等；（2）换热压力容器（代号）换热压力容器（代号E），主要是用于完成介质的热量交换的），主要是用于完成介质的热量交换的压力容器，例如各种热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等；压力容器，例如各种热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器等；（3）分离压力容器（代号）分离压力容器（代号S），主要是用于完成介质的流体压力平），主要是用于完成介质的
9、流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器，例如各种分离器、干燥塔等；衡缓冲和气体净化分离的压力容器，例如各种分离器、干燥塔等；（4）储存压力容器（代号）储存压力容器（代号C，其中球罐代号，其中球罐代号B），主要是用于储存），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。或者盛装气体液体、液化气体等介质的压力容器。压力容器分类压力容器分类（二）按设计压力高低进行分类（二）按设计压力高低进行分类 压力容器按照承压方式有内压容器和外压容器。当容器内壁所压力容器按照承压方式有内压容器和外压容器。当容器内壁所承受的压力高于其外壁所承受的压力时称为内压容器，反之为外压承受的压力高于其外壁所承受
10、的压力时称为内压容器，反之为外压容器。内压容器容器。内压容器按按设计压力（设计压力（p）划分为低压、中压、高压和超高）划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级压四个压力等级；（1）低压（代号）低压（代号L），），0.1MPap1.6MPa；（2）中压（代号）中压（代号M），），1.6MPap10.0MPa；（3）高压（代号）高压（代号H），），10.0MPap100.0MPa；（4）超高压（代号）超高压（代号UD），），p100.0MPa.压力容器分类压力容器分类（三）按压力容器安全技术监察规程的要求分类（三）按压力容器安全技术监察规程的要求分类 为了为了能全面反映容器的整体技术和安全状态。
11、根据危险程度，能全面反映容器的整体技术和安全状态。根据危险程度，结合技术管理和监督检查的区别对待，特种设备安全技术规范结合技术管理和监督检查的区别对待，特种设备安全技术规范TSG21-2016固定式压力容器安全技术监察规程中，将规程适用固定式压力容器安全技术监察规程中，将规程适用范围内的压力容器划分为范围内的压力容器划分为、类，超高压容器划分为第类，超高压容器划分为第类类压力容器。这种分类方法对从事压力容器设计、制造、安装、使用、压力容器。这种分类方法对从事压力容器设计、制造、安装、使用、维护及管理人员而言更为重要。维护及管理人员而言更为重要。压力容器分类压力容器分类1.介质分组介质分组 压力
12、容器的介质分为以下两组压力容器的介质分为以下两组（1）第一组介质，毒性危害程度为极度、高度危害的化学介质，）第一组介质，毒性危害程度为极度、高度危害的化学介质，易爆介质，液化气体；易爆介质，液化气体；（2）第二组介质，除第一组以外的介质）第二组介质，除第一组以外的介质2.介质危害性介质危害性 介质危害性指压力容器生产过程中因事故致使介质与人体大量接介质危害性指压力容器生产过程中因事故致使介质与人体大量接触，发生爆炸或者因经常泄漏引起职业性慢性危害的严重程度，用触，发生爆炸或者因经常泄漏引起职业性慢性危害的严重程度，用介质毒性危害程度和爆炸危险程度表示。介质毒性危害程度和爆炸危险程度表示。压力容
13、器分类压力容器分类3.压力容器分类方法压力容器分类方法（1）基本划分）基本划分 首先根据介质特征，再根据设计压力首先根据介质特征，再根据设计压力p（单位（单位MPa）和容积）和容积（单位（单位m3），标出坐标点，确定压力容器类别。第一组介质分类见），标出坐标点，确定压力容器类别。第一组介质分类见图图1；第二组介质分类见图；第二组介质分类见图2。（2）多腔体压力容器分类）多腔体压力容器分类 多腔体压力容器应当分别对各压力腔进行分类，划分时设计压多腔体压力容器应当分别对各压力腔进行分类，划分时设计压力取本压力腔的设计压力，容积取本压力腔的几何容积；以各压力力取本压力腔的设计压力，容积取本压力腔的几
14、何容积；以各压力腔的最高类别作为该多腔压力容器的类别并且按照该类别进行使用腔的最高类别作为该多腔压力容器的类别并且按照该类别进行使用管理。管理。压力容器分类压力容器分类（3）同腔体多种介质压力容器分类）同腔体多种介质压力容器分类 同一压力腔内有多种介质时，按照组别高的介质分类。同一压力腔内有多种介质时，按照组别高的介质分类。（4）介质含量极小的压力容器分类）介质含量极小的压力容器分类 当某一危害性物质在介质中含量极小时，应当根据其危害程当某一危害性物质在介质中含量极小时，应当根据其危害程度及其含量综合考虑，按照压力容器设计单位确定的介质组别分类。度及其含量综合考虑，按照压力容器设计单位确定的介
15、质组别分类。（5）特殊情况的分类）特殊情况的分类 坐标点恰好位于图坐标点恰好位于图1或者图或者图2的分类线上时，按照较高的类别的分类线上时，按照较高的类别划分；划分；简单压力容器统一划分为第一类压力容器。简单压力容器统一划分为第一类压力容器。压力容器分类压力容器分类图1 压力容器分类图第一组介质压力容器分类压力容器分类图2 压力容器分类图第二组介质压力容器标准规范第二节第二节国外压力容器规范标准0101国外压力容器规范标准国外压力容器规范标准 化工生产的特点决定了化工设备安全的重要性，作为化工设备化工生产的特点决定了化工设备安全的重要性，作为化工设备主体的压力容器，为了确保其在设计寿命内的安全
16、运行，世界各国主体的压力容器，为了确保其在设计寿命内的安全运行，世界各国就压力容器的设计、制造、安装、检验和使用等方面提出来基本要就压力容器的设计、制造、安装、检验和使用等方面提出来基本要求，制定了适合本国的标准规范。求，制定了适合本国的标准规范。现行压力容器标准规范大致分为两类现行压力容器标准规范大致分为两类：一类是开放型的，即每一个规范只能解决特定的技术题，如我一类是开放型的，即每一个规范只能解决特定的技术题，如我国的国的GB1502011压力容器标准。压力容器标准。另一类是封闭型的，即利用某一个规范或标准，基本上就可以另一类是封闭型的，即利用某一个规范或标准，基本上就可以解决压力容器的全
17、部问题，具有代表性的是美国解决压力容器的全部问题，具有代表性的是美国ASME锅炉及压锅炉及压力容器规范。力容器规范。国外压力容器规范标准国外压力容器规范标准1美国美国ASME规范规范 ASME是美国国家标准学会是美国国家标准学会(ANSI,American National Standards Institute)发起发起单位之一。单位之一。1911年，年，ASME开始制定锅炉及压力容器规范（开始制定锅炉及压力容器规范（BPVC,Boiler and Pressure Vessel Code）。）。1915年，年，ASME正式出版正式出版BPVC第一版，称为第一版，称为1914版。版。ASME
18、锅炉及压力容器规范锅炉及压力容器规范(BPVC)规定了锅炉和压力容器以及核电设备建设过规定了锅炉和压力容器以及核电设备建设过程中有关设计、制造、以及检测的各项安全事项。全世界有超过程中有关设计、制造、以及检测的各项安全事项。全世界有超过110多个国家和多个国家和地区认可地区认可ASME锅炉及压力容器规范以满足其政府的安全法规。锅炉及压力容器规范以满足其政府的安全法规。ASME锅炉及压力锅炉及压力容器规范容器规范(BPVC)系列目前有系列目前有14卷卷29册。其中与压力容器密切相关的主要是第册。其中与压力容器密切相关的主要是第卷卷压力容器。该卷又分为压力容器。该卷又分为3个分册，即个分册，即1压
19、力容器建造规则，压力容器建造规则，2压力容器建造另一规则和压力容器建造另一规则和3高压容器建造另一规则高压容器建造另一规则。国外压力容器规范标准国外压力容器规范标准 ASME1为常规设计标准，适用的最高压力为为常规设计标准，适用的最高压力为20MPa。该标。该标准是以弹性失效设计准则为依据，根据经验确定材料的许用应力，准是以弹性失效设计准则为依据，根据经验确定材料的许用应力，并对零部件尺寸做出一些规定。由于该标准是以传统设计观点为基并对零部件尺寸做出一些规定。由于该标准是以传统设计观点为基础，具有较强的经验性，因而许用应力较低。础，具有较强的经验性，因而许用应力较低。ASME2为分析设计标准，
20、是相对为分析设计标准，是相对ASME1的另一个标准。的另一个标准。该标准以应力分析为基础，对压力容器各区域的应力进行详细分析，该标准以应力分析为基础，对压力容器各区域的应力进行详细分析，然后根据应力对容器失效的危害程度进行分它由类，再按不同的失然后根据应力对容器失效的危害程度进行分它由类，再按不同的失效设计准则分别进行限制。与效设计准则分别进行限制。与ASME1相比较，相比较，ASME2对材对材料的控制以及设计、制造、检验和验收要求的细节上做了更为严格料的控制以及设计、制造、检验和验收要求的细节上做了更为严格的规定，并允许采用较高的许用应力，使设计出的容器壁厚较薄。的规定，并允许采用较高的许用
21、应力，使设计出的容器壁厚较薄。国外压力容器规范标准国外压力容器规范标准 ASME3是一个高压容器设计标准，主要适用于设计压力不是一个高压容器设计标准，主要适用于设计压力不超过超过70MPa的压力容器。该标准不仅要对容器各部分进行详细的应的压力容器。该标准不仅要对容器各部分进行详细的应力分析和分类评定，而且还要做疲劳分析或断裂力学评估，它是目力分析和分类评定，而且还要做疲劳分析或断裂力学评估，它是目前世界上要求最高的一个压力容器规范。前世界上要求最高的一个压力容器规范。2其它国家标准规范其它国家标准规范 除美国以外，其它国家标准规范还有日本的除美国以外，其它国家标准规范还有日本的JISB8270
22、压力容器压力容器（基础标准）和（基础标准）和JISB8271JISB8285压力容器（单项标准）、压力容器（单项标准）、英国的英国的BS5500非直接火焊接压力容器规范、德国的非直接火焊接压力容器规范、德国的AD压力容压力容器标准、法国的器标准、法国的 ODAP非直接火压力容器建造规范和欧盟的非直接火压力容器建造规范和欧盟的EN1591标准等。标准等。我国压力容器规范标准0202我国压力容器规范标准我国压力容器规范标准 化工生产的特点决定了化工设备安全的重要性，作为化工设备化工生产的特点决定了化工设备安全的重要性，作为化工设备主体的压力容器，为了确保其在设计寿命内的安全运行，世界各国主体的压力
23、容器，为了确保其在设计寿命内的安全运行，世界各国就压力容器的设计、制造、安装、检验和使用等方面提出来基本要就压力容器的设计、制造、安装、检验和使用等方面提出来基本要求，制定了适合本国的标准规范。求，制定了适合本国的标准规范。现行压力容器标准规范大致分为两类现行压力容器标准规范大致分为两类：一类是开放型的，即每一个规范只能解决特定的技术题，如我一类是开放型的，即每一个规范只能解决特定的技术题，如我国的国的GB1502011压力容器标准。压力容器标准。另一类是封闭型的，即利用某一个规范或标准，基本上就可以另一类是封闭型的，即利用某一个规范或标准，基本上就可以解决压力容器的全部问题，具有代表性的是美
24、国解决压力容器的全部问题，具有代表性的是美国ASME锅炉及压锅炉及压力容器规范。力容器规范。我国压力容器规范标准我国压力容器规范标准1.GB150-2011压力容器压力容器 GB150的前身是实施了的前身是实施了20多年的四部（原机械工业部、化学工多年的四部（原机械工业部、化学工业部、中国石油化工总公司、劳动部）标准石油化工钢制压力容业部、中国石油化工总公司、劳动部）标准石油化工钢制压力容器，经过多年的应用和实践，于器，经过多年的应用和实践，于1989年正式颁布实施国家标准年正式颁布实施国家标准GB150钢制压力容器。后于钢制压力容器。后于2011年颁布了年颁布了GB1502011压力压力容器
25、。容器。GB150是中国钢制压力容器设计、制造、检验的核心基础是中国钢制压力容器设计、制造、检验的核心基础标准，是强制性国家标准。由中国国家标准化管理委员编制，国家标准，是强制性国家标准。由中国国家标准化管理委员编制，国家质量监督检验检疫总局颁布实施。质量监督检验检疫总局颁布实施。我国压力容器规范标准我国压力容器规范标准 GB150-2011压力容器是一系列标准的组合，规定了压力容压力容器是一系列标准的组合，规定了压力容器建造的基本要求、对压力容器用钢材的要求、典型受压元件的设器建造的基本要求、对压力容器用钢材的要求、典型受压元件的设计计算方法和制造、检验与验收的要求。标准按压力容器建造的逻计
26、计算方法和制造、检验与验收的要求。标准按压力容器建造的逻辑顺序分为四个部分：辑顺序分为四个部分：GB15012011压力容器第压力容器第1部分：通用要求；部分：通用要求；GB15022011压力容器第压力容器第2部分：材料；部分：材料；GB15032011压力容器第压力容器第3部分：设计；部分：设计；GB15042011压力容器第压力容器第4部分：制造、检验和验收。部分：制造、检验和验收。我国压力容器规范标准我国压力容器规范标准 （1）GB1501压力容器一第压力容器一第1部分：通用要求，该部分由前部分：通用要求，该部分由前言、引言、四章正文和六个规范性附录构成。这部分规定了金属制言、引言、四
27、章正文和六个规范性附录构成。这部分规定了金属制压力容器材料、设计、制造、检验和验收的通用要求。其前言和引压力容器材料、设计、制造、检验和验收的通用要求。其前言和引言不仅适用于言不仅适用于GB150的本部分，同时也适用于系列标准。的本部分，同时也适用于系列标准。（2）GB1502压力容器第压力容器第2部分：材料，该部分由前言、部分：材料，该部分由前言、七章正文、两个规范性附录和两个资料性附录构成。这部分规定了七章正文、两个规范性附录和两个资料性附录构成。这部分规定了压力容器受压元件允许使用的钢材牌号及其产品标准，钢材的附加压力容器受压元件允许使用的钢材牌号及其产品标准，钢材的附加技术要求，钢材的
28、使用范围（温度和压力）和许用应力表。技术要求，钢材的使用范围（温度和压力）和许用应力表。我国压力容器规范标准我国压力容器规范标准 （3）GB150.3压力容器第压力容器第3部分：设计，该部分由前言、七部分：设计，该部分由前言、七章正文、三个规范性附录和两个资料性附录构成。七章正文包括：章正文、三个规范性附录和两个资料性附录构成。七章正文包括：范围、规范性引用文件、内压圆筒和内压球壳、外压圆筒和外压球范围、规范性引用文件、内压圆筒和内压球壳、外压圆筒和外压球壳、封头、开孔和开孔补强、法兰。壳、封头、开孔和开孔补强、法兰。（4）GB150.4压力容器第压力容器第4部分：制造、检验和验收，该部部分：
29、制造、检验和验收，该部分由前言、十三章正文构成。十三章正文的内容为：范围、规范性分由前言、十三章正文构成。十三章正文的内容为：范围、规范性引用文件、名词术语、总则、材料复验、分割与标志移植、冷、热引用文件、名词术语、总则、材料复验、分割与标志移植、冷、热加工成形与组装、焊接、热处理、试件与试样、无损检测、耐压试加工成形与组装、焊接、热处理、试件与试样、无损检测、耐压试验和泄漏试验、多层容器和容器出厂要求。验和泄漏试验、多层容器和容器出厂要求。我国压力容器规范标准我国压力容器规范标准2.JB47321995钢制压力容器钢制压力容器分析设计标准分析设计标准(2005年确认年确认)该标准是我国第一部
30、压力容器分析设计的行业标准，其基本思路与该标准是我国第一部压力容器分析设计的行业标准，其基本思路与ASME-2相同。对有分析设计要求的压力容器，该标准是强制性的规范。标准有正文相同。对有分析设计要求的压力容器，该标准是强制性的规范。标准有正文11章；章；附录附录11个，其中个，其中6个为补充件、个为补充件、5个为参考件。该标准与个为参考件。该标准与GB150同时实施，在满足同时实施，在满足各自要求的前提下，设计者可任选其一使用，但不得混合使用。与各自要求的前提下，设计者可任选其一使用，但不得混合使用。与GB150相比，相比，JB4732适用的压力范围扩大了，可达适用的压力范围扩大了，可达100
31、MPa；设计温度的上限控制在钢材强度；设计温度的上限控制在钢材强度不受蠕变制约的温度以下；即碳素钢与碳锰钢不受蠕变制约的温度以下；即碳素钢与碳锰钢375，锰钼铌钢，锰钼铌钢400，铬钼钢，铬钼钢475，奥氏体不锈钢，奥氏体不锈钢425。该标准在同等条件下比用。该标准在同等条件下比用GB150设计的容器壁厚小设计的容器壁厚小一些，但计算的工作量较大且对选材、制造、检验及验收等方面要求也较高，所一些，但计算的工作量较大且对选材、制造、检验及验收等方面要求也较高，所以大多用于大型的、结构复杂的、操作条件苛刻或需要做疲劳分析的压力容器的以大多用于大型的、结构复杂的、操作条件苛刻或需要做疲劳分析的压力容
32、器的设计。设计。我国压力容器规范标准我国压力容器规范标准3.TSG212016固定式压力容器安全技术监察规程固定式压力容器安全技术监察规程 由由前面介绍的标准可见，中国压力容器方面的标准基本上是以前面介绍的标准可见，中国压力容器方面的标准基本上是以设计为主体内容的设计为主体内容的,但实践表明，保证压力容器的安全可靠运行仅靠但实践表明，保证压力容器的安全可靠运行仅靠设计和制造方面的标准和规范是远不够的。为此中国在设计和制造方面的标准和规范是远不够的。为此中国在1981年由当年由当时的国家劳动总局颁发了压力容器安全监察规程，时的国家劳动总局颁发了压力容器安全监察规程，1990年由当年由当时的国家劳
33、动部对此法规进行了修订并更名为压力容器安全技术时的国家劳动部对此法规进行了修订并更名为压力容器安全技术监察规程，监察规程，2016年国家质量监督检验检疫总局再次进行修订，颁年国家质量监督检验检疫总局再次进行修订，颁发了新版的固定式压力容器安全技术监察规程，并与发了新版的固定式压力容器安全技术监察规程，并与2016年年2月月22日起正式实施。日起正式实施。我国压力容器规范标准我国压力容器规范标准 该规范是压力容器安全管理的一个技术法规，同时也是政府对该规范是压力容器安全管理的一个技术法规，同时也是政府对压力容器实施技术监督和管理的依据。由法定的压力容器安全监察压力容器实施技术监督和管理的依据。由
34、法定的压力容器安全监察机构（目前是国家质量监督检验检疫总局），根据压力容器产品所机构（目前是国家质量监督检验检疫总局），根据压力容器产品所使用的标准及技术规范，来控制和监督压力容器的设计、制造、安使用的标准及技术规范，来控制和监督压力容器的设计、制造、安装、改造、使用、检验及修理等各个环节。它是压力容器安全技术装、改造、使用、检验及修理等各个环节。它是压力容器安全技术的一个最低标准，凡是压力容器部颁标准、企业标准都不得低于的一个最低标准，凡是压力容器部颁标准、企业标准都不得低于固定式压力容器安全技术监察规程所规定的技术标准。固定式压力容器安全技术监察规程所规定的技术标准。固定式固定式压力容器安
35、全技术监察规程包括：总则、材料、设压力容器安全技术监察规程包括：总则、材料、设计、制造、安装、改造与修理、监督检验、使用管理、定期检验、计、制造、安装、改造与修理、监督检验、使用管理、定期检验、安全附件及仪表、附则等内容。安全附件及仪表、附则等内容。压力容器主要零部件第三节第三节封头0101封头封头 封头是压力容器的重要组成部分，也是压力容器最主要的受压封头是压力容器的重要组成部分，也是压力容器最主要的受压部件之一，部件之一，按其结构形状可分为凸形封头、锥形封头和平板形封头按其结构形状可分为凸形封头、锥形封头和平板形封头三类。封头的结构形式是根据工艺过程、承载能力、制造技术及材三类。封头的结构
36、形式是根据工艺过程、承载能力、制造技术及材料消耗等方面的要求而确定的。料消耗等方面的要求而确定的。封头封头 凸形封头主要包括半球形封头、椭圆形封头、碟形封头和球冠凸形封头主要包括半球形封头、椭圆形封头、碟形封头和球冠封头四种。其中半球形封头、椭圆形封头、碟形封头受力均匀，承封头四种。其中半球形封头、椭圆形封头、碟形封头受力均匀，承压能力好，可用于压力较高的场合。平板形封头、球冠形封头及无压能力好，可用于压力较高的场合。平板形封头、球冠形封头及无折边锥形封头加工制造比较容易，但在筒体与封头的连接处，二者折边锥形封头加工制造比较容易，但在筒体与封头的连接处，二者的变形不协调，互相约束，自由变形受到
37、限制，出现边缘应力，边的变形不协调，互相约束，自由变形受到限制，出现边缘应力，边缘应力大小随封头形状不同而异；当压力较高时，在封头与筒体连缘应力大小随封头形状不同而异；当压力较高时，在封头与筒体连接处产生较大的边缘应力，因此这几种封头只能用于压力较低的场接处产生较大的边缘应力，因此这几种封头只能用于压力较低的场合。从承压能力的角度来看，半球形封头、椭圆形封头最好，碟形合。从承压能力的角度来看，半球形封头、椭圆形封头最好，碟形封头、带折边的锥形封头次之，而球冠形封头、不带折边的锥形封封头、带折边的锥形封头次之，而球冠形封头、不带折边的锥形封头和平板形封头较差。头和平板形封头较差。封头封头半球形封
38、头半球形封头：是由半个球壳构成的，半球形封头与球壳具有相同的优点。需是由半个球壳构成的，半球形封头与球壳具有相同的优点。需要的厚度是同样直径的圆筒的二分之一要的厚度是同样直径的圆筒的二分之一,在同样的容积时，其表面积最小，可节在同样的容积时，其表面积最小，可节省钢材。从受力来看，球形封头是最理想的结构形式，但缺点是深度大，当封头省钢材。从受力来看，球形封头是最理想的结构形式，但缺点是深度大，当封头直径较小时整体冲压困难；大直径采用分瓣冲压其拼焊工作量亦较大。因此对一直径较小时整体冲压困难；大直径采用分瓣冲压其拼焊工作量亦较大。因此对一般中、小直径的容器很少采用半球形封头，对于大直径（般中、小直
39、径的容器很少采用半球形封头，对于大直径（2.5m）的半球形封）的半球形封头，通常将数块钢板先在水压机上用模具压制成型后再进行拼焊。头，通常将数块钢板先在水压机上用模具压制成型后再进行拼焊。封头封头椭圆形封头：椭圆形封头：是由半个椭球面和高度为是由半个椭球面和高度为 的短圆筒的短圆筒(通称为直边通称为直边)两部两部分所构成。直边的作用是为了避免筒体与封头间的环向连接焊缝处分所构成。直边的作用是为了避免筒体与封头间的环向连接焊缝处出现边缘应力与热应力叠加的情况，以改善封头与圆筒连接处的受出现边缘应力与热应力叠加的情况，以改善封头与圆筒连接处的受力情况。力情况。封头封头碟形封头：碟形封头：碟形封头又
40、称带折边球形封头，由以碟形封头又称带折边球形封头，由以Ri为半径的球面、为半径的球面、以以 为半径的过渡圆弧为半径的过渡圆弧(即折边即折边)和高度为和高度为 的直边三部分构成。在碟形的直边三部分构成。在碟形封头中设置直边部分的作用与椭圆形封头相同，直边段封头中设置直边部分的作用与椭圆形封头相同，直边段 值的取法与值的取法与椭圆形封头椭圆形封头 的取法一致。的取法一致。法兰结构0202法兰结构法兰结构 由于工艺操作的需要以及设备制造、安装、运输、检修的方便，由于工艺操作的需要以及设备制造、安装、运输、检修的方便，设备和管道常采用可拆连接。为了安全，可拆连接必须满足强度、设备和管道常采用可拆连接。
41、为了安全，可拆连接必须满足强度、刚度、密封性和耐腐蚀性的要求。常见的可拆连接有法兰连接、螺刚度、密封性和耐腐蚀性的要求。常见的可拆连接有法兰连接、螺纹连接和承插连接等。因为法兰连接能较好地满足可拆连接的要求，纹连接和承插连接等。因为法兰连接能较好地满足可拆连接的要求，所以在化工设备和管道中得到广泛应用。所以在化工设备和管道中得到广泛应用。法兰结构法兰结构法兰连接是由一对法兰、若干个螺栓、螺母和一个垫片组成。法兰连接是由一对法兰、若干个螺栓、螺母和一个垫片组成。法兰类型02-102-1法兰类型法兰类型 由于工艺操作的需要以及设备制造、安装、运输、检修的方便，由于工艺操作的需要以及设备制造、安装、
42、运输、检修的方便，设备和管道常采用可拆连接。为了安全，可拆连接必须满足强度、设备和管道常采用可拆连接。为了安全，可拆连接必须满足强度、刚度、密封性和耐腐蚀性的要求。常见的可拆连接有法兰连接、螺刚度、密封性和耐腐蚀性的要求。常见的可拆连接有法兰连接、螺纹连接和承插连接等。因为法兰连接能较好地满足可拆连接的要求，纹连接和承插连接等。因为法兰连接能较好地满足可拆连接的要求，所以在化工设备和管道中得到广泛应用。所以在化工设备和管道中得到广泛应用。法兰类型法兰类型 一、根据法兰的整体性程度分为松式法兰一、根据法兰的整体性程度分为松式法兰、整体式法兰和任整体式法兰和任意式法兰。意式法兰。1、松式法兰松式法
43、兰活套法兰活套法兰螺纹法兰螺纹法兰搭接法兰搭接法兰 指法兰不直接固定在壳体上或者虽固定而不能保证与指法兰不直接固定在壳体上或者虽固定而不能保证与壳体作为一个整体承受螺栓载荷的结构。壳体作为一个整体承受螺栓载荷的结构。如：如：活套法兰、螺纹法兰、搭接法兰等。活套法兰、螺纹法兰、搭接法兰等。法兰类型法兰类型2、整体式法兰整体式法兰 将法兰与壳体锻或铸成一体或经全熔透的平焊法兰；保将法兰与壳体锻或铸成一体或经全熔透的平焊法兰；保证壳体与法兰同时受力，使法兰厚度可适当减薄；但会在壳证壳体与法兰同时受力，使法兰厚度可适当减薄；但会在壳体上产生较大应力。体上产生较大应力。法兰类型法兰类型3、任意式法兰任意
44、式法兰 从结构来看，这种法兰与壳体连成一体，但刚性介于整体法从结构来看，这种法兰与壳体连成一体，但刚性介于整体法兰和松式法兰之间。兰和松式法兰之间。法兰类型法兰类型 二二、根据法兰、根据法兰接触面的宽窄分接触面的宽窄分为为窄面法兰和宽面窄面法兰和宽面法兰。法兰。按法兰接触面宽窄按法兰接触面宽窄窄面法兰：法兰的接触面处在螺栓孔窄面法兰：法兰的接触面处在螺栓孔 圆周以内圆周以内宽面法兰：法兰的接触面扩展到螺栓孔宽面法兰：法兰的接触面扩展到螺栓孔 圆周外侧圆周外侧窄面法兰 宽面法兰法兰类型法兰类型 三三、根据法兰的、根据法兰的使用场合分为容器法兰与管法兰使用场合分为容器法兰与管法兰按法兰应用场合按法
45、兰应用场合容器法兰容器法兰管法兰管法兰相对应，法兰标准也有相对应，法兰标准也有容器法兰和管法兰标准容器法兰和管法兰标准NB/T47021-47027-2012.GB/T91129124-2010HG/T2059220635-2009容器法兰02-202-2容器法兰容器法兰 由于工艺操作的需要以及设备制造、安装、运输、检修的方便，由于工艺操作的需要以及设备制造、安装、运输、检修的方便，设备和管道常采用可拆连接。为了安全，可拆连接必须满足强度、设备和管道常采用可拆连接。为了安全，可拆连接必须满足强度、刚度、密封性和耐腐蚀性的要求。常见的可拆连接有法兰连接、螺刚度、密封性和耐腐蚀性的要求。常见的可拆
46、连接有法兰连接、螺纹连接和承插连接等。因为法兰连接能较好地满足可拆连接的要求，纹连接和承插连接等。因为法兰连接能较好地满足可拆连接的要求，所以在化工设备和管道中得到广泛应用。所以在化工设备和管道中得到广泛应用。容器法兰亦称设备法兰，一般是设备本体部件相联的法兰，容容器法兰亦称设备法兰，一般是设备本体部件相联的法兰，容器法兰在拆装允许的情况下，采用小螺栓多数量的均布结构。这样器法兰在拆装允许的情况下，采用小螺栓多数量的均布结构。这样在同等工况下设备法兰刚性好，可做得小而薄。我国现行的容器法在同等工况下设备法兰刚性好，可做得小而薄。我国现行的容器法兰标准兰标准NB/T47021-47027-201
47、2.容器法兰容器法兰 一、压力容器标准法兰有甲型平焊法兰、乙型平焊法兰和长一、压力容器标准法兰有甲型平焊法兰、乙型平焊法兰和长颈对焊法兰三种类型颈对焊法兰三种类型。压力容器法兰分类压力容器法兰分类容器法兰容器法兰 甲型平焊法兰：甲型平焊法兰：是法兰盘直接与容器的筒体或封头焊接。这种法兰在是法兰盘直接与容器的筒体或封头焊接。这种法兰在预紧和工作时都会对容器器壁产生一定的附加弯曲应力，法兰盘自身的预紧和工作时都会对容器器壁产生一定的附加弯曲应力，法兰盘自身的刚度也较小，所以适用于压力等级较低和筒体直径较小的场合。甲型平刚度也较小，所以适用于压力等级较低和筒体直径较小的场合。甲型平焊法兰用板材切削加
48、工制造，其工作温度为高于焊法兰用板材切削加工制造，其工作温度为高于-20-20300300。乙型平焊法兰：乙型平焊法兰：与甲型平焊法兰相比是除法兰盘外增加了一个厚度与甲型平焊法兰相比是除法兰盘外增加了一个厚度大于筒体壁厚的短节，这样既增加了整个法兰的刚度，又可使容器器壁大于筒体壁厚的短节，这样既增加了整个法兰的刚度，又可使容器器壁避免承受附加弯曲应力的作用。因此这种法兰适用于较高压力和较大直避免承受附加弯曲应力的作用。因此这种法兰适用于较高压力和较大直径的场合。乙型平焊法兰可用板材或锻件加工制造，其短节材料应与法径的场合。乙型平焊法兰可用板材或锻件加工制造，其短节材料应与法兰材料相同或其材料强
49、度级别应不低于法兰材料强度级别，且应与法兰兰材料相同或其材料强度级别应不低于法兰材料强度级别，且应与法兰材料间有良好焊接性能。材料间有良好焊接性能。容器法兰容器法兰 长颈对焊法兰：长颈对焊法兰：用根部增厚且与法兰盘为一体的颈取代了乙型用根部增厚且与法兰盘为一体的颈取代了乙型平焊法兰中的短节，从而更有效地增大了法兰的整体刚度。由于法平焊法兰中的短节，从而更有效地增大了法兰的整体刚度。由于法兰盘与颈部为一整体，所以消除了法兰制造中可能发生的焊接变形兰盘与颈部为一整体，所以消除了法兰制造中可能发生的焊接变形及残余应力。这种法兰用专用型钢经机加工制造，降低了法兰的成及残余应力。这种法兰用专用型钢经机加
50、工制造，降低了法兰的成本。长颈对焊法兰的工作温度为本。长颈对焊法兰的工作温度为-70-70450450。对焊法兰对焊法兰平焊法兰平焊法兰容器法兰容器法兰 二二、压力容器法兰的密封面有平面密封面、凹凸密封面和榫、压力容器法兰的密封面有平面密封面、凹凸密封面和榫槽密封面三种型式槽密封面三种型式。压力容器法兰密封面类型压力容器法兰密封面类型容器法兰容器法兰容器容器法兰密封面代号见法兰密封面代号见下下表。表。容器法兰容器法兰凹凸面密封凹凸面密封容器法兰容器法兰榫槽面密封榫槽面密封容器法兰容器法兰 三三、压力容器法兰的、压力容器法兰的标记。标记。管法兰02-302-3管法兰管法兰 我国现行的管法兰标准有
