最新压力容器设计基本知识
压力容器设计基本知识
（讲稿）
北京
二零零六年三月制订
目录
一．基本概念
1．1 压力容器设计应遵循的法规和规程
1．2 标准和法规（规程）的关系。
1．3 压力容器的含义（定义）
1．4 压力容器设计标准简述
1．5 D1级和D2级压力容器说明
二．GB150-1998《钢制压力容器》
1．范围
2．标准
3．总论
3．1 设计单位的资格和职责
3．3 GB150管辖的容器范围
3．4 定义及含义
3．5 设计参数选用的一般规定
3．6 许用应力
3．7 焊接接头系数
3．8 压力试验和试验压力
4．对材料的要求
4．1 选择压力容器用钢应考虑的因素
4. 2 D类压力容器受压元件用钢板
4．3 钢管
4．4 钢锻件
4. 5 焊接材料
4．6 采用国外钢材的要求
4．7 钢材的代用规定
4．8 特殊工作环境下的选材
5．内压圆筒和内压球体的计算
5. 1 内压圆筒和内压球体计算的理论基础5．2 内压圆筒计算
5．3 球壳计算
6．外压圆筒和外压球壳的设计
6．1 受均匀外压的圆筒（和外压管子）6．2 外压球壳
6．3 受外压圆筒和球壳计算图的来源简介6．4 外压圆筒加强圈的计算
7．封头的设计和计算
7．1 封头标准
7．2 椭圆形封头
7. 3 碟形封头
7．4 球冠形封头
7．5 锥壳
8．开孔和开孔补强
8．1 开孔的作用
8．2 开检查孔的要求
8．3 开孔的形状和尺寸限制
8．4 补强要求
8．5 有效补强范围及补强面积
8．6 多个开孔的补强
9 法兰连接
9．1 简介
9．2 法兰连接密封原理
9. 3 法兰密封面的常用型式及优缺点
9．4 法兰型式
9．5 法兰连接计算要点
9．6 管法兰连接
10．压力容器的制造、检验和验收
10．1 制造许可
10．2 材料验收及加工成形
10. 3 焊接
10．4 D类压力容器热处理
10．5 试板和试样
10．8 无损检测
10. 9 液压试验
10．10 容器出厂证明文件。
11．安全附件和超压泄放装置
11．1 安全附件
11．2 超压泄放装置
11．3 压力容器的安全泄放量
11．4 安全阀
GB151-1999《管壳式换热器》
01 简述
02 标准与GB150-1998《钢制压力容器》的关系。03基本章节
1 适用范围
2 组成
3 型号表示法
4 有关参数的确定
5焊接接头系数
6试验压力和试验温度
7 其它要点
8 管板计算
9 制造、检验与验收
附录受内压薄壁容器的应力分析目录
1．薄壁旋转壳体的几何概念和基本假设1．1 几何概念
1．2 薄壁壳体的基本假设
2 薄壁圆筒的应力分析
2．1 轴向应力的计算
2．2 环向应力的计算
3 旋转薄壁容器的应力分析
3．1 薄壁壳体的一般方程式
3．2 经向应力σ1和环向应力σ2的计算4．应用举例
4．1圆筒形壳体
4．2 球壳
4．3 椭球壳（椭圆封头）
4．4 锥形壳（锥形封头）
4，5 薄壁圆环（弯管段）
压力容器设计基本知识
（讲稿）
一．基本概念
1．1 压力容器设计应遵循的法规和规程
1）《特种设备安全监察条例》（本文简称《条例》），是国务院2003年3月11日公布的条例，条例自2003年6月1日起施行。原《锅炉压力容器安全监察暂行条例》同时废止。
2）《压力容器安全技术监察规程》（本文简称《容规》），此《容规》自2000年1月1日起正式实施。在安全监察中，包括的七个环节是：设计、制造、安装、使用、检验、改造和修理。此规程与《条例》有不一致之处，应按《条例》的内容修改。
3）《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》，此规则自2003年1月1日起实施。
1．2 标准和法规（规程）的关系。
《容规》第4条规定，压力容器的设计、制造（组焊）、安装、使用、检修、修理和改造，均应严格执行本规程的规定；第5条规定：本规程是压力容器质量监督和安全监察的基本要求，有关压力容器标准、部门规章、企事业单位规定等，如果与本规程的规定相抵触时，应以本规程为准。
GB150总论第3.1条规定：容器的设计、制造、检验和验收除必须符合本标准规定外，还应遵守国家颁布的有关法令、法规和规章。
因此，当标准与法规或规程有不一致时，应按法规（和规程）的规定执行。1．3 压力容器的含义（定义）
根据《条例》第八十八条中的规定，压力容器用语的含义是：“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），且压力与容积的乘积大于或等于2.5MPa·L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或等于1.0MPa·L的气体液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶；氧舱等。”
1．4 压力容器设计标准简述
我国压力容器专业性的具有一定规模的压力容器的设计和制造，起于五十年代初期。
1980年起，压力容器设计方面依据为：《钢制石油化工压力容器设计规定》和《钢制管壳式换热器设计规定》。
GB150-1998《钢制压力容器》是强制性的压力容器国家标准。该标准对钢制压力容器的设计、制造、检验和验收作出具体的规定。是压力容器的基本标准。
对压力小于O.1MPa的钢制容器的设计，按压力容器行业标准JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》的规定。
卧式容器和立式容器的设计尚应符合行业标准JB4710-2000《钢制塔式容器》和JB4731-2005《钢制卧式容器》的规定。
GB151-1999《管壳式换热器》标准，是用钢、铝、铜、钛和镍等材料制造的管壳式换热器的设计制造和验收标准。
化工行业标准HG20580～HG20585–1998，是针对化工设备的特点，对钢制压
力容器设计和制造方面提出更详细的规定，有关设计方面的标准是：
HG20580-1998 《钢制化工容器设计基础规定》
HG20581-1998 《钢制化工容器材料选用规定》
HG20582-1998 《钢制化工容器强度计算规定》
HG20583-1998 《钢制化工容器结构设计规定》
其它配套标准如零部件如封头、法兰、支座、加固圈等标准，材料标准、焊接标准等已日趋完备。
1．5 D1级和D2级压力容器说明
根据《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》第三条规定，压力容器设计类别和级别的划分是：（一）A类、（二）C类、（三）D类和（四）SAD 类。其中D类又分：D1级和D2级。
1．D1级系指第一类压力容器
2．D2级系指第二类低、中压容器
第一类和第二类的具体划分见《容规》第6条的规定。
注：压力等级的划分是：按容器的设计压力P的大小，其中：
（一）低压（代号L）0.1MPa≤ P ＜1.6MPa
（二）中压（代号M）1.6MPa≤ P ＜10MPa
二 GB150-1998《钢制压力容器》
GB150-1998《钢制压力容器》（简称GB150），包括正文十章和八个附录。
十章正文目次是：①范围；②引用标准；③总论；④材料；⑤内压圆筒和内压球壳；⑥外压圆筒和外压球壳；⑦封头；⑧开孔和开孔补强；⑨法兰；⑩制造、检验与验收。
八个附录中，属于标准的附录有：附录A 材料的补充规定；附录B 超压泄放装置；附录C 低温压力容器；附录D 非圆形截面容器。属于提示的附录有：附录F 钢材的高温性能；附录G 密封结构；附录H 材料的指导性规定；附录J 焊接结构。
标准的附录 E 产品焊接试板的力学性能检验，已被新发布的JB4744-2000《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能试验》所代替。
1．范围
GB150-1998《钢制压力容器》规定了“钢制压力容器的设计、制造、检验和验收要求”。
即是说：GB150是碳素钢、低合金钢和高合金钢制的压力容器，在设计、制造、检验和验收的整个过程中，必须遵守的强制性国家标准。
标准中规定适用的压力容器的设计参数的范围是：容器的设计压力不大于35MPa；
适用的设计温度范围按钢材允许的使用温度而定。
对于D类压力容器，设计压力范围应小于10MPa。
在GB150的1.3和1.4中，还规定出不属该标准规定范围的各类压力容器，其中有：直接用火焰加热的容器；核能装置中的容器；经常搬运的容器；设计压力低于0.1MPa 的容器；真空度低于0.02MPa的容器；要求作疲劳分析的容器；内直径小于150 mm的容器；此外，还有旋转或往复运动的机械设备中自成整体的受压器室，以及已有其他行业标准的容器，诸如制冷、制糖、造纸、饮料和搪玻璃容器等。
2．标准
在GB150所列的引用标准中包括GB 、GB/T、JB 和JB/T四种代号的标准，标准分为强制性标准和推荐性标准（推荐性标准一经采用，即具有强制性的性质）。GB/T是推荐性的国家标准，JB是机械工业的行业标准，JB/T是机械工业推荐性的行业标准，而JB或JB/T中排号为4XXX号码的，规定为压力容器行业的标准。例如：
国家强制性标准：GB6654-1996《压力容器用钢板》； GB4237-92《不锈钢热轧钢板》
国家推荐性标准：GB/T229-94《金属夏比缺口冲击试验方法》；GB/T1804-92《一般公差线性尺寸的未注公差》
压力容器行业标准：JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》；JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》
标准一经被引用，即构成该标准的条文。在GB150第2章中，列了45个引用标准。从2004年4月1日起尚应实施下列标准：
JB/T4736-2002 《补强圈》
JB/T4746-2002 《钢制压力容器用封头》
JB/T4747-2002 《压力容器用钢焊条订货技术条件》
JB/T4711-2003 《压力容器涂敷与运输包装》
3．总论
在“总论”一章中，对下列的8个方面作了规定：
①标准与相关法规和规章的关系；②设计和制造压力容器单位的资格和职责；
③容器的范围；④压力、温度和厚度的定义；⑤设计参数选用的一般规定；⑥材料许用应力确定的依据和取值的规定；⑦焊接接头系数的确定；⑧压力试验（液压试验和气密性试验）和试验压力的规定。
3．1《条例》对设计单位的规定
《条例》第十一条规定：压力容器的设计单位应当经国务院特种设备安全监督管理部门许可，方可从事压力容器的设计活动。
（一）有与压力容器设计相适应的设计人员设计、审核人员；
（二）有与压力容器设计相适应的健全的管理制度和责任制度。
3．2 GB150-1998对设计单位的资格和职责规定
资格容器的设计单位必须具备健全的质量管理体系，应持有压力容器设计单位批准书，压力容器的设计必须接受国家质检总局相关安全监察机构的监察。职责应对设计文件的正确性和完整性负责。容器的设计文件至少应包括设计计算书和设计图样。容器设计总图应盖有容器设计资格印章。
3．3 管辖的容器范围划定
GB150管辖的容器，其范围包括壳体及与其连为整体的受压零部件，且划定在下列范围内。
3．3．1 容器与外部管道连接：焊接连接的第一道环向接头坡口端面；螺纹连接的第一个螺纹接头端面；法兰连接的第一个法兰密封面；
3．3．2 接管、人孔、手孔等的承压封头、平盖及其紧固件。
3．3．3 非受压元件与受压元件的焊接接头。接头以外的元件，如加强圈、支座、裙座等。
3．3．4 超压泄放装置和仪表附件。
详见GB150中的3.3.1 至3.3.4条的规定。
3．4 定义及含义
3．4．1 压力除注明者外，均指表压力。
3．4．2 工作压力（P W）指在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。3．4．3 设计压力（P）指设定容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不得低于工作压力。即P≥P W。
3．4．4 计算压力（P C）指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。当元件所承受的液柱静压力小于5%设计压力时，
可忽略不计。故P C≥P；
3．4．5 试验压力（P t）指压力试验时，容器顶部的压力。
注：试验用压力表口设计位置应位于容器顶部。
3．4．6 设计温度指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。3．4．7 试验温度指压力试验时，壳体金属的温度。
3．4．8 各种厚度
3．4．8．1 计算厚度δ指按厚度计算公式计算得到的厚度。
3．4．8．2 设计厚度δd指计算厚度（δ）与腐蚀裕量（C
）之和。即
2
, 因此δd≥δ
δd = δ+C
2
3．4．8．3 名义厚度δn指设计厚度（δd）加上钢材厚度负偏差（C1）后向上圆整至钢材标准规格的厚度。即标在图样上的厚度。
δn≥（δd + C1）
）和钢材厚度负3．4．8．4有效厚度δe 指名义厚度（δn）减去腐蚀裕量（C
2
偏（C1）。
δe =δn-C1-C2
=δn-（C1+C2）=δn-C（厚度附加量）
注：如设定圆整量为C3，各厚度的关系为：
δn=δ+ C1+ C2+ C3
δe=δ+ C3=δn-（C1+C2）
δd =δ+ C2
3．5 设计的一般规定
设计的一般规定，是对设计压力、设计温度、载荷、壁厚附加量和最小厚度选用等的规定。
3．5．1 设计压力（P）的确定
1)内压容器
①容器上装有超压泄放装置（安全阀）时，容器的设计压力确定的步骤如下：
确定安全阀的开启压力P Z ,取P Z≤（1.05～1.1）P W.当 P W＜0.18MPa时，可适当提高P Z相对于P W的比值。再令P≥ P Z。
②容器上装有爆破片：P = P b + ΔP
式中：P b为设计爆破压力，其其值等于最低标定爆破压力Ps min加上所选爆破片爆破范围的下限（取绝对值）；
Δp为爆破片制造范围上限。
最低标定爆破压力Ps min和上下限查表B2和表B3。
③容器上无安全阀，但出口管线有安全阀：P≥P z +Δh. Δh为容器到安全阀的压力降。
④容器的压力源如与泵直接连接，则可有下列情况：
容器位于泵的出口侧，设计压力应取下述情况中的大值，泵正常入口压力+
正常工作扬程；泵最大入口压力+正常工作扬程；泵正常入口压力+出口全关闭时的扬程。
容器位于泵（压力源）的进口侧，且无安全泄放装置时，取P=（1.0～1.1）Pw,并以 P=-0.1MPa进行外压校核。
2）外压、真空容器及夹套容器（按外压设计）
①确定外压容器的设计压力时，应考虑在正常情况下可能出现的最大内外压力差。
②确定真空容器的壳体厚度时，设计压力按承受外压考虑。当装有真空泄放阀时，设计压力P=1.25ΔP 式中ΔP为最大内外压力差，或P=0.1MPa两者中的低者。未装真空泄放阀时，取P=0.1MPa。
③夹套容器：
带内压夹套的真空容器：内筒为真空，设计压力=真空设计的外压力（按②条）+夹套内压力，并以1.25倍的夹套外压力核定内筒的外压稳定性。夹套按内压计算。
带真空夹套的内压容器（即夹套为负压，内筒为正压）：内筒的设计压力=内筒的压力+0.1MPa，并核对在夹套试验压力下的稳定性；夹套按②考虑。
3）盛装液化气体的容器
对盛装液化气体的容器，在规定的充装系数范围内，设计压力应根据工作条件下可能达到的最高金属温度确定。
设计压力按《容规》第34条的规定。常见介质的设计压力按《容规》第36条中表3-3的规定。由于液化气体多属有毒或易燃性质，且设计压力多数为中压，因此应注意设计的范围，分辨容器的类别。
3．5．2 设计温度的确定
设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。
在任何状况下，元件金属表面的温度不得超过金属的允许使用温度。
对于00C以下的金属温度，设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。3．5．3有不同工况的容器
对有不同工况的容器，应按最苛刻的工况设计，并在图样或相应技术文件中注明各工况的压力和温度值。
3．5．4 载荷
设计时应考虑的载荷有：内压、外压或最大压力差；液体静压力；根据容器的具况，还可能考虑自重，内件重和附属设备等等的影响（详见GB15O的3．5．4条中的内容）。
3．5．5 厚度附加量
厚度附加量C由钢材厚度负偏差C1和腐蚀裕量C2两部分组成。
C = C1 + C2
钢材厚度负偏差C1按钢材标准的规定；当钢材厚度负偏差不大于0.25mm，且不超过名义厚度的6%时，厚度负偏差C1可忽略不计。
如选用GB6654-1996《压力容器用钢板》标准，其厚度负偏差C1可忽略不计。
腐蚀裕量C2为防止容器元件由于腐蚀、机械磨损而导至厚度的削弱减薄，应考虑腐蚀裕量。对有腐蚀或磨损的零件，应根据预期的容器寿命和介质对钢材的腐蚀速率而定。
注：腐蚀分类：
①均匀腐蚀金属表面出现各部分的腐蚀速度大致相同的连续腐蚀；
②非均匀腐蚀金属表面各部分具有不同速度的连续性破坏；
③局部腐蚀局部发生腐蚀，如点蚀（呈一个个的点状）和斑点腐蚀（呈一个个的斑点状）；
④应力腐蚀由侵蚀介质和应力同时作用下所导致的腐蚀；
⑤晶间腐蚀是金属晶粒界面的腐蚀。
标准中的材料的腐蚀速率，是对于均匀腐蚀而言，亦即钢材表面的腐蚀速率（毫米/年）各处基本相同。
腐蚀裕量C2 = 腐蚀速率X设计使用年限
（毫米/年X年 = 毫米）
在考虑腐蚀的同时，也应考虑容器可能发生的机械磨损。
此外，由于金属所处的介质情况（如介质的腐蚀性、浓度和温度）不同，腐蚀程度不同，因此，采用不同的腐蚀裕量。
GB150中规定“介质为压缩空气、水蒸气的碳素钢或低合金钢制容器，腐蚀裕量不少于1 mm”。
3．5．6最小厚度
容器在较低内压力作用下，按厚度计算方法得到的厚度很小，虽然能满足容器的强度要求，但刚度不够。为解决刚度问题，GB150中规定了壳体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度：
a)对碳素钢、低合金钢制容器，不小于3 mm；
b)对高合金钢制容器，不小于2 mm。
因此，碳素钢和低合金钢制的容器的最小名义厚度应不小于4 mm。
3．6 许用应力
容器使用钢材常用指标是力学性能，在D类容器中，主要指标是材料的抗拉强度σb和屈服点σs（或σ0.2）。
容器使用中达到屈服或断裂时即为破坏，在实际应用中必须控制容器的材料受力处在安全范围内，即除以系数n，n称为材料许用应力系数（即是设计安全系数）。
从钢常温抗拉强度考虑，设计安全系数取3；
按钢的设计温度下的屈服强度考虑选用的设计安全系数：对碳素钢和低合金钢取1.6；对高合金钢取1.5。
将钢材的抗拉强度σb和屈服点σs分别除以各自的设计安全系数后，取二值的小者作为材料的许用应力。
说明：考虑安全系数是基于如下因素：
①材料的性能稳定性存在偏差；②估算载荷状态及数值偏差；③计算方法的精确程度；④制造工艺及允许偏差；⑤检验手段及严格程度；⑥使用中的操作经验等六个方面。
在确定具体材料的许用应力时，还要结合材料的质量因素。
GB150所用钢板材料的许用应力按GB150标准的第4章各材料表中的规定。螺栓材料的许用应力，是从考虑屈服的情况考虑，安全系数选高了一些，详见GB150表3-1和表3-2。
3．7 焊接接头和焊接接头系数
3．7．1 焊接接头分类和要求
压力容器筒体与筒体，筒体与封头的连接，封头的拼接，不允许采用搭接结构。也不允许存在十字焊缝。
容器主要受压部分的焊接接头分为A、B、C、D 四类，具体规定是：
a）A类焊接接头圆筒部分的纵向接头，半球形封头与圆筒连接的环向接头，各种凸形封头的所有拼焊接头，嵌(qian)入式接管与壳体对接的接头。
b）B类焊接接头壳体部分的环向接头，锥形封头小端、长颈法兰等与接管连接的接头。
c）C类焊接接头平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒连接的搭接接头。
d）D类焊接接头接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头。
压力容器的所有A、B类焊接接头均需按GB150标准和设计图样的规定进行无损检测（RT或UT）。
下列情况的压力容器的A类及B类焊接接头应进行100%射线或超声检测（材料厚度≤38mm时，应采用射线检测）：
①第二类压力容器中，易燃介质的反应容器或储存容器；
②设计压力大于5.0MPa的压力容器；
③筒体厚度大于30mm的碳素钢和厚度大于25mm的低合金钢或奥氏体不锈耐酸
钢制压力容器；
④盛装高度和极度危害介质的压力容器；
⑤耐压试验为气压试验的压力容器；
⑥使用后无法进行内部检验或耐压试验的压力容器；
⑦焊缝系数为1.0的压力容器（无缝钢管制的筒体和压力容器本体最后焊接的
一条环焊缝除外，但应提供保证其焊接质量的相应焊接工艺）；
图样规定进行局部无损检测A类和B类焊接接头，局部无损检测的检测长度为不少于每条焊缝长度的20%，且不小于250mm。且下列焊接接头应全部检测：
①所有的T型焊接接头；
②开孔区域内（以开孔中心为圆心，1.5倍开孔直径为半径的圆内）的焊接接头；
③被补强圈支座垫板等其他元件所覆盖的焊接接头；
④拼接封头和拼接管板的焊接接头；
⑤公称直径大于250mm接管的环焊缝按容器本体考虑。合格级别按容器要求。
除另有规定，不允许采用降低焊接接头系数而不进行无损检测。
设计用的焊接结构可参见GB150的附录J。焊接结构。
3．7．2 焊接接头系数
焊接接头系数ф应根据受压元件的焊接接头型式及无损检测的长度比例确定。
注：焊接接头系数有的称为焊缝系数，即是焊缝的强度与母材强度之比。
双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透的对接接头：
100%无损检测ф = 1.00
局部无损检测ф = 0.85
说明：相当于双面焊的全焊透的对接焊缝，是指单面焊双面成型的焊缝，按双面焊评定（含焊接试板的评定），如氩弧焊打底的焊缝或带陶瓷、铜衬垫的焊缝等。
单面焊对接接头（沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板）：
100%无损检测ф = 0.9
局部无损检测ф = 0.8
说明：这里应注意到1）是对接接头；2）全焊透结构；3）沿焊缝根部全长
有紧贴基本金属的垫板。垫板如何才算密贴，看法并不一致，一般以焊接工艺评定为准。
3．8 压力试验和试验压力
压力试验是容器制造中检查容器质量的必需工序。它主要检查容器的强度、刚度和焊接接头及可拆的密封连接处的密封质量。压力试验方法有液压试验、气压试验和气密性试验。
压力试验的种类、试验压力值和要求，应在图样中注明。
3． 8。1 液压试验
液压试验是压力容器常用耐压试验方法。试验液体一般采用水，也可采用不致发生危险的其它液体。
对奥氏体不锈钢制造的容器水压试验应控制水的氯离子含量不超过25mg/L
3．8．1．1内压容器
液压试验 P T = 1.25P [σ]/[σ]
t 式中P -- 设计压力 MPa ；
P T -- 试验压力 MPa
[σ] -- 容器元件材料在试验温度下的许用应力， MPa
[σ]t -- 容器元件材料在设计温度下的许用应力。MPa
此液压试验压力P T 为常用的压力，也是最小试验压力。
如果名义厚度远大于计算厚度，为达到试验的目的，也可适当的提高试验压力，但确定新的试验压力值时，应进行应力校核，用试验压力值计算的换算应力σΤ应符合如下规定：
()()2.09.02σφσδδσs e
e i T T D p ≤+= бs (б0.2)—圆筒材料在试验温度下的屈服点（或残余变形为0.2%时的屈服
强度）， MPa
3．8．1．2 外压和真空容器，
以内压进行液压试验： P T = 1.25 P
容器液压试验合格的条件是：①无滲漏；②无可见的变形；③试验过程中无异常的响声。
3． 8。2 气压试验
对于不适合作液压试验的容器，例如容器内不允许有微量残留液体，或由于结构原因不能充满液体的容器，可采用气压试验。
内压容器的气压试验压力PT = 1.15 P [σ]/[σ]t ，设计校核结果，应满足如下要求：
()()2.08.02σφσδδσs e
e i T T D p ≤+= 外压和真空容器，以内压进行气压试验，气压试验压力为：P T = 1.15 P 气压试验应有安全措施，该安全措施应经单位技术负责人批准，单位安全部门检查监督。试验所用气体应为干燥洁净的空气、氮气或其他惰性气体，碳素钢和低合金钢压力容器气压试验用气体的温度不得低于150C 。设计采用气压试验，应注明安全要求。
3．8，3 气密性试验：
压力容器的气密性试验要求，见《容规》第101条和第102条的规定。
介质的毒性程度为极度和高度危害的压力容器，应在压力试验合格后进行气密性试验，需作气密性试验时，试验压力、试验介质和检验要求应在图样中注明。
夹套容器压力试验的试验压力和方法，应在图样中注明。
4．对材料的要求
GB150在压力容器用钢的要求方面含三部分，即：
①正文第4章：材料；
②附录A（标准的附录）：材料的补充规定；
③附录H（提示的附录）：材料的指导性规定。
在这些章节中，主要是对受压元件用材料的规定。
GB150对受压元件未定义。
注：根据《容规》第25条规定，压力容器的主要受压元件是：压力容器的筒体、封头（端盖）、人孔盖、人孔法兰、人孔接管、膨胀节、开孔补强圈、设备法兰、球罐的球壳板、换热器的管板和换热管、M36以上的设备主螺栓及公称直径大于等于250mm的接管和管法兰。
4．1 选择压力容器用钢应考虑的因素
1）选材地合理性是保证压力容器设计质量的关键环节，压力容器选择受压元件用钢材时，必须选用GB150第四章的材料表中列出的钢材。而非受压元件与受压元件焊接者，也应选用焊接性能良好的钢材。
2）选择压力容器用钢应考虑的因素有：压力容器的使用条件，如设计压力、设计温度、介质特性和操作特点；可焊性良好；制造工艺的可行性（加工难度）和经济合理等。
说明：可焊性方面，应靠虑控制钢的含碳量或碳当量，含碳量大的，焊接性能下降，容易产生裂纹，且塑性下降，不利于冷热成形，压力容器焊接用钢的碳含量应为C≤0.25%。
从钢的冶炼上，应采用平炉电炉或氧气转炉冶炼的镇静钢。因为沸腾钢中含有FeO,脱氧情况差，成材率虽高，但质量差。镇静钢是一种充分脱氧的钢，成材率较低，但钢中杂质少，气泡和疏松性少，质量高。
目前，由于平炉冶炼时间长，占地面积大，生产效率低，此法逐步被淘汰。
降低钢中的硫、磷含量：因为硫、磷均为钢中的有害杂质，硫与铁在晶界处生成低熔点硫化铁（FeS），热加工时易产生热脆，即称热脆性，焊接时，硫和氧结合产生SO2使焊缝中产生气孔和疏松，影响焊接接头的质量；磷与铁形成磷化三铁（Fe3P），明显的降低钢的塑性韧性，尤其是低温时更差，属冷脆现象，磷过多，焊接变坏，易产生裂纹。
由于磷和硫是矿石中带来的，随着冶炼技术的进长和压力容器质量要求的提高，磷、硫
含量将逐步降低，要求的磷、硫含量为：P≤0.030%；S≤0.020%.
3）GB150中对材料的修改情况是：
2002年起，取消Q235-A.F和Q235-A钢板在受压元件中的应用；
《制造许可》中规定，对用于焊接接构的压力容器用钢磷、硫含量：磷P≤0.O30%，硫S≤0.020%。，并规定钢的含碳量应不大于0.25%,且按下式计算的碳当量Ceq 不大于0.45%。
Ceq = C + Si∕24 + Mn∕6 + Ni∕40 + Cr∕5 + Mo∕4 + V∕14
沸腾钢不允许用于制造压力容器的受压元件。
4)Q235钢板：在图样的材料明细表中不得只标Q235，应根据设计须要在尾部带上“-A或-B或-C”，Q235钢板的具体数据见下表：
4．2 D类压力容器受压元件用钢板
在D类压力容器中，主要使用GB150的表4-1“钢板许用应力”列入的下列钢板：
1）碳素钢板：使用Q235-B 、Q235-C 和 20R钢板。
钢板 Q235-B钢板（GB912和GB3274）的适用范围：容器设计压力 P≤1.6MPa
；
使用温度为0～3500C；用于壳体时，钢板厚度不大于20mm；不得用于毒性为高度或极度危害介质的压力容器。在表4-1中所列许用应力值，已乘质量系数0.9。 Q235-C钢板（GB912和GB3274）的适用范围：容器设计压力 P≤2.5MPa,钢板使用温度为0～4000C。用于壳体时，钢板厚度不大于30mm
20R钢板（GB6654）的应用：用作壳体时，适宜厚度不超过30mm；使用温度建议为-19～4750C；为避免增加试验项目，当使用温度低于00C时，建议使用厚度小于25mm；使用温度低于-100C时，建议使用厚度小于12mm。
2）低合金钢板：使用 16MnR（GB6654）和16MnDR（GB3531）钢板
16MnR钢板：常温使用时的厚度不宜超过30mm；使用温度建议为-19～4750C。使用温度低于00C时，建议使用厚度小于35mm；使用温度低于-100C时，建议使用厚度小于20mm，以避免增加试验项目。
16MnDR钢板：使用的最高温度为3500C，厚度不宜超过35mm。
对于有经验的设计单位，也可选用GB6654中的15MnNbR和，15CrMoR；GB3531 中的15MnNbDR 和09MnNiDR。
3）高合金钢板：经常使用奥氏体不锈钢板（GB4237）：
用于清洁美观的压力容器用钢板有：0Cr18Ni9 ；
用于抗氧化性介质腐蚀的不锈钢有：00Cr19Ni10和0Cr18Ni10.
用于抗醋酸介质腐蚀用的不锈钢有：OCr17Ni12Mo2，0Cr18Ni12Mo2Ti
00Cr17Ni14Mo2; 0Cr19Ni13Mo3;00Cr19Ni13Mo3 。
说明：①抗腐蚀原理：铬镍奥氏体不锈钢是指上述钢号经固熔热处理而具有均一的奥氏体钢，这种钢在氧化性介质中具有良好的抗腐蚀性，高的塑性和韧性。这种钢的耐腐蚀的基理通常用钢生成氧化膜的理论来解释，即钢在空气中或在氧化性介质中，其表面氧化，生成緻密的氧化薄膜，它阻止内部进一步氧化，或受介质的侵蚀，这种现象称钝化现象。钝化膜的生成与不锈钢的表面的质量有关，机械损伤破坏的氧化膜会重新生成，但很缓慢，清洁表面后可再度产生氧化膜。钢表面的残余氧化皮、砂眼、起鳞，氧化膜难以生成，会造成局部腐蚀。抛光表面、经磨光和酸洗的表面，可加速氧化膜的形成，提高抗腐蚀性。
②不锈钢晶间腐蚀：晶间腐蚀是钢的晶体边界受到腐蚀的一种破坏形式。这种腐蚀沿着晶界快速传播到金属内部。晶间腐蚀特别危险，因为肉眼不容易发现，由于这种腐蚀的结果，材料的机械强度丧失达到很大的数值。晶间腐蚀的倾向，主要决定于钢的含碳量，其原因是：当钢加热到不太高的温度（600-8000C）时，由于富铬的碳化物在晶界上析出，使固溶体晶界上贫铬，结果，晶界未能钝化，使其耐腐蚀性变差，解决的办法是：a)采用钢在1080-11500C的固溶处理，使碳重新溶入奥氏体固溶体；b)将钢中碳含量降低至≤0.03%；
c)加入形成稳定碳化物的元素钛或铌到钢中，加钛量应≥5C%，但含钛的不锈钢的加热温度不应超过11000C，以免碳化钛重新溶入固溶体中，重新产生碳化铬而发生贫铬现象。
4．3 钢管
4．3．1 钢管的标准及许用应力按GB150的表4-3钢管许用应力的规定。
D类压力容器常用的碳素钢和低合金钢钢管牌号有：10 20 20G 16Mn 。10和20钢管，依据标准为：GB8163-87《输送流体用无缝钢管》；
20G 和 16Mn 钢管，依据标准为：GB6479《化肥设备用高压无缝钢管》。
常用的不锈钢管0Cr18Ni9、 00Cr19Ni10 和0Cr18Ni10Ti依据标准为：
GB13296-91《锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管》
GB/T14796-94 《流体输送用不锈钢无缝钢管》
4．3．2 关于不锈钢焊接钢管在压力容器中的使用问题：
在附录A的A4.2中有明确规定。
对奥氏体不锈钢焊接钢管（见A4.2.1）应遵循GB12771-91《流体输送用不锈钢焊接钢管》的规定。具体要求是：壁厚允许偏差为±12.5%；钢管的弯曲度不大于1.55mm/m；逐根进行蜗流或射线（对大直径管）及水压试验合格；
检测标准按JB/T4730-2005.1《承压设备无损检测》中的相关部分，水压试验压
力为容器设计压力的2倍，保压时间为10秒，管壁无渗漏现象。
奥氏体不锈钢焊接钢管的使用范围规定如下：容器使用温度定为0Cr18Ni9、00Cr19Ni10 和0Cr18Ni10Ti等钢号的相应允许使用温度；容器设计压力不大于6.4MPa；管壁厚不大于8mm；不得用于毒性程度为极度危害的介质；焊接接头系数为0.85，即按相同钢号的许用应力乘以0.85的焊接接头系数。
4．4 钢锻件
钢锻件的标准及许用应力按GB150表4-5的规定，钢锻件的标准和常用钢锻件为：
JB4726-2000《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》中的 20、35和16Mn JB4727-2000《低温压力容器碳素钢和低合金钢锻件》中的16MnD
JB4728-2000《压力容器用不锈钢锻件》中的0Cr18Ni9、00Cr19Ni10 和0Cr18Ni10。
4.5焊接材料
压力容器受压元件焊接选用的焊条（焊接材料）的參考原则是：
①满足力学性能的要求，保持等强度，考虑满足冲击韧性和伸长率的要求；
②化学成分相当；
③根据工程重要性、危险性、焊接位置、刚性大小、施焊条件、焊接经验选择焊条；
④考虑经济性和容易获得；
碳钢和低合金钢之间焊接，一般要求所选用的焊材焊成的焊接接头，其强度不低于强度较低的一侧母材标准抗拉强度下限值，而接头的韧性和塑性应不低于强度较高而塑性韧性较差的母材。
首次选用的焊接材料，应按JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》和JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》的规定。压力容器用焊条定货时，应按JB/T 4747-2002《压力容器用焊条订货技术条件》。
焊接材料的标准有：
GB/T5117-1995《碳钢焊条》；
GB/T5118-1995《低合金钢焊条》；
GB/T983-1995《不锈钢焊条》；
GB/T984-2001《堆焊焊条》；
GB/T14957-1994《熔化焊用钢丝》；
GB/T14958-1994《气体保护焊用钢丝》；
GB/T8110-1995《气体保护电弧焊用碳钢，低合金钢焊丝》
GB4241-84《焊接用不锈钢盘条》；
GB4242-84《焊接用不锈钢丝》；
GB4343-84《惰性气体保护焊接用不锈钢棒及钢丝》。
YB/T5091-1993《惰性气体保护焊用不锈钢棒及钢丝》；
YB/T5092-1996《焊接用不锈钢丝》；
GB/T5293-1999《埋弧焊用碳素钢焊丝和焊剂》；
GB/T12470-1999《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》；
4．6 采用国外钢材的要求
采用国外的钢材，应是国外相应压力容器最新标准所允许使用的钢材；其使用范围不应超出该标准的规定，同时也不应超过GB150第4章材料相近钢材的规定。4．7 一些钢材的代用规定
1）钢材的代用的一般原则是：代用材料应与被代用的钢材具有相同或相近的化学成分、交货状态、检验项目、性能指标和检验率以及尺寸公差和外形质量等。
2）代用图样规定的钢材时，应取得原设计单位的同意。
3）钢板代用：
①GB712-88《船体用结构钢》中的A 级钢板，可代用Q235-A （不得作受压元件）；B 级钢板在钢厂按标准要求进行冲击试验合格后，可代用Q235-C 钢板，未作冲击试验的钢板，则只能代用Q235-B 钢板；
②GB713-1997《锅炉用碳素钢和低合金钢钢板》中的20g 钢板可代用Q235-C 钢板。
4）钢管代用：GB3087-82《低中压锅炉用无缝钢管》中的10和20钢管，可代用 GB8163-1999 《输送流体用无缝钢管》中相应的钢管。
4．8 特殊工作环境下的选材
关于介质处于NaOH 湿H 2S 应力腐蚀时的选材问题，可见《容规》126页，关于
“压力容器选材与介质”的说明。
5．内压圆筒和内压球体的计算
5.1内压圆筒和内压球体计算的理论基础
1）强度理论：内压容器的破坏有四种强度理论，比较为人们接受的有第一、第三和第四强度理论。
①第一强度理论即最大主应力理论，它认为引起材料断裂破坏的主要因素是最大主应力。亦即不论材料处于何种应力状态，只要最大主应力达到材料单向拉伸断裂时的最大应力值，材料则发生断裂破坏，其当量应力强度为S = б1 。
②第三强度理论即最大剪应力理论，它认为引起材料屈服破坏的主要因素是最大剪应力。亦即不论材料处于何种应力状态，只要最大剪应力达到材料屈服时的最大剪应力值，材料则发生屈服破坏，其当量应力强度为S = б1-б3 。
③第四强度理论即最大应变能理论，它认为引起材料屈服破坏的主要因素是最大变形能。亦即不论材料处于何种应力状态，只要其内部积累的变形能达到材料单向拉伸屈服时的应变能，材料即发生屈服破坏，其当量应力强度为：
)()()()2/1(σσσσσσ-+-+-=S
2）GB150-1998标准中计算公式主要以第一强度理论为基础（结果比较接近）。并采用平面应力状态（忽略第三向应力）。如果考虑第三向的应力，则是第三强度理论。
5．2 内压圆筒计算
1）设计温度下的计算厚度按下式计算：
[]p D
p -=φσδ2
公式适用范围：Pc ≤0.4Ф[σ]t 或 Do/Di ≤1.5
式中：δ- 圆筒的计算厚度 mm ；
Pc – 计算压力，MPa ；
Di – 圆筒内直径，mm ；
[σ]t –设计温度下圆筒材料的许用应力，MPa ；
Ф – 焊接接头系数。
2）公式来源：
用第一强度理论，以圆筒平均直径为基准计算的环向应力，考虑了圆筒内壁上最大主应力与平均拉应力的差值进行了修正，并考虑了纵向焊缝（A 类焊接接头）在强度方面相对于母材的削弱。
公式中应力的推导是根据薄膜应力理论。
3) 公式推导：
设直径D 筒体受内压力为P 的作用，圆筒上的任一小单元上受三个主应力环向应力σ1 、轴向应力σ2和径向应力σ3的作用，求应力时，可通过中心轴线沿
纵向将圆筒切成两部分，去除一部分以应力代替，根据力平衡理论，在纵向截面厚度产生内应力σ1，其合力与外部作用的压力作用平衡，设圆筒直径为D ，长度
为L ，厚度为δ，按平衡关系则有：
2 L δσ1 = P D L
σ1 = P D/2δ
沿垂直主轴线的截面将圆筒体切开，在圆形横截面上的应力为σ2，产生平衡
的条件为：．πD σ2δ =1/4 πD 2 P ；
σ2= P D/4δ
径向应力σ3= P ，可见σ1=2σ2，并远大于σ3 ，故采用σ1 = P D/2δ，即：
δ= P D/2σ1 ，令D=Di+δ， P = p c 代入，σ1以Ф[σ]t 代入，
则得到 ： []p D
p -=φσδ2 。
4）如已知δn 、 P c 、 Di ；则圆筒体的计算应力σt 为：
()e e
i c t D p δδσ2+= 式中бt ≤Ф[σ]t
式中：δe 为有效厚度。
5）设计温度下，筒体的最大允许工作压力[Pw]为：
[][]()
D P δφσδ+=2 5．3 球壳计算
1）设计温度下的计算厚度公式：
[]P D
P -=φσδ4
2）设计温度下，球壳计算应力公式：
()D P
δδ
σ4+=
式中бt ≤Ф[σ]t
3）设计温度下，球壳的最大允许工作压力公式：
[][]()D P
δφσδ+=4；
6．外压圆筒和外压球壳的设计
许多化工石油用的容器，由于工艺原因需要在外压或真空下操作，如真空罐和真空蒸餾塔，有的容器带有夹套，夹套内是带压蒸汽，使内筒受到外部压力。通常，内压低于外压的容器，称为外压容器。
外压容器的最高工作压力是指容器在正常使用过程中可能出现的最大压力差值。对夹套容器，指夹套顶部可能出现的最大压力差值。
确定外压容器的设计压力时，应考虑在正常工作情况下可能出现的最大内外压力差。
确定真空容器壳体的厚度时，设计压力按受外压考虑。当装有真空泄放阀，以及相类似的安全控制装置时，设计压力=1.25△P，或0.1MPa的低值，△P为内外压力差。未装安全控制装置时，取0.1 MPa。
容器工作中失效的状态有：强度失效，刚度失效和稳定失效三种。
①强度失效：容器在载荷作用下，发生过量变形或破裂。如内压容器的破坏；
②刚度失效：容器发生过量的弹性变形，导致丧失正常的承受能力。如容器不能满足最小厚度要求导致刚度不足而失效；
③稳定失效：容器在载荷作用下，形状突然发生改变，导致丧失工作能力。如外压容器的失稳破坏。
外压容器设计时，必须考虑到上述三种失效的可能性，才能确保容器的安全使用。
在满足刚度要求的情况下，外压容器的破坏有两种形式，即强度不足引起的破坏和失稳引起的破坏两种。因此，设计应包括强度计算和稳定性校核。因失稳往往在强度破坏之前发生，故稳定性计算是外压容器设计中的主要考虑的问题。6． 1受均匀外压的圆筒（和外压管子）
在GB150第6章中，外压圆筒和外压管子所需的有效厚度δe用查图计算法，使用的图为图6-2～图6-10，计算步骤如下：
6．1．1 Do/δe≥20的圆筒和管子
1）假设δn, 令δe =δn-C，C=C1+C2 ，定出L/D
O
和Do/δe Do为筒体的外直径；L为筒体的计算长度，L值取圆筒上两相邻支撑线（此线处的截面有足够的惯性矩）的距离，其值按图6-1的各示图选取。
如图6-1a中，L=L1+2hi/3
L1为圆筒部分的长度（含封头的两直边）的总和；
hi为封头曲面深度。
2）查图6-2，在图的左方找到L/D
O
点，过此点沿水平线右移，与Do/δe
线相交，遇中间值用内插法，如L/D
O ＞50，则取50。若L/D
O
＜0.05，则取0.05；
3）连此交点沿垂直方向下移，在图的下方得到系数A。也可查表6-1得到A 值。
4）按所用材料选用图6-3～图6-10，在图下方找到系数A。
若A落在设计温度下材料线的右方，则过此点上移，与设计温度下材料线相交，遇中间温度值采用插入法，再过此交点水平方向右移，在图的右方得到系数B。
通过B按下式求出许用外压力[P]，MPa；
[]..e
O D B P δ= 6-1 若所得A 值落在设计温度下材料线的左方，则计算许用应力[P]为： []??? ?
?=e O D AE P δ32 6-2 E 是设计温度下材料的弹性模量，MPa ；
5）算出的[P ]应大于或等于P C ，P C 为计算外压力，否则，应重新按上述步骤重算。直到[P]＞P C ，且接近于P C 为止。
6．1．2 Do/δe<20的圆筒和管子
a)按6.1.1的步骤计算得到B 值，但对Do/δe < 4的圆筒和管子的A 值应按下式计算：
231
.1??? ??=e O D A δ ，当A>0.1时，取A=0.1； 由A 值，并根据材料牌号，通过
表6-2至表6-9中的相应曲线数据表查B 值；
b) [P ]按下式计算：[]??
??????????????????-??????????-=e o e o o e o D D B D P δδσδ112,0625.025.2min 式中：σo 为应力，其值取 []t o σσ2= 或 s o σσ9.0=或t 2.09.0σ的较小值。
c) 算出的[P ]应大于或等于P C ，P C 为计算外压力，否则，应重新假设名义厚度δn ，并重复上述步骤计算。直到[P]＞P C ，且接近于P C 为止。
6．2 外压球壳
外压球壳所需的有效厚度按以下步骤计算：
假设δn,令δe =δn-C 定出Ro/δe ；
用式下计算系数A ??
? ??=R A δ125.0 根据相应的材料图查出B ，并按式下求出[P ]， ??
? ??=R B P δ][ 如在材料线图中A 落在材料线的左方，则按下式6-5计算许用压力：
[]20833.0??? ??=e O R E
P δ ----------- ------------- 6-5
[P ]应大于或等于P c,否则须再假设δn,重复上述计算，直至[P ]大于且接近
压力容器基础知识试题.doc
压力容器基础知识试题 姓名职务得分口期 ?、判断题 1.压力容器的设计总图（底图）上，必须盖有压力容器设计资格印章° （） 2.压力容器焊材一级库的相对温度一?般不应大于60%o （） 3.压力容器封头拼接焊接缝进行100%射线探伤时，合格级别为II级。（） 4.Q235-B用于制造压力容器时，其厚度不得大于16mm。（） 5.《容规》适用于最高工作压力大于等于0.1 MPC的压力容器。（） 6.用于制造受压元件的材料在切割（或加工）后应进行标记移植。（） 7.压力容器组焊时，不允许采用十字焊接。（） 8.不锈钢制造的容器表面咬边深度不得大于0.5mm,咬边连续长度不得大于100mm.（） 9.有抗晶间腐蚀要求的奥氏体不锈钢制造压力容器，返修部位仍需保证原有的机械性 能（） 10.锥形封头与园筒的连接应采用全焊透焊缝。（） 11.不锈钢材料下料采用的最好方法是火焰切割。（） 12.16mmR钢制压力容器在液压试验时，液体温度不得低于50°（） 13.换热气接管安装时宜与壳体内表面平齐。（） 14.GB151规定当换热管为U形管时，U形管的直管长度即为公称长度。（） 15.GB150、GB151、JB4730标准就材料而言,仅适用于钢制压力容器°（） 16.焊工应按焊接工艺评定或焊接工艺施焊，制造单位应建立焊工人员档案。（） 17.制造单位对原设计的修改，应取得原设计单位的同意修改的书血证明文件，并对改动 部位作详细记载。（） 18.316L 可代替316。（） 19.角焊缝焊脚高度，应符合设计图样要求，外形应平缓过渡。（） 20.有延迟裂纹倾向的材料应焊后12小时后进行无损检测，有再热裂纹倾向材料，应 在热处理后，再增加一次水压试验。（）二、选择题： 1.GB150-98规定，接管和手焊法兰连接的焊缝应是（） 1）B类焊缝2）C类焊缝3）D类焊缝 2.按《容规》规定，用于焊接压力容器的碳素钢和纸合金钢，含碳量不应大于（） 1) 0.20%2) 0.25% 3)0.30% 3.对接后的换热管，应逐根进行水压试验，试验压力为设计压力的（） 1) 1.25 倍2)1.5 倍3)2 倍 4.焊接接头焊后热处理的主要目的是（） 1）促使焊缝中扩散氢尽快逸出，防止冷裂纹。 2）降低焊接残余应力。3）改善接头力学性能。 5.奥氏体不锈钢压力容器用水进行液压试验时，应控制水中氯离子含量最高不超过 （）
RQ-1 压力容器基础知识
压力容器基础知识 第一节压力容器的定义与管辖边界 一、弄清“压力容器”的概念需要区分 ＞＞容器 盛装、容纳物品的器皿或设备。一般具有固定形状。 如：箱、罐、坛，油轮、原油储罐 各种常压容器、压力容器等 ＞＞压力容器 承受一定压力的封闭设备。 此处压力是容器内部的绝对压力与所处环境或外部绝对压力的压力差。 如：压力锅，汽车轮胎，压缩机气缸，深海潜水器，以及各种需要强制安全管理的压力容器（即“法规意义的压力容器”） ＞＞法规意义的压力容器 压力差的存在会造成危险性，失效后会带来人员伤亡和/或财产损失。因此，危险性较大的压力容器需要进行强制安全管理，由此国家出台了系列法律法规和安全技术规范、标准。按照特种设备安全法的规定，采用目录管理。 目前执行： 质检总局2014.10.30公布的《特种设备目录》（2014年第114号） 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。 大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体、容积大于或者等于30L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150mm的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa·L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶；氧舱。 二、五个要点 ·要点1：涵盖的种类(均具有单独的安全技术监察规程) 固定式压力容器示例 移动式压力容器示例
气瓶示例 氧舱示例
·要点2：压力限定 固定式容器：最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压） 移动式容器：最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压） 气瓶：公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压） 氧舱：未限定 所述“压力”指内压力。 ·要点3：尺寸/体积限定 固定式容器：容积大于或者等于30L且内直径大于或者等于150mm（非圆形截面指截面内边界最大几何尺寸） 移动式容器：（同上） 气瓶：压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa·L 氧舱：未限定 ·要点4：盛装介质限定 固定式容器：气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体 移动式容器：（同上） 气瓶：气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体 氧舱：未限定 要点5：同时满足 同时满足压力、介质、几何尺寸要求的固定式压力容器、移动式压力容器和气瓶，才属于“法规意义的压力容器”范畴。 未对氧舱的压力、介质、几何尺寸进行限定。 “法规意义的压力容器”通常简称为“压力容器” 三、几个概念 最高工作压力：在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。（表压力） 最高工作温度：在正常工作情况下，容器介质的最高温度。 公称工作压力：对压缩气体，是指在基准温度（20 ℃）下，气瓶内压缩气体达到完全均匀状态时的限定压力（表压力）。对高（低）压液化气体、溶解气体、低温液化气体、混合气体的公称工作压力在“瓶规”中均有界定。 标准沸点：在一个标准大气压下（101325Pa）的沸点称为该液体的“标准沸点”，例如水的标准沸点为100℃。 液化气体：指临界温度高于等于－50 ℃的高（低）压液化气体（常温），临界温度低于－50 ℃的低温液化气体。 四、《特种设备安全监察条例》对压力容器的界定 （一）从压力、介质、几何尺寸等方面对压力容器管辖边界的界定 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者等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa·L 的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶；氧舱等。 1.TSG21-2016 大固容规对固定式压力容器的界定 固定式压力容器是指安装在固定位置使用的压力容器。 本规程适用于特种设备目录所定义的、同时具备以下条件的压力容器： （1）工作压力大于或者等于0.1 MPa； （2）容积大于或者等于0.03 m3并且内直径（非圆形截面指截面内边界最大几何尺寸）
压力容器基础知识(一)
压力容器基础知识(一) 1)压力容器的操作条件 (1)压力。压力容器的压力可以来自两个方面，一是来自压力容器外，一是来自压力容器内。 压力容器的最高工作压力，对于承受内压的压力容器，是指压力容器在正常使用过程中，容器顶部可能出现的最高压力；对于承受外压的压力容器，是指压力容器在正常使用过程中，夹套顶部可能出现的最高压力。 压力容器的设计压力，是指在相应设计温度下用以确定容器壳体厚度的压力，亦即标注在铭牌上的容器设计压力，其值不得小于最大工作压力。当容器各部位或受压元件所承受的液桂静压力达到5％设计压力时，则应取设计压力和液柱静压力之和进行该部位或元件的设计计算；装有安全泄放装置的压力容器，其设计压力不得低于安全泄放装置的开启压力或爆破压力。容器的设计压力应按GB150的相应规定确定。 (2)温度。金属温度，系指容器受压元件沿截面厚度的平均温度。任何情况下，元件金属的表面温度不得超过钢材的允许使用温度。
设计温度，系指容器在正常操作情况下，在相应设计压力下设定的受压元件的金属温度，其值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度；对于0℃以下的金属温度，则设计温度不得高于元件金属可能达到的最低金属温度。容器设计温度(即标注在容器铭牌上的设计介质温度)是指壳体的设计温度。 (3)介质。生产工艺过程所涉及的工艺介质品种繁多，分类方法也有多种。按物质状态分类，有气体、液体、液化气体、单质和混合物等；按化学特性分类，则有可燃、易燃、惰性和助燃四种；按它们对人类毒害程度，又可分为极度危害(Ⅰ)、高度危害(Ⅱ)、中度危害(Ⅲ)、轻度危害(Ⅳ)四级。 易燃介质：是指与空气混合的爆炸下限小于10％，或爆炸上限和下限之差值大于等于20％的气体，如一甲胺、乙烷、乙烯等。 毒性介质：《压力容器安全技术监察规程》(以下简称《容规》)对介质毒性程度的划分参照GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》分为四级。其最高容许浓度分别为：极度危害(Ⅰ级)＜0．1mg／m3；高度危害(Ⅱ级)0．1～＜1．0mg／m3；中度危害(Ⅲ级)1．0～＜10mg／m3；轻度危害(Ⅳ级)≥10mg／m3。
2019年压力容器基础知识在线测试题及答案
压力容器基础知识在线测试题及答案 一、单选题【本题型共50道题】 1.按照《特种设备目录》（质检总局2014年第114号公告）界定是否属于固定式压力容器，除了要求在固定位置使用外，还需要通过（）加以确认。 A．最高工作压力 B．介质特性 C．体积、直径或截面最大几何尺寸 D．以上全是 正确答案：[D] 2.压力容器的最高工作温度指的是正常工作条件下（）。 A．容器介质的最高温度 B．容器器壁的平均温度 C．容器器壁的最高温度 D．容器器壁的内表面温度 正确答案：[A] 3.与固定管板式换热器相比，浮头式换热器的主要优点为（）。 A．制造成本低 B．便于制造 C．便于清洗 D．总体热应力低 正确答案：[D] 4.在设计压力容器时，GB150和JB4732之间的关系为：（）。 A．可以混用，以经济指标为准则 B．完全不能混用 C．当主体采用GB150进行设计，一些特殊结构没有给出计算方法时，可以采用JB4732进行设计 D．当主体采用GB150进行设计，一些特殊结构没有给出计算方法时，可以采用JB4732进行设计，但材料许用应力应当按照JB4732选取 正确答案：[C] 5.按照GB150，压力容器的计算厚度、设计厚度和名义厚度之间的关系为（）。 A．计算厚度≥设计厚度≥名义厚度 B．计算厚度≤设计厚度≤名义厚度 C．设计厚度＜计算厚度＜名义厚度 D．没有确定的大小关系 正确答案：[B]
6.图片所示压力容器为（）。 A．固定式压力容器 B．移动式压力容器 C．氧舱 D．气瓶 正确答案：[C] 7. 氮肥装置中的尿素合成塔属于（）。 A．反应压力容器 B．换热压力容器 C．分离压力容器 D．储存压力容器 正确答案：[A] 8.精馏塔的外置塔底再沸器属于（）。 A．反应压力容器 B．换热压力容器 C．分离压力容器 D．储存压力容器 正确答案：[B] 9.通常所说的“压力容器”指的是需要强制进行监管的“法规意义的压力容器”，这些压力容器依据（）进行界定的。 A．特种设备安全法 B．质检总局发布的《特种设备目录》 C．TSG R0005-2011 移动式压力容器安全技术监察规程 D．TSG21-2016固定式压力容器安全技术监察规程 正确答案：[B] 10.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者等于
压力容器基础知识(最新版)
压力容器基础知识(最新版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0967
压力容器基础知识(最新版) 1)压力容器的操作条件 (1)压力。压力容器的压力可以来自两个方面，一是来自压力容器外，一是来自压力容器内。 压力容器的最高工作压力，对于承受内压的压力容器，是指压力容器在正常使用过程中，容器顶部可能出现的最高压力；对于承受外压的压力容器，是指压力容器在正常使用过程中，夹套顶部可能出现的最高压力。 压力容器的设计压力，是指在相应设计温度下用以确定容器壳体厚度的压力，亦即标注在铭牌上的容器设计压力，其值不得小于最大工作压力。当容器各部位或受压元件所承受的液桂静压力达到5％设计压力时，则应取设计压力和液柱静压力之和进行该部位或元
件的设计计算；装有安全泄放装置的压力容器，其设计压力不得低于安全泄放装置的开启压力或爆破压力。容器的设计压力应按GB150的相应规定确定。 (2)温度。金属温度，系指容器受压元件沿截面厚度的平均温度。任何情况下，元件金属的表面温度不得超过钢材的允许使用温度。 设计温度，系指容器在正常操作情况下，在相应设计压力下设定的受压元件的金属温度，其值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度；对于0℃以下的金属温度，则设计温度不得高于元件金属可能达到的最低金属温度。容器设计温度(即标注在容器铭牌上的设计介质温度)是指壳体的设计温度。 (3)介质。生产工艺过程所涉及的工艺介质品种繁多，分类方法也有多种。按物质状态分类，有气体、液体、液化气体、单质和混合物等；按化学特性分类，则有可燃、易燃、惰性和助燃四种；按它们对人类毒害程度，又可分为极度危害(Ⅰ)、高度危害(Ⅱ)、中度危害(Ⅲ)、轻度危害(Ⅳ)四级。 易燃介质：是指与空气混合的爆炸下限小于10％，或爆炸上限
压力容器基本知识
压力容器基本知识目录 一．基本概念 1．1 压力容器设计应遵循的法规和规程 1．2 标准和法规（规程）的关系。 1．3 压力容器的含义（定义） 1．4 压力容器设计标准简述 1．5 D1级和D2级压力容器说明 二．GB150-1998《钢制压力容器》 1．范围 2．标准 3．总论 3．1 设计单位的资格和职责 3．3 GB150管辖的容器范围 3．4 定义及含义 3．5 设计参数选用的一般规定 3．6 许用应力 3．7 焊接接头系数 3．8 压力试验和试验压力 4．对材料的要求 4．1 选择压力容器用钢应考虑的因素 4. 2 D类压力容器受压元件用钢板 4．3 钢管 4．4 钢锻件 4. 5 焊接材料 4．6 采用国外钢材的要求 4．7 钢材的代用规定 4．8 特殊工作环境下的选材 5．内压圆筒和内压球体的计算 5. 1 内压圆筒和内压球体计算的理论基础5．2 内压圆筒计算 5．3 球壳计算 6．外压圆筒和外压球壳的设计 6．1 受均匀外压的圆筒（和外压管子） 6．2 外压球壳 6．3 受外压圆筒和球壳计算图的来源简介6．4 外压圆筒加强圈的计算
7．封头的设计和计算 7．1 封头标准 7．2 椭圆形封头 7. 3 碟形封头 7．4 球冠形封头 7．5 锥壳 8．开孔和开孔补强 8．1 开孔的作用 8．2 开检查孔的要求 8．3 开孔的形状和尺寸限制 8．4 补强要求 8．5 有效补强范围及补强面积 8．6 多个开孔的补强 9 法兰连接 9．1 简介 9．2 法兰连接密封原理 9. 3 法兰密封面的常用型式及优缺点 9．4 法兰型式 9．5 法兰连接计算要点 9．6 管法兰连接 10．压力容器的制造、检验和验收 10．1 制造许可 10．2 材料验收及加工成形 10. 3 焊接 10．4 D类压力容器热处理 10．5 试板和试样 10．8 无损检测 10. 9 液压试验 10．10 容器出厂证明文件。 11．安全附件和超压泄放装置 11．1 安全附件 11．2 超压泄放装置 11．3 压力容器的安全泄放量 11．4 安全阀 GB151-1999《管壳式换热器》 01 简述 02 标准与GB150-1998《钢制压力容器》的关系。03基本章节 1 适用范围 2 组成
压力容器基础知识试题(车间)
压力容器设计基础知识泰安开元环保成套设备技术部
压力容器是涉及国家财产和人民生命安全的特种设备，为此国家授权专门机构国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局对压力容器的设计、制造、安装、使用等各个方面进行安全监察。压力容器广泛地应用于国民经济工农业生产和人民生活的各个领域，像我们身边用的压缩空气储罐就是压力容器。那么，什么是压力容器呢？从广义上说，凡盛装压力介质的密闭容器统称为压力容器。根据不同的用途，压力容器可以有各种不同的尺寸、容积和形状，可以承受大小不同的压力和使用在不同高低的温度条件下，所盛装的介质可以是各种不同的物态、物性或是具有特殊的的化学腐蚀、易燃、易爆或毒性危害，制造压力容器的材料可以是钢铁材料、有色金属或其他非金属材料。 按GB150-1998《钢制压力容器》的规定，设计压力低于0.1Mpa 的容器属于常压容器,而设计压力高于0.1Mpa的容器属于压力容器。 从安全角度看，单纯以压力高低定义压力容器不够全面，因为压力不是表征安全性能的唯一指标。在相同压力下，容器的容积越大，其积蓄的能量就越多，一旦发生破裂造成的损失和危害也就越大。此外，容器内的介质特性对安全的影响也很大，气体的危害程度大于液体，尤其易燃易爆的气体或液化气体，如果容器发生事故，除了爆炸造成的损失外，由于介质泄露或扩散而引起的化学爆炸、起火燃烧、中毒污染，导致的后果极其严重，因此，压力、容积、介质特性是与安全相关的三个重要参数。
因此，《固定式压力容器安全技术监察规程》从安全角度出发，将同时具备下列三个条件的容器称为压力容器。 1、工作压力大于或者等于0.1Mpa; 2、工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5Mpa.L; 3、盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高 于或者等于其标准沸点的液体。 也就是说，只要满足了以上三个条件，就算迈进了压力容器的大门。从设计、制造、安装、使用等方面要接受特种设备监察部门的监督检验。如图纸设计完后要进行报检，制作的每一个环节都要特种设备监检人员确认。大家知道，水压实验做为压力容器制造的最后一个环节，监检人员还必须到现场确认。 压力容器的设计和制造一样，要取得许可证。我公司所取的设计证级别为A2（第三类低、中压容器）。制造证级别也是A2，制造和设计的范围是一样的。下面，结合咱们生产的实际情况，就图纸的设计给大家简单介绍以下。压力容器的设计是一个专业，因此世界各国都有一整套适合自己国情的压力容器安全监察管理法规和具有强制性的压力容器产品技术标准。我国设计压力容器的基本法规和标准有：（1）《特种设备安全监察条例》中华人民共和国国务院发布2003.6.1施行 是国务院发布的行政法规，是目前压力容器的最高法规。 (2)《固定式压力容器安全技术监察规程》 国家质量监督检验检疫总局颁布2009年8月31日施行
压力容器使用基础知识示范文本
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压力容器使用基础知识示范文本操作指导：该安全管理文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 1.概述 工业生产中具有特定的工艺功能并承受一定压力的设备，称压力容器。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。 为了与一般容器(常压容器)相区别，只有同时满足下列三个条件的容器，才称之为压力容器： (1)最高工作压力≥9.8×104Pa(1Kgf/cm2)；
(2)容积≥25L，且工作压力与容积之积≥ 200L.Kgf/cm2(1960×104L.Pa)； (3)介质为气体、液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。 压力容器的用途十分广泛。它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。 压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。此外，还配有安全装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。
压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。目前，世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。 2.分类 压力容器的分类方法很多，从使用、制造和监检的角度分类，有以下几种。 (1)按承受压力的等级分为：低压容器、中压容器、高压容器和超高压容器。 (2)按盛装介质分为：非易燃、无毒；易燃或有
压力容器的基本知识
1.2压力容器差不多知识 1.2.1 概述 1.2.1.1 压力容器的定义及用途 从广义上讲，凡承受流体介质压力的密闭壳体都可称作压力容器。 按GB150-1998《钢制压力容器》的规定，设计压力低于0.1MPa 的容器属于常压容器，而设计压力高于0.1MPa的容器属于压力容器。 从安全角度看，单纯以压力高低定义压力容器不够全面，因为压力不是表征安全性能的唯一指标。在相同压力下，容器的容积越大，其积蓄的能量就越多，一旦发生破裂造成的损失和危害也就越大。此外，容器内的介质特性对安全的阻碍也专门大，气体的危害程度大于液体，尤其易燃易爆的气体或液化气体，假如
容器发生事故，除了爆炸造成的损失外，由于介质泄漏或扩散而引起的化学爆炸、起火燃烧、中毒污染，导致的后果极其严峻。因此，压力、容积、介质特性是与安全相关的三个重要参数。 《压力容器安全技术监察规程》从安全治理角度动身，将同时具备下列三个条件的容器称为压力容器： l.最高工作压力（P w）大于等于0.1MPa（不含液体静压力）； 2.内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大干等于0.15m，且容积（V）大于等于0.025m3； 3.盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。 《特种设备安全监察条例》附则中规定，压力容器的含义是：盛装气体或液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力（P w）大于或等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积
大于或等于2.5MPa×L的气体或液化气体和最高工作温度高于或等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或等于1.0MPa×L的气体、液化气体和标准沸点等于或低于60℃的液体的气瓶；医用氧舱等。 能够认为那个规定是对压力容器作出的最权威的定义，只要符合上述规定的容器即为压力容器，其设计、制造、安装、使用、检验、修理和治理都必须同意安全监察。 压力容器是工业生产中的常用设备，它广泛地用于石油、化工、动力、食品等行业中，尤其是石油化工，许多化学反应过程都需要在有压力的条件下才能进行，或者要用增高压力的方法来加快反应速度，如用乙烯和水（高压过热蒸汽）制造乙醇（酒精），就需要在7.0MPa下进行；用氮和氢合成氨则要在32.MPa下才能
压力容器常用材料的基本知识
压力容器常用材料的基本知识 1、压力容器用钢板选用时应考虑： ①设计压力；②设计温度；③介质特性；④容器类别。 2、从材料力学性能来说，升温等效于升压，降温将导致钢材的脆性增加。 3、对同一种材料来说，随温度和板厚的增加，其许用应力则降低。因而当容器 壳体的名义厚度处于钢板许用应力变化的临界值时，应考虑此问题。如处于16mm的Q235-B、Q235-C和16mm、36mm的Q345R都会发生许用应力跳档现象。 4、钢材的强度和塑性指标可通过拉伸试验和冷弯试验（室温下进行）获得。 5、板材供货时薄板以热轧状态供货，厚板以正火状态供货（因强度和韧性下降）。 6、压力容器用钢板当达到一定的厚度时，应在正火状态下使用，即使用正火板， 如用于壳体厚度＞30mm的Q345R钢板必须要求正火状态下供货和使用。 需注意：正火仅对板材而言，而非整体设备。（热轧板呈铁红色，正火板呈铁青色）。 7、压力容器用钢与锅炉用钢类同，首先要保证足够的强度，还要有足够的塑性， 质地均匀等。因此，必须选用杂质(S、P)和有害气体含量较低的碳素钢和低合金钢，均为镇静钢。且为保证受压元件材料的焊接性能,一般须控制材料的含碳量≤0.25%。材料的含碳量升高，则其冲击韧性下降，脆性转变温度升高，在焊接时容易产生裂纹。 8、低合金钢的机械性能、耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等均比碳素钢有所提高， 其中最常用的是：Q345R。它不仅S、P含量控制较严，更重要的是要求保证足够的冲击韧性，在材料验收方面也比较严格。因此其使用压力不受限制，使用温度上限为475℃，下限为-20℃。板厚为3～200mm。是应用很广的材料。 9、Q345R(GB713-2008，代替原16MnR)的使用说明： ①、Q345R的适用范围是：使用压力不限、使用温度为-20～475℃。 ②、Q345R用作压力容器壳体的板厚＞30mm时，则容器需焊后作退火热 处理，热处理的温度为600～650℃；若焊前预热至100℃，则板厚可提高至34mm。 ③、Q345R钢板一般是以热轧状态供货；当板厚＞30mm时，为保证塑性和 韧性，一般采用正火板，且逐张钢板应超声波检测，Ⅲ级合格。 ④、Q345R用作法兰、平盖、管板等厚度＞50mm时，应在正火状态下使用。
压力容器基础知识试题
压力容器基础知识试题 姓名职务得分日期 一、判断题 1．压力容器的设计总图（底图）上，必须盖有压力容器设计资格印章。（） 2．压力容器焊材一级库的相对温度一般不应大于60%。（） 3．压力容器封头拼接焊接缝进行100%射线探伤时，合格级别为Ⅱ级。（） 4．Q235-B用于制造压力容器时，其厚度不得大于16mm。（） 5．《容规》适用于最高工作压力大于等于0.1MPC的压力容器。（） 6．用于制造受压元件的材料在切割（或加工）后应进行标记移植。（） 7．压力容器组焊时，不允许采用十字焊接。（） 8．不锈钢制造的容器表面咬边深度不得大于0.5mm，咬边连续长度不得大于100mm.( ) 9．有抗晶间腐蚀要求的奥氏体不锈钢制造压力容器，返修部位仍需保证原有的机械性能。（） 10．锥形封头与园筒的连接应采用全焊透焊缝。（） 11．不锈钢材料下料采用的最好方法是火焰切割。（） 12．16mmR钢制压力容器在液压试验时,液体温度不得低于50°（） 13．换热气接管安装时宜与壳体内表面平齐。（） 14．GB151规定当换热管为U形管时，U形管的直管长度即为公称长度。（） 15．GB150、GB151、JB4730标准就材料而言，仅适用于钢制压力容器。（） 16．焊工应按焊接工艺评定或焊接工艺施焊，制造单位应建立焊工人员档案。（）17．制造单位对原设计的修改，应取得原设计单位的同意修改的书面证明文件，并对改动部位作详细记载。（） 18．316L可代替316。（） 19．角焊缝焊脚高度，应符合设计图样要求，外形应平缓过渡。（） 20．有延迟裂纹倾向的材料应焊后12小时后进行无损检测，有再热裂纹倾向材料，应在热处理后，再增加一次水压试验。（） 二、选择题： 1．GB150-98规定，接管和手焊法兰连接的焊缝应是（） 1）B类焊缝2)C类焊缝3)D类焊缝 2．按《容规》规定，用于焊接压力容器的碳素钢和纸合金钢，含碳量不应大于（）1）0.20% 2）0.25% 3)0.30% 3．对接后的换热管，应逐根进行水压试验，试验压力为设计压力的（）1）1.25倍2)1.5倍3)2倍 4．焊接接头焊后热处理的主要目的是（） 1）促使焊缝中扩散氢尽快逸出，防止冷裂纹。 2）降低焊接残余应力。3）改善接头力学性能。 5．奥氏体不锈钢压力容器用水进行液压试验时，应控制水中氯离子含量最高不超过（） 1）20mg/L 2)25mg/L 3)30mg/L 6．对于带夹套容器的液压试验的顺序为。（）
压力容器常用材料的基本知识
压力容器常用材料的基本知识 1 、压力容器用钢板选用时应考虑：①设计压力；②设计温度；③介质特性；④容器类别。2、从材料力学性能来说，升温等效于升压，降温将导致钢材的脆性增加。3、对同一种材料来说，随温度和板厚的增加，其许用应力则降低。因而当容器壳体的名义厚度处于钢板许用应力变化的临界值时，应考虑此问题。如处于16mm的Q235-B、Q235-C和16mm、36mm的Q345R都会发生许用应力跳档现象。4、钢材的强度和塑性指标可通过拉伸试验和冷弯试验（室温下进行）获得。 5、板材供货时薄板以热轧状态供货，厚板以正火状态供货（因强度和韧性下降）。6、压力容器用钢板当达到一定的厚度时，应在正火状态下使用，即使用正火板，如用于壳体厚度＞36mm的Q345R钢板必须要求正火状态下供货和使用。需注意：正火仅对板材而言，而非整体设备。（热轧板呈铁红色，正火板呈铁青色）。7、压力容器用钢与锅炉用钢类同，首先要保证足够的强度，还要有足够的塑性，质地均匀等。因此，必须选用杂质(S、P)和有害气体含量较低的碳素钢和低合金钢，均为镇静钢。且为保证受压元件材料的焊接性能,一般须控制材料的含碳量≤0.25%。材料的含碳量升高，则其冲击韧性下降，脆性转变温度升高，在焊接时容易产生裂纹。8、低合金钢的机械性能、耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等均比碳素钢有所提高，其中最常用的是：Q345R。它不仅S、P 含量控制较严，更重要的是要求保证足够的冲击韧性，在材料验收方面也比较严格。因此其使用压力不受限制，使用温度上限为475℃，下限为-20℃。板厚为3～200mm。是应用很广的材料。9 、Q345R(GB713-2008，代替原16MnR)的使用说明：①、Q345R的适用范围是：使用压力不限、使用温度为-20～475℃。②、 Q345R用作压力容器壳体的板厚＞30mm时，则容器需焊后作退火热处理，热处理的温度为600～650℃；若焊前预热至100℃，则板厚可提高至34mm。③、Q345R钢板一般是以热轧状态供货；当板厚δ＞36mm时，为保证塑性和韧性，一般采用正火板，且逐张钢板应超声波检测，30＜δ≤36时Ⅲ级合格，δ＞36时Ⅱ级合格。④、Q345R用作法兰、平盖、管板等厚度＞50mm时，应在正火状态下使用。⑤、Q345R属C-Mn钢，是屈服强度为350MPa级的普通低合金高强度钢，具有良好的低温冲击韧性。手工焊时，一般采用碱性焊条（如J507），自动焊时，焊丝/焊剂可选用H08MnA/HJ431或H10Mn2/HJ350（厚板且热处理时）。⑥、Q345R钢板的最小厚度是3mm，钢板厚度负偏差为0.3mm。 名人堂：众名人带你感受他们的驱动人生 马云任志强李嘉诚柳传志史玉柱 10、Q235-B适用于： P≤1.6MPa、0～350℃、壳体δn≤20，非高度危害介质。11、Q235-C 适用于： P≤2.5MPa、0～400℃、壳体δn≤30。12 、奥氏体不锈钢可用于：使用压力不限、使用温度为-196～700℃。使用的介质条件为：①介质腐蚀性较强；②防铁离子污染；③ T＞500℃的耐热钢（0Cr型）或T＜-100℃的低温用钢（00Cr型）。 13、奥氏体不锈钢既是耐酸钢，又是耐热钢。从耐腐蚀性能来说，需降低含碳量；从耐高温性能来说，需适当提高含碳量。14、奥氏体不锈钢在高温条件下使用时（＞525℃），钢中含碳量应不小于0.04%，（即采用1Cr或0Cr,而不采用00Cr）。因为使用温度高于525℃时，钢中含碳量太低，强度和抗氧化性会显著下降，因此超低碳不锈钢和双相不锈钢都不可用作耐热钢。15、奥氏体不锈钢的焊接接头一般均采用射线进行检测，而不采用超声波检测。16、奥氏体不锈钢制压力容器一般不需进行焊后消除应力的热处理。17、奥氏体不锈钢在常温和低温下有很高的塑性和韧性，不具磁性。在许多介质中有很高的耐蚀性，其中铬是抗氧化性和耐蚀性的基本元素。合金中含碳量的增加将降低耐蚀性能，所以该含碳量0.08～0.12%左右为高碳级不锈钢，钢号前以“1”表示。含碳量0.03 压力容器操作人员理论考试习题库 一、基础知识 1、1MPa=（）Pa。答案: C A、1000； B、10000； C、1000000； D、10000 2、压力容器内的介质按毒性危害程度分为（）。答案：A、B、C、D A、极度危害； B、高度危害； C、中度危害； D、轻度危害 3、压力容器上安装的压力表其显示值为（）。答案：B A、容器内的绝对压力； B、表压力； C、容器内的压力与大气压力的和 4、压力的表示有两种方法，一种是表压力，另一种是绝对压力。（）。答案：A A、正确； B、错误 5、压力容器上的表压力大于“0”时，表示这台压力容器的（）。答案： A、绝对压力小于0； B、介质处于正压状态 6、压力容器的压力常用（）来表示。答案：D A、牛顿； B、千克；C帕斯卡；D、兆帕 7、压力容器内的压力来源分为：压力来自压力容器的外部和压力容器的内部。（）答案：A A、正确； B、错误 8、容器内的压力通过（），可以使气体压力增高。答案：A、B、C A、提高气体温度； B、增大气体密度； C、加速气体分子运动速度 9、容器内的气体压力来源于容器外部的，如（）等。答案：A、B、C A、液化气体泵； B、各类气体压缩机； C、各类锅炉； 10、容器内的气体压力来源于容器内部的，一般由于（）等。答案：A、B、C A、容器内介质的聚集状态发生改变； B、容器内介质随温度升高； C、介质在容器内发生体积增大的化学反应； 11、当液态介质变为或部分变为气态时，容器内就会产生压力。（）答案：A A、正确； B、错误 12、温度的测量仪器，常见的有：（）等。答案：A、B、C A、水银温度计； B、电阻温度计； C、热电偶温度计 13、温度的表示方法有三种；1、摄氏温标；2、华氏温标；3、绝对温标。（）答案：A A、正确； B、错误 14、压力容器内介质危险特性主要表现在介质的（）。答案：A、B、C、D A、燃烧性； B、爆炸性； C、毒性； D、腐蚀性 15、介质危害性是指压力容器在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。（）答案：A A、正确； B、错误 16、按介质的毒性程度可分为（）。答案：A、B、C、D A、极度危害； B、高度危害； C、中度危害； D、轻度危害 17、液化石油气一旦与空气混合达到爆炸极限时，即会发生爆炸。（）答案：B A、正确； B、错误 18、毒物侵入人体与人体组织发生（），并在一定条件下，破坏人体的正常生理功能或引起某些器官或 系统发生暂时性或永久性病变或者死亡叫中毒。答案：A、C A、化学作用； B、心理作用； C、物理作用 19、毒物进入人体的主要途径有：（）进入。答案：A、B、C A、从呼吸道； B、从皮肤； C、从消化道； D、从神经系统 20、毒物进入人体最重要的是经（）进入。答案：B A、消化道； B、呼吸道 C、皮肤 压力容器使用常识（一） 压力容器安全操作一般规定 1．压力容器操作工必须持“证”方可独立操作。操作人员应熟悉设备及容器技术特性、结构、工艺流程、工艺参数、可能发生的事故和应采取的防范措施、处理方法。 2．设备运行启动前应巡视，检查设备状况有否异常；安全附件、装置是否符合要求，管道接头、阀门有否泄漏，并查看运行参数要求，操作工艺指标及最高工作压力，最高或最低工作温度的规定，做到心中有数。当符合安全条件时。力可启动设备，使容器投入运行。 3．容器及设备的开，停车必须严格执行岗位安全技术操作规程，应分段分级缓慢升、降压力，也不得急剧升温或降温。工作中应严格控制工艺条件，观察监测仪表或装置，附件，严防容器超温、超压运行。 对于升压有壁温要求的容器，不得在壁温低于规定温度下升压。对液化气体容器，每次空罐充装时，必须严格控制物料充装速度，严防壁温过低发生脆断，严格控制充装量，防止满液或超装产生爆炸事故。对于易燃、易爆，有毒害的介质，应防止泄露、错装，保持场所通风良好及防火措施有效。 4．对于有内衬和耐火材料衬里的反应容器，在操作或停车充氮期间，均应定时检查壁温，如有疑问，应进行复查。每次投入反应的物料，应称量准确，且物料规格应符合工艺要求。 5．工作中，应定时、定点、定线、定项进行巡回检查。对安全阀、压力表、测温仪表、紧急切断装置及其它安全装置应保持齐全、灵敏、可靠，每班应按有关规定检查，试验。有关巡视，检查、调试的情况应载入值班日记和设备缺陷记录。 6．发生下列情况之一者，操作人员有权采取紧急措施停止压力容器运行，并立即报告有关领导和部门： (1)容器工作压力，工作温度或壁温超过许用值，采取各种措施仍不能使之正常时； (2)容器主要承压元件发生裂纹、臌包、变形、泄漏，不能延长至下一个检修周期处理时； (3)安全附件或主要附件失效，接管端断裂，紧固件损坏难以保证安全运行时； (4)发生火灾或其它意外事故已直接威胁容器正常运行时。 7．压力容器紧急停用后，再次开车，须经主管领导及技术总负责人批准，不得在原因未查清、措施不力的情况下盲目开车。 8．压力容器运行或进行耐压试验时，严禁对承压元件进行任何修理或紧固、拆卸、焊接等工作。对于操作规程许可的热紧固、运行调试应严格遵守安全技术规范。 第二章压力容器的基本知识 §2-1压力容器 一、压力 (一)压力及单位 均匀地垂直作用于单位面积上的力，实际上就是压强。 MKS制→国际单位制(SI)→1牛顿/米2=1Pa(帕斯卡)=10-6MPa CGS制→1dyn/cm2(达因/厘米2)=1μbar(微巴)=10-6bar 工程单位→1Kgf/cm2(公斤力/厘米2)=1工程大气压(at) (atm)标准大气压或物理大气压→在纬度为450的海平面上(即重力加速度为9.80665米/秒2处)，大气的压力相当于在每平方厘米的面积上作用着1.0332公斤力。 表压力——压力表上所指示的压力值是指容器中的压力与容器周围大气压力之差，这个压力值称作表压力，是相对值。 绝对压力——表压力+容器周围的大气压力。 (二)压力的形成—— 气体的分子与分子之间存有很大的间隙，分子引力甚小，因而分子在其中就可以不受分子力的约束而作无规则的运动。无数个分子频繁地碰撞器壁的结果，自然就会对器壁产生一个持续而稳定的垂直作用力，这样就形成了气体的压力。 气体压力的大小决定于在单位时间内气体分子对器壁的碰撞次数和每个分子对器壁冲击力的大小。碰撞次数取决于：①单位容积内气体的分子数；②分子的平均运动速度。冲击力取决于：①气体的分子质量(一般是一定的)；②分子的运动速度。所以气体的压力与它的分子的平均运动速度的平方以及单位容积内的气体分子数成正比。 二、压力容器定义及其运行特性 (一)压力容器的定义 承受流体介质压力的密闭壳体都可属于压力容器。我们能考虑的压力容器是指那些相对来说比较容易发生事故，而且事故的危害性比较大的特殊设备。它们需要由专门的机构进行监督，并按规定的技术管理规范进行制造和使用。 压力容器的界限，国际上还没有一个完全统一的规定，它的界限范围就应该从发生事故的可能性和事故危害性的大小来考虑。一般来说，压力容器发生爆炸事故时，其危害的严重程度与压力容器的工作介质，工作压力及容积有关。 工作介质是指容器内所盛装的、或在容器中参加反应的物质。压力容器爆破时所释放的能量与它的工作介质的物性状态有关。一个容积为10米3，工作压力为11个绝对大气压的容器：①空气爆破时释放能量(气体绝对膨胀所作的功)1.3×107焦耳；②如果装水时释放能量为2.16×103焦耳；前者为后者的6200倍。 一般都不把介质为液体的容器列入作为特殊设备的压力容器的范围。这里所说的液体是 第3部分 承压类特种设备—压力容器 1 压力容器基础知识 主要内容： 1 压力容器的含义、参数、级别、介质 2 压力容器的基本结构 3 运行与维护保养及异常情况处理 4 定期检查与定期检验 3 压力容器基础知识 压力容器基础知识 1 压力容器的含义、参数、级别、介质 1.1压力容器的含义（种类） 《特种设备目录》中所定义的压力容器，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者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体、容积大于或者等于30L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150mm的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa?L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶；氧舱。 压力容器基础知识 压力容器的压力来源 （1）来自容器外部 ①由各类气体、液化气体压缩机泵供给压力，工作压力取决于压缩机出口和泵出口的压力。 ②由蒸汽锅炉、废热锅炉供给的压力。工作压力取决于锅炉出口的蒸汽压力或经减压后的蒸汽压力。 （2）来自容器内部 ①气态介质由于温度升高，导致体积膨胀受限，产生压力或使压力增大。 ②液体介质受热汽化，压力即为该温度下的饱和蒸汽压。以水为例，当工作温度为120℃时，饱和蒸汽压约为0.20MPa，当工作温度为200℃时，饱和蒸汽压约为1.56MPa。 压力容器基础知识 ③液化气体介质，以气液两相共存，压力就是随温度变化的饱和蒸汽压。各种不同液体在不同温度下有不同饱和蒸汽压，例如液氨20℃时的饱和蒸气压是0.75MPa,50℃时的饱和蒸气压是1.93MPa;丙烷50℃时的饱和蒸气压是1.704MPa。 ④充满液态介质，由于温度升高导致液体体积膨胀，容器的压力取决于液体的体积膨胀系数。例如液化石油气的体积膨胀系数是水的10～16倍，当液化石油气以液态充满整个容器时，压力随温度上升十分迅速。温度每上升1℃，压力将上升2.18～3.18MPa，因此在容器内过量充装液化石油气是十分危险的。 ⑤由于化学反应产生压力或压力增大。 1、应力集中系数：容器开孔边缘处或接管根部最大应力与容器壳体膜应力最大值之比。 2、易燃介质：指与空气混合的爆炸下限小于10%，或爆炸上限与下限之差值大于等于20% 的气体 3、焊缝系数u :由于焊缝热影响区有热应力的存在，焊缝金属晶粒粗大，及焊缝中出现气孔，未焊透等缺陷影响焊缝金属强度，采用焊缝系数，以补偿焊缝强度的削弱，即焊缝金属材料的许用应力的利用率。 4、整体管板的有效厚度：Se=S-Y-Y ' Se――管板有效厚度；S――管板的实际（名义） 厚度，mm ; Y ――管程隔板开槽值，mm ; K与C2取大者；Y'――壳程隔板开槽值，K与壳程腐蚀裕量C' 2取大者 5、许用应力：指按材料各项强度数据分别除以各安全系数的最小值 6、夹套压力容器的设计总图上，应注明哪些与压力试验有关的内容？ 答（1）应分别说明壳体和夹套的试验压力；（2）允许的内外压差值； （3）试验步骤；（4）试验的要求 7、选用公称直径250mm的无缝钢管做压力容器壳体，选择椭圆形封头的直径为多少？ 答：Dg250mm的无缝钢管外径为273mm ,按钢管外径选封头，封头外径为273mm。 8、按现行规定，在压力容器图纸上如何注明磁粉检测合格标准？ 答：符合JB4730 11.13.1条和11.13.2条I级的要求 9、划分压力容器类别和确定《容规》适用范围使用的压力有何不同？可能产生什么问题？答：确定《容规》适用范围的压力为最高工作压力，划分容类别的压力为设计压力。划分类别时有限制条件，即必须是对划入《容规》的压力容器进行分类，实际工作中，有时将不属于《容规》管辖的压力容器划成了某类别压力容器。 10、一台压力容器，按介质、压力、内直径、容积等条件，均属于第三类压力容器。那么，该台容器一定得划分 为第三类压力容器吗？为什么？ 答：不一定，因为搪玻璃压力容器一律划分为第二类压力容器。 11、GB150中“相当于双面焊的全焊透对接焊缝”指什么样的焊缝？ 答：指单面焊双面成形的对接焊缝。包括：（1）衬垫焊接焊缝（衬垫焊后拆除，通常为铝、 铜）；（2）氩酸焊打底的单面焊尚未定论。 12、多腔压力容器的划类原则如何？设计时对各腔要求是否相同？ 答：划一个类别，以类别高腔作为该容器类别。其设计要求可按各腔的压力、介质、容积的不同，区别对待。13、5.7 | - 1.25P[ d ]/ [ d ]t 5.8压力容器液压试验压力公式Pt= MPa，取两者中的较大值 -P+0.1 ⑴ 式中的[d ]/ [ d ]t选取原则是什么？ ⑵什么情况下可以选用Pt小于P+0.1Mpa? 答：（1）容器各元件（圆筒、封头、接管、法兰及紧固件等）所用材料不同时，应取各元 件[d ]/ [ d ]t之比值中最小者。（2）因选用P+0.1MPa导致壳体厚度增大时，允许适当降低试验压力。但最低不小于1.25P 14、钢制压力容器焊缝系数虽然为1,但对接焊缝不进行100%射线探伤的情况有哪些？ 答：1、筒体采用无缝钢管时的环焊缝；2、壁厚超过38mm的纵环焊缝；3、压力容器上公 称直径小于250mm接管环焊缝。 15、采用国外材料制造压力容器时，材料的安全系数如何选取？答：采用我国相应的压力容器规范中规定的安全系数。 16、固定管板式换热器耐压试验顺序如何？如果管程设计压力在于壳程，应怎么办？ 答：（1 ）顺序为：先壳程，后管程。（2）如管程设计压力大于壳程，在允许情况下，则按 壳程耐压试验压力与管程相同。如不允许，则采用在壳程设计压力下检查采用氨一一空气混合体。压力容器操作人员理论考试习题库-0205
压力容器基础知识(一)
第2章 压力容器的基本知识
压力容器基础知识
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