压力容器

压力容器（英文：Pressure   container）一般是指内部或外部承受气体或液体压力，对安全性要求较高的密闭容器，主要负责生产中的反应、传热、质量转移，或在压力下储存、运输气体或液化气体。压力容器主要用于石油、机械、化工、能源工业、科研国防等领域，并广泛应用于民用工业，如天然气或液化气储罐、热交换器、分离器和大型管道工程等。

压力容器主要是圆柱形，少数是球形或其他形状，通常由主体组成（壳体、封头、接管、密封件等）非受压元件（支座等）安全附件和仪器等。由于压力容器内外的压力差通常很大，并且可能装载有毒有害或易燃易爆物质，具有潜在的危险，因此受到严格标准的控制。

压力容器通常由壳体组成、封头、接管、密封件、支座等部件组成；材料包括金属和非金属材料，并且使用了更多的钢；制造方法主要是压力加工和焊接。因为压力容器在长期运行中要承受压力、温度和化学介质的作用，因此在设计时应严格满足相关设计标准和指南，以确保设备的安全性。此外，在压力容器的使用和操作中，也要充分注意可能发生的事故，避免因操作不当而发生安全事故。

为了更有效地实施科学管理和安全监督检查，经过多年的不断调整和优化，中国 s 《压力容器安全监察规程》是基于工作压力、介质的危害及其在生产中的作用压力容器分为：Ⅰ类容器、第二类集装箱和第三类集装箱。从移动式压力容器和固定式压力容器两个方面来看，每种类型容器的设计是、制造过程和检验项目、内容和方法做了不同的规定。

其中，移动式压力容器是指罐体或者大容积钢质无缝气瓶（以下简称气瓶）运输设备，包括铁路罐车、汽车罐车、长管拖车、罐式集装箱和管束式集装箱等。《移动式压力容器安全技术监察规程》适用于具有以下条件的移动式压力容器

1）具有充装与卸载（以下简称装卸）媒体职能，并参与铁路、公路或水路运输;

2）油箱的工作压力大于或等于0.1 MPa，气瓶的公称工作压力大于或等于0.2  MPa;

3）油箱容积大于或等于 450 升，气瓶容积大于或等于1000 升;

4）填充介质为气体且最高工作温度高于或等于其标准沸点或气相空间体积与工作压力的乘积高于或等于 2.5  MPa·L 液体。

固定式压力容器是指安装在固定位置使用的压力容器，《固定式压力容器安全技术监察规程》适用于特种设备目录、同时满足下列条件的压力容器：

1）工作压力大于或等于0.1  MPa;

2）音量大于或等于0.03 米和内径（非圆形截面是指截面内边界的最大几何尺寸）大于或等于150 毫米;

3）盛装介质为气体、液化气体和介质的最高工作温度高于或等于其标准沸点或气相空间的体积大于或等于0.03  m液体。

1）应用广泛

压力容器已广泛应用于社会生产，而不仅仅是化学工业、能源、医药、它在航空航天等工业生产中发挥着重要作用，在农业中也发挥着重要作用、民用和军用领域也有着非常重要的地位和作用，其中压力容器在石油化工行业的应用最为广泛。

2）工作条件恶劣

压力容器在工作过程中需要承受各种静压力、动载荷或交变载荷，以及额外的机械载荷或温度载荷和低周疲劳载荷；环境温度复杂多变，工作温度从-低温1963356℃到高温10003356℃以上；储存在压力容器中的介质是危险的，包括硫化氢、液化石油气、液氨、液氯、各种酸和碱，一旦经过测试，、操作失误很容易导致严重后果。

3）要求连续使用

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检修。如果它突然停止运行，将影响整个生产线或一个工厂的生产过程，造成巨大的经济损失。

压力容器的基本结构复杂多样，最常见的结构是圆柱形、球形和圆锥形，一般由容器体组成、非受压元件、安全附件和仪器等。

部件作用

1）受压元件

筒体：指在压力容器中储存物料或完成化学反应所需的压力空间，因此圆筒的尺寸往往根据工艺要求确定，其形状包括圆筒、锥形和球形等。

封头：根据几何形状的不同，可分为球形头、椭圆形封头、碟形封头和平顶封头的几种形状。在压力容器中，当封头与圆筒连接时，只能使用球形或椭圆形封头，不允许使用平盖封头。

管板：指固定换热管的圆形钢板，管板上有一个略大于管子外径的开口，用以固定换热管并密封。

接管：由于技术和维护的需要，在容器的圆筒或头部打开或安装各种喷嘴，例如人孔、视镜孔、进料口和出料口以及压力表的安装、液位计流量计、热电偶、安全阀等喷嘴开口。

密封结构：由法兰和密封件组成。其中，法兰通过螺栓连接确保垫片受压，实现容器与管道连接中的密封效果；密封件放置在两个法兰或封头的接触面与钢瓶端部之间，保证钢瓶内的液体或气体介质不会泄漏，材料可分为金属（铜、铝、软钢）非金属（石棉、橡胶等）和组合型（铁包石棉、钢丝缠绕石棉等）加强件：指以粘板形式附着在压力容器本体开口周围的环形金属件材料尽量与壳体一致，焊接在壳体内部或外部。

2）非受压元件

支撑件：指支撑压力容器和固定基础的受压元件，具体样式根据容器的安装形式选择。常见的支撑形式为马鞍型、支撑式、柱式、悬挂式、裙座式等。

工艺内件：安装在压力容器内部以确保正常反应，包括进料和出料装置、填料支撑件、内部加热装置、液体分布器等。

3）安全附件与仪表

安全阀：当设备内的压力超过规定要求时，它将自动打开，释放多余的压力，使设备恢复正常工作压力状态。当压力正常时，安全阀会自动关闭。安全阀校准后，禁止增加重量、移动重锤、任意提高安全阀的设定压力或通过锁定阀瓣使安全阀失效；

爆破片：如果隔膜破裂释放压力，压力释放后容器将被迫停止运行；

减压阀：调节进出口压力；

紧急切断装置：当管道及其附件破裂误操作或罐车附近发生火灾事故时，可紧急关闭阀门，迅速切断气源，防止事故蔓延；

安全联锁装置：快开安全联锁报警装置是防止快开压力容器运行事故的有效措施。a、仅当快开门到达预定的关闭位置时，增压操作的联锁控制功能；b、当压力容器内部压力完全释放，安全联锁装置脱开时，快开门的联锁联动功能可以打开；c、报警功能与上述动作同步压力表、温度计、液位计：分别检测压力容器内的实时压力数据、温度数据和液位数据；

根据不同的标准，压力容器有多种分类。

按制造分类：分为焊接容器、锻造容器、铆接容器、有五种铸造容器和组合容器。

按材料分类：分为钢制容器、有色金属容器和非金属容器。

按壁厚分类：分为薄壁容器和厚壁容器。

按形状分类：分为球形容器、圆筒形容器、圆锥形容器。

按承压方式分类：分为内压容器和外压容器。

按综合因素分类（例如压力容器的液位、容积的大小、介质的危害程度及其在生产过程中的重要作用）

Ⅰ类容器：指装有非易燃或无毒介质的低压容器，或装有易燃或有毒介质的低压分离容器和热交换容器；

Ⅱ类容器：指属于下列情况之一的容器：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；

Ⅲ类容器：指属于下列情况之一的容器：1）高压、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罐车；3）装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。

功能分类

反应压力容器（完成介质物理、化学反应）换热压力容器（介质完全热交换）分离压力容器（完成介质和气体净化分离的流体压力平衡）储存压力容器（盛装原料气体、液体）

安装方式分类

1)固定式压力容器：指具有固定安装和使用地点相对固定的工艺条件和操作人员的压力容器。使用环境是固定的，不能移动。工作介质有很多种，其中大多数都是有毒的、易燃易爆和腐蚀性危险化学品。如球形储罐、卧式储罐、各种换热器、合成塔、反应器、干燥器、分离器、管壳式余热锅炉、载人容器（如医用氧舱）等。

2)移动式压力容器：它主要承载某种介质，由运输车辆承载，如汽车和铁路罐车的油箱。它不仅要承受内部压力或外部压力载荷，还要承受内部介质晃动引起的冲击力和运输过程中带来的外部冲击和振动载荷，因此对结构来说将是困难的、对使用和安全有特殊要求。

3)气瓶类压力容器：气瓶作为压力容器的一种，在日常生活中应用广泛，高压气瓶也不例外（如氢、氧、氮气瓶）和低压气瓶（如民用液化石油气钢瓶）许多工作介质也是易燃的、易爆或有毒物质。它还具有很强的移动性，包括运输中的长距离移动和混凝土使用中的短距离移动。

压力容器的制造过程包括原材料的准备、划线、下料、弯曲、成形、边缘加工、装配、焊接、检验等；

原材料准备：在标记钢材之前，应首先对钢材进行预处理，包括钢板、管道和型钢等材料的净化处理、矫形和保护底漆。

压力容器

划线：划线过程通常包括零件的开发、放线和划线是压力容器制造过程中的第一步，直接决定了零件成型后的尺寸精度和几何精度，对今后的装配和焊接过程影响很大。划线是在初级加工后的原材料或毛坯上画一条下料线、加工线、各种定位线和检测线等，并做了标记（或写上）必要的标志、符号。

切割：切割，也称为下料，是指从线交叉的原材料中分离出所需毛坯的过程。切割方式有机械切割和热切割两种，其中机械切割主要包括剪切、锯切、铣削和冲压等其特征是机械力在切削过程中起主要作用；常见的热切割方法有氧气切割和等离子切割。

成形：主要是指筒体的弯曲和封头的成型，其中筒体是由多个筒节通过环缝焊接而成，筒节通过卷板和纵缝焊接而成；头部成形的主要方法是冲压、旋压法和爆炸成形法是三种。

焊接：通过加热和或加压，焊接件可以实现原子结合并形成永久接头。

压力容器的无损检测：压力容器的焊接接头应先进行形状尺寸和外观质量检查，合格后方可进行无损检测。有延迟裂纹倾向的材料应在焊接后24小时进行无损检测；热处理后，有再热裂纹倾向的材料应再次进行无损检测。压力容器的无损检测方法包括射线检测、超声、磁粉、渗透和涡流检测等。

压力容器的耐压试验和气密性试验：压力容器的压力试验可分为水压试验和气压试验两种。压力容器各元件(圆筒、封头、接管、法兰及紧固件等)当所用材料不同时，耐压试验的计算应取各部件材料结果的最小值。

压力容器广泛应用于工业中、民用和军事工业等重要领域，主要涉及高压下的生产过程以及气体和液化气的加压储存，在其中发挥了重要作用。压力容器早期用于化学工业，并逐渐扩展到能源工业和其他领域，特别是在化学工业和石油化学工业中、传质、运输和储存过程中的压力容器约占所有压力容器的50%此外，压力容器也广泛应用于民用领域常见的民用压力容器主要集中在各种压缩机和制冷设备的辅机中。压力容器属于特种设备安全管理范畴设计单位应具有压力容器设计许可证资质，制造商应申请压力容器生产许可证资质。压力容器的主要类型如下：

储存压力容器：主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体和其他介质的压力容器，如各种类型的储气罐和储油罐。

反应压力容器：主要用来完成介质的物理、化学反应压力容器。如反应器、反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合塔、高压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等。

换热压力容器：主要用于完成介质的热交换。例如管壳式废热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热器、蒸锅、蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水套等。

分离压力容器：主要用于完成流体压力平衡和介质缓冲气体净化和分离等。如分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等。