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压力容器知识介绍

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压力容器知识介绍

  • 分类:新闻中心
  • 作者:浙江舜特机械设备有限公司
  • 来源:浙江舜特机械设备有限公司
  • 发布时间:2019-05-23 10:43
  • 访问量:15

【概要描述】凡承受液体介质压力的密封设备称为压力容器。压力容器一般泛指在石油化工和其他工业生产中用于完成反应、传热、传质、分离和贮运等生产工艺过程,并具有特定功能的承受一定压力的设备。它主要用于石油化工、能源工业、科研和军事工业等方面;同时在民用工业领域也得到了广泛的应用,如煤气或液化石油气罐、各种蓄能器、换热器、分离器以及大型管道工程等。  1.1 压力容器的定义   根据《压力容器安全技术监察规程》,压力

压力容器知识介绍

【概要描述】凡承受液体介质压力的密封设备称为压力容器。压力容器一般泛指在石油化工和其他工业生产中用于完成反应、传热、传质、分离和贮运等生产工艺过程,并具有特定功能的承受一定压力的设备。它主要用于石油化工、能源工业、科研和军事工业等方面;同时在民用工业领域也得到了广泛的应用,如煤气或液化石油气罐、各种蓄能器、换热器、分离器以及大型管道工程等。  1.1 压力容器的定义   根据《压力容器安全技术监察规程》,压力

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     凡承受液体介质压力的密封设备称为压力容器。压力容器一般泛指在石油化工和其他工业生产中用于完成反应、传热、传质、分离和贮运

等生产工艺过程,并具有特定功能的承受一定压力的设备。它主要用于石油化工、能源工业、科研和军事工业等方面;同时在民用工业领域

也得到了广泛的应用,如煤气或液化石油气罐、各种蓄能器、换热器、分离器以及大型管道工程等。

  1.1 

压力容器的定义

     根据《压力容器安全技术监察规程》,压力容器必须同时具备:

1、最高工作压力≥0.1MPa,

2、容器的容积≥25L,

3、工作介质为气体、液化气体和最高的工作温度高于标准沸点(指一个大气压的沸点)的液体这三条规定。

否则属于常压容器。

1.2 压力容器的分类

按设计压力划分

 低压容器(代号L

 0.1MPa≤p﹤1.6MPa 

 中压容器(代号M

 1.6MPa≤p﹤10MPa 

高压容器(代号H

 10MPa≤p﹤100MPa 

超高压容器(代号U

 p≥100MPa 

按综合因素

(如压力容器的高低、容积的大小、介质的危害程度以及在生产过程中的重要作用)划分 

Ⅰ类容器:指装有非易燃或无毒介质的低压容器,或是装有易燃或有毒介质的低压分离容器和换热容器

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及贮罐

 4.  内径小于1m的低压废热锅炉

 

按容器工作温度划分

 

及高温容器 :200~500℃

常温容器:自然环境温度

 低温容器: -20~-253

按压力容器作用划分

反应压力容器:   

主要用于完成介质物理、化学反应的容器。如反应器、发生器、分解锅、蒸煮炉等。

 换热压力容器:   

主要用于完成介质热量交换的容器。如废热锅炉、热交换器、冷却器、蒸发器等。

 分离压力容器:   

主要用于完成介质的流体压力平衡和气体净化分离等的容器,如分离器,过滤器、集油器。

 储存压力容器:   

主要用于盛装生产和生活用的原料气体、液体、液化气体的容器。如个中形式的贮罐、槽车等。

1.4

压力容器的构成

压力容器的构成形式很多,最常见的结构为圆柱形、球形和锥形三种。压力容器工作压力越高,筒体的壁就应越厚。现以最常见的

圆柱形压力容器为代表做一说明,这类容器主要由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等构成。

筒体: 

筒体是压力容器主要组成部分之一。

储存物料或完成化学反应所需要的压力空间大部分是由它完成的,

所以筒体的大小往往是根

据工艺要求来确定的。形状有圆筒形、锥形和球形等

封头  

根据几何形状的不同,

封头可分为球形封头、

椭圆形封头、

碟形封头和平盖形封头几种形状。

 

在压力容器中,封头与筒体连接时,只能采用球形或椭圆形封头,不允许用平盖形封头. 

法兰  

法兰是容器及管道连接中的重要部件,它的作用是用螺栓连接,并通过拧螺栓使垫片压紧而保证密封

  密封元件

 密封元件是放在两个法兰或封头与筒体端部接触面之间,借助于螺栓等连接件压紧,使筒体内的液体或气体介质不致泄漏。根据容器的工作压力、介质、温度等来选择密封元件。密封元件有金属(铜、铝、软钢)密封元件、非金属(石棉、橡胶等)密封元件和组合型密封元件(铁包石棉、钢丝缠绕石棉等)

开孔和接管

  由于工艺和检修的需要,在容器的筒体或封头上开设各种或安装接管,如人孔、视镜孔、物料进出口孔,以及安装压力表、液位计流量计、热电偶、安全阀等接管开孔.

支座   

支座是支撑压力容器并固定基础上的受压元件。支座是根据容器安装形式来决定的。常见的支座形式有鞍式、支撑式、悬挂式、裙座式等,球形容器常采用柱式和裙式两种支座

 

2.压力容器用钢

2.1压力容器用钢的要求: 

焊接压力容器是一种受内压或外压的密封结构。其内部不但承受很高的压力,往往装有易爆、易燃、有毒和有腐蚀的介质。所以,压力容器用钢要比其他焊接金属结构用钢要求高:

各类钢材选用对象是设计的指导准则,通常情况下应予执行。

 a.碳素钢用于介质腐蚀性不强的常压、低压容器,壁厚不大的中压容器,锻件、承压钢管、非受压元件以及其他由刚性或结构因素决定壁厚的场合。

b.低合金高强度钢用于介质腐蚀性不强、壁厚较大(不小于8mm)的受压容器。

 c.珠光体耐热钢用作抗高温氢或硫化氢腐蚀,或设计温度在350~650℃的压力容器用耐热钢。

 d.不锈钢用于介质腐蚀性较高(电化学腐蚀、化学腐蚀)、防铁离子污染、设计温度大于500℃或设计温度小于~100℃的耐热或低温用钢。

 e.不含稳定化元素,且含碳量大于0.03%的奥氏体不锈钢需经焊接或400℃以上热加工时,不应使用于可能引起不锈钢晶间腐蚀的环境

2.2

压力容器用钢的选用

 2.31

碳素钢

 压力容器用碳素钢一般是含磷、硫杂质少,塑性好,焊接性能优异,抗冷脆性能高,时效倾向小的镇静钢。碳素钢是压力容器常用的材料,供应方便,价格低廉。  

压力容器用碳素钢包括普通碳素钢和优质碳素钢,常用于制造压力容器的普通碳素钢钢板有Q235-B、Q235-C、Q345R、20R、20g

制造钢管的有1020

用于锻件的材料有20

碳钢螺栓材料有Q235-B

2.32低合金钢

 低合金钢具有较好的力学性能,强度高,塑性、韧性好,而且焊接性能及其他工艺性能也较好,由于钢中含有一定量的合金元素,所以耐蚀性远比碳素钢强。由于低合金钢的力学性能好,用它制造的压力容器重量比碳钢制造的轻20%~30

%,成本也降低许多。

  常用的低合金钢钢板有

Q345R、15MnVR、15MnVNR等;

钢管有16Mn、15MnV09Mn2V

16Mo等;锻件有16Mn、15MnV、10MnMo等;

螺栓有16Mn、40MnB40MnVB40Cr等。

2.33高合金钢钢板

 高合金钢钢板在空气、水、酸、碱及其他化学侵蚀性介质中具有高度的稳定性。

 常用的高合金钢钢板有0Cr13、S30408、S32168、S31603、Cr19Ni10等;

钢管有0Cr13、0Cr18Ni90Cr18Ni12Mo2Ti等;

锻件有0Cr13、1Cr18Ni9Ti等;

螺栓有2Cr13、1Cr18Ni9Ti0Crl8Ni12Mo2Ti等。

 

 

3.压力容器焊接材料

 3.1

对压力容器焊缝金属性能的基本要求

 构成压力容器所有的焊缝成受着与受压壳体相同的各种载荷、温度、工作介质的物理—化学反应的作用。

 ① 等强性

等塑性

③ 等耐蚀性

3.2

焊接材料的选择原则

焊接材料的选择的目的就是要保证焊接接头的优良性能,所以焊材的选用原则是:焊缝金属的性能应稍高于或等于母材性能。具体选择焊接材料时,还要根据焊接结构材料的化学成分、力学性能、焊接工艺性、产品工作条件(介质、温度等)、接头形式、刚性大小、受力;状况和焊接设备等条件,进行综合考虑后再确定。

3.21焊条

 ①对于碳钢和低合金钢来说,焊缝金属和母材要等强,也就是说,按照母材的强度选择焊 条就行了,这里必须指出焊材(母材)的强度等级是按屈服强度分级的,而焊条是按抗拉强度分级的。所以,选择焊条要按钢材的抗拉强度来考虑。所谓等强,就是说焊缝金属强度不能过高,否则,会使塑性、韧性下降。

 ②对于耐热钢、耐腐蚀钢等特殊的钢种,为了保证焊缝金属的特殊性能,要求焊缝金属的主要金属元素与母材相同或相近。

 ③  对承受压力或应力载荷的结构,除保证抗拉强度外,还必须满足焊缝金属的饿塑性和韧性要求。所以,要选择抗裂纹性好的碱性焊条

 ④当介质有腐蚀作用是,应根据介质的种类、浓度、温度等情况,正确选择相应的耐腐蚀焊条

3.22焊丝

低碳钢埋弧焊自动焊,其焊丝一般采用H08A。当焊件厚度较厚时,应选用H08MnA

和H10Mn2等低硅焊丝

3.23焊剂:焊剂的选择应主要与焊丝的合理配合

 焊接低碳钢可选用高锰高硅焊剂配合低碳钢焊丝(如H08A+HJ130),或用低锰、无锰焊剂配合低合金钢焊丝(如H08MnA+HJ130),均可获得满意的焊接接头。因为对于低碳钢和低合金刚来说,焊缝金属的Mn/Si比是决定其韧性的主要因素。

各种强度等级的焊缝的韧性与MnSi的关系,总的趋势是MnSi越高,焊缝金属的韧性越高。当MnSi小于2时,焊缝金属的韧性就得不到保证

  焊接低合金钢时,多选用与母材成分相近的焊丝,因此应选用低锰或中锰中硅焊剂 

焊接高合金钢时,主要选用惰性焊剂,配合与母材成分相近的焊丝来进行焊接

43焊接接头形式:

在压力容器中,焊接接头的主要形式有对接接头、角接接头、搭接接头

 4.31对接接头:

筒体与封头等主要部件的连接。因为这种接头受力均匀,也易做到与母材等强的要求

 4.32角接接头:筒体与管连接,有插入式和骑座式两种

 4.33搭接接头:主要用于非受压部件与受压壳体的连接,如支座与壳体的连接

4.4焊接接头的分类

压力容器壳体上的焊接接头按其受力的状态及所处的部位可分成A、B、CD四类

A类:

接头是容器中受力最大的接头,所以要求用双面焊或保证全部焊透的单面焊缝,主要是筒节的拼接纵缝,封头瓣片的拼接缝、半球形封头与筒体的环焊缝等

 B类:

接头的工作应力A 类的1∕2,除可采用双面焊的对接接头之外,也可采用带衬垫的单面焊缝。它包括筒节间的环焊缝、椭圆形及碟形封头与接管相接的环焊缝等

 C类:

接头受力较小,通常用交焊缝连接。但对高压容器,装有剧毒介质的容器和低温容器应采用全焊透接头。如法兰、管板处的焊缝

 D类:

接头是接管与筒体的交叉焊缝、受力条件较差,且存在较高的应力集中。再有焊接是刚性拘束较大,焊接残余应力也大,易产生缺陷,因此在容器中,D类接头也应采用全焊透的焊接接头

45焊接工艺评定:

 焊接工艺评定是保证压力容器焊接质量的重要措施。焊接工艺评定完成后,焊接工艺指导书或焊接工艺卡发给有关部门和焊工,焊工必须遵照实施,不得任意修改

46对压力容器组焊的要求:

 ①不宜采用十字焊缝。相邻两筒节间的纵焊缝和封头拼接焊缝与相邻筒节间的纵缝应错开。其焊缝中心线之间的外圆弧长一般应大于筒体厚度的3倍,且不小于100mm(下料时,应特别注意)

 ②临时用的吊耳、拉筋板及垫的焊接,应采用与压力容器壳体相同或在力学性能等方面相似的材料,并用相应的焊接材料和工艺进行焊接。临时焊件割除后(打磨平滑),应做渗透或磁粉检测,确保容器表面无裂纹。打磨后,该处厚度不得低于设计厚度

 ③不允许进行强力组装

 ④若定位焊缝保留成焊缝的一部分时,就必须按受压元件的焊缝要求进行定位焊接

压力容器基本知识要点:

1、压力容器制造单位必须具有“压力容器制造许可证”方可生产;

2、压力容器焊工必须经过相应培训,并取得相应“压力容器焊工证”方可进行压力容器焊接,且相应项目必须对应;

3、压力容器材料采购必须完全符合相应材料标准要求,供应商须经过“合格供方评定”方可向其采购材料,材料入库前须经材料检验合格,对其质量有疑问,可以进行复验;

4、压力容器各个部位的焊接前,必须按照规范要求,进行相应焊接工艺评定的制作,经力学性能试验合格后方可实施到具体压力容器焊接中去;

5、压力容器的焊缝应按要求进行无损探伤,以保证焊缝质量。

 

咨询热线:057582190898/17757522205

作者:浙江舜特机械有限公司

网址:www.sycrt.com

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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