化工設(shè)備操作與維護(hù)模塊三認(rèn)識(shí)與操作壓力容器構(gòu)件任務(wù)3-1認(rèn)識(shí)和選用壓力容器構(gòu)件任務(wù)目標(biāo)01能夠了解了壓力容器的分類，掌握壓力容器常用封頭形式。02能夠根據(jù)法蘭和支座類型、結(jié)構(gòu)，進(jìn)行法蘭和鞍座的選用。目錄/CONTENTS1壓力容器的分類和組成2容器封頭3容器附件一、壓力容器的分類和組成金屬材料在周圍介質(zhì)的作用下發(fā)生破壞稱為腐蝕。任務(wù)3-1認(rèn)識(shí)和選用壓力容器構(gòu)件0101PART1.壓力容器的概念概念《特種設(shè)備目錄》（2014年第114號(hào)）中給出與本模塊相關(guān)的壓力容器的定義是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0.1MPa（表壓）的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體、容積大于或者等于30L且內(nèi)直徑（非圓形截面指截面內(nèi)邊界最大幾何尺寸）大于或者等于150mm的固定式容器和移動(dòng)式容器。2.壓力容器的分類與化工設(shè)備相關(guān)的主要的壓力容器的分類見(jiàn)表3-1-1所示分類依據(jù)類型范圍/應(yīng)用承壓性質(zhì)常壓容器0.1≤p<1.6MPa低壓容器1.6≤p<10MP中壓容器10≤p<100MP高壓容器p>100MPa工作溫度低溫容器t<-20℃常溫容器-20<t<200℃中溫容器200<t<450℃高溫容器t>450℃工藝用途反應(yīng)壓力容器主要用于完成介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，如反應(yīng)器、聚合釜、合成塔換熱壓力容器主要用于完成介質(zhì)的熱量交換，如冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、加熱器等分離壓力容器主要用于完成介質(zhì)的流體壓力平衡和氣體凈化分離等，如分離器、過(guò)濾器、集油器、緩沖器、吸收塔等儲(chǔ)存壓力容器主要用于盛裝原料、半成品、成品等，如儲(chǔ)槽、球罐、槽車等3.壓力容器的構(gòu)件壓力安器最基本的結(jié)構(gòu)是一個(gè)密閉的殼體。化工廠中常用的中低壓容器大多數(shù)是圓管容器，它是由殼體（簡(jiǎn)體）、封頭（又稱端蓋）、法蘭、支座、接口管及人孔、手孔、視組成（見(jiàn)圖3-1-1）。它們統(tǒng)稱為化工設(shè)備通用零件。圖3-1-1壓力容器的組成1—接管；2—人孔；3—封頭；4—簡(jiǎn)體；5—支座；6—液面計(jì)二、容器封頭封頭是指用以封閉容器端部使其內(nèi)外介質(zhì)隔離的元件，又稱端蓋。0202PART任務(wù)3-1認(rèn)識(shí)和選用壓力容器構(gòu)件壓力容器常用封頭形式封頭是指用以封閉容器端部使其內(nèi)外介質(zhì)隔離的元件，又稱端蓋。按其形狀可分為三類凸形封頭錐形封頭平板形封頭常用封頭的形式壓力容器常用封頭形式封頭是指用以封閉容器端部使其內(nèi)外介質(zhì)隔離的元件，又稱端蓋。凸形封頭包括（四種）球冠形封頭碟形封頭碟形封頭半球形封頭常用封頭的形式壓力容器常用封頭形式封頭是指用以封閉容器端部使其內(nèi)外介質(zhì)隔離的元件，又稱端蓋。平板形封頭根據(jù)它與筒體連接方式的不同也有多種結(jié)構(gòu)。常用封頭的形式壓力容器常用封頭形式封頭是指用以封閉容器端部使其內(nèi)外介質(zhì)隔離的元件，又稱端蓋。從承壓能力的角度來(lái)看半球形、橢圓形碟形、帶折邊的錐形球冠形、不帶折邊的錐形和平板形最好次之較差常用封頭的形式壓力容器常用封頭形式封頭是指用以封閉容器端部使其內(nèi)外介質(zhì)隔離的元件，又稱端蓋。從承壓能力的角度來(lái)看不同形狀的封頭之所以承壓能力不同，主要是因?yàn)樗鼈兣c筒體之間的連接不同，導(dǎo)致邊緣應(yīng)力大小不同所致。常用封頭的形式三、容器附件組成一臺(tái)化工容器除了筒體和封頭等基本零件外，還有法蘭、支座、人孔（或手孔）、視鏡、液面計(jì)、安全閥和各種用途的接管等，這些統(tǒng)稱為容器附件。0303PART任務(wù)3-1認(rèn)識(shí)和選用壓力容器構(gòu)件化工容器基本零件容器附件化工容器筒體封頭法蘭支座人孔（或手孔）視鏡液面計(jì)安全閥接管1.法蘭連接的結(jié)構(gòu)和類型圖2-2-1腐蝕破壞的形式法蘭連接由一對(duì)法蘭、一個(gè)墊片、數(shù)個(gè)螺栓和螺母所組成（圖3-1-3）。法蘭連接是一種可拆連接、在化工廠中應(yīng)用普遍，主要用于設(shè)備接管與管道或附件、管道與管道之間，某些設(shè)備的筒體與封頭、筒體與筒體之間也采用法蘭連接。墊片螺栓法蘭螺母1.法蘭連接的結(jié)構(gòu)和類型圖2-2-1腐蝕破壞的形式墊片螺栓法蘭螺母整體法蘭任意式法蘭松式法蘭法蘭按照整體性程度類2.容器支座的類型及其結(jié)構(gòu)容器支座的作用支承設(shè)備，固定其位置圓筒形容器按其軸線位置分為兩類：軸線垂直于地面的立式容器軸線平行于地面的臥式容器臥式容器支座立式容器支座2.容器支座的類型及其結(jié)構(gòu)（1）臥式容器支座h0h0LAAθD0a)鞍座支撐b)焊制鞍座c)彎制鞍座d)鞍座F型S型只用于小型臥式容器鞍座圈座支承式支座臥式容器的支座有三種應(yīng)用最多對(duì)于因容器自重而可能造成嚴(yán)重?fù)锨拇笾睆奖”谌萜骺刹捎昧⑹饺萜鞯闹ё型仁街ё?、支承式支座、耳式支座和裙式支座四種。小型直立設(shè)備采用前三種，高大的塔設(shè)備則廣泛采用裙式支座。2.容器支座的類型及其結(jié)構(gòu)（2）立式容器支座腿式支座支撐式支座立式容器的支座有腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座四種。小型直立設(shè)備采用前三種，高大的塔設(shè)備則廣泛采用裙式支座。2.容器支座的類型及其結(jié)構(gòu)（2）立式容器支座耳式支座圓筒形裙式3.容器開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)（1）補(bǔ)強(qiáng)原因壓力容器開(kāi)孔后，不僅器壁材料被削弱，同時(shí)由于結(jié)構(gòu)連續(xù)性被破壞，在孔口邊緣應(yīng)力值顯著增加，其最大應(yīng)力值往往高出正常器壁應(yīng)力的數(shù)倍，這就是常稱的開(kāi)孔應(yīng)力集中現(xiàn)象。為了實(shí)現(xiàn)正常的操作和維修，需在化工設(shè)備的筒體和封頭上開(kāi)設(shè)各種孔，例如物料的進(jìn)出口接管孔、檢測(cè)儀表的接管孔及人孔、手孔或檢查孔等。除了應(yīng)力集中現(xiàn)象外，壓力容器開(kāi)孔焊上接管后，有時(shí)還有接管上其他外載荷以及容器材質(zhì)、制造缺陷等各種因素的綜合作用，容器的破壞往往就是從開(kāi)孔邊緣開(kāi)始的。因此，對(duì)于開(kāi)孔邊緣的應(yīng)力集中必須給予足夠的重視，采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)措施，改善開(kāi)孔邊緣的受力情況，減輕其應(yīng)力集中的程度，以保證其具有足夠的強(qiáng)度。3.容器開(kāi)孔與補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)（2）補(bǔ)強(qiáng)方法補(bǔ)強(qiáng)方法局部補(bǔ)強(qiáng)整體加強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)加強(qiáng)管補(bǔ)強(qiáng)整鍛件補(bǔ)強(qiáng)化工設(shè)備操作與維護(hù)模塊三認(rèn)識(shí)與操作壓力容器構(gòu)件任務(wù)3-2操作和維護(hù)壓力容器構(gòu)件任務(wù)目標(biāo)01能夠進(jìn)行壓力容器的檢查。02能夠進(jìn)行壓力容器的液壓和氣壓試驗(yàn)操作。目錄/CONTENTS1壓力容器（構(gòu)件）的操作與維護(hù)2壓力試驗(yàn)的重要性一、壓力容器（構(gòu)件）的操作與維護(hù)為了用好、管好和修好壓力容器，容器操作人員須經(jīng)過(guò)安全技術(shù)培訓(xùn)，熟悉生產(chǎn)工藝流程，懂得壓力容器的結(jié)構(gòu)原理，嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，明確操作要點(diǎn)，能及時(shí)分析和處理異?，F(xiàn)象，這是保證壓力容器安全使用的基本環(huán)節(jié)。任務(wù)3-2操作和維護(hù)壓力容器構(gòu)件0101PART1.壓力容器的操作（1）啟用壓力容器時(shí)正確和合理的使用壓力容器主要包括以下幾方面檢查各閥門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢查壓力表數(shù)值檢查安全閥和報(bào)警裝置靈敏性1.壓力容器的操作（2）開(kāi)關(guān)進(jìn)、出口閥門(mén)時(shí)正確和合理的使用壓力容器主要包括以下幾方面操作要平穩(wěn)，閥門(mén)的開(kāi)啟與關(guān)閉應(yīng)緩慢進(jìn)行，使容器有一個(gè)預(yù)熱過(guò)程和平穩(wěn)升降壓過(guò)程，嚴(yán)防容器驟冷驟熱而產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力。核實(shí)無(wú)誤后才能操作1.壓力容器的操作（3）需在控制指標(biāo)范圍以內(nèi)運(yùn)行正確和合理的使用壓力容器主要包括以下幾方面定時(shí)査看壓力表、流量表、溫度表的讀數(shù)注意設(shè)備內(nèi)的工藝參數(shù)變化，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)調(diào)整至下藝控制指標(biāo)范圍以內(nèi)。不得超壓、超溫、超負(fù)荷運(yùn)行1.壓力容器的操作（4）容器的主要受壓元件受損時(shí)正確和合理的使用壓力容器主要包括以下幾方面當(dāng)容器的主要受壓元件發(fā)生裂紋、鼓包、變形，容器近處發(fā)生火災(zāi)或相鄰設(shè)備管道發(fā)生故障，安全附件失效，接管管件斷裂，緊固件損壞等情況之一時(shí)，應(yīng)立即采取安全保護(hù)措施并及時(shí)向有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)報(bào)告。2.壓力容器的維護(hù)與檢查（1）維護(hù)檢查的主要內(nèi)容檢查項(xiàng)目檢查方法檢查要求設(shè)備操作記錄觀察、對(duì)比、分析了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)壓力變化察看儀表①壓力上升可能是污垢堆積而增加②壓力突然下降可能是泄漏溫度變化觸感、察看儀表①注意設(shè)備外壁超溫和局部過(guò)熱現(xiàn)象②內(nèi)部耐火層損壞引起壁溫升高③流體出口溫度變化可能是設(shè)備傳熱面結(jié)垢④用肉眼觀察或借助于光學(xué)溫度計(jì)測(cè)定爐管溫度變化流量變化察看儀表開(kāi)大閥門(mén)，流量仍不能增加時(shí)設(shè)備可能堵塞物料性質(zhì)變化目視、物料組成分析產(chǎn)品變色，混入雜質(zhì)可能是設(shè)備內(nèi)漏或銹蝕物剝落所致外觀檢查保溫層①應(yīng)無(wú)裂口、脫落等現(xiàn)象②外表防水層接口處不得有雨水侵入防腐層涂料剝落、損壞時(shí)要注意檢查壁面腐蝕情況各部連接螺栓應(yīng)無(wú)腐蝕、無(wú)松動(dòng)主體、支架、附件應(yīng)無(wú)腐蝕、無(wú)變形、接地良好內(nèi)部聲響聽(tīng)音棒①內(nèi)件固定點(diǎn)脫落時(shí)常發(fā)生振動(dòng)和異常聲響②塔類設(shè)備內(nèi)件松脫或堵塞時(shí)，可引起液面變化外部泄露嗅、聽(tīng)、目視，發(fā)泡劑（肥皂水等），試紙或試劑，氣體檢測(cè)器，超聲波泄漏，探測(cè)器，紅外線濕度分布器除檢查設(shè)備主體及共焊縫外，還要特別注意法蘭、接管口、密封、信號(hào)孔等處的泄漏情況壓力容器常見(jiàn)的檢查項(xiàng)目及方法2.壓力容器的維護(hù)與檢查（2）壓力容器的定期檢查壓力容器在使用過(guò)程中每隔一定期限就需要進(jìn)行檢查，采用各種適當(dāng)而有效的方法，對(duì)容器的各個(gè)承壓部件和安全附件進(jìn)行檢查和必要的試驗(yàn)，以便及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并予以妥善處理防止在運(yùn)行中發(fā)生事故。2.壓力容器的維護(hù)與檢查檢查項(xiàng)目檢查周期檢查內(nèi)容外部檢查每年至少一次當(dāng)發(fā)現(xiàn)有危及安全的現(xiàn)象及缺陷時(shí)（如受壓元件開(kāi)裂、嚴(yán)重泄漏等），應(yīng)進(jìn)行停車。外部檢查既是檢驗(yàn)人員的工作，也是操作人員日常巡回檢査的重要內(nèi)容：①容器的防腐蝕層、保溫層及設(shè)備銘牌是否完好②容器外表面有無(wú)裂紋、變形、局部過(guò)熱等不正常現(xiàn)象③容器接管焊縫、受壓元件及密封結(jié)構(gòu)等有無(wú)泄漏④安全附件是否齊全、靈敏、可靠⑤緊固螺栓是否完好，基礎(chǔ)有無(wú)下沉、傾斜等現(xiàn)象內(nèi)部檢查每三年進(jìn)行一次，但有強(qiáng)烈腐蝕介質(zhì)、劇毒介質(zhì)的容器檢驗(yàn)周期應(yīng)予縮短需要對(duì)存在的缺陷要分析原因和提出處理意見(jiàn)，由修理人員修復(fù)后再進(jìn)行復(fù)驗(yàn)：①外部檢查的全部?jī)?nèi)容②容器內(nèi)外表面、開(kāi)孔接管處有無(wú)介質(zhì)腐蝕或沖刷磨損等現(xiàn)象③容器的所有焊接接頭、封頭過(guò)渡區(qū)和其他應(yīng)力集中的部位有無(wú)裂紋，必要時(shí)采用超聲波或射線檢測(cè)焊接接頭的內(nèi)部質(zhì)量④對(duì)有襯里的容器，發(fā)現(xiàn)襯里損壞、有可能影響容器本體時(shí)，應(yīng)去掉襯里對(duì)容器進(jìn)行進(jìn)一步檢查⑤對(duì)腐蝕、磨損等有懷疑的部位測(cè)量其壁厚，并進(jìn)行強(qiáng)度校核，對(duì)可能引起金屬金相組織變化的容器，必要時(shí)進(jìn)行金相和表面硬度測(cè)定⑥高壓、超高壓容器的主要緊固螺栓，應(yīng)進(jìn)行外形宏觀檢查，并用磁粉和著色法檢查有無(wú)裂紋全面檢查每六年進(jìn)行一次進(jìn)行壓力試驗(yàn)，并根據(jù)容器的特性確定對(duì)主要焊接接頭進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)抽查或全部焊接接頭進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)、對(duì)壓力很低、體積較小且介質(zhì)為非易燃或無(wú)毒的壓力容器，經(jīng)宏觀檢查和表面檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)缺陷，可以不進(jìn)行射線或超聲波檢測(cè)抽查壓力容器的定期檢查項(xiàng)目二、壓力試驗(yàn)的重要性容器制成或檢修后，必須進(jìn)行壓力試驗(yàn)。0202PART任務(wù)3-2操作和維護(hù)壓力容器構(gòu)件壓力試驗(yàn)容器制成或檢修后，必須進(jìn)行壓力試驗(yàn)。壓力試驗(yàn)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼材、制造或檢修過(guò)程中的缺陷，是對(duì)材料、設(shè)計(jì)、制造或檢修的綜合性檢查，將壓力容器的不安全因素在投產(chǎn)前充分暴露出來(lái)，防患于未然。壓力試驗(yàn)是保證設(shè)備安全運(yùn)行的重要措施，應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行。容器經(jīng)過(guò)壓力試驗(yàn)合格以后才能投入生產(chǎn)運(yùn)行。氣壓試驗(yàn)壓力實(shí)驗(yàn)液壓試驗(yàn)1.液壓試驗(yàn)一般容器的試壓都應(yīng)首先考慮液壓試驗(yàn)，因?yàn)橐后w的可壓縮性極小，液壓試驗(yàn)是安全的，即使容器爆破，也沒(méi)有巨大聲響和碎片，不會(huì)傷人。1.液壓試驗(yàn)凡是在壓力試驗(yàn)時(shí)不會(huì)導(dǎo)致發(fā)生危險(xiǎn)的液體，在低于其沸點(diǎn)溫度下都可作為液壓試驗(yàn)的介質(zhì)。（1）試驗(yàn)介質(zhì)供試驗(yàn)用的液體一般為潔凈的水，故又稱為水壓試驗(yàn)（將水注滿容器后，再用泵逐步增壓到試驗(yàn)壓力，檢驗(yàn)容器的強(qiáng)度和致密性）。1.液壓試驗(yàn)為了避免液壓試驗(yàn)時(shí)發(fā)生低溫脆性破壞，必須控制液體溫度不能過(guò)低。（2）試驗(yàn)要求其他鋼種的容器液壓試驗(yàn)溫度按圖樣規(guī)定。容器材料為碳素鋼、16MnR和正火15MnVR鋼時(shí)液體溫度不得低于5℃容器材料為其他低合金鋼時(shí)液體溫度不得低于15℃由于板厚等因素造成材料脆性轉(zhuǎn)變溫度升高時(shí)還要相應(yīng)提高試驗(yàn)液體的溫度1.液壓試驗(yàn)（3）水壓試驗(yàn)試驗(yàn)步驟水壓試驗(yàn)示意圖試驗(yàn)時(shí)將裝設(shè)在容器最高處的排氣閥打開(kāi)，灌水將氣排盡后關(guān)閉。步驟①試驗(yàn)時(shí)將裝設(shè)在容器最高處的排氣閥打開(kāi)，灌水將氣排盡后關(guān)閉。1.液壓試驗(yàn)（3）水壓試驗(yàn)試驗(yàn)步驟步驟②開(kāi)動(dòng)試壓泵使水壓緩慢上升，達(dá)到規(guī)定的試驗(yàn)壓力后，關(guān)閉直通閥保持壓力30min，在此期間容器上的壓力表讀數(shù)應(yīng)該保持不變。水壓試驗(yàn)示意圖1.液壓試驗(yàn)（3）水壓試驗(yàn)試驗(yàn)步驟水壓試驗(yàn)示意圖步驟③然后降至工作壓力并保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間，對(duì)所有焊縫和連接部位進(jìn)行檢查。1.液壓試驗(yàn)水壓試驗(yàn)示意圖注意事項(xiàng)試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)保持容器觀察表面的干燥，如發(fā)現(xiàn)焊縫有水滴出現(xiàn)，表明焊縫有泄漏（壓力表讀數(shù)下降），應(yīng)作標(biāo)記，卸壓后修補(bǔ)，修好后重新試驗(yàn)，直至合格為止。（3）水壓試驗(yàn)試驗(yàn)步驟2.氣壓試驗(yàn)氣體的可壓縮性很大，因此氣壓試驗(yàn)比較危險(xiǎn)。