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壓力容器使用特征

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壓力容器使用特征

發布日期:2019-03-26 作者: 點擊:

壓力容器在各行各業廣泛使用,是具有爆炸危險的特種設備,生産工藝要求高,使用條件比較惡劣,并承受多種載荷,操作要求也高,這就決定了壓力容器的使用不同于其他設備。現簡述如下:壓力容器制造


一、生産工藝要求高


許多壓力容器使用單位,特别是石油、化工等行業,生産線長、容器種類多、數量多、相互關聯,且多為連續性生産。随着生産的發展、科技的進步,集中控制、自動調節日趨廣泛,對設備運行的可靠性要求愈來愈高。


二、使用條件比較惡劣


為适應生産工藝的需要,壓力容器要承受一定的壓力,甚至是較高壓力;還由于間歇式操作或交替加入不同介質的原因,承受的壓力大幅度波動;另外壓力容器還要承受不同的溫度,有些需要在-20℃以下的低溫狀态工作,有些需要在450℃以上的高溫狀态下工作。間歇式操作的容器以及一些加熱、冷卻交替進行的容器還要受到溫度大幅度變化的影響;此外,壓力容器還受到介質對它的腐蝕影響,壓力容器内的介質,有的具有一定的腐蝕性,腐蝕性介質會對容器産生不同程度的腐蝕;有的壓力容器内介質有易燃易爆性或毒性程度高,一旦洩漏或遇到火源,就會造成人員中毒或引起燃燒、爆炸等。

壓力容器制造

三、承受多種載荷


(1)介質的壓力(内壓、外壓或壓差)和壓力波動,這裡主要是載荷;


(2)液體的靜壓力;


(3)容器的自重(包括内件和填料等)以及正常操作條件下或試驗狀态下,内裝物料的重力載荷;


(4)裝在容器上的附屬設備及隔熱材料、襯裡、管道、扶梯、平台等的重力載荷;


(5)風載荷、雪載荷及地震載荷,尤其是室外安裝的高大塔類設備;


(6)其他因素的載荷;


1支座及支撐件的反作用力;


 2連接管道及其他部件振動引起的載荷;


 3溫差引起的載荷,特别是間歇操作的容器和交替使用冷熱的容器,各部位的溫度不同,同時受鄰近部件的約束,不能自由伸縮造成的載荷;


4沖擊反力,如流體沖擊引起的反力等;


5運輸或吊裝時的作用力。


四、操作要求高


    容器的運行主要依靠儀表監視。容器内的溫度、壓力的變化往往在瞬間發生,且影響因素較多,一旦操作失誤,就會發生事故,嚴重時會導緻設備爆炸事故。


因此,這就要求壓力容器的操作人員有高度的責任心和一定的技術素質,嚴格執行設備操作規程,遇到緊急情況時能及時排除,防止事故發生。



五、壓力容器的參數


1、壓力


(1)最高工作壓力:對承受内壓的容器指在正常使用過程中,頂部可能出現的最高壓力;對承受外壓的容器,指在正常使用過程中,可能出現的最高壓力差值;對夾套容器指夾套頂部可能出現的最高壓力差值。最高工作壓力在容器出廠時已做了規定,在出廠的《壓力容器産品質量證明書》中已明确,産品銘牌和注冊銘牌中也有注明。在使用中有些容器經檢驗後發現缺陷,檢驗單位又重新核定其允許運行的壓力(簡稱P允),壓力容器操作人員操作壓力容器時,不得高于上述壓力。壓力容器的最高工作壓力應不大于該壓力容器的設計壓力或檢驗單位核定的壓力标準。


(2)設計壓力:指設定的容器頂部的最高壓力,并與相應的設計溫度一起作為設計載荷條件,其值不低于最高工作壓力(即标注在銘牌上的容器設計壓力)。


壓力容器的“設計壓力”不得低于容器的“最高工作壓力”。對裝有安全洩放裝置的壓力容器,其“設計壓力”不得低于安全洩放裝置的開啟壓力或爆破片的爆破壓力。對盛裝液化氣體的固定式壓力容器的設計壓力,應遵循《容規》等有關規定。


(3)最大允許工作壓力:指在設計溫度下,容器頂部所允許承受的最大表壓力。該壓力是根據容器受壓元件的有效厚度計算所得,且取其最小值。使用最大允許工作壓力時,應在圖樣和銘牌中注明。


(4)試驗壓力:指壓力容器在壓力試驗時,容器頂部的壓力。


2、溫度


(1)金屬溫度:指容器受壓元件沿截面厚度的平均溫度。任何情況下,元件金屬的表面溫度不得超過鋼材的容許使用溫度。


(2)設計溫度:指容器在正常操作情況和在相應設計壓力下,設定的受壓元件的金屬溫度。容器設計溫度(即标注在容器銘牌上的設計溫度)不得低于元件金屬在工作狀态可能達到的最高溫度;對于0℃以下的金屬溫度,設計溫度不得高于元件金屬可能達到的最低溫度。


(3)試驗溫度:指壓力試驗時,容器殼體的金屬溫度。


3、直徑


(1)直徑:一般指壓力容器的内徑,是确定壓力容器容積的主要尺寸之一。


(2)公稱直徑:指經标準化、系列化後的尺寸,以适應容器标準化、系列化的需要。


六、壓力容器的應力來源


1、應力與變形的基本概念


壓力容器在運行時,由于受到各種載荷作用,會改變原來的形狀即産生變形,而且在其内部要産生反抗外力作用的内力,作用的外力與截面内力的總和相等。一般情況下内力與變形随外力的增大而增加。内力在截面上的分布與一定均勻,因此有必要求得截面上每一塊微小單位面積的内力,作用在單位面積上的内力即稱為應力。應力的單位也為MPa。


2、壓力容器的應力來源


壓力容器的應力主要來源有:


(1)由壓力(内壓或外壓)而産生的應力,是壓力容器的最主要應力,而且是确定容器壁厚的主要因素。受内壓的容器由于殼體在壓力作用下要向外擴張,因而在器壁上總是産生拉伸應力。


另外,壓力容器在運行時,由于壓力的波動以及開停車、水壓試驗等都會産生應力。


(2)由重量而産生的應力。壓力容器除容器本體具有一定的重量以外,器内的介質、工藝裝置附件以及器外的其他附加裝置也常有較大的重量,所有這些重量作用在器壁上也會使器壁産生應力。


(3)其他外載荷引起的應力。除上面江的壓力和重力等載荷以外,還有其他一些載荷也會使殼壁産生應力。如風載荷、雪載荷、地震載荷等。另外還有接管力矩等附加力矩産生的應力等。


(4)由溫度而引起的應力。由于溫度的變化使容器構件受熱膨脹、遇冷收縮,但它同時又會受到相鄰部分或其他構件的牽制約束而不能按照熱脹冷縮的規律産生變形,因此構件内部就要産生應力。


(5)封頭與筒體連接時,在連接外邊界區域,附加彎矩也會引起軸向、環向應力。


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