簡介
早期主要用于化學工業,壓力多在10兆帕以下。合成氨和高壓聚乙烯等高壓生産工藝出現後,要求壓力容器的壓力達100兆帕以上。随着化工和石油化工等工業的發展,壓力容器的工作溫度範圍越來越寬,容量不斷增大,有些還要求耐介質腐蝕。20世紀60年代開始,核電站的發展對反應堆壓力容器提出了更高的安全和技術要求,從而促進了壓力容器的進一步發展,廣泛應用于各工業部門。壓力容器主要為圓柱形,也有球形或其他形狀。根據結構形式,可分為多層式壓力容器,繞闆式壓力容器、型槽繞帶式壓力容器、熱套式壓力容器、鍛焊式壓力容器和厚闆卷焊式壓力容器等。大多數壓力容器由鋼制成,也有的用鋁、钛等有色金屬和玻璃鋼、預應力混凝土等非金屬材料制成。壓力容器在使用中如發生爆炸,會造成災難性事故。為了使壓力容器在确保安全的前提下達到設計先進、結構合理、易于制造、使用可靠和造價經濟等目的,各國都根據本國具體情況制定了有關壓力容器的标準、規範和技術條件,對壓力容器的設計、制造、檢驗和使用等提出具體和必須遵守的規定。n
制造工藝
1、壓力容器制造工序一般可以分為:原材料驗收工序、劃線工序、切割工序、除鏽工序、機加工(含刨邊等)工序、滾制工序、組對工序、焊接工序(産品焊接試闆)、無損檢測工序、開孔劃線工序、總檢工序、熱處理工序、壓力試驗工序、防腐工序。n2、不同的焊接方法有不同的焊接工藝。焊接工藝主要根據被焊工件的材質、牌号、化學成分,焊件結構類型,焊接性能要求來确定。首先要确定焊接方法,如手弧焊、埋弧焊、鎢極氩弧焊、熔化極氣體保護焊等等,焊接方法的種類非常多,隻能根據具體情況選擇。确定焊接方法後,再制定焊接工藝參數,焊接工藝參數的種類各不相同,如手弧焊主要包括:焊條型号(或牌号)、直徑、電流、電壓、焊接電源種類、極性接法、焊接層數、道數、檢驗方法等等。n
行業産值及增長
金屬壓力容器廣泛應用于化工、石油、機械、冶金、核能、航空、航天等部門,是生産過程中必不可少的核心設備。冶金、機械加工、焊接和無損檢測等技術的不斷進步,特别是以計算機技術為代表的信息技術的飛速發展,帶動了相關産業的發展,在世界各國投入了大量人力物力進行深入地研究的基礎上,金屬壓力容器技術領域也取得了相應的進展。
金屬壓力容器制造行業作為石油和石油化工設備的子行業,在原油價格增長的帶動下其發展呈穩定增長态勢。《中國金屬壓力容器行業市場前瞻與投資機會分析報告前瞻》顯示,2010年規模以上金屬壓力容器生産企業共計588家,資産總計413.91億元;實現銷售收入488.19億元,同比增長21.47%;獲得利潤總額24.83億元,同比增長37.24%。
随着金屬壓力容器行業競争的不斷加劇,大型金屬壓力容器企業間并購整合與資本運作日趨頻繁,國内優秀的金屬壓力容器生産企業愈來愈重視對行業市場的研究,特别是對企業發展環境和客戶需求趨勢變化的深入研究。正因為如此,一大批國内優秀的金屬壓力容器品牌迅速崛起,逐漸成為金屬壓力容器行業中的翹楚!
2003-2007年間,我國金屬壓力容器行業産值保持高速增長态勢,年均複合增長率(CAGR)為26.4%,2008年全年金屬壓力容器企業的總産值估計達264億元,同比增長13.90%。2010年金屬壓力容器行業産值達到350億元左右的産業規模。2011年385億左右的規模。2011年12月份,我國生産工業鍋爐3.5萬蒸發量噸,同比增長32.74%。數據顯示:2011年1-12月,全國工業鍋爐的産量達41.3萬蒸發量噸,同比增長28.86%。n
分類
1、按承受壓力的等級可分為:低壓容器、中壓容器、高壓容器和超高壓容器。
2、按盛裝介質分為:非易燃、無毒;易燃或有毒,劇毒。
3、按工藝過程中的作用不同分為:n①反應容器:用于完成介質的物理、化學反應的容器;n②換熱容器:用于完成介質的熱量交換的容器;n③分離容器:用于完成介質的質量交換、氣體淨化、固、液、氣分離的容器;n④貯運容器:用于盛裝液體或氣體物料、貯運介質或對壓力起平衡緩沖作用的容器。
4、為了更有效地實施科學管理和安全監檢,中國《壓力容器安全監察規程》中根據工作壓力、介質危害性及其在生産中的作用将壓力容器分為三類。并對每個類别的壓力容器在設計、制造過程,以及檢驗項目、内容和方式做出了不同的規定。壓力容器已實施進口商品安全質量許可制度,未取得進口安全質量許可證書的商品不準進口。
等級劃分
按壓力等級分類:壓力容器可分為内壓容器與外壓容器。内壓容器又可按設計壓力(p)大小分為四個壓力等級,具體劃分如下:n低壓(代号L)容器0.1MPa≤p〈1.6MPa;中壓(代号M)容器1.6MPa≤p〈10.0MPa;高壓(代号H)容器10MPa≤p〈100MPa;超高壓(代号U)容器p≥100MPa。
按容器在生産中的作用分類:n反應壓力容器(代号R):用于完成介質的物理、化學反應;n換熱壓力容器(代号E):用于完成介質的熱量交換;n分離壓力容器(代号S):用于完成介質的流體壓力平衡緩沖和氣體淨化分離;n儲存壓力容器(代号C,其中球罐代号B):用于儲存、盛裝氣體、液體、液化氣體等介質;n在一種壓力容器中,如同時具備兩個以上的工藝作用原理時,應按工藝過程中的主要作用來劃分品種。
按安裝方式分類:n固定式壓力容器:有固定安裝和使用地點,工藝條件和操作人員也較固定的壓力容器。n移動式壓力容器:使用時不僅承受内壓或外壓載荷,搬運過程中還會受到由于内部介質晃動引起的沖擊力,以及運輸過程帶來的外部撞擊和振動載荷,因而在結構、使用和安全方面均有其特殊的要求。
上面所述的幾種分類方法僅僅考慮了壓力容器的某個設計參數或使用狀況,還不能綜合反映壓力容器的危險程度。壓力容器的危險程度還與介質危險性及其設計壓力p和全容積V的乘積有關,pV值愈大,則容器破裂時爆炸能量愈大,危害性也愈大,對容器的設計、制造、檢驗、使用和管理的要求愈高。
按安全技術管理分類:n《壓力容器安全技術監察規程》采用既考慮容器壓力與容積乘積大小,又考慮介質危險性以及容器在生産過程中的作用的綜合分類方法,以有利于安全技術監督和管理。該方法将壓力容器分為三類:n1、第三類壓力容器,具有下列情況之一的,為第三類壓力容器:n高壓容器;n中壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質);n中壓儲存容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質,且pV乘積大于等于10MPa·m³);n中壓反應容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質,且pV乘積大于等于0.5Pa·m³);n低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質,且乘積大于等于0.2MPa·m³);n高壓、中壓管殼式餘熱鍋爐;n中壓搪玻璃壓力容器;n使用強度級别較高(指相應标準中抗拉強度規定值下限大于等于540MPa)的材料制造的壓力容器;n移動式壓力容器,包括鐵路罐車(介質為液化氣體、低溫液體)、罐式汽車【液化氣體運輸(半挂)車、低溫液體運輸(半挂)車、永久氣體運輸(半挂)車】和罐式集裝箱(介質為液化氣體、低溫液體)等;n球形儲罐(容積大于等于50m³);低溫液體儲存容器(容積大于5m³);低溫液體儲存容器(容積大于5m³)。
2、第二類壓力容器,具有下列情況之一的,為第二類壓力容器:n中壓容器;n低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質);n低壓反應容器和低壓儲存容器(僅限易燃介質或毒性程度為中度危害介質);n低壓管殼式餘熱鍋爐;n低壓搪玻璃壓力容器。
3、第一類壓力容器,除上述規定以外的低壓容器為第一類壓力容器。
可見,國内壓力容器分類方法綜合考慮了設計壓力、幾何容積、材料強度、應用場合和介質危害程度等影響因素。例如:因盛放的介質特性或容器功能不同,即根據潛在的危害性大小,低壓容器可被劃分為第一類或第二類甚至第三類壓力容器。
安裝檢驗
壓力容器的安裝檢驗包括以下内容:n(1)設備驗收壓力容器出廠後運送到安裝現場,安裝施工單位應進行驗收檢查。檢查技術文件是否齊備,設備地制造質量是否達到設備竣工圖樣和有關制造技術文件的要求;n(2)基礎檢查設備安裝之前要對設備基礎進行檢查,特别是高大的塔類設備,基礎的質量是非常重要的;n(3)安裝前準備工作檢查時,首先要檢查施工方案的合理性和可行性。其次應檢查設備内部雜物、油污的清除情況和清潔程度。對不允許在基礎上試壓的大型設備,應在安裝之前進行試壓。最後對量具和檢測儀器進行檢查;n(4)安裝過程中檢查壓力容器安裝包括設備吊裝就位、找正、找平,地腳螺栓的埋設和緊固,以及二次灌漿等項工作。對安裝過程中每道工序都要認真檢查,及時發現并處理超标缺陷。在安裝設備内件和安全附件時,應根據内件和安全附件的種類,按規定的技術要求進行安裝;n(5)壓力試驗設備安裝完畢後,應根據其技術文件的規定,進行壓力試驗,檢查其強度和嚴密性。
反應釜
反應釜廣泛應用于石油、化工、橡膠、農藥、染料、醫藥、食品,用來完成硫化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過程的壓力容器,例如反應器、反應鍋、分解鍋、聚合釜等;材質一般有碳錳鋼、不鏽鋼、锆、鎳基(哈氏、蒙乃爾、因康鎳)合金及其它複合材料。
關于壓力容器爆炸事故
事故原因
超壓,超溫,容器局部損壞、安全裝置失靈等。
危害
a、沖擊波及其破壞作用:沖擊波超壓會造成人員傷亡和建築物的破壞。
b、爆破碎片的破壞作用:緻人重傷或死亡,損壞附近的設備和管道,并引起繼發事故。
c、介質傷害:介質傷害主要是有毒介質的毒害和高溫水汽的燙傷。
d、二次爆炸及燃燒:當容器所盛裝的介質為可燃液化氣體時,容器破裂爆炸在現場形成大量可燃蒸氣,并迅即與空氣混合形成可爆性混合氣,在擴散中遇明火即形成二次爆炸,常使現場附近變成一片火海,造成重大危害。
預防
(1)在設計上,應采用合理的結構;n(2)制造,修理、安裝、改造時,加強焊接管理,提高焊接質量并按規範要求進行熱處理和探傷;加強材料管理,避免采用有缺陷的材料或用錯鋼材、焊接材料;n(3)加強使用管理,避免操作失誤,超溫、超壓、超負荷運行、失檢、失修、安全裝置失靈等;n(4)加強檢驗工作,及時發現缺陷并采取有效措施。
相關雜志
《壓力容器》是中國壓力容器行業1981年創辦的大型技術刊物,主要報道有關壓力容器及其附件的标準規範、試驗研究、材料工程、設計計算、結構分析、制造與安裝、技術進展、安全分析、檢驗與修複、使用管理、經驗交流和技術信息等,旨在促進科學技術轉化為生産力,推動壓力容器行業的學術交流和技術進步。



















