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压力容器安全技术,第一章，压力容器的基本知识,第一节，压力容器简介压力垂直均匀作用在单位面积上的力，称为压强，人们常把它称为压力，用符号“P”表示。压力的单位是牛顿/米2，即表示将1牛顿的力均匀垂直地作用在1平方米的面上所产生的压力，又称为帕斯(Pa)，简称帕。由于“帕”这个单位太小，因而常用“兆帕”（MPa）作为压力的基本单位。即1MPa=106Pa。1巴=1.02 kgf/cm2 0.1MPa工程上过去习惯用的压力单位是千克/厘米2（Kgf/cm2）。压力的工程单位与法定计量单位之间的换算关系为：1MPa=10.2kgf/cm21 Kgf/cm2=0.0981MPa0.1MPa,二、压力的测量,压力的测量有两种标准方法，一种叫绝对压力，即以压力等于零作为测量起点。一种叫相对压力，即以当时当地的大气压力作为测量起点，也就是压力表测得的数值，所以相对压力也称为表压力，绝对压力和表压力之间的关系可用下式表述：P绝=P表+P大气因为我们地区大气压力近似等于0.1MPa。故P绝P表+P大气,三、压力容器的压力来源,压力容器的压力来源可分为两大类四个方面。第一类，气体的压力是在器外产生的；第二类，气体的压力是在器内产生的。（1）空压机、冷冻机（2）蒸汽锅炉1、压力源在器外产生这类压力容器可能达到的最高压力一般限于保持压力源出口的气体压力（1）物理变化（2）化学反应2、压力源在器内产生,四 最高工作压力,压力容器的最高工作压力对承受内压的容器指在正常使用过程中，顶部可能出现的最大表压力；对承受外压的容器，指在正常使用过程中夹套顶部可能出现的最高表压力,第二节 压力容器的工艺参数,压力和温度（压力如上）一、温度及其温度的测量仪器温度是表示物体冷热程度的物理量，它是对物质分子平均动能的度量，所以温度是物体内部拥有能量的表示。温度的测量仪器叫做温度计、常见的有水银温度计，酒精温度计，电阻温度计，热电偶温度计等,二、温度的表示方法,摄氏温标是将在标准大气压下水的结冰温度（冰点）定为0度，把水的沸腾（沸点）温度定为100度，在两者之间等分成100格，每一格即为1度，故月称百分温度，用符号“0C”来表示。华氏温标是将在标准大气压下水的冰点定为32度，沸点定为212度，两者等分成180格，每格作为1度，用符号“F”表示。绝对温标（凯氏温标）是以水的三相点（即冰、水和水蒸汽三相平衡共存时的温度定为273.16K，其分度法与摄氏温标相同，即在摄氏温标相差一度时凯氏温标也相差一度，用符号“K”（开尔文）表示，凯氏温度又称热力学温度或绝对温度。,介质温度,指容器内工作介质的温度，可以用测温表测得。设计温度：压力容器的设计温度不同于其内部介质可能达到的温度，系容器在相应设计压力下，表壁或金属元件可能达到的最高或最低温度。钢制压力容器对设计温度的选取有如下的规定：当容器的各个部位在工作过程中可能产生不同温度时，可取预计的不同温度作为各相应部位的设计温度对有内保温的容器，应作壁温计算或以工作条件相似容器的实测壁温作为设计温度，并需在容器壁上设置测温点或涂以超温显示剂。,二、压力容器安全技术监察规程管辖范围内的压力容器：,1、本规程（压力容器安全技术监察规程下同）适用于同时具备下列条件的压力容器：（1）工作压力（Pw）大于或者等于0.1MPa（2）工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5 Mpa.L（3）盛装介质为气体，液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。,第三节 压力容器的含义和分类,一、压力容器的含义压力容器从广义上讲应该包括所有承受压力的密闭容器。但我们所指的压力容器只是其中的一部分，即为压力容器安全技术监察规程所辖范围内的压力容器。因为这部分压力容器事故率高，特别是事故破坏性大，损失严重。所以，各级锅炉压力容器安全监察机构应加强对压力容器设计，制造、销售、安装、使用、检验、修理、改造七个环节的监督检查，以确保压力容器安全运行。,二、压力容器的分类,压力容器分类的方法很多，主要分类方法有：1、按使用位置分按容器的使用位置可分成两大类，即固定式压力容器及移动式压力容器（如液化气罐车）。固定式容器，有固定的安装和使用地点，一般不单独装设，而是用管道与其他设备相连，工艺条件及操作人员相对固定；而移动式容器无固定的安装、使用地点。,2、按设计压力分类,按设计压力P的高低，容器可分为低压、中压、高压及超高压四个等级。设计压力范围低压容器 L 0.1MPaP1.6MPa中压容器 M 1.6MPaP10MPa高压容器 H 10MPaP100MPa 超高压容器 U P100MPa,按壳体的承压方式分,内压和外压两大类内压考虑强度指标外压考虑稳定性,4 按压力容器在生产工艺过程中的作用原理分类,按压力容器在生产工艺过程中的作用原理，可分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器及储存压力容器四种 反应压力容器（代号R）换热压力容器（代号W）分离压力容器（代号S）储存压力容器（代号C，其中球罐代号B）需要说明的是一种压力容器中，如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应按工艺过程中的主要作用来划分品种。,5 按压力容器工作温度分类,按压力容器工作温度可分为低温容器、常温容器及高温容器三种。低温容器（T-20）常温容器（-20T450）高温容器（T450）,6 其他的分类方法,按容器壁厚分类按容器壁厚可分为薄壁容器及厚壁容器两种。容器壁厚小于等于容器内径的1/10者为薄壁容器，容器壁厚大于容器内径的1/10者为厚壁容器，或按下列公式计算：K=D0/D1式中D0、D1分别为容器的外径（mm和内径（mm）。当K1.2时为薄壁容器；当K1.2时为厚壁容器。按容器的制造材料分类,7压力容器安全技术监察规程对压力容器的分类,为了便于安全技术监督和管理，容规按压力容器设计压力、介质危害程度以及生产工艺过程中的作用原理将压力容器分为第一类压力容器、第二类压力容器及第三类压力容器，具体划分如下：,1 第三类压力容器,、下列情况之一，为第三类压力容器：（1）高压容器；（2）中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；（3）中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且PV乘积大于等于10MPam3）；（4）中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且PV乘积大于等于0.5MPam3）；（5）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且PV乘积大于等于0.2MPam3）；,1 第三类压力容器,（6）高压、中压管壳式余热锅炉；（7）中压搪玻璃压力容器；（8）使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa）的材料制造的压力容器；（9）移动式压力容器，包括铁路罐车，（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车和罐式集装箱（介质为液化气体，低温液体）等；（10）球形储罐（面积大于等于50m3）；（11）低温液体储存容器（容积大于5m3）；,2 第二类压力容器（本条第一款规定的除外）,1）中压容器；（2）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；（3）低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）；（4）低压管壳式余热锅炉；（5）低压搪玻璃压力容器。,3 低压容器为第一类压力容器,本条第一款、第二款规定的除外,第四节 压力容器常用的钢材,制造压力容器的种类繁多：保括金属、非金属、黑色金属和有色金属，但目前绝大多数的压力容器都是钢制的。压力容器都是承压状态工作的，有些还要承受高温和腐蚀的作用，另外在制作的过程中还需要弯卷、冲压和冷热等成型加工，将产生加工残余应力和缺陷，所以正确选用钢材是一个重要的因素。,1 机械性能,压力容器的钢材主要考虑其强度，塑性、韧性三个性能指标。强度：对于某一种材料来说，所能承受的应力有一定的限度，超过了这个限度，物体就会受到破坏，这一限度就称为强度。塑性：是指金属发生塑性变形的能力韧性：是指材料抵抗脆性断裂的能力,2 工艺性能,压力容器大多采用钢卷板或冲压后焊接而成，所以可以通过塑性指标得到保证；为了保证焊接质量，压力容器用钢需选用不发生裂纹、可焊性好的钢材。,3 耐腐蚀性,指材料在使用条件下抵抗工作介质腐蚀的能力，金属的耐蚀性要根据腐蚀速率来评定，可查阅防腐手册。所以在选用制作材料时要严格按照介质的腐蚀性来选用。,二 压力容器常用钢材及其使用范围,碳素钢：含碳量低于2.06的铁碳合金 用于焊接 常用的是Q235 20R普通合金钢：普通碳钢添加少量合金元素 其机械性能和工艺性能比较好 16MnR特殊条件下使用的容器用钢:低温容器用钢，高温容器用钢，抗氢腐蚀用钢,第五节，压力容器的应力对安全的影响,第一节：各种载荷产生的应力比较常见的为压力载荷、重力载荷、温度载荷、风载荷、地震载荷。压力载荷：压力容器最重要的载荷，受内压的容器，由于壳体在压力作用下要向外扩张，所以产生拉伸应力，这一应力又称薄膜应力，由压力而产生的应力则是确定容器壁厚的主要因素。对很多容器来说可能是唯一因素。重量载荷的影响：受压力容器本身、介质和附件及其附加装置的影响产生的重量载荷。温度载荷：温度变化产生的应力风载荷：室外（迎风和背风）产生的拉伸和压缩应力,二 应力对容器安全的影响,不同的应力对压力容器安全的影响虽然不同，但都可能导致容器破坏。为了防止在使用过程中压力容器早期失效或发生破裂导致严重的破坏事故，所以对容器在各种载荷下产生的各类型的应力都必须加以控制而把他限制在允许的范围之内。除要求设计人员的精心设计之外，操作人员认真操作，保持工况稳定，不超温、不超压也是十分重要的。,第二章 压力容器的基本组成,第一节：压力容器的基本构成 压力容器一般由筒体、封头（端盖）、管板、球壳板、法兰、接管、人（手）孔，支座等部分组成 壳体 壳体是压力容器的重要部件，与封头或管板共同构成承压壳体，为物料的储存和完成介质的物理，化学反应及共他工艺用途提供所必需的空间。筒体通常用金属板材卷制焊接而成。,2.1.1 球型壳体,球形容器的本体是一个球壳，此种结构由许多块预先按一定尺寸压制成形的球面板拼焊而成，直径较大。由于球壳是中心对称的结构，应力分布均匀，球壳体应力是相同直径圆筒形壳体应力的一半，压力截荷相同的情况下所需板材厚度最小，相同容积的结构表面积最小。因此可节省大量材料（与同压力载荷、同容积的圆筒形容器相比，可节约材料3040%）。但由于制造工艺复杂、拼焊要求高，再加上内部工艺附件安装困难，故一般用于大型储罐，也有时用作蒸汽直接加热的容器。,2.1.2 圆筒形容器,圆筒形容器是轴对称结构，此种结构没有形状突变，应力健在比较均匀，受力虽不如球形容器，但比其他结构形式好得多，制造工艺较简单，便于内部工艺附件的安装，便于工作介质的流动，因而是使用最普遍的一种压力容器。圆筒形容器一般也采用焊接结构。A 单层卷焊筒体：是应用最广泛的一种容器结构 优点：1 结构成熟，使用经验丰富、理论较完善,圆筒形容器,2 制造工艺成熟，工艺流程简单，材料利用率高便于利用调质（淬火加回火）处理等热处理方法，发送和提高材料的性能开孔、接管及内件的装设容易处理零件少，生产及管理都非常方便使用温度无限制，可作为热容器及低温容器缺点：1 但也有一些限制，最大壁厚120mm2 产生脆破坏的危险性大3壁厚方向上应力分布不均匀，材料利用不够合理随着科技的发展，将逐步得到克服。,2.1.3 箱形容器 和锥形容器,箱形结构可分为正方形结构和长方形结构两种。其几何形状突变，应力分布不均，在转角处局部应力较高。这类容器的结构不合理，除常用在压力较低的消毒柜汽柜外，一般很少采用。单纯的锥形结构容器没有，一般用到的都是由圆筒体与锥形组合面晟的组合结构由于锥体与圆筒体连接处结构不连续，产生较高局部应力，锥体的锥角大小也直接关系到容器受力状况。故这类容器通常是生产工艺有特殊要求时采用，如有结晶状或粒状物料需排出等,2.2封头和端盖,封头是保证压力容器密闭的重要部件。凡是与筒体采用焊接联接而不可拆的称为封头；与筒体以法兰等联接而可拆的，称为端盖。封头与端盖按其种类不同的分类半球形封头 碟形封头 椭圆形封头 无折边球形封头 凸形封头带折边锥形封头无折边锥形封头 锥形封头 平板封头,2.2.1凸型封头,凸形封头：这是压力容器广泛采用的封头结构形式。有半球形封头、椭圆形封头、碟形封头及无折边球形封头等四种，详见图26略。半球形封头实际上是一个半球体，受力时强度最大，在相同直径及相同压力下所需的厚度最小。但因其深度大，制造较困难，故除用于压力较高、直径较大的储罐及其他有特殊要求的容器外，一般较少采用。椭圆形封头由半椭球体及圆筒体（即直边）两部分组成。由于其曲率半径连续变化，受力状况也较好，与半球形封头相比，制造方便，因而被广泛采用。其余不做介绍,2.2.2蝶形封头,碟形封头又称带折边球形封头，它由几何形状不同的三个部分组成，中央为球面体，与筒体连接的部分为圆筒体，球面体与圆筒体用过渡圆（即折边）连接。因过渡圆弧半径远小于球体半径，故其受力状况较上述两种封头差，通常只用于压力较低、直径较大的容器。无折边球形封头是一块深度较小的球面体，结构简单、制造方便。但在它与筒体的连接处由于形状突变而存在很高的局部应力，故只适用于直径较小、压力较低的容器上。,2.2.3锥形封头,锥形封头：介质中含有颗粒状、粉末状物质或粘稠液体的容器，为便于物料汇集及卸料，容器底部常采用锥形封头；有时为保证气体介质在容器中均匀分布或改变流体流速，也采用锥形封头。锥形封头有带折边和无折边等三种（图27略）。无折边锥形封头是一段圆锥体，圆锥体与圆筒体直接连接造成形状突变而引起局部应力过高，故适用于压力较低且锥体半顶角小于300的场合。带折边的锥形封头是在锥体与圆筒体之间有一圆弧的折边，可以降低局部应力,2.2.4 平板封头,平板封头：受力时强度最低，相同直径、相同压力下所需厚度最大，除用作人孔盖、手孔盖外，一般很少采用。管壳式热交换器的管板起着壳程封头的作用。,2.3.1连接件,由于生产工艺需要和安装检修的方便，不少容器需采用可拆的连接结构，如压力容器的端盖与筒体之间、接管与管道之间的连接。这时通常采用法兰结构。法兰通过螺栓、楔口等连接件压紧密封件保证容器的密封。故法兰连接是由法兰、螺栓、螺母及密封元件所组成的密封连接件。法兰按照所连接的部件可分为容器法兰及管法兰。前者用于容器的端盖与筒体连接；后者用于接管（管道）与管道之间的连接。法兰按其整体性程度分成三种形式：整体法兰、松式法兰和任意式法兰。法兰按其密封面形式又可分为平面法兰、凹凸面法兰及榫槽面法兰。,2.3.2 密封元件,密封元件放在法兰接触面之间或封头与筒体顶部的接触面之间，借助于螺栓等连接件压紧力可达到密封的目的。按其所用材料的不同分为非金属密封元件（石棉垫、橡胶O型环等）、金属密封元件（紫铜垫、铝垫、软钢垫等）和组合式密封元件（铁包石棉垫、钢丝缠绕石棉垫等）。按其截面形状又可分为平垫片、三角形垫片、八角形垫片、透镜式垫片等。不同的密封元件和不同的连接件相组配，构成了各种不同的密封结构。,2.3.2 密封元件,强制密封：通过坚固端盖与筒体法兰的联接螺栓等强制方式将密封面压紧，从而达到密封的目的，如平垫密封、卡扎里密封等。2、自紧密封：利用容器内介质的压力使密封面产生压紧力来达到密封目的。它的密封力随着介质压力的增大而增大，因而在较高的压力下也能保持可靠的密封性能，如组合式密封、“O”形环密封、“C”形环密封、“B”形环密封、楔形密封、八角垫和椭圆垫密封、平垫自紧密封、伍德密封、氮气式密封等。3、半自紧密封：既利用容器内介质的压力，又利用坚固件的联接使密封面产生压紧力来达到密封的目的，如双锥密封就属于此。,2.4.1接管,为适应压力容器安全运行及生产工艺的需要而设置于封头（端盖）及筒体上，用于介质的进出、安全附件的安装等 常见的有三种形式：螺纹短管式、法兰短管式与平法兰式 法兰短管式要求短管有一定的长度，一般不小于100mm，如果有保温层还需要长一些,2.4.2 开孔,根据结构、介质等情况，压力容器需设置人孔或手孔等检查孔，用于容器的定期检验、检查或清除污物。人孔和手孔按其形状可分为圆形及椭圆形两种；按其封闭形式可分为外闭式及内闭式两种。一般手孔的直径不小于150mm,内径大于1000mm的容器，应开设人孔,2.4.3开孔补强结构,容器开孔后减小了容器壁的受力面积，而且还因为开孔造成结构不连续而造成应力集中，对容器的安全运行极为不利所以需要补强。补强分为两种：整体补强和局部补强，整体补强增加壁厚来提高承载力，所以不合理，需要进行局部的补强。局部补强三种：补强圈 厚壁短管 整体锻造,2.4.4 支座,支座是用于支承容器重量并将它固定在基础上的附加部件，其结构形式决定于容器的安装方式，容器重量及其他载荷，一般分为三大类：即立式容器支座、卧式容器支座及球形容器支座。立式支座中最常见的有悬挂式支座（耳式支座）、支承式支座及裙式支座主要用于高大的直立容器（塔类）。卧式容器支座的结构形式主要有鞍式支座、支承式支座等。支承式支座只适用于小型容器；鞍式支座常用于大中型容器；圈座适用于薄壁容器及多于两个支承的长容器。球容器中常见的有裙式支座和柱式支座。裙式支座一般用于小型的球型容器。,第三章 安全附件,压力容器由于使用特点及其内部介质的化学、工艺特性、需要装设一些安全装置和测试、控制仪表来监控，以保证压力容器的使用安全和生产工艺过程的正常进行。压力容器用的安全附件，如安全阀、爆破片、压力表、液面计和测温仪表等，应符合压力容器安全技术监察规程和相应标准的规定。每个容器操作人员必须熟悉并正确使用这些安全装置。,安全装置的分类,压力容器的安全装置按其功能大致可分为三类：（1）显示装置：用以显示介质的实际状况，如各类温度计、液面计、压力表等。（2）控制或显示控制装置：能依照设定的工艺参数自行调节，保证该工艺参数稳定在一定范围的装置，如减压阀、调节阀、电接点压力表、自动液面计等。（3）安全泄压装置：当容器或系统内介质的压力超过所定压力时，该装置自动泄放部分或全部气体，以防止压力增高而造成破坏，如安全阀、爆破片等。,压力容器安全装置设置的原则,1）在用压力容器，均应装设安全阀，但若压力来源于压力容器外部且得到可靠控制时，可以不直接安装在压力容器上。如压力来源于压缩机的空气储罐或蒸汽锅炉的分汽缸等。（2）若安装安全阀后不能可靠地工作，应装设爆破片或采用爆破片装置与安全阀组合共用结构。采用组合共用结构时，凡串联在组合结构中的爆破片在动作时不允许产生碎片。,压力容器安全装置设置的原则,3）压力容器最高工作压力低于压力源压力时，在通向压力容器进口的管道上必须装设减压阀；如因介质条件影响减压阀可靠地工作，可用调节阀代替减压阀。在减压阀或调节阀的低压侧，必须装安全阀和压力表。（4）压力容器液面计应根据压力容器的介质、最高工作压力和温度正确选用。超高压容器安全装置的设置，应符合超高压容器安全监察规程的要求。,选用要求,压力容器用的安全附件的设计、制造应符合压力容器安全技术监察规程和相应国家标准、行业标准的规定，而且必须选用有制造许可证单位生产的产品。如设计压力容器时采用最大允许工作压力作为安全阀、爆破片的调整依据，应设计图样上和压力容器铭牌上注明。,第一节 安全阀,安全阀是保证压力容器安全运行的重要的泄压装置。2007年1月1日施行的安全阀安全技术监察规程对安全阀的作用定义为：安全阀是一种自动阀门，它不借助任何外力而利用介质本身的力来排出一额定数量的流体，以防止压力超过额定的安全值。当压力恢复正常后，阀门再行关闭并阻止介质继续流出。(原安全阀的作用是：当压力容器内的压力超过最高工作压力时，安全阀就自动泄放，保证压力容器不爆炸。当压力容器内的压力低于最高工作压力时，安全阀就自动关闭，确保有用介质不外泄。),3.1.1安全阀的工作原理,安全阀主要由阀座、阀瓣和加压装置三部分组成。阀座内的通道与压力容器相通，阀瓣靠加压装置的压力紧紧压在阀座上，当阀瓣所受的压紧力大于气（汽）体对阀瓣的作用力时，阀瓣紧贴阀座，安全阀处于关闭状态；如果压力容器内压力升高，则气（汽）体作用在阀瓣的力也增大，当这个力大于加压装置对阀瓣的压紧力时，阀瓣即上升离开阀座，安全阀处于开启状态，容器内的气（汽）体从阀内排出，容器内压力下降，安全阀又自动关闭。这样就使压力容器内的压力始终保持在规定压力范围内,3.1.2 安全阀的分类及适用范围,1、按结构和加载形式分类（1）杠杆式安全阀：结构简单，调整容易，受环境温度的影响小，能用于较高的工作温度，缺点是笨重，受振动后易泄漏，不能用于高压及移动式容器。（2）弹簧式安全阀：结构紧凑，调整灵活，灵敏度高，安装位置不受严格限制，是压力容器最常用的一种安全阀。（3）脉冲式安全阀：结构比较复杂，通常只用于压力较高和安全泄放量很大的容器。（4）特殊结构形式的安全阀：包括带隔膜或波纹管的安全阀、平衡式安全阀等。,杠杆式安全阀,弹簧式安全阀,弹簧式安全阀,3.1.2 安全阀的分类及适用范围,按照气体排放方式分类（1）全封闭式：泄放气体全部经排放管排放，不向外泄漏，主要用于有毒、易燃介质的容器。（2）半封闭式：排放气体部分经排放管，部分外泄，多用于介质对环境不会污染的容器上。（3）敞开式：直接排入周围空间，多用于压缩空气、蒸汽等介质的容器。,3.1.2 安全阀的分类及适用范围,按阀瓣开启最大高度与阀孔直径之比分类（1）微启式：这种安全阀开启度较小，一般都小于d1/20的要求，一般可在阀座上装设一个简单的调节圈。微启式安全阀的密封面结构简单，调试维修容易，适用于排量不大，压力不高的场合。（2）全启式：hd1/4，对同样的排气量，全启式比微启式的体积小得多，但调试较复杂，,3.1.3安全阀的作用,安全阀的主要作用是当压力容器的压力超过允许工作压力时，自动跳开，把容器内的气（汽）体排出，直至压力容器内的压力降至正常工作压力时，又自动关闭，以保证压力容器在正常压力下运行。另外，安全阀开启时由于气（汽）体从阀内高速喷出，发出较大的响声，也起到一种自动报警的作用，警告压力容器操作人员迅速采取降压措施。,3.1.4弹簧式安全阀的结构形式及工作原理,1、结构弹簧式安全阀有单弹簧式和双弹簧式两种，主要由阀体、阀芯、阀杆、弹簧和调整螺丝等构件组成。2、工作原理弹簧式安全阀是利用弹簧的弹力将阀芯压在阀座上，根据压力容器的最高工作压力，可通过拧紧或旋松调整螺丝来调节弹簧的压紧力。当气（汽）体压力作用于阀芯上的托力大于弹簧作用在阀芯上部的压力时，弹簧就被压缩，阀芯被顶起离开阀座，使气（汽）体外泄；当作用于阀芯的托力小于弹簧弹力时，弹簧就伸和使阀芯下压，与阀痤重新紧密贴合，气（汽）体就停止向外排泄。优点：结构轻便紧凑、灵敏度比较高，安置方位不受限制，对振动不敏感。缺点：所加的载荷会随着阀的开启而发生变化，阀上的弹簧会由于长期受高温的影响而弹力降低,弹簧式安全阀及工作原理,3.1.5 对安全阀出厂的要求,（1）安全阀出厂必须附有产品质量证明书，其质量证明书应包括下列内容：铭牌上的内容；制造依据的标准；检验报告；其他特殊要求；（2）在安全阀产品上应装设牢固的金属铭牌，金属铭牌上应载明下列内容：制造单位名称，制造许可证编号；型号、形式、规格；产品编号；公称压力（MPa）；阀座喉径（mm）；排放系统；适用介质、温度；检定合格标记，监检标记；出厂年、月。,3.1.6 安全阀的选用,1、选用安全阀的依据安全阀的选用应根据工作压力、工作温度、介质特性（如粘性、清洁程度、毒性、毒性腐蚀性）以及容器有无震动等因素综合决定。2、具体选用安全阀时注意的事项（1）压力较低，温度较高且无震动的容器可采用杠杆式安全阀。（2）对一般低、中、高压容器选用弹簧式安全阀。（3）对有毒介质、易燃、易爆介质的压力容器应采用封闭式安全阀并将排放管导入回收容器内或引至安全地点，以避免中毒、燃烧、爆炸事故发生。（4）对蒸汽、压缩空气类介质的压力容器可选用敞开式或半封闭式安全阀。（5）高压容器及安全泄放量较大而壁厚又不太富裕的中、低压容器最好采用全启式安全阀，而安全泄放量较小和要求压力平稳的容器宜采用微启式安全阀。,3.1.6 安全阀的选用,（6）对粘性大或有腐蚀性介质的压力容器宜采取爆破片。（7）确定安全阀规格时需注意两点；安全阀的排放能力必须大于等于容器安全泄放量。考虑安全阀工作压力范围与容器相适应。A安全阀的公称压力（PN）应不小于压力容器的设计压力。B安全阀弹簧刚度应能满足开启压力调整范围。（8）选用安全阀时，需根据介质特性确定阀芯、阀体的材料。（9）对于开启压力大于3MPa的蒸汽用安全阀或介质温度超过2350C的气体用安全阀，宜采用带散热器的安全阀，以防止泄放介质直接冲蚀弹簧。（10）当安全阀有可能承受附加背压时，应选用带波纹管的安全阀。,3.1.7 安全阀中的保险装置,1）杠杆式安全阀应有防止重锤自由移动的装置和限制杠杆超出的导架；（2）弹簧式安全阀应有防止随便拧动调整螺丝的铅封装置；（3）静重式安全阀应有防止重片飞脱的装置。,3.1.8 安全阀的安装要求,安全阀安装正确与否直接关系到能否保证其正常工作，以确保压力容器的安全使用，防止压力容器爆炸事故的发生。安全阀的安装需符合以下几点要求（1）安全阀应铅直安装，并应装设在压力容器液面以上的气相空间，或与连接在压力容器气相空间上的管道连接；用于液体的安全阀应安装在正常液面以下。（2）压力容器与安全阀之间的连接管和管件的通孔，其截面积不得小于安全阀的进口截面积，其接管长度尽量短而直。（3）压力容器一个连接口上装设两个或两个以上安全阀时，则该连接口的截面积至少应等于这些安全阀的进口截面积总和。,3.1.8 安全阀的安装要求,4）压力容器与安全阀之间不宜装设中间截止阀门。但对于盛装易燃、毒性程度为极度、高度、中度危害或粘性介质的压力容器，为便于安全阀的更换、清洗，可在压力容器与安全阀之间装截止阀，截止阀的结构和通径应不妨碍安全阀的正常泄放，压力容器正常运行时截止阀必须保持全开，并加铅封。对于多个泄放装置的中间阀应采用机械联锁控制，以保证在任何时候都能满足容器所要求的泄放量。（5）安全阀装设位置应便于检查和维修。（6）对易燃、毒性程度为极度、高度或中度危害介质的压力容器，应在安全阀的排出口装设排放导管，将排放的介质引至安全地点，并进行妥善处理，不得直接排入大气，排放导管内径不得小于安全阀公称直径，并有防止排放导管内积液的措施。,3.1.9安全阀的维护,（1）经常保持安全阀清洁，采取有效措施，使安全阀防锈、防粘、防堵、防冻。（2）经常检查其铅封是否完好。对杠杆式安全阀应检查重锤是否松动、移动及另挂重物。（3）一旦发现渗漏现象，应及时修理或更换。（4）对空气、蒸汽及带有粘滞性介质的安全阀，应定期作手提排气试验，其间隔期由气体的洁净程度决定。（5）定期检验，包括清洗、研磨、试验及校验调整。,3.1.10安全阀常见故障的原因及排除,1、安全阀泄漏（1）氧化皮、水垢、杂物等落在密封面上，可用手动排气（汽）吹除或拆开清理。（2）密封面机械损伤或腐蚀，可用研磨或车削后研磨的方法修复或更换。（3）弹簧因受载过大而失效或弹簧因腐蚀弹力降低，应更换弹簧。（4）阀杆弯曲变形或阀芯与阀座支承面偏斜，应找明原因，重新装配或更换阀杆等部件。（5）杠杆式安全阀的杠杆与支点发生偏斜，使阀芯与阀座受力不均，应校正杠杆中心线。,3.1.10安全阀常见故障的原因及排除,2、安全阀不在调定的开启压力下动作（1）安全阀调压不当，调定压力时忽略了容器实际工作介质特性和工作温度的影响，需重新调定。（2）密封面因介质污染或结晶产生粘连或生锈，需吹洗安全阀，严重时则需研磨阀芯、阀座。（3）阀杆与衬套间的间隙过小，受热时膨胀卡住，需适当加大阀杆与衬套的间隙。（4）调整或维护不当，弹簧式安全阀的弹簧收缩过紧或紧度不够，杠杆式安全阀的生铁盘过重或过轻，需重新调定安全阀。（5）阀门通道被盲板等障碍物堵住，应清除障碍物。（6）弹簧产生永久变形，应更换弹簧。（7）安全阀选用不当，如在背压波动大的场合，选用了非平衡式的安全阀等，需更换相应类型安全阀。,3.1.10安全阀常见故障的原因及排除,3、安全阀达不到全开状态（1）安全阀选用的公称压力过大，弹簧刚度太大，需重新选用安全阀。（2）调节圈调整不当，需重新调整。（3）阀瓣在导向套中摩擦阻力大大，需清洗、修磨或更换部件。（4）安全阀排放管设置不当，气（汽）体流动阻力大，需重新调整排放管路。,3.1.10安全阀常见故障的原因及排除,4、阀瓣振荡（1）调节圈与阀瓣间隙太大，需重新调整。（2）安全阀的排放量比容器所要求的泄放量大得太多，应重新选型，使之相匹配。（3）安全阀进口管截面面积太小或阻力大，使安全阀的排气（汽）量供应不足，需更换或调整安全阀进口管路。（4）排入管路阻力太大，应对管路进行调整以减小阻力。,3.1.10安全阀常见故障的原因及排除,5、阀瓣不能及时回座（1）阀瓣在导向套中摩擦阻力大，间隙太小或不同轴，需进行清洗、修磨或更换部件。（2）阀瓣的开启和回座机构未调整好，应重新调整。对弹簧式安全阀，通过调节弹簧压缩力可调整其开启压力，通过调节下调节圈位置可调整其回座压力。,3.1.11安全阀的检验期限,（1）安全阀一般每年至少校验一次；（2）新安全阀在安装前应根据使用情况调试后，才准安装使用,第二节 爆破片3.2.1爆破片的作用,爆破片是爆破片装置承受压力的元件。压力容器上安装的爆破片主要起控制爆破压力的作用。当压力容器内的压力超过爆破片爆破压力时，爆破片即自行爆破泄压，防止压力容器爆炸事故的发生。,3.2.2爆破片的形式,爆破片一般有以下几种形式：1、平板型爆破片平板型爆破片由塑性金属或石墨制成，前者受载后引起拉伸破坏，后者则引剪切或弯曲破坏。2、普通正拱型爆破片普通正拱爆破片由单层塑性金属材料制成，凹面侧向介质，受载后引起拉伸破坏。3、开缝正拱型爆破片开缝正拱型爆破片由两片曲率相同的普通正拱型爆破片组合而成，凹侧向介质。与介质接触的一片由耐介质腐蚀的金属或非金属材料制成，另一片由金属材料制成，拱型部分开设若干条穿透的槽隙。受载后引起拉伸破坏。4、反拱型爆破片反拱型爆破片由单层塑性金属材料制成，凸面侧向介质，受载后引起失稳破坏。,3.2.3爆破片的适用范围,符合下列条件之一者，必须采用爆破片装置：1）容器内储存的物料会导致安全阀失灵时；（2）不允许有物料泄漏的容器；（3）容器内的压力增长过快，以致安全阀不能适应时；（4）安全阀不能适应的其他情况。,3.2.4 对爆破片的要求,（1）压力容器上装设的爆破片应保证当容器的压力增高时迅速爆破泄放，爆破片的设计爆破压力（PB）不得大于压力容器的设计压力（P），且爆破片的最小设计爆破压力（PBmin）不应小于压力容器的最高工作压力（Pw）的1.1倍，即PBP；PBmin1.1Pw。（2）压力容器设计时，如采用最大允许工作压力作为选用爆破片的依据，应在设计图样上和压力容器铭牌上注明。（3）必须选用国家定点制造厂制造的，符合压力容器安全技术监察规程等有关标准规定的爆破片。对拱型金属爆破片应符合GB567拱形金属爆破片技术条件的要求。,3.2.4 对爆破片的要求,（4）选用时应考虑容器内介质的特性以确定爆破片的材料。当压力容器内介质腐蚀性、易燃性或毒性程度为极度或高度危害，则应在容器设计总图样上注明选用爆破片的材质。对有腐蚀性介质的容器，必要时宜采用开缝正拱型爆破片，或采用在与腐蚀性介质的接触面上覆盖有金属或非金属保护膜的普通正拱型爆破片。（5）对于正拱型爆破片，若在泄放侧承受背压有可能失稳时，应加装真空托架。（6）对承受脉动载荷的中低压容器（如反应釜）用的爆破片，可优先采用反型爆破片。,3.2.5爆破片的装设要求,1）爆破片装置与容器的连接管线应为直管，阻力要小，管子通道面积不行小于膜片的的泄放面积。（2）对易燃、毒性程度为极度、高度或中度危害介质的压力容器，应在爆破生的排出口装设导管，将排放介质引至安全地点，并进行妥善处理，不得直接排入大气。（3）爆破片应与容器液面以上的气相空间相连，其中普通正拱型爆破片也可安装在正常液面以下。,3.2.6 爆破片的更换,爆破片应定期更换。更换期限除制造单位确保使用者外，一般为23年，使用单位可根据本单位的实际情况确定；对超过爆破片最大爆破压力而未爆破的应予以更换；在苛刻条件下使用的爆破片应每年更换。超高压容器的爆破片（帽）的选用与装设，应符合超高压容器安全监察规程的规定。,第三节 压力表,压力表是用来测量压力容器内介质压力的一种计量仪表，由于它可以显示压力容器内的压力，使操作人员能够正确操作，防止设备超压，所以压力表也是一种重要的安全附件。,压力表,压力表,3.3.1压力表的结构和原理,1、压力表结构单弹簧管压力表按其住移的转变机构可分为扇形齿轮式和杠杆式两种。最常用的是扇形齿轮单弹簧管压力表，它主要由弹簧弯管、支承座、表盘、管接头、连杆、扇形齿轮、指针、中心轴等部分组成。2、工作原理单弹簧管压力表是根据弹簧弯管在容器内部压力作用下发生位移的原理制成的。压力表内部一个主要部件是一根横断面呈椭圆形或扁平形的空长管，通过压力表的接头与压力容器相连接。当容器内气（汽）体进入这根弹簧弯曲管时，由于内压的作用使弯管向外伸展发生变形，产生位移。这一位移通过一套扇形齿轮传动带动压力表的指针转动。进入弯管内的气（汽）体压力越高，弯管位移越大，指针转动的角度也越大，这样压力容器内的压力就能在压力表刻度上显示出来。,3.3.2压力表的选用要求,（1）选用的压力表，必须与压力容器内的介质相适应。（2）低压容器使用的压力表精度不应低于2.5级；中压及高压容器使用的压力表精度不应低于1.5级。（3）压力表盘刻度极限值为最高工作压力的1.53.0倍，最好选用2倍。表盘直径不应小于100mm。,3.3.3压力表的安装要求,（1）装设位置应便于操作人员观察和清洗，且应避免受到辐射热、冻结或震动等不利影响。（2）压力表与压力容器之间，应装设三通旋塞或针型阀；三通旋塞和针型阀上应有开启标记和锁紧装置；压力表与压力容器之间，不得连接其他用途的任何配件或接管。（3）用于水蒸汽介质的压力表，在压力表与压力容器之间应装有存水弯管。（4）用于具有腐蚀性或高粘度介质的压力表与压力容器间应装设有隔离介质的缓冲装置。,3.3.4 凡属于下列情况之一时压力表应停止使用,（1）有限止钉的压力表，在无压力时，指针不能回到限止钉处；无限止钉的压力表，在无压力时，指针距零位的数值超过压力表的允许误差。（2）表盘封面玻璃破裂或表盘刻度模糊不清。（3）封印损坏或超过校验有效期限。（4）表内弹簧管泄漏或压力表指针松动。（5）其他影响压力表准确指示的缺陷。,3.3.5压力表的校验和维护,（1）压力表的校验和维护，应符合国家计量部门的有关规定。（2）压力表应由国家法定的计量检验单位进行定期校验，并按计量部门规定的期限校验。压力表安装前应进行校验。（3）经调校的压力表应在刻度盘上划出指示最高工作压力的红线，并注明下次校验日期。压力表校验合格后应加铅封。超高压容器的压力表或压力传感器的选用、安装等应符合超高压容器安全监察规程的规定。,第四节 液面计3.4.1液面计的作用,液面计是用于观察测量容器内液面变化情况的装置、它不仅是正常工艺生产需要的测量装置，也是保证容器安全运行不可缺少的安全装置。压力容器操作人员可根据液面计所显示的液面高低来调节或控制液体介质的量，从而保证液位始终处于正常范围内，避免超装过量或是投料过多而导致事故的发生。,3.4.2液面计的结构及工作原理,压力容器最常用的液面计，有玻璃管式和平板玻璃式两种。现就其结构及工作原理介绍于下：1、液面计结构玻璃管式液面计（图36略）主要由玻璃管、气（汽）旋塞、液（水）旋塞和放液（水）旋塞等部分组成。2、工作原理液面计是根据连通管原理制成的，气（汽）旋塞、液（水）旋塞分别由气（汽）连管及液（水）连管和压力容器气（汽）、液（水）空间相通，所以压力容器液面能够在玻璃管中显示出来。平板玻璃液面计（图37略）是用经进热处理具有足够强度和稳定性的玻璃板，嵌在一个锻钢盒内以代替玻璃管