壓力容器基礎知識
1)壓力容器的操作條件
(1)壓力。壓力容器的壓力可以來自兩個方面,一是來自壓力容器外,一是來自壓力容器內。
壓力容器的最高工作壓力,對于承受內壓的壓力容器,是指壓力容器在正常使用過程中,容器頂部可能出現(xiàn)的最高壓力;對于承受外壓的壓力容器,是指壓力容器在正常使用過程中,夾套頂部可能出現(xiàn)的最高壓力。
壓力容器的設計壓力,是指在相應設計溫度下用以確定容器殼體厚度的壓力,亦即標注在銘牌上的容器設計壓力,其值不得小于最大工作壓力。當容器各部位或受壓元件所承受的液桂靜壓力達到5%設計壓力時,則應取設計壓力和液柱靜壓力之和進行該部位或元件的設計計算;裝有安全泄放裝置的壓力容器,其設計壓力不得低于安全泄放裝置的開啟壓力或爆破壓力。容器的設計壓力應按GB150的相應規(guī)定確定。
(2)溫度。金屬溫度,系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允許使用溫度。
設計溫度,系指容器在正常操作情況下,在相應設計壓力下設定的受壓元件的金屬溫度,其值不得低于元件金屬可能達到的最高金屬溫度;對于0℃以下的金屬溫度,則設計溫度不得高于元件金屬可能達到的最低金屬溫度。容器設計溫度(即標注在容器銘牌上的設計介質溫度)是指殼體的設計溫度。
(3)介質。生產工藝過程所涉及的工藝介質品種繁多,分類方法也有多種。按物質狀態(tài)分類,有氣體、液體、液化氣體、單質和混合物等;按化學特性分類,則有可燃、易燃、惰性和助燃四種;按它們對人類毒害程度,又可分為極度危害(Ⅰ)、高度危害(Ⅱ)、中度危害(Ⅲ)、輕度危害(Ⅳ)四級。
易燃介質:是指與空氣混合的爆炸下限小于10%,或爆炸上限和下限之差值大于等于20%的氣體,如一甲胺、乙烷、乙烯等。
毒性介質:《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》(以下簡稱《容規(guī)》)對介質毒性程度的劃分參照GB5044《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》分為四級。其最高容許濃度分別為:極度危害(Ⅰ級)<0.1mg/m3;高度危害(Ⅱ級)0.1~<1.0mg/m3;中度危害(Ⅲ級)1.0~<10mg/m3;輕度危害(Ⅳ級)≥10mg/m3。
壓力容器中的介質為混合物質時,應以介質的組成并按毒性程度或易燃介質的劃分原則,由設計單位的工藝設計部門或使用單位的生產技術部門決定介質毒性程度或是否屬于易燃介質。
腐蝕介質:石油化工介質對壓力容器用材具有耐腐蝕性要求。有時是因介質中有雜質,使腐蝕劇烈地增加。腐蝕介質的種類和性質各不相同,加上工藝條件不同,介質的腐蝕性也不相同。這就要求在選用壓力容器用材時,除了應滿足使用條件下的力學性能要求外,還要具備足夠的耐腐蝕性,必要時還要采取一定的防腐措施。
2)壓力容器的分類
壓力容器分類方法很多,為利于安全技術監(jiān)察和管理,《容規(guī)》將壓力容器劃分為3類。
(1)下列情況之一為第三類壓力容器:高壓容器;中壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質);中壓儲存容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質,且pV大于等于10MPa·m3);中壓反應容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質,且pV大于等于0.5MPa·m3);低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害的介質,且pV大于等于0.2MPa·m3);高壓、中壓管殼式余熱鍋爐;中壓搪玻璃壓力容器;使用強度級別較高(指相應標準中抗拉強度規(guī)定值下限大于等于540MPa)的材料制造的壓力容器;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(半掛)車、低溫液體運輸(半掛)車、永久氣體運輸(半掛)車]和罐式集裝箱(介質為液化氣體、低溫液體)等;球形儲罐(容積大于等于50m3);低溫液體儲存容器(容積大于5m3)。
(2)下列情況之一為第二類壓力容器:中壓容器;低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質);低壓反應容器和低壓儲存容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質);低壓管殼式余熱鍋爐;低壓搪玻璃壓力容器。
(3)低壓容器為第一類壓力容器。
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