压力容器简介 一、压力与压强 1、压力：垂直作用在物体表上的力。 压力容器简介 2、压强：单位面积上承受的力。在工程上，习惯称为压力。 式中：F表示力，单位是牛顿（N）， S表示面积单位是平方米（m2）， P表示压强，单位是帕斯卡（Pa）。 压力容器简介 3.1、压力、压强的传递——固体 压力容器简介 3.2、压力、压强的传递——液体 压力容器简介 3.2、压力、压强的传递——液体 压力容器简介 3.3 压力、压强的传递——气体 压力容器简介 4、压强的单位 1、加冠字的法定单位：KPa，MPa 2、工程上有时会用到：公斤力（公斤） 3、其他加强单位：mmHg（毫米汞柱） mmH2O（毫米水柱） 压力容器简介 5、常见压强单位的换算 （1）标准大气压＝0.1MPa＝760 mmHg （2）工程大气压 压力容器简介 6、绝对压力、表压力、负压力 （1）绝对压力：容器内的实际压力。 （2）表压力：压力表上的读数或液柱差H的压力值就是容器内介质压力超出大气压力的部分 P绝=P表+P大气压 （3）负压力（真空度）：介质的压力低于大气压力的部分,称为负压力或真空,简称负压。此时P表为负值，或表示为 P负= P大气压-P绝。 压力容器简介 几种压力的关系图 压力容器简介 压力容器简介 压力容器简介 二、压力容器的定义 1、容器：由曲面构成用于盛装物料的空间构件。 2、广义的压力容器：即所有承受压力的密闭容器均称为压力容器。（它包括内压和外压容器） 3、狭义的压力容器：按照《特种设备安全监察条例》第九十九条第一款第（二）项的定义。 压力容器简介 压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为 最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa?L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器； 盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa?L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶； 氧舱等。 压力容器简介 三、压力容器中的压力源 1、来自容器外部：蒸汽锅炉或压缩机 2、来自容器内部：受热、化学反应、聚集状态发生改变等 压力容器的工艺参数 一、压力 （一）工作压力：容器顶部在正常工艺操作时的压力。 （二）最高工作压力：容器顶部在工艺操作过程中可能产生的最高压力。 （三）设计压力：在设计过程中，在相应设计温度下用以确定容器壁厚及其元件尺寸的压力。 压力容器的工艺参数 （四）相关压力之间的关系 设计压力≥最高工作压力≥工作压力 设计压力≥超压泄放装置动作压力 超压泄放装置动作压力≥设计图样注明的最高允许工作压力 二、温度 （一）介质温度：容器内工作介质的温度 压力容器的工艺参数 （二）设计温度：容器在正常工作过程中，在相应的设计压力下，表壁或元件金属可能达到的最高或最低温度。 取最低温度的情况：温度低于-20℃时。 压力容器的分类 依照《固定式压力容器安全技术监察规程》附件A的规定， 主要有以下几种分类方法： 一、等级划分——按设计压力分： （1）低压（代号L）： 0.1MPa≤P1.6MPa （2）中压（代号M）：1.6MPa≤P10MPa （3）高压（代号H）：10MPa≤P100MPa （4）超高压（代号U）：100MPa≤P 压力容器的分类 二、品种划分——按其作用 （1）反应容器（R） （2）换热容器（E） （3）分离容器（S） （4）储存容器（C） 压力容器的分类 三、类别划分——按危险等级 1、将压力容器的介质分为两组 （1）毒性程度为极度危害（I类）、高度危害（II类）的化学介质，易爆介质，液化气体。 （按HG20660-2000《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危害分类》确定，并参照GB5044-85《职业性接触毒物危害程度分级》 ） （2）除上述介质之外的其他介质。 压力容器的分类 2、第一类介质设备的分类 压力容器的分类 3、第二类介质设备的分类 压力容器的分类 四、其他分类方式 1、按设计温度： 低温（t≤-20℃） 中温（ -20℃ ＜ t＜ 450 ℃ ） 高温（ t＞450℃ ） 2、按是否固定地点：固定式、移动式 3、按材料：钢制、铸铁、有色金属、非金属 4、按几何形状：球形、筒形 5、按壁厚与内径比：薄壁、厚壁 压力容器用钢 一、钢材的机械性能 （一）强度： 抗拉强度、屈服强度、蠕变极限、持久强度 （二）塑性：伸长率、收缩率 （三）韧性：冲击功 二、钢材的工艺性能 三、钢材的耐腐蚀性能 压力容器用钢 四、压力容器常用钢材 （一）普通碳素钢： 主要以字母Q+屈服强度值命名，后面还会加上表示质量的等级的ABCD等，如Q235B （二）优质碳素钢： 以含碳量的万分比数值及用途表示，如20g (三) 低合金高强钢 以含碳量加上主要其他元素表示：如16MnR 压力容器用钢 压力容器的主要应力 一、应力 应力是材料力学一个重要概念。它表征的是材料内部单位面积上受到的力。 和压强类似，他的单位是N/m2，但不称为帕斯卡。 二、主要产生应力因素： 压力（周向、经向、轴向）、重量、温度、风载 三、应力集中：主要发生在形状突变处 工程上，习惯把压强称为压力，比如后面会提到的，指示压强的仪表，其实应该叫压强表，但习惯上都称为压力表。说某某容器公称压力是多少，设计压力是多少，其实是说，公称压强、设计压强。今后，只要没有特别说明，我们说到压力，都指的是压强。 我们知道，科学领域很多定理、单位、甚至化学元素都是以一些科学家的名字来命名的，牛顿大家都很很熟悉了，是英国著名的物理学家。那么，这位帕斯卡，则是一位法国数学家、物理学家、宗教哲学家。 在我国的法定单位制中，压强的单位就是帕斯卡，由于这个单位比较小，大家知道，一千克物体所产生的重力是9.8牛顿，那可以想像一下，1牛顿也就大约是0.102千克左右的物体 均匀分布在一平方米大小的面积上所产生的压力，这样一个值就是帕斯卡。所以，在实际应用中，我们一般用到的是千帕和兆帕，1兆帕等于1000千帕也就是1百万帕斯卡。分别用K和M表示，注意这个M必须大写。否则就变成毫了。开云APP 开云官网入口 有的时候，我们会习惯沿用以前的单位，说公斤，或者公斤力，其实指的是一公斤物体作用在一平方厘米面积上所产生原压强。 还有的时候，会说多少 毫米汞柱，多少毫米水柱，我们知道，液体产生的压强只与他的深度或者说液面高度有关，而和液体总量没有直接关系。多少高的液柱，就对应了多少大的压强。开云APP 开云官网入口 把海平面上的气压称为标准大气压，这个值确定为0.1MPa 习惯上，把一千克力或者说一公斤力称作工程1个大气压，他和其他单位之间的换算关系是： 这样我们可以看出，一个大气压，或者说0.1MPA大致等于一公斤力加在一个平方厘米的面积上，一平方厘米也就差不多是一个指甲盖的大小，在这样的面积上承受了一公斤的力。 对于固体来说，传递的是压力，图中，ABC三个物体受力是一样的，但由于接触面积不同，显然在BC接触面和C的底面，压强要大，AB面次之，A的顶端最小。 对于液体来说，由于液体具有流动性，不像固体那样能够在一定条件下互相支撑，所以其压强的关系和固体不尽相同，他的特点是，传递的是压强，在同等深度的地方，压强是一样的，随着深度加大，开云 开云体育平台压强也加大。假设说我们有一个类似上一幅图这样的一种容器，那么，在容器最底端和中部绿线这个位置，他们的压强是不一样的，而前面那个固体，在C物体的上下表面的压强是一样的。有人可能会说，那这不是和压强的定义矛盾了吗？其实不会，我们说， 液体有流动性，当你面积扩大的时候，势必会有液体要补充到这多余的空间来，那么，这时有两种情况，一是总液量如果不变，即总压力不变，则液深肯定要变浅， 此时当然压强变小。那如果要保持液深不变，则多出来的面积要用更多的液体来补充，这时候，实际是总压力变大了。所以，压强也变大了。用公式来表述就是： 对于液体来说，由于液体具有流动性，不像固体那样能够在一定条件下互相支撑，所以其压强的关系和固体不尽相同，他的特点是，传递的是压强，在同等深度的地方，压强是一样的，随着深度加大，压强也加大。假设说我们有一个类似上一幅图这样的一种容器，那么，在容器最底端和中部绿线这个位置，他们的压强是不一样的，而前面那个固体，在C物体的上下表面的压强是一样的。有人可能会说，那这不是和压强的定义矛盾了吗？其实不会，我们说， 液体有流动性，当你面积扩大的时候，势必会有液体要补充到这多余的空间来，那么，这时有两种情况，一是总液量如果不变，即总压力不变，则液深肯定要变浅， 此时当然压强变小。那如果要保持液深不变，则多出来的面积要用更多的液体来补充，这时候，实际是总压力变大了。所以，压强也变大了。用公式来表述就是： 所以，液体的压强只与他的密度、液面深度有关。 在开放的空间中，气体的压强和液体有着类似的性质，比如我们知道，海拔越高的地方，空气越稀薄，气压也起越低。 在一个相对密闭的空间中，由于其密度远小于固体和液体，，开云 开云体育平台气体的压强是均匀分布的，其对外的压强与其温度、体积（也就是被压缩的状态）有关。 大家请注意，教材上的图有错。应该是这样的了。当U形管向下时，液位低的一侧的压力高。 介绍完了压力和压强，我们再来看下压力容器的定义， 首先，什么是容器，然后，什么是压力容器 在介绍特种设备法规的时候，我们就介绍过《条例》对压力容器的定义。现在再重复一下： 这个定义是大家必须掌握的。可以看出，条例中把仅受外压的容器也就是真空容器排除了，这是由于真空容器的主要失效模式是凹陷或失稳。一般不会发生爆炸，危险性相对较小。 几个问题解释一下：一是参数，条例的定义中对固定式移动式压力容器、气瓶、氧舱的参数是分开规定的，特别是氧舱，没有规定参数。也就是所有氧舱。而对于其他容器，只要有一个条件未达到，则不属于条例监管范畴。 二是“标准沸点”，这说的是在一个标准大气压下的沸点，也就是说，如果如果有一种常温液体虽然仍处于液态，但其温度已超过标准大气压下的沸点了，显然，这时容器内的压力要大于大气压，则这样的容器也要管的。 这样也就解释了最高工作压力并没有把静液压计算在内的问题。也就是各类普通的储油罐不属于压力容器。 从定义可以看出，我们所说的压力都不包括液体静液压。 请大家注意：这一章节的内容可能和教材上的有些差别，而考试 时的内容是以授课时的为准的。 一、按设计压力分。注意在对容器进行界定也就是条例第九十九条，用的是“最高工作压力”。而这里分类用的是设计压力。这在《固容规》上称为等级划分 反应容器主要有：反应器、反应釜、聚合釜、合成塔、变换炉、煤气发生炉、分解锅、硫化罐、分解塔、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜等 换热容器主要有：交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套、预热锅、溶剂预热器等 分离容器主要有：分离器、过滤器、集油器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等 储存容器主要有：储罐、缓冲罐、消毒锅、印染机、烘缸、蒸锅等 较之旧《容规》，新的《固[容规》将部分原来划在换热设备中的设备改划至储存容器中。 P绝＝P大气压 P绝P大气压 P绝P大气压 四、压力容器常用钢材 （四）不锈钢（主要是含有铬钼等元素）： 如 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti （五）新GB713-2008对命名方法的修改 将碳素钢、优质碳素钢和低合金高强钢的命名作了统一，均用原碳素钢的命名方法表示，如：原20g、20R均改为Q245R，原16MnR改为 Q345R。而原铬钼钢、钼钢的命名方法基本不变。 左图中有力F，我们就称其为压力。而右图中的F，一般不称压力，因为他不是垂直作用在物体表面上，他对物体有一个压力作用，还有一个把物体向上推的作用。

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