江苏千里机械有限公司

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压力容器

一、压力容器的定义:
压力容器的英文:pressure vessel,是指盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备。江苏千里机械有限公司是一家生产高端、高压容器的生产型企业,是中国化工装备协会会员单位,中国石油的入网企业,拥有先进的生产工艺和技术企业。

江苏千里机械有限公司是:
江苏省定点生产高压容器厂家
是中国化工装备协会会员单位
中国发酵工业协会会员单位
具备一、二、三类高压压力容器的生产资质,江苏千里千里机械有限公司的制造许可证号码
:(TS221OM28-2020)

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 二、压力容器制造工序一般可以分为:
原材料验收工序、划线工序、切割工序、除锈工序、机加工(含刨边等)工序、滚制工序、组对工序、焊接工序(产品焊接试板)、无损检测工序、开孔划线工序、总检工序、热处理工序、压力试验工序、防腐工序。


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 三、压力容器的焊接工艺:
不同的焊接方法有不同的焊接工艺。焊接工艺主要根据被焊工件的材质、牌号、化学成分,焊件结构类型,焊接性能要求来确定。首先要确定焊接方法,如手弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、
熔化极气体保护焊等等,焊接方法的种类非常多,只能根据具体情况选择。确定焊接方法后,再制定焊接工艺参数,焊接工艺参数的种类各不相同,如手弧焊主要包括:焊条型号(或牌号)、直径、电流、电压、焊接电源种类、极性接法、焊接层数、道数、检验方法等等。


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四、压力容器是指同时具备下列三个条件: 
1.工作压力(PW) ≥ 0.1MPa(不含液体静压力)。
2.内直经(非圆形截面积指最大尺寸) ≥ 0.15M 且容积 V≥ 0.025M3。
3.盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度大于等于标准沸点的液体

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  五、压力容器的分类: 
1.按设计压分为:低压,中压、高压、超高压四个压力等级。
(1)低压容器(代号 L):0.1MPa ≤P<1.6MPa。 
(2)中压容器(代号 M):1.6MPa ≤P<10MPa。 

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(3)高压容器(代号 H):10MPa ≤P<100MPa。
(4)超高压容器(代号 U):P≥100MPa。

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六、按压力容器在生产工艺过程中的作用原理分类:
(1)反应压力容器(代号 R),主要用于介质的物理、化学反应的压力容器,如反应塔等。
(2)换热压力容器(代号 E),主要是用于完成介质热量交换的压力 容器,如热交换器,冷凝器。


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(3)分离压力容器(代号 S),主要是用于完成介质的流体压力缓冲和气体净化分离,如分离 器、缓冲器、分汽缸等。
(4)储存压力容器(代号 C,其中球罐代号 B),主要是用于储存、盛装气体、液体,液化气体 等介质的压力容器,如各种型式的储罐。

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七、压力容器品种划分:
压力容器按在生产工艺过程中的作用原理,分为反应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。具体划分如下:
(1)反应压力容器(代号R):主要是用于完成介质的物理、
化学反应的压力容器,如反应器反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合釜高压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球蒸压釜煤气发生炉等。

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(2)换热压力容器(代号E):主要是用于完成介质的热量交换的压力容器,如管壳式余热锅炉、热交换器冷却器冷凝器加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热器、蒸锅、蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套等。
(3)分离压力容器(代号S):主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体
净化分离的压力容器,如分离器过滤器集油器、缓冲器、洗涤器吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸除氧器等。

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(4)储存压力容器(代号C,其中
球罐代号B):主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器,如各种型式的储罐。
在一种压力容器中,如同时具备两个以上的工艺作用原理时,应当按工艺过程中的主要作用来划分品种。

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八、压力的定义:
压力容器的压力可以来自两个方面,一是压力是容器外产生(增大)的,二是压力是容器内产生(增大)的。
最高工作压力,多指在正常操作情况下,容器顶部可能出现的最高压力。
设计压力,系是指在相应
设计温度下用以确定容器壳体厚度的压力,亦即标注在铭牌上的容器设计压力,压力容器的设计压力值不得低于最高工作压力;当容器各部位或受压元件所承受的液柱静压力达到5%设计压力时,则应取设计压力和液柱静压力之和进行该部位或元件的设计计算;装有安全阀的压力容器,其设计压力不得低于安全阀的开启压力或爆破压力。容器的设计压力确定应按GB 150的相应规定。

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九、压力容器温度:
金属温度,系指容器受压元件沿截面厚度的平均温度。任何情况下,元件金属的表面温度不得超过钢材的允许使用温度。
设计温度,系指容器在正常操作情况下,在相应
设计压力下,壳壁或元件金属可能达到的最高或最低温度。当壳壁或元件金属的温度低于—20℃,按最低温度确定设计温度;除此之外,设计温度一律按最高温度选取。设计温度值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度;对于0℃以下的金属温度,则设计温度不得高于元件金属可能达到的最低金属温度。容器设计温度(即标注在容器铭牌上的设计介质温度)是指壳体的设计温度。

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十、压力容器介质:

生产过程所涉及的介质品种繁多,分类方法也有多种。按物质状态分类,有气体、液体、液化气体、单质和混合物等;按化学特性分类,则有可燃、易燃、惰性和助燃四种;按它们对人类毒害程度,又可分为极度危害(I)、高度危害(Ⅱ)、中度危害(Ⅲ)、轻度危害(Ⅳ)四级。
易燃介质:是指与空气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%的气体,如一甲胺、乙烷、乙烯等。
毒性介质:《压力容器安全技术监察规程》(以下简称《容规》)对介质毒性程度的划分参照GB 5044《职业性接触毒物危害程度分级》分为四级。其最高容许浓度分别为:极度危害(I级)<0.1 mg/m3;高度危害(Ⅱ级)0. 1 ~<1.0 mg/m3;中度危害(Ⅲ级)1.0 ~<10 mg/m3;轻度危害(1V级)≥10 mg/m3。
 
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十一、加工误差变形
1.下料误差变形
由于下料尺寸不准,使成型后的部件形状超出了标准规定。下料尺寸不准主要是由于计算或放大样有误,除了提高下料人员的技术水平,还应施行下料尺寸校对制,并尽可能采取下料尺寸计算机软件管理。
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2.成型误差变形
压力容器部件在加工成型中,由于操作不当或模具不标准而产生变形:热成型封头脱模温度有一定要求,如温度尚高就过早脱模会导致封头收缩较大,严重时可使其几何尺寸超标;机械辊制或压制的容器部件,因操作不当使之产生变形;模具设计考虑不周或有误,使成型后压力容器部件的几何尺寸不符合要求。主要预防措施有:
(1)成型操作严格按工艺技术要求进行。
(2)用检查样板严格控制加工件的形状。


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压力容器中的介质为混合物质时,应以介质的组成并按毒性程度或易燃介质的划分原则,由设计单位的工艺设计部门或使用单位的生产技术部门决定介质毒性程度或是否属于易燃介质。
腐蚀性介质,石油化工介质对压力容器用材具有耐腐蚀性要求。有时是因介质中有杂质,使腐蚀性加剧。腐蚀介质的种类和性质各不相同,加上工艺条件不同,介质的腐蚀性也不相同。这就要求压力容器在选用材料时,除了应满足使用条件下的力学性能要求外,还要具备足够的耐腐蚀性,必要时还要采取一定的防腐措施。

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十二、技术条件:
1)使用条件比较苛刻。压力容器不但承受着大小不同的压力载荷(在一般情况下还是脉动载荷)和其他载荷,而且有的还是在高温或深冷的条件下运行,
工作介质又往往具有腐蚀性,工况环境比较恶劣。
2)容易超负荷。容器内的压力常常会因操作失误或发生异常反应而迅速升高,而且往往在尚未发现的情况下,容器即已破裂。
3)局部
应力比较复杂。例如,在容器开孔周围及其他结构不连续处,常会因过高的局部应力和反复的加载卸载而造成疲劳破裂。
4)常隐藏有严重缺陷。焊接或锻制的容器,常会在制造时留下微小裂纹等严重缺陷,这些缺陷若在运行中不断扩大,或在适当的条件(如使用温度、工作介质性质等)下都会使容器突然破裂。

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十三、压力容器使用管理:

1)使用不合法。购买一些没有压力容器制造资质的工厂生产的设备作为承压设备,并非法当压力容器使用,以避开报装、使用注册登记和检验等安全监察管理,留下无穷后患。
2)容器虽合法而管理操作不符合要求。企业不配备或缺乏懂得压力容器专业知识和了解国家对压力容器的有关法规、标准的技术管理人员。压力容器操作人员未经必要的专业培训和考核,无证上岗,极易造成操作事故。
 

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3)压力容器管理处于“四无”状态。即一无安全操作规程,二无建立压力容器技术档案,三无压力容器持证上岗人员和相关管理人员,四无定期检验管理。使压力容器和安全附件处于盲目使用、盲目管理的失控状态。
4)擅自改变使用条件,擅自修理改造。经营者无视压力容器安全,为了适应某种工艺的需要而随意改变压力容器的用途和使用条件,甚至带“病”操作,违规超负荷超压生产等造成严重后果。
5)地方政府的安全监察管理部门和相关行政执法部门管理不到位。安全监察管理部门和相关行政执法部门的工作未能使用社会主义市场经济的发展,特别是规模小、分布广的民营和私营企业的激增,使压力容器的安全监察管理存在盲区和管理不到位的现象,助长了压力容器的违规使用和违规管理。
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十五、应力变形及预防
1.火焰切割变形
(1)筒节:大直径壳体短筒节下料(料较长且较窄)时,其端口的火焰切割加工边易发生变形。因切割高温冷却后,加工边产生收缩,直线边变为“弧线”边,筒节辊圆后,其端口就不在一个水平面上,误差较大时,满足不了组对和焊接的要求。应采取对称切割或机械加工等方法避免产生变形。
(2)封头:成型封头火焰净料切割后,其端口周边会产生收缩,使封头口径变小。严重时,收缩后的封头口径满足不了尺寸要求。对整体成型的封头端口加工,如采取火焰切割,则其成型模具设计时要考虑切割后的收缩量;对瓣片式组合封头的端口加工,如采取火焰切割,则封头组装时口径要适当放大,以弥补切割后的收缩量。也可采取机械加工的方法避免产生变形。

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(3)
机加工件坯料(主要是钢板坯料):这种坯料多用于压力容器上的大型法兰或密封圈等。火焰切割后,由于钢板胀缩不均,致使坯料板面不平,严重时造成坯料面的加工量不够。应在坯料板切割后进行平整矫形,对难以矫形的坯料板,可适当增大其加工余量。
2.加工失稳变形
加工失稳变形往往是在已成型的封头或筒节上开大型孔(如容器的装卸孔)、由于开孔区及其附近稳定性减弱,造成壳体局部或部件的变形。尽量避免在单独筒节或单独封头上直接开大孔,可视情况将壳体组装成大段或整体后再开大孔;开大孔前将开孔区用紧贴壳体的筋板进行加强,组焊接管后壳体处于整体稳定状态时,再把加强板撤掉。


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 3.焊接变形
焊接工艺是容器焊接的技术要求和操作规定,包括:采用的焊接方法、焊接坡口、焊条种类及直径,焊接工艺参数、焊接顺序、焊道层数、焊前和焊后的处理、焊接环境要求以及防变形、反变形措施等。焊接工艺必须经过工艺评定达到合格,而且在焊接操作过程中必须严格执行工艺要求。
根据压力容器和大型部件的焊接条件和焊接量,预先分析焊接将要产生的变形大小和形态,有针对性地制定的控制措施
(1)对多焊道的大型压力容器,例如球形容器,应先组装联结成整体后再进行焊接,焊接应对称进行,并要遵守规定的焊接顺序。
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(2)对多焊道的大型部件,如瓜瓣式组合封头和由瓣片组合的壳体过渡段,除执行上述要求外,还应在施焊场地设口形固定卡具。
(3)较长且分多节组焊的压力容器,其筒节下料时尺寸要适当放出焊接收缩量,以避免出现焊后壳体缩短现象。
(4)对压力容器,特别对结构复杂的压力容器的组焊,要采取合理的组装顺序和焊接防变形措施,确保其制造中不变形。
(5)反变形措施:根据实践经验或推算,预先在焊接件上向焊接变形相反的方向给以变形,焊接后这个预变形量刚好得到抵消,具体做法是:压力容器筒节的纵缝对接处两端头压弧时,在发生焊接变形方向的相反向留出反变形量;组合式瓣形封头和过渡段模具尺寸考虑抵消焊接变形的反变形量。
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4.热处理变形的预防措施
(1)热处理炉必须符合规范要求,炉内温度均匀准确,炉壁火焰喷嘴处应设挡火墙,严禁火焰直接接触或接近热处理件。
(2)长度较大的压力容器进炉后,要加临时支座支垫,所用数量视容器具体尺度而定。
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(3)直径较大、厚度较薄的壳体,一般应进行内部加强。
(4)分段预制的压力容器,分段端口处应设加强支撑。
(5)对受高温易失去稳定的压力容器部件,也应根据具体情况进行加固加强。

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(3)模具设计在依照加工件的理论尺寸形状的基础上,充分考虑压力容器部件加工成型中和成型后发生的变化,冷成型模具要考虑成型件的回弹量,热成型模具要考虑成型件冷却后的收缩量。
3.组装误差变形
压力容器壳体组装时由于错口或不直度误差等超标所产生的变形,称组装变形。其预防措施:
(1)壳体组装应使用定位卡具,直径较大、厚度较薄的壳体,组装时筒节还要加支撑,严格限制壳体对接边的错口。
(2)壳体卧式组装应在托辊上进行,并用直线检查其不直度。
(3)分段预制的压力容器,安装时要设定位卡具,并用经纬仪检查其不直度。

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