压力容器复习题

1.《固定式压力容器安全技术监察规程》中压力容器定义：

(1) 工作压力≥0.1MPa(表压力，不含液体静压力)；

(2)工作压力与容积的乘积≥2.5MPa·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。

2.压力（物理意义）：垂直作用在物体表面上的力，单位“牛顿”；

3.压强：单位面积上承受的力，单位“帕斯卡”，简称“帕”；

4.几个常用单位之间的换算关系：

1kgf/cm2=0.098MPa≈0.1MPa

5.表压力：容器内介质压力超出大气压力的部分，公式表示为

P表= P绝-P大气。

6.工作介质为压缩气体的压力容器，其可能达到的最高工作压力为气体压缩机出口的气体压力（气体在容器内温度大幅度升高或产生其他物理化学变化使压力升高的情况除外）。

7.工作介质为蒸汽的压力容器，其可能达到的最高工作压力为锅炉出口处的蒸汽压力。

8.盛装气体介质的容器，因为气体具有很大的压缩比，容器爆炸时膨胀功即释放的能量很大，因此危害性也就大

9.压力容器的主要工艺参数为压力和温度。

表上所显示的压力值为表压力。

 工作压力：也称操作压力，系指容器顶部在正常工艺操作时的压力(即不包括液体静压力)。

 最高工作压力：系指容器顶部在工艺操作过程中可能产生的最大表压力(即不包括液体静压力)。压力超过此值时，容器上的安全装置就要动作。容器最高工作压力的确定与工作介质有关。

 设计压力：系指在相应设计温度下用以确定容器计算壁厚及其元件尺寸的压力。一般不小于最高工作压力，由于考虑问题的角度不一样，不同规范对设计压力的选取原则可能会略有差异。

10. 温度

 介质温度：系指容器内工作介质的温度，可以用测温仪表测得。

 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，系容器在正常工作过程中，在相应设计压力下，表壁或元件金属可能达到的最高或最低温度（与介质温度不等同）。

11.按压力分类

 按所承受压力(P)的高低，压力容器可分为低压（L）、中压（M）、高压（H）、超高压（U）四个等级。具体划分如下：

（1）低压容器，0.1MPa≤P<1.6MPa

（2）中压容器：1.6MPa≤P<10MPa

（3）高压容器，10MPa≤P<100MPa

12.按壳体承压方式不同，压力容器可分为内压(壳体内部承受介质压力)容器和外压(壳体外部承受介质压力)容器两大类。

13.按设计温度分类

 按设计温度(t)的高低，压力容器分为低温容器(t≤-20℃)，常温容器(-20℃ ＜ t＜450℃)和高温容器(t≥450℃)

14.按在生产工艺过程中的作用原理分类，压力容器可分为反应容器（R）、换热容器（E）、分离容器（S）和储存容器（C，球罐代号B）。

15.反应容器，系指主要用来完成介质的物理、化学反应的压力容器，

换热容器，系指主要用来完成介质的热量交换的容器，

分离容器，系指主要用来完成介质的流体压力平衡、缓冲和气体净化分离等的容器，

储存容器，系指主要用来盛装生产和生活用的原料气体、液体、液化气体等的容器。

16.常见有毒介质：SO2、NH3、CO、甲醇、CS2、乙炔、H2S、Cl2等。

 常见易燃易爆介质： CO、一甲胺、乙炔、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、丁烯、氯甲烷、环氧乙烷、环丙烷、氢气、三甲胺等。

17.对选用钢材的要求

 机械性能 压力容器用材主要强调强度、塑性、韧性三个性能指标。

 强度：指金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力，简单说成材料承受外力和内力作用而不破坏的能力。

塑性：指材料受力破坏前承受最大塑性变形的能力，即材料发生塑性变形的能力，

。 韧性：为防止或减少压力容器发生脆性破坏（在较低应力状态下发生无显著塑性变形的破坏），要求材料在使用温度下有较好的韧性。

 工艺性能 要求金属材料通过常规的焊接方法和焊接工艺能获得良好焊接接头的性能，需选用不发生裂纹、可焊性好的材料。指标采用碳当量Ceq。

 耐腐蚀性 材料在使用条件下抵抗工作介质腐蚀的能力。一般按腐蚀速率（mm/a）评定，选用的材料应有足够的抗介质均匀腐蚀的能力，以便材料不致于在短时间内因腐蚀

造成的容器壁厚急剧减薄而失效。通常碳钢和低合金钢的腐蚀裕量在1mm～3mm之间，以保证容器在设计寿命内的安全使用。

18.压力容器专用钢板：20R

19.压力容器在运行过程中，可能承受各种形式的载荷有压力载荷、重力载荷、温度载荷、风载荷和地震载荷等。

20.压力容器一般是由筒体（又称壳体）、封头（端盖）、法兰、开孔接管、人孔、支座、密封元件、安全附件等组成，其功能是提供能承受一定温度和压力的密闭空间。

21.圆筒形容器是由圆柱形筒体和各种成型封头（半球形、椭圆形、碟形、锥形）所组成。

22.球形壳体 形状特点：中心对称，受力均匀；

 优点：在相同壁厚条件下，球形壳体的承载能力最高，即在同样的内压下，球形壳体所需要的壁厚最薄，仅为同直径、同材料的圆筒形壳体壁厚的1/2；在相同容积条件下，球形壳体表面积最小，制造时可以节省原材料，还可节省保温材料或减少热传导。

23.接管、开孔及其补强结构

 接管 接管是压力容器与介质输送管道或仪表、安全附件管道等进行连接的附件。常用的三种型式：螺纹短管式、法兰短管式、平法兰式。

24.开孔补强结构

 筒体或封头上开孔后，一方面减小了容器壁的受力面积导致强度被削弱，这种削弱程度随开孔直径的增大而加大，因而容器应尽量减少开孔的数量，尤其要避免开大孔。对容器已开设的孔，还应进行开孔补强设计，以确保所需的强度。

25.封头的型式较多，以它的纵剖面曲线形状可分为三类：凸形（半球形、碟形、椭圆形、无折边球形）、锥形及平板封头。

26.半球形封头也和球形容器一样，作为一种承压的简单壳体，它是最理想的型式，因为在直径相同、承受压力相等的条件下，它所需的厚度最小。

27.法兰的连接与密封作用原理 一对法兰之间装有垫片，用螺栓连接在一起，通过拧紧螺栓来连接一对法兰，并压紧垫片，使垫片表面产生塑性变形，从而阻塞了容器内介质向外流的通道，起到密封作用。

28.因安全附件失效或安全装置损坏引发的事故，约占事故总数的12.6 %；

29.安全附件包括安全阀、爆破片、易熔塞、紧急切断装置、压力表、液面计、测温仪表、快开门式压力容器的安全联锁装置等。

30.安全阀的工作原理

 安全阀在系统中起安全保护作用。当系统压力超过规定值（安全阀的整定压力）时，安全阀开启，将系统中的一部分介质排出，使系统压力不超过允许值，从而保证系统不因压力过高而发生事故，又称溢流阀。

31.全封闭：排气侧要求密封严密，阀所排出的气体全部通过排气管排放，介质不能向

外泄漏； 主要用于有毒（氨、氯）、易燃（CO、氢）气体介质

32.新版《容规》8.3.2款：“压力容器安全阀的整定压力一般不大于该压力容器的设计压力。设计图样或者铭牌上标注有最高允许工作压力的，也可以采用最高允许工作压力确定安全阀的整定压力。”

 排放压力：阀瓣达到规定开启高度时的进口压力。

33.对易爆介质或者毒性程度为极度、高度或者中度危害介质的压力容器，应当在安全阀或者爆破片的排出口装设导管，将排放介质引至安全地点，并且进行妥善处理，不得直接排入大气。（cl2、NH3）

34.安全阀安装要求：

a）安全阀应当铅直安装在压力容器液面以上的气相空间部分，或者装设在与压力容器气相空间相连的管道上；

b）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，其接管应当尽量短而直；

35. 新安全阀应当校验合格后才能安装使用。

A）安全附件实行定期检验制度，安全附件的定期检验按照《压力容器定期检验规则》及相关安全技术规范的规定进行。

安全阀校验周期通常为一年，特殊情况可延长。

36.压力表 一种测量介质压力高低的仪表，显示值为表压力，现行计量单位：MPa；操作人员可以根据压力表指示值对容器或系统进行操作，将压力控制在允许范围内。

37.压力表的选用

1）．选用的压力表，必须与压力容器内的介质相适应（比如氨压力表、氧压表等）。

2）．低压容器使用的压力表精度不低于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应为最高工作压力的1.5~3.0倍（最好为2倍），表盘直径不应小于100mm。

38.压力表的校验和维护应符合国家计量部门的有关规定（一般半年）。压力表安装前应进行校验，在刻度盘上应划出指示最高工作压力的红线，注明下次校验日期。压力表校验后应加铅封

39.压力容器的使用登记

 压力容器的使用单位，在压力容器投入使用前或使用后30日内，应当按照要求到直辖市或设区的市质量技术监督部门逐台办理使用登记手续。登记标志的放置位置应当符合有关规定。

40.容器安全操作规程

为了保证压力容器的正确使用，防止因盲目操作而发生事故，压力容器的使用单位应

根据生产工艺要求和容器的技术性能制定容器安全操作规程，至少包括以下内容：

① 容器的操作工艺控制指标，包括最高工作压力、最高或最低规章温度、压力及温度波动幅度的控制值、介质成分特别是有腐蚀性的成分控制值；

② 压力容器的岗位操作法，开、停车的操作程序和注意事项；

③ 容器运行中日常检查的部位和内容要求；

④ 容器运行中可能出现的异常现象的判断和处理方法以及防范措施；

⑤ 容器的防腐蚀措施和停用时的维护保养方法。

41.容器安全操作的一般要求

共同要点：

① 压力容器操作人员须持证上岗；

② 熟悉本岗位工艺流程，

③ 压力容器要平稳操作。

平稳操作主要是指缓慢地进行加载和卸载，以及运行期间保持载荷的相对稳定。压力容器开始加压时，速度不宜过快，尤其要防止压力突然升高，因为过高的加载速度会降低材料的断裂韧性，可能使存有微小缺陷的容器在压力的冲击下发生脆性断裂。高温容器或

工作壁温在零度以下的容器，加热或冷却也应缓慢进行，以减小壳体的温度梯度。运行中更应该避免容器壁温度的突然变化，以免产生较大的温度应力。运行中压力频繁地或大幅度地波动，对压力容器的抗疲劳破坏是极为不利的，应尽量避免压力波动，保持操作压力平稳。

④ 压力容器严禁超温超压运行。

⑤ 严禁带压拆卸、压紧螺栓。

⑥ 坚持容器运行期间的巡回检查。

⑦ 正确处理紧急情况。

⑧ 精心操作，严格遵守压力容器安全操作规程和工艺操作规程

⑨ 坚守岗位。

⑩ 认真填写操作记录。

42.压力容器超温、超压的原因及其预防办法有如下几点：

(1)避免误操作造成超温、超压事故。

(2)由于容器内物料的化学反应而产生(或增大)压力的容器，往往是由于加料过量或物料中混有杂质，

(3)贮装液化气体的容器常因装量过多或意外受热、温度升高而发生超压。

(4)贮装易于发生聚合反应的碳氢化台物的容器，因容器内部分物料可能发生聚合作用释放热量，使容器内气体急剧升温而导致压力升高。

(5)用于制造高分子聚合的高压釜(聚合釜)有时会因原料或催化剂使用不当或操作失误，使物料发生爆聚(即本来应缓慢聚合的反应在瞬时内快速聚合的全过程)释放大量热能，而冷却装置又无法迅速导热，因而发生超压而酿成严重爆炸事故。

43.检查内容包括工艺条件、设备状况以及安全装置等方面。

 在工艺条件方面，主要检查操作条件，包括操作压力、操作温度、液位(液化气体贮罐等容器)是否在安全操作规程规定的范围内；容器工作介质的化学成分、物料配比、投量数量等，特别是那些影响容器安全(如产生腐蚀，使压力升高等)的成分是否符合要求。

 在设备状况方面，主要检查容器各连接部位有无泄漏、渗漏现象；容器有无塑性变形、腐蚀以及其他缺陷或可疑迹象；容器及其管道有无振动、磨损等现象。

 在安全装置方面，主要检查容器的安全装置，包括与安全有关的计量器具(例如温度计、投料或液化气体充装计量用的磅秤等)是否保持完好状态。如压力表的取压管有无泄漏和堵塞现象，弹簧式安全阀的弹簧是否有锈蚀、被油垢粘满等情况，杠杆式安全阀的重锤是否有穆动的迹象，以及冬季气温过低时，装设在室外露天的安全阀有无冻结的可能等；这些装置和器具是否在规定的允许使用期限内。

44.使用压力和使用温度的控制。使用压力控制要点主要是控制其不超过最高工作压

力；使用温度控制要点主要是控制其极端的工作温度。

45.压力容器的停止运行

a) 紧急情况下的停止运行。若容器突然发生故障，严重威胁安全时，容器操作人员应及时采取紧急措施，停止容器运行，并上报车间和厂领导。紧急情况包括：压力、温度失控；主要承压部件出现裂缝、鼓包、变形、泄露等危机安全的缺陷；安全装置失效、连接管断裂、紧固件损坏，难以保证安全；环境火灾直接威胁到容器安全；液位失控；高压（多层）容器信号孔或警告孔泄露等。

46.容器运行期间的维护和保养

① 保持完好的防腐层；

② 消灭容器的“跑、冒、滴、漏”；

③ 维护保养好安全装置；

④ 减少与消除压力容器的震动；

47.韧性破裂（超压）

压力容器在载荷的作用下，产生的应力达到或接近所用材料的强度极限，断裂之前产生显著的宏观塑性变形的断裂称为韧性断裂。

1） 韧性破裂的特征

(1)有明显的塑性变形

（2）爆裂时一般不产生碎片

2） 韧性断裂的预防

严禁超压运行；

严格按操作规程操作，防止因操作失误造成内压升高，发生事故。特别是放热反应容器，严格控制物料加入量。

定期检验，防止器壁腐蚀减薄二发生事故。