设备基础培训容器•化工生产中所用的设备虽然大小不一,形状各异,内部构件千差万别,但是它们都有一个外壳,这个外部壳体统称为容器。
它们一般是轴对称的,容器是化工设备的一个基本组成部分。
承受介质压力且与外界隔离的密闭容器称为压力容器。
压力容器•压力容器必须同时具备下列三个条件:•(1)最高工作压力大于或等于0.1MPa(不含液体静压力);•(2)内直径(非圆形截面指断面最大尺寸)大于等于0・15m,且容积大于或等于0.025m3;•(3)介质为气体、液化气体或最高工作温度高于或等于标准沸点的液体。
•化工厂中常用的中低压容器大多是圆筒形容器,如图"所示。
它是由壳体(筒体)、封头(端盖)、法兰、支座、接口管及人孔、图容器的结构1 一接亀2—人孔;3—封头;4一筒体; 5—支座;6—液面计手孔、视镜等组成,这些统称为化工容器结构简图图1・1容器的结构1—接管;2 —人孔;3 —封头;4—筒体;5 —支座;6 —液面计• 1 •按压力性质分:・内压容器是指内部承受流体的压力,即容器内部压力大于外界压力的容器。
・外压容器是指外部承受流体的压力,即容器外界压力大于内部压力的容器。
•2•内压容器按其承压大小分:•低压容器(代号L) 0.1<p<1.6MPa;•中压容器代号M) 1.6<p<10MPa;•高压容器(代号H) 10<p<100MPa;・超高压容器(代号U) p>100MPa o3.按容器壁厚分・薄壁容器是指器壁的厚度小于容器内径的1/10者,K=D0/Di<1.2・厚壁容器是指器壁的厚度大于等于容器内径的1/10者,BPK=D0/Di>1.2 o式中K为直径比,D0 是圆筒外径,Di是圆筒内径。
・4.按工作温度分・常温容器一20°Cvtv300°C・高温容器t>300°C・低温容器t<-20°C•超低温容器t<-50°C压力容器的分类• 5.根据劳动部1990年颁发的《压力容器安全技术监察规程的规定分:・一类容器为下列情况之一者:非易燃或无毒介质的低压容器;易燃或有毒介质的低压分离容器和换热容器・二类容器为下列情况之一者:中压容器;剧毒介质的低压容器;易燃或有毒介质的低压反应器和贮运器;内径小于1m的低压废热锅炉;搪玻璃压力容器。
三类容器为下列情形之一者:高压、超高压容器;剧毒介质P・V(设计压力与容积的乘积上0・2 MPa.m3的低压容器或剧毒介质的中压容器;易燃或有毒介质,Kp.V> 0. 5 MPa . m3 的中压容器和p.V>10MP a.m3的中压贮运器;高压、中压管壳式余热锅炉压力容器用钢碳钢化工中最常用的是普通碳素钢,主要用来制造压力、温度都不高的容器,如Q235用于制造压力容器的壳体和封头等。
低合金钢其所含合金总量不超过2.5%,与普通碳素钢相比,具有高强度、高韧性和良好的可焊性,广泛用于制造各种塔器、换热器、容器、贮槽和聲道等。
低温钢主要用于制冷、空分和加氢设备等。
低温钢除了具有足够的强度指标外,更要求具有足够韧性和其他低温机械性能,以防脆性破裂造成严重事故。
不锈钢主要指在空气、、水及其他强腐蚀性的介质中耐腐蚀的钢或者在高温时抗氧化抗蠕变的耐热钢,采用不锈钢制造压力容器不仅能耐蚀,而且强度、塑性、低温(高温机械性能也很好,但其价格约为碳钢的20倍,一般不宜采用。
不锈钢大部分用做设备衬里和内件或者与碳钢组成复合钢板制作容器。
压力容器零部件已经标准化,这样既增强了容器部件的互换性 ,又解决了加工量小、成本高、质量差等问题,更利于专业化 盍值,故而是- 为公称直径。
•公称压力 是为了设计、制造和使用方便而人为地规定一个标 進屢力,童分为萱E 标進屋力籍 标准化,用叩刚表亦。
中低 、4.0、5.0MPa o R生彦。
saw 学工业部、机械工业部等部门对容器零 定了一系列标准。
•容器零部件标准化的基本参数是公称直径和公称压力。
•公称直径 是将压力容器的直径加以标准化以后的标准直径,用“Dhr 表示。
容器的公称直径是它的内径。
管子的公称直径 飓不星它呦内徒也丕是空剪外登占 值,故而崑一个“名义肆直径。
采用 其能 辭倾漿幣号和雾牛•直径和公称压力是根据与之相配的容器或管子的标准面制定的。
化工生产的特殊性要求压力容器一般要满足化工工艺要求,二是安全可靠,结构合理。
1•强度压力容器所有零部件都应有足够的强度,以保证化工生产的安全运行。
2■刚性压力容器要求有足够的刚性和稳定性。
3■耐久性压力容器的耐久性要求有足够的耐蚀性、耐疲劳、耐蠕变及抗断裂等性能。
4■密封性在使用、安装和检修中应密切关注压力容器的密封,防止泄漏。
5■制造.操作和运输要方便在保证压力容器安全可靠的前提下,应尽可能减少贵重材料的消耗,尽量降低维护操作费用。
容器附件化工容器除了有筒体、封头等主要部件外还有一些附件,这些附件包括法兰连接结构、容器的开孔连接结构、开孔补强以及容器的支座。
法兰连接・1.能保证在工作温度和工作压力下严密不漏。
・2有足够的强度不因可拆连接的存在而削弱设备本身的强度。
・3.能迅速并多次地拆开和装配。
・4.成本低廉,适于大量生产。
容器附件图1・11法兰连接结构法兰连接由一对法兰。
数个螺栓螺母合一个垫片组成,如图1・门所示。
当法兰连接与容器壳体、封头或管道连接时则形图法兰连接结构成“法兰螺栓垫片连接系统”,所以,法兰不是独立的承载元件。
法兰连接的失效判据应以防止“泄漏”为原则,即与系统的刚度和强度相关联。
法兰连接的密封机理・1 •密封机理・如图M2所示,将法兰的压紧面和垫片的表面放大,可以看到两者表面都是凸凹不平的。
拧紧螺栓,使其在法兰上产生压紧力并通Array过法兰的压紧厘费屢垫片1傳的空隙,即压縈细管”,使介质通过时的阻力非常大,从而阻止介质的泄漏。
图1-12密封面与垫片之间的接触影响密封的主要因素(1)螺栓预紧力(2)垫片性能(3)密封面的型式和表面性能(4)法兰刚度(5)操作条件-1・整体连接•法兰与法兰颈部为一整体或法兰与容器或管道的连接可视为整体结构。
ffll-13整体法兰结构2.活套法兰法兰不直接连接在容器或管道上,而是活套在设备接口管和接管的边缘或卷边上, 有时也可釆用螺纹连接。
(G套在翻边上(b)套在焊环上C)螺纹法兰• 3.任意式法兰•一般指借予整体法兰与活套法兰之间的法 兰。
这种法兰是在法兰上加工出坡口,套 在筒体哉管道上,然后将商者焊右一起, 但并不全焊透O 图1J5任意式法兰“a—7 / / 夕 / 1(a)法兰歼 (b)法兰环 (C) 简体 筒体法兰环法兰密封面型式及垫片1、平面型密封面2、凹凸型密封面3、樺槽型密封面4、锥形密封面5、梯形槽型密封面(a)(d) (e) ⑴.密封性能的好坏与垫片的材质和结构型式有很大的关系,因为密封作用就是靠压紧力使垫片产生变羽而达到的。
材料要求它能耐腐蚀、耐温度和压另萌波动,具肴艮好葩菱形能另和回弓章能力。
常用的垫片按材质可分为非金属和金属以及金属—非金属殂合等三大类・非金属静料垫片有橡胶板、石棉橡胶板、石棉板、纸质板和各种塑料的成型垫片等。
・金属垫片常用的有铜、软钢、铝、蒙乃尔合金钢等。
・金属一非金属组合垫片常用的有金属包垫片、金属缠绕塞片和带骨架的非金属垫片等。
常用垫片的截面形状图常用垫片截面形状手孔、人孔与视镜•为了安装、检修、防腐、清洗的需要,常在设备上开设人孔、手孔。
•视镜视镜除了用于观察设备内部介质工作情况夕卜,也可用作物料液面指示镜。
(b)带颈视镜压力试验与致密性试验・压力容器经制成或检修后,在交付使用前,须进行高于工作压力条件下的压力试验。
・容器在制造过程中,从材料选取、加工焊接、组装,直到热处理,对原材料和各工序虽然都有工序检查和检验, 但因检查方法及范围的局限性, 可能存在材料缺陷和制造工艺缺陷。
因而有必要在容器制造或检修完毕后进行压力试验,这是一和直观性的综合*佥验。
•检验技术包括:焊缝缺陷的检验、设备结构的检验、压力试验和致密性试验等。
压力容器的维护和检修畝容器在化工生产中数量多,工作条件复杂,危险压力容器的正确使用1 •启用压力容器,一定要检查各阀门的开关状态,压力表的数2在开关进、出口阀门时,要核宪无误后才能操作。
操作要平 翳課腐貫?的盒藝盘象王和 鱸爲觸欝囂確蠶胡肝艺参数变化'发现异4•当容器的主要受压元件发生裂纹、鼓包、变形,容器进岀发 生火灾或相邻设备管道发生故障,安全附件失效,接管管件断 裂,紧固件损坏等情况之一,应立即采取安保措施并及时向有 关领导报告。
值,安全阀和报警装置的灵敏性; 3•压力容器不得超压、超温、超负荷运行,定时查看压力表、•维护检查主要使运行中及停车后的维护和检查。
1、设备操作记录(观察、对比、分析)螺栓、主体、支架附件、基础)6、外部泄漏(嗅、听、看)2、 压力变化3、 温度变化(堵塞、泄漏) 4、流量变化 (查看仪表)5、外观检查 (保温层、防腐层、各部连接维护检查安全要点爲,嚮俣1騷叢蟻/哼黑幣鼎翱 物料的性需臓所要帶防毒面具、防护眼镜、穿戴橡胶防护服翳需瓣轟鷺能得强行上紧其各部连接5. 在高处进行维护检查要符合高空作业安全要求以及起6. 使用放射性物质要严格遵守有关安全规定,用放射线 检查时必须做好劳动保护;7. 要熟悉维护检查场所防火、灭火器材存放的位置和正 碼使用方法。
2・凡是在易燃、易爆、易中毒、易灼伤的情况下对设备 进行维护检查和应急修理, 要严格遵守有关的安全规定;重场所的安全;压力容器泄漏原因及修理方法•化工生产一般是在气相和液相下进行,介质需用管道输送。
在生产和输送过程中,由于设备和管道密封不良,腐蚀严重或操作不当等原因,往往造成物料泄漏。
泄漏通常有四种类型:静密封点泄漏、焊接点泄漏、腐蚀和磨损引起的泄漏及铸件缺陷泄漏。
・典型泄漏原因及修理方法如下:(1) 对高温、高压下密封连接结构选择不当 对于受高温就需要重新研究法兰、垫片、螺栓等苗结构和材质等是否 合理。
另外,高压密封连接妊有着极高的配週覃,金属垫片不允许重复檢用,以保持配合严密性从而 微歩泄漏。
(2) 由于管系的热应力等异常应力而引起的法兰或螺栓损伤这种损伤使垫片受压面发生变化而产生泄漏,修理方法是增加管系的可挠性。
(3) 连接件的热膨胀不均匀由于法兰、垫片、螺栓的热膨胀不均,法兰部位易产生温 度O,也易发生泄漏。
因此要缓和法兰部位的温度梯,碇热膨胀。