▪ 存在三向应力：经向应力（轴向应力）、环 向应力（周向应力）、径向应力（厚度方向 的应力
▪ 经向应力沿壁厚均匀分布，环向应力和径向 应力沿壁厚非均匀分布
▪ 筒体上任意点的径向应力都是压缩应力
▪ 筒体上任意点的环向应力都是拉伸应力
▪ 筒体的轴向应力是均匀分布的拉伸应力
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容器部件由于变形受约束而产生的应 力
压力容器压力管道特种设备操作
培训教材
制作:赵龙坤 2007年1月
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一、特种作业培训目的
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生产的需要
▪ 随着工业的发展，压力容器的使用日益广泛， 数量日益增加，并逐渐趋向容器大型化和结 构复杂化
▪ 今年来，压力容器的设计制造不断采用新材 料、新工艺和新技术
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安全的需要
▪ 压力容器的事故率比一般的机械设备高 ▪ 事故的危害性又特别严重
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国家法律、法规的要求
▪ 根据《压力管道安全管理与监察规定》
▪ 根据《特种设备安全监察条例》
▪ 《压力容器产品安全质量监督检验规则》
▪ 《安全生产法》
▪ 《关于在用锅炉压力容器安全阀校验的若干 意见》
于标准沸点的液体
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压力容器的分类——固定式
▪ 压力分类 低压容器：0.1MPa≦p﹤1.6MPa 中压容器：1.6MPa≦p﹤10MPa 高压容器：10MPa ≦p﹤100MPa 超高压容器：p≧100MPa
▪ 用途分类：盛装容器、反应容器、换热容器、 分离容器
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中、低压容器的形状与结构
▪ 球形容器：承受力大、直径大、省材，制造 及组焊困难
▪ 圆筒型容器：易制造，普遍使用
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高压容器本体结构
▪ 容器壁厚外径与内径比值大于1.1，制造困难， 材
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压力容器承压时产生的应力
的55#灌区内的一台硝基苯储罐、两台苯储罐发生
燃烧。
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再次发生爆炸时冒出黄烟
再次发生爆炸时冒出黄烟压力容器操作培训教材
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大火现场
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压力容器爆炸案例之二
▪ 2002年2月中铝某厂Nt112发生爆炸，造成一 人死亡，直接经济损失近百万元
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▪ 薄膜理论：壁厚与直径比很小，壳壁就像薄 膜一样，只能承受拉应力或压应力，完全不 能承受弯矩和弯曲应力，又称为无力矩理论
▪ 壳体处于两向应力状态，只存在径向（平行 于中心轴的方向）和环向应力，而不存在径 向（厚度方向）应力；应力沿壁均匀分布， 也就是内外壁的应力相等
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厚壁容器应力特点
▪ 压力容器的事故率 ▪ 事故率高的原因：使用条件苛刻、容易超负
荷、局部应力比较复杂、常隐藏有严重缺陷 ▪ 容器爆炸可能造成的严重破坏，举例说明
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压力容器的定义
▪ 最高工作压力Pw≧0.1MPa(表压,不含液体静压) ▪ 内直径(非圆形截面指断面最大尺寸)
Di≧0.15m，且容积V≧0.025m3 ▪ 介质为气体,液化气体或最高工作温度高于等
▪ 不连续应力：由于部件结构或厚度尺寸的不 同而引起的变形不同的现象，只发生在两个 部件连接处的边界地区，称“边界效应”或 “边界问题”，而由边界效应引起的应力称 为“边界应力”或“不连续应力”
▪ 热应力：因部件温度变化而产生的变形受的 约束所引起的应力，称热应力或温差应力
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热应力产生的几种情况
压力容器基础知识
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压力容器在工业生产中的应用
▪ 压力容器是一种能承受压力载荷的密闭容器 ▪ 主要作用是贮存、运输有压力的气体或液化
气体，或者为这些流体的传热、传质反应提 供密闭的空间 ▪ 形状各样，体积从几升到上万立方米，应用 广泛
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压力容器是容易发生破坏事故的 特殊设备
▪ 容器在较高或较低的温度下运行，虽然部件 内部的温度分布均匀，但运行时因温度变化 而引起的变形受到外部的约束限制
▪ 由两个或两个以上的零部件构成的组合容器， 在运行中温度发生变化，由于两部件的温升 不同，或构件材料的热膨胀系数不同，部件 之间相互受到约束
▪ 构件内部温度分布不均匀，各部件产生不同 的膨胀，构件本身材料相互约束
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压力容器的分类——移动式
▪ 气瓶：永久气瓶、液化气体气瓶（低压、高 压两种）、溶解气体气瓶
▪ 槽（罐）车：汽车槽车、火车槽车
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压力容器的基本结构
▪ 主体简单，主要作用是盛装有压力的气体或 液化气体，或者是为这些介质的传热、传质 或化学反应提供一个密闭的空间
▪ 主要部件是一个能承受压力的壳体及其他必 要的连接件与紧固件
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热应力的特性及其影响
▪ 具有自限性，塑性材料部件产生塑性流动形 成有利的应力分布，脆性材料难以产生塑性 变形，热应力得不到缓解易发生破裂
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压力容器的设计与制造质量
▪ 压力容器通常在较为复杂的条件下连续工作， 它不仅承受操作压力和介质温度的作用，还 同时伴有介质引起的各种腐蚀。压力容器能 否在规定的环境与工艺条件（压力、温度、 介质特性）下安全运行，首先取决于容器本 身的安全可靠性，也就是看它在设计上是否 符合安全要求，以及在制造上是否确保制造 质量。
▪ 原因是由于当班操作工停车时，疏忽大意，未将应
关闭的阀门及时关闭，误操作导致进料系统温度超
高，长时间后引起爆裂，随之空气被抽入负压操作
的T101塔，引 起T101塔、T102塔发生爆炸，随后
致使与T101、T102塔相连的两台硝基苯储罐及附
属设备相继爆炸，随着爆炸现场火势增强，引发装
置区内的两台硝酸储罐爆炸，并导致与该车间相邻
等有关法规、规章，从事锅炉压力容器压
力管道特种设备的操作人员，必需考核合格，
持证上岗。
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压力容器爆炸案例之一
▪ 2005年11月13日下午，吉林石化公司双苯厂一车间 发生爆炸，造成当班的6名工人中5人死亡、1人失 踪，事故还造成60多人不同程度受伤。目前仍有23 名伤员住院治疗，但都无生命危险。