第三节 压力容器缺陷评定
一、压力容器主要缺陷 二、压力容器的失效形式 三、无损探伤技术
主要缺陷
外观缺陷：成形不良、表面气孔、烧穿、凹陷等
焊接缺陷
埋藏缺陷：气孔、夹渣、未熔合、未焊透等
板材中缺陷
非金属夹杂 化学成分不合格 裂纹 热处理缺陷
非金属夹杂物
锻件中缺陷
锻造裂纹 夹沙
龟裂
合乎使用原则
安全评定——对于新制造的或已有的压力容器结构
压力容器破裂时，带压气体突然外泄，气体瞬间膨 胀，释放出大量的能量，这就是物理爆炸。
如果容器内充装的是可燃的液化气体，在容器破裂 后，它立即蒸发并与周围的空气形成可爆性混合气 体，遇到明火或容器碎片撞击设备产生的火花或高 压气流所产生的静电作用，会立即发生化学爆炸， 也即通常所说的二次爆炸。
爆炸危害
一、分类 二、代号标记法
压力容器分类
一、按使用特点和安全管理方面考虑
固定式容器
反应容器：如聚合釜、氨合成塔 按用途分 盛装容器
换热容器：如冷却器、蒸发器 分离容器：如分馏塔、吸收塔
低压容器 O.1MPa≤p＜1.57MPa 按压力分 中压容器 1.57MPa≤p＜
9.807MPa 高压容器 9.807MPa ≤p＜ 98.07MPa
止非延性破坏 6. 美国ASME“锅炉及压力容器规范”第Ⅸ篇附录A防
止非延性破坏 7. 美国R/H/R6“有缺陷结构完整性的评定” 8. 我国“压力容器评定规范CVDA--1984”
第四节 压力容器安全监测与监控
一、压力容器的事故危害 二、压力容器运行期间的安全监测与监控
压力容器的事故危害
在压力容器事故中，危害最严重的是破裂爆炸。压 力容器爆炸是一种极其迅速的物理的和化学的能量 释放过程。
2、剧毒、有毒、易燃介质
剧毒介质是指进入人体量小于50克即会引起肌体严 重损伤或致死的介质；
有毒介质是指进入人体量大于或等于50克即会引起 人体正常功能损伤的介质；
易燃介质是指与空气混合的爆炸下限小于10%，或 爆炸上限与下限之差大于20%的介质。
法的代号，如：
监测与监控内容
压力容器运行期间的安全监测与监控目的是及时发现操 作上或设备上所出现的不正常状态，采取相应的措施进 行调整或消除，防止异常情况的扩大和延续，保证容器 安全运行。主要监测与监控以下三个方面： （1）工艺条件方面
——主要监测与监控操作条件，包括操作压力、操作温度、 液位等；工作介质的化学成分、物料比等。
主要规范性文件
1. WEE/37“焊接缺陷验收标准若千方法指南” 2. 国际焊接学会IIW“按脆断破坏观点建议的缺陷评定
方法” 3. 日本WES—2085K“按脆断评定的焊接缺陷验收标
准” 4. 英国BSIPD6493“焊接缺陷验收标准若干方法指南” 5. 美国ASME“锅炉及压力容器规范”第Ⅱ篇附录G防
移动式容器超—高—压气容瓶器和槽车 p≥98.07MPa
二、管理与安全监察权限划分
1、三类压力容器 一类容器
a) 非易燃或无毒介质的低压容器； b) 易燃或有毒介质的低压分离容器和换热容器。
二类容器
a) 中压容器； b) 剧毒介质的低压容器； c) 易燃或有毒介质的低压反应容器和贮运容器； d) 内径小于1m的低压废热锅炉。
的焊接接头，必须用无损检验方法对其内部质量进 行精确的检查，而且根据已建立的缺陷验收标准， 对已检出的缺陷进行评定，看其是否在允许范围内， 从而判定压力容器的可靠性。这样的评定标准包括 两类：一是质量控制验收标准；一是合乎使用的验 收标准。
合乎使用原则——由无损检测发现的焊接缺陷，经
规范中偏安全的断裂力学容限分析以后，如果确认 不致发生断裂破坏，且有足够的安全裕度，则这些 缺陷被认为是安全的、可接受的。
三类容器
a) 高压、超高压容器；
b) 剧毒介质且压力与容积的乘积等于或大于 196.1L·MPa的低压容器或剧毒介质的中压容器；
c) 易燃或有毒介质且压力与容积的乘积等于或大于4
903.3L·MPa的中压反应容器，或压力与容积的乘
积等于或大于4 903.3L·MPa的中压贮运容器； d) 中压废热锅炉或内径大于1m的低压废热锅炉。
无损探伤技术
无损探伤是在不损伤被检工件的情况下, 利用材料 中缺陷所具有的物理特性来检测其内部或表面是否 存在缺陷的方法。常用的方法包括超声波探伤、射 线探伤、磁粉探伤、渗透探伤、声发射检测等等。
无损探伤方法也有其局限性，必然带来一定的不确 定性，因此必须给予一定的安全裕度，以确保评定 的可靠性。
3、公称直径
定义：压力容器的公称直径是按容器零部件标准化 系列而选定的壳体直径，用符号DN及数字表示， 单位为mm。
注意：焊接的圆筒形容器，公称直径是指它的内径； 而用无缝钢管制作的圆筒形容器，公称直径是指 它的外径，因为无缝钢管的公称直径不是内径， 而是接近而又小于外径的一个数值。为了方便， 用无缝钢管作容器简体时，选外径作为公称直径。
第五章 压力容器安全
主要内容：
I. 压力容器概述 II. 压力容器分类 III. 压力容器缺陷评定 IV. 压力容器安全监测与监控
压力容器
甘压
肃 天 水 压 力
力 容 器 事
容故
器 爆
一
炸
7月20日上午天水方大建材有限公司某生产车间内的4个压 力容器中一个不明原因脱离阀门，巨大的冲击力将该容器弹 射出十余米，撞向生产车间后墙并将墙撞了个窟窿后才停了 下来。由于“肇事”容器射出时磨擦力擦出火花，加之巨大 的冲击力将电源震坏，因此事故现场上空火光一片。经查， 事发时，生产车间有13名工人，其中4人不幸遇难，5人受伤。
压力容器的基本结构
封头 圆筒体
接管 入 孔
排泄管
主要技术参数
1、设计压力
设计压力是指设定的容器顶部的最高压力与相应的 设计温度一起作为载荷条件，其值不低于工作压 力。
设计压力一般原则：
a) 容器的设计压力与容器最高工作压力的含义并不等同， 但设计压力一般取略高于或等于最高工作压力。
b) 装设有安全泄压装置的压力容器，其设计压力不得低于 安全阀的开启(整定)压力和爆破片装置的爆破压力。
1、压力容器爆炸能量造成的破坏作用
a) 爆炸冲击波极其破坏作用 b) 爆破碎片造成的破坏作用
2、毒性介质压力容器破裂所造成的危害
部分有毒气体吸入5~10分钟致死浓度
物质 氨 氯 二氧化硫 硫化氢 二氧化氮 氢氰酸
致死
浓度/% 0.5 0.09
0.05
0.08~0.1 0.05
0.027
3、压力容器事故造成的火灾危害
压力容器的应用
在工业生产中，压力容器的主要作用是储存、 运输有压力气体或液化气体，或者是为这些流体 的传热、传质反应提供一个密闭的空间。
a) 压缩气体作为动力源； b) 压缩气体作为原料或辅助材料； c) 制冷装置 d) 高温反应装置 e) 化工反应设备 f) 石油化学工业高分子反应等
第二节 压力容器的分类
ⅡMS
分离容器 中压 第二类
第一个代号表示类别：
Ⅰ—一类压力容器；Ⅱ—二类压力容器；Ⅲ—三类压力容器
第二个代号表示压力的等级：
I—低压；M—中压；H—高压；U—超高压
第三个代号表示用途：
R — 反应容器；E —换热容器； S — 分离容器；C —储存容器； B —球形容器； LA —液化气体汽车罐车； LT —液化气体铁路罐车
我国目前完全纳入《压力容器安全技术监察 规程》适用范围的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，且容积大于等于0.025立方米；
3. 介质为气体、液化气体或最高工作温度高 于等于标准沸点的液体。
c) 盛装液化气体的容器，无保温装置的，设计压力(最高 工作压力)不低于所装液化气体在50℃时的饱和蒸气压 力；有可靠的保温设施的，设计压力不低于其在试验实 测的最高温度下的饱和蒸气压力。
2、设计温度
——指容器在正常操作条件下，在相应设计温度下， 设定的壳体的金属温度。
设计温度注意：
a) 对常温或高温操作的容器，其设计愠度不得低于壳体金 属可能达到的最高金属温度。
b) 对在0℃以下操作的容器，其设计温度不得高于壳体金 属可能达到的最低金属温度。
c) 在任何情况下，容器壳体或其他受压元件金属的表面温 度，不得超过材料的允许使用温度。
d) 安装在室外且器壁无保温装置的容器，壁温受环境温度 的影响而可能小于或等于-20℃时，其设计温度一般应 按容器使用地区历年各月、日最低温度月平均值的最小 值确定其最低设计温度。
压力容器界定
压力容器是指内部或外部承受气体或液体压力，并 对安全性有较高要求的密闭容器。 广义上说，容器壁两边存在着一定压力差的所有密 闭容器均可称为压力容器；通常所说的压力容器是 指那些容易发生事故，特别是事故危害比较大的特 殊设备。 压力容器发生事故时，其危害的严重程度与容器的 工作介质、工作压力以及容积有关系。
（2）设备状况方面
——主要监测与监控各连接部位有无松动、泄露、渗漏现象； 部件和附件有无塑性变形、腐蚀等。
（3）安全装置方面
——主要监测与监控安全装置（安全阀、爆破片等）以及安 全有关的计量器具（温度计等）是否保持完好。
厂故
锅
炉二
爆
炸
事故经过：1993年3月10日，宁波北仑发电厂发生锅 炉爆炸，死亡23人，伤24人，直接经济损失778万元， 修复132天少发电近14亿度。
事故原因：主要可能因为锅炉严重结渣，落渣进入水 产生蒸汽，蒸汽进入炉膛，造成压力升高。
第一节 压力容器概述
一、压力容器界定 二、压力容器主要技术参数 三、应用