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容器按所承受的压力大小分为常压容器和压力容器两大类。压力容器和常压容器相比,不仅在结构上有较大的差别,而且在设计原理方面也不相同,应该指出的是,所谓压力容器和常压容器的划分是人为规定的。一般泛指最高工作压力pw≥0.1MPa (pw不包括液体静压力),用于完成反应、换热、吸收、萃取、分离和储存等生产工艺过程,并能承受一定压力的密闭容器称为压力容器。另外,受外压(或负压)的容器和真空容器也属于压力容器。
由于压力容器是一种在各种介质和环境(有时十分苛刻)条件下工作承压设备,一旦发生事故其后果是非常严重的。为安全生产起见,国家颁发了《锅炉压力容器安全监察暂行条例》和《压力容器安全监察规程》两部技术法规;1998年重新修订出版了《钢制压力容器》(GB 150-1998)国家标准。设计、制造、安装、维修、改造、检验或使用压力容器的单位都必须遵照执行。
压力容器的分类方法有多种。归结起来,常用的分类方法有如下几种。
1.按制造方法分
根据制造方法的不同,压力容器可分为焊接容器、铆接容器、铸造容器、锻造容器、热套容器、多层包扎容器和绕带容器等。
2. 按承压方式分
按承压方式,可分为内压容器和外压容器。
3.按设计压力(p)分
(1) 低压容器(代号L):0. 1MPa≤p<l. 6MPa。
(2)中压容器(代号M) : 1. 6MPa≤p<10MPa。
(3)高压容器(代号H):10MPa≤p<100MPa。
(4)超高压容器(代号U):p≥l00MPa。
这里要说明的是,原三部标准“设计规定”和JB 741-1980以及新的GB150-1998都取消了按压力对容器分等的规定,只对设计压力p≤35MPa的容器,给出了统一的设计、制造准则。之所以这样做,主要是因为以下原因。
(1) 容器破坏时所造成的危害大小,并不只取决于压力的高低,还和容积的大小、内部的介质状态及性质、操作条件等因素有关。认为凡高压容器就一定比中、低压容器危险的观点是不全面的。
(2) 应力是导致容器破坏的基本因素之一。高压容器和中、低压容器壳壁中的设计应力值是近似或相当的,因应力大引起的容器破坏的危险性对不同操作压力的容器是相同的。
(3) 压力容器制造的难易程度也并非完全取决于压力的高低,还和材料的焊接性、加工工艺性能的优劣以及结构的复杂程度等因素有关。只重视高压容器的制造质量而忽视中低压容器的产品质量是错误的。
(4)目前国外各主要压力容器技术规范,也都没有按压力高低对容器划分等级。
4.按容器的设计温度(T设一壁温)分
(1) 低温容器:T设≤-20℃。
(2)常温容器:-20℃<T设<150℃。
(3)中温容器:150℃≤T设<400℃。
(4)高温容器:T设≥400℃。
一般说来,高温容器的温度界限应和所用钢材产生蠕变的温度范围有关,故除低温容器在GB 150标准中有明确规定外,其他类容器的划分仅供参考。
5.按容器的制造材料分
按制造材料,可分为钢制容器、铸铁容器、有色金属容器和非金属容器等。
6. 按容器外形分
按外形可分为圆筒形(或称圆柱形)容器、球形容器、矩(方)形容器和组合式容器等。
7.按容器在生产工艺过程中的作用原理分
按作用原理分为反应容器(代号为R),换热容器(代号为E),分离容器(代号为S),储存容器(代号为C,其中球罐代号为B)。
8.按容器的使用方式分
按使用方式分为固定式容器和移动式容器。
9.根据国家标准制造的分类
根据容器的压力高低,容积大小,使用特点,材质、介质的危害程度以及它们在生产过程中的重要性,为便于安全技术监察和管理,《压力容器安全技术监察规程》将容器分为一、二、三类。
按照《压力容器安全技术监察规程》规定,实行监察的压力容器,是指同时具备下列三个条件的容器:
1) 最高工作压力((pw)大于或等于0. 1 MPa(不含液体静压力,下同);
2)内直径(非圆形截面指断面最大尺寸)大于或等于0. 15m,且容积(V)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。压力容器所用的安全附件,也属于监察的范围。
(1) 第三类压力容器下列情况之一的,为第三类压力容器:
1) 高压容器;
2) 中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);
3) 中压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且PV乘积大于等于10MPa·m3);
4) 中压反应容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且PV乘积大于等于0.5MPa ·m3);
5) 低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质,且PV乘积大于等于0.2MPa .m3);
6) 高压、中压管壳式余热锅炉;
7) 中压搪玻璃压力容器;
8) 使用强度级别较高(指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa)的材料制造的压力容器;
9) 移动式压力容器,包括铁路罐车(介质为液化气体、低温液体)、罐式汽车和罐式集装箱(介质为液化气体、低温液体)等;
10)球形储罐(容积大于等于50m3) ;
11) 低温液体储存容器(容积大于5m3)。
(2)第二类压力容器下列情况之一的,为第二类压力容器[本条第一款(1)规定的除外]:
1) 中压容器;
2) 低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);
3) 低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质);
4) 低压管壳式余热锅炉;
5) 低压搪瓷玻璃压力容器。
(3) 第一类压力容器低压容器为第一类压力容器〔本条第一款(1)、第二款((2)规定的除外〕。
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