第一章　压力容器等壳体结构件的制作过程及其工艺规程

第一节　压力容器的基本知识

一、压力容器的分类

① 按设计压力划分。可分为四个承受等级。

低压容器（代号L）　　　　　　　　0.1MPa≤p<1.6MPa

中压容器（代号M）                        1.6MPa≤p<10MPa

高压容器（代号H）                        10MPa≤p<100MPa

超高压容器（代号U）                        p≥100MPa

② 按综合因素划分。在承受等级划分的基础上，综合压力容器工作介质的危害性（易燃、致毒等程度），可将压力容器分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类。

a. Ⅰ类容器。一般指低压容器（Ⅱ、Ⅲ类规定的除外）。

b. Ⅱ类容器。属于下列情况之一者：中压容器（Ⅲ类规定的除外）；易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和储存容器；毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器；低压管壳式余热锅炉；搪玻璃压力容器。

c.Ⅲ类容器。属于下列情况之一者：毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器和pV≥0.2MPa·m³的低压容器；易燃或毒性程度为中度危害介质且pV≥0.5MPa·m³的中压反应容器或pV≥10MPa·m³的中压储存容器；高压、中压管壳式余热锅炉；高压容器。

二、压力容器的结构特点与组成

压力容器的典型形式如图1-1所示。

1.筒体

筒体是压力容器最主要的组成部分，由它构成储存物料或完成化学反应所需要存在大部分压力的空间。当筒体直径较小（小于500mm）时，可用无缝钢管制作。当直径较大时，筒体一般用钢板卷制或压制（压成两个半圆）后焊接而成。筒体较短时可做成完整的一节，当筒体的纵向尺寸大于钢板的宽度时，可由几个筒节拼接而成。由于筒节与筒节或筒节与封头之间的连接焊缝呈环形，故称为环焊缝。所有的纵、环焊缝焊接接头，原则上均采用对接接头。

2.封头

 凸形封头包括椭圆形封头、碟形封头、无折边球形封头和半球形封头，如图1-2所示。

① 椭圆形封头。纵剖面呈半椭圆形，一般采用长短轴比值为2的标准。

② 碟形封头。又称带折边的球形封头。它是由三部分组成：第一部分为内半径为R_i的球面；第二部分为高度为h的圆形直边；第三部分为连接第一、二部分的过渡区（内半径为r）。该封头特点为深度较浅，易于压力加工。

③ 无折边球形封头。又称球缺封头。虽然它深度浅，容易制造，但球面与圆筒体的连接处存在明显的外形突变，使其受力状况不良。这种封头在直径不大、压力较低、介质腐蚀性很小的场合可考虑采用。

④ 锥形封头。分为无折边锥形封头、大端折边锥形封头和折边锥形封头三种，如图1-3所示。从应力分析知，锥形封头大端的应力最大，小端的应力最小。因此，其壁厚是按大端设计的。

锥形封头由于其形状上的特点，有利于流体流速的改变和均匀分布，有利于物料的排出，而且对厚度较薄的锥形封头来说，制造比较容易，顶角不大时，其强度也较好，它较适用于某些受压不高的石油化工容器。

⑤ 平盖封头。结构最为简单，制造也很方便，但在受压情况下，平盖中产生的应力很大，因此，要求它不仅有足够的强度，还要有足够的刚度。平盖封头一般采用锻件，与筒体焊接或螺栓连接，多用于塔器底盖和小直径的高压及超高压容器。

3.法兰

法兰按其所连接的部分，分为管法兰和容器法兰。用于管道连接和密封的法兰叫管法兰；用于容器顶盖与筒体连接的法兰叫容器法兰。法兰与法兰之间一般加密封元件，并用螺栓连接起来。

4.开孔与接管

由于工艺要求和检修时的需要，常在石油化工容器的封头上开设各种孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、物料进出接管，以及安装压力表、液位计、流量计、安全阀等接管开孔。

 手孔和人孔是用来检查容器的内部并用来装拆和洗涤容器内部的装置。手孔的直径一般不小于150mm，直径大于1200mm的容器应开设人孔。位于筒体上的人孔一般开成椭圆形，净尺寸为300mm×400mm；封头部位的人孔一般为圆形，直径为400mm。对于可拆封头（顶盖）的容器及无须内部检查或洗涤的容器，一般可不设人孔。筒体与封头上开设孔后，开孔部位的强度被削弱，一般应进行补强。

5.支座

椭圆筒形容器的安装位置不同，有立式容器支座和卧式容器支座两类。对于卧式容器，主要采用鞍形支座；对于薄壁长容器，也可采用圈形支座，如图1-4所示。