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1、压力容器,压力容器相关概念,压力容器是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封容器。压力容器主要为圆柱形，少数为球形或其他形状。圆柱形压力容器通常由筒体、封头、接管、法兰等零件和部件组成，压力容器工作压力越高，筒体的壁就应越厚,压力容器分类,按制造材料分钢制容器、有色金属容器（铝制、钛制、铜质、镍及镍合金）、非金属容器等。按压力等级分类：压力容器可分为内压容器与外压容器。内压容器又可按设计压力（p）大小分为四个压力等级，具体划分如下：低压(代号L)容器0.1MPap1.6MPa;中压(代号M)容器1.6MPap10.0MPa;高压(代号H)容器10MPap100MPa;超高压(
2、代号U)容器p100MPa。,压力容器分类,根据容器的压力高低，介质的危害程度以及在生产中的重要作用，容规将其分为三类：1.第一类压力容器除了第二类第三类规定以外的低压容器2.第二类压力容器具有下列情况之一的，为第二类压力容器：中压容器；低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）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）；低压管壳式余热锅炉；低压搪玻璃压力容器。（搪玻璃：将含硅量高的瓷釉涂于金属表面，通过950搪烧，使瓷釉密着于金属铁胎表面制成）,压力容器分类,1.第三类压力容器，具有下列情况之一的，为第三类压力容器：高压容器；中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介
3、质）；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10MPam3）；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0.5Pam3）；低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且乘积大于等于0.2MPam3）；高压、中压管壳式余热锅炉；中压搪玻璃压力容器；,第三类压力容器,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；移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）等；球形储罐（容
4、积大于等于50m3）；低温液体储存容器（容积大于5m3）。低温液体储存容器（容积大于5m3）,按容器在生产中的作用分类:,反应压力容器(代号R):用于完成介质的物理、化学反应。换热压力容器(代号E):用于完成介质的热量交换。分离压力容器（代号S):用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离。储存压力容器（代号C，其中球罐代号B）：用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质。,按设计等级分类特种设备设计许可证（压力容器）类别的划分,(一)A级：1.A1级（注1）系指超高压容器、高压容器；2.A2级 系指第三类低、中压容器；3.A3级 系指球形储罐；4.A4级 系指非金属压力容器。(二)C级：1.
5、C1级 系指铁路罐车；2.C2级（注2）系指汽车罐车或长管拖车；3.C3级 系指罐式集装箱。(三)D级:1.D1级 系指第一类压力容器；2.D2级 系指第二类低、中压容器。(四)SAD级系指压力容器应力分析设计。（注1）：当只具备其中一项资格时，应当注明超高压容器或高压容器。（注2）：当只具备其中一项资格时，应当注明汽车罐车或长管拖车。,铝制压力容器的制造,标准：JB/T4734-2002铝制焊接容器适用：全铝、衬铝 设计压力8MPa铝材特点：耐蚀、防污染、低温物理特性：导热性高、膨胀系数大、塑形好、强度低、耐磨性差一般用材：纯铝、铝锰合金、铝镁合金（含镁量4%为区分点）、铝镁硅合金制造时注意
6、要点：场地清洁、铺橡胶，注意划伤 表面修磨深度不应大于厚度的5%，且不大于2mm 不采用氧乙炔切割，等离子切割后去除氧化层 多采用翻边结构,空分装置的铝制容器,将空气压缩冷却，并使空气液化，利用氧、氮组分的沸点（在大气压下氧沸点为-183，氮沸点为-196）不同，在精馏塔中使气、液接触，进行质、热交换，从而使氧、氮分离的装置。（无论是空气液化或者精馏，都是在-153以下的温度条件下进行的）空分装置冷箱中的压力容器通常为铝制压力容器板材5083-H112或5052-H112 执行的标准：GB/T3880.2-2006一般工业用铝及铝合金板、带材 第2部分：力学性能和GB/T3190-2008变形
7、铝及铝合金化学成分铝合金型材5083-H112应符合GB/T6892-2006一般业用铝及铝合金挤压型材的规定焊接材料应符合GB/T10858铝及铝合金焊丝的规定，并满足NB/T47018.6-2011承压设备用焊接材料订货技术条件 第6部分：铝及铝合金焊丝和填充丝的要求。,用铝的原因,空分装置冷箱中的压力容器通常为铝制压力容器，这是因为铝及铝合金为面心立方晶体结构，当温度降低时，它们不会发生脆性转变，其强度延性韧度不仅不降低，反而同步提升在低温下具有良好的力学和冲击性能。现在铝合金的工作温度可达-253，同时，铝的热导率比钢大几倍，对于一定的热负荷来说，可以减少所需的传热面积，特别适用低温及
8、超低温容器。,焊接中存在的问题,铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝熔点高、性质稳定且不易铲除。在焊接中会阻碍母材的熔化和熔合，不易浮出熔池，导致焊缝中出现夹渣、未熔合、未焊透等缺陷。焊丝及母材表面的氧化铝薄膜易吸附水分，水分在焊接过程高温和电离中分解出来氢，铝在液体中能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢，在焊接熔池凝固和快速冷去中，氢来不及逸出，极易形成焊接接头中的气孔。铝的热导率和比热容为碳素钢和低合金钢的两倍多，热导率约为奥氏体不锈钢的十几倍。这样在焊接过程中，大量的能量会被迅速的传导至母材的其他部位，使焊接熔化金属的熔池迅速冷却，一些气孔和夹杂物无法及时逸出，同时也可能产生未熔合等缺陷
9、。这些都造成焊接接头性能大大下降。铝的线膨胀系数约为碳素钢和低合金钢的两倍，铝凝固时的体积收缩率较大，造成焊接的变形量大、焊接应力较大，易产生缩孔、缩松、热裂纹等缺陷。铝在高温时的强度和塑性低，焊接时会因为不能支撑住液体金属而使焊缝成形不良，甚至形成塌陷或烧穿。,焊接方法,在空分装置中铝的焊接方法主要是钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊。其中较为特殊的是双人双面焊接方法，在一条焊缝的内外两面同时由两位焊工进行氩弧焊，此种焊接方法能够保证焊接线能量的输入较大、维持熔池的温度，利于气体及焊渣的浮出；另外焊缝两面同时供氩都可以起到气体保护作用。与常规的单面氩弧焊工艺相比，具有减少焊接变形、提高焊接质量、简化坡口加工与组对等优点。,其他,铝制压力容器一般不要求进行热处理焊接坡口面应采用机械方法加工，表面应光洁平整。焊前，坡口及其两侧必须严格清洗。铝制压力容器的制造必须有专用场地，不得与黑色金属产品混杂生产。工作场所要保持清洁、干燥，必须控制灰尘、飞溅物。一般地面上铺有胶皮，防止铝制容器的表面机械损伤，对于尖锐伤痕应予修磨，修磨范围的斜度至少为1：3.修磨的深度不大于该部位铝材厚度的5%且不于2mm，否则应予焊补。,
