什么是壓力容器
編輯壓力容器設計成容納氣體或液體在容器壓力從基本上不同環境壓力。
可以選擇適合壓力應用的構造方法和材料,這取決于容器的尺寸、內容物、工作壓力、質量限制和所需物品的數量。
壓力容器可能是危險的,在其開發和運行的歷史上曾發生過致命的事故。因此,壓力容器的設計、制造和操作均受立法支持的工程機構監管。由于這些原因,壓力容器的定義因國家而異。
設計涉及諸如xxx安全操作壓力和溫度、安全系數、腐蝕裕量和最低設計溫度(用于脆性斷裂)等參數。使用無損檢測對結構進行檢測,例如超聲波檢測、射線照相。,和壓力測試。靜水壓力測試通常使用水,但氣動測試使用空氣或其他氣體。流體靜力測試是首選,因為它是一種更安全的方法,因為如果在測試過程中發生破裂,釋放的能量會少得多(當快速減壓發生時,水的體積不會大幅增加,不像氣體會爆炸性膨脹)。批量或批量生產的產品通常會在受控條件下對具有代表性的樣品進行銷毀測試,以保證質量。如果系統的整體安全性得到充分提高,則可以安裝泄壓裝置。
在大多數國家,超過一定尺寸和壓力的船舶必須按照正式規范建造。在美國,該代碼是ASME鍋爐和壓力容器代碼(BPVC)。在歐洲,代碼是壓力設備指令。
壓力容器的特點
編輯形狀
壓力容器理論上幾乎可以是任何形狀,但通常采用由球體、圓柱體和圓錐體組成的形狀。一種常見的設計是帶有稱為頭部的端蓋的圓柱體。頭部形狀通常是半球形或碟形(圓球形)。從歷史上看,更復雜的形狀更難以分析以確保安全操作,并且通常更難構建。
從理論上講,球形壓力容器的強度大約是壁厚相同的圓柱形壓力容器的兩倍,,是保持內部壓力的理想形狀。但是,球形的制造難度較大,因此成本較高,因此大多數壓力容器為圓柱形,兩端為2:1的半橢圓形封頭或端蓋。較小的壓力容器由一根管子和兩個蓋子組裝而成。對于直徑xxx為600毫米(NPS為24英寸)的圓柱形容器,可以使用無縫管作為外殼,從而避免許多檢查和測試問題,主要是需要時對長焊縫進行射線照相的無損檢查。這些容器的一個缺點是更大的直徑更昂貴,因此例如最經濟的形狀是1,000升(35立方英尺)、250巴(3,600psi)壓力容器的直徑可能為91.44厘米(36英寸),長度為1.7018米(67英寸),包括2:1半橢圓形圓頂端蓋。
制造材料
許多壓力容器由鋼制成。為了制造圓柱形或球形壓力容器,必須將軋制部件和可能的鍛造部件焊接在一起。除非采取特殊預防措施,否則通過軋制或鍛造獲得的鋼的某些機械性能可能會受到焊接的不利影響。除了足夠的機械強度外,現行標準還規定使用具有高抗沖擊性的鋼,特別是對于在低溫下使用的容器。在碳鋼會受到腐蝕的應用中,還應使用特殊的耐腐蝕材料。
一些壓力容器由復合材料制成,例如使用聚合物固定在適當位置的碳纖維的纖維纏繞復合材料。由于碳纖維的拉伸強度非常高,這些容器可以很輕,但制造起來要困難得多。復合材料可纏繞在金屬襯里周圍,形成復合外包裝壓力容器。
其他非常常見的材料包括聚合物,例如碳酸飲料容器中的PET和管道中的銅。
壓力容器可能襯有各種金屬、陶瓷或聚合物,以防止泄漏并保護容器結構免受所含介質的影響。該襯里還可以承載很大一部分壓力負載。
壓力容器也可以由混凝土(PCV)或其他抗拉力較弱的材料制成。纏繞在容器周圍或壁內或容器本身內的電纜提供必要的張力以抵抗內部壓力。“防漏鋼薄膜”排列在容器的內壁上。這種容器可以由模塊化部件組裝而成,因此“沒有固有的尺寸限制”。由于大量單獨的電纜抵抗內部壓力,因此也存在高階冗余。
用途
編輯壓力容器用于工業和私營部門的各種應用。它們作為工業壓縮空氣接收器、鍋爐和家用熱水儲罐出現在這些行業中。壓力容器的其他例子是潛水氣瓶、再壓縮室、蒸餾塔、壓力反應器、高壓釜以及采礦作業、煉油廠和石化廠、核反應堆容器、潛艇和太空船中的許多其他容器。棲息地、大氣潛水服、氣動儲罐、受壓液壓儲罐、軌道車輛空氣制動儲罐、公路車輛空氣制動儲罐,以及高壓xxx性氣體和液化氣體如氨、氯和LPG(丙烷、丁烷)的儲存容器。
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