首頁 >> 技術文章

　　容器器壁兩邊存在著一定壓力差的所有密閉容器，均可稱作壓力容器。這也是壓力容器在廣義上的定義。從這個意義上來說，壓力容器較為廣泛地存在于現代社會中，小到日常生活中的抽真空罐頭、汽水瓶、保溫瓶、家用壓力煲(壓力鍋)、煤氣罐(家用液化石油氣瓶)、滅蚊殺蟲噴霧劑、噴發膠瓶等，大到工業生產中的人工合成材料裝置、冶煉、食品醫藥、石油、化工、熱電、核電廠等生產裝備中的壓力容器，交通儲運的儲罐、氣瓶、槽車甚至萬噸巨輪、深水潛艇、大型高空噴氣式飛機和導彈、火箭等軍事裝備以及2003年10月我國成功發射和返回的載人宇宙飛船“神舟五號”返回艙等航空航天設備，所有這些均屬于廣義上的壓力容器。壓力容器遍布工業生產、基本建設、醫療衛生、地質勘探、文化教育、科研國防以至人們的日常生活等國民經濟各部門各領域，現代社會、現代生活離不開壓力容器。

　　一、界定

　　壓力容器器壁兩邊(內、外部)所存在的壓力差稱作壓力載荷，由于壓力容器器壁承受壓力載荷，所以壓力容器也稱作受壓容器。壓力容器所承受的這種壓力載荷等于人為地將能量進行提升、積蓄，使容器具備了能量隨時釋放的可能性和危險性，也就是會泄漏和爆炸。這種可能性和危險性與容器的介質、容積、所承受的壓力載荷以及結構、用途等有關。實際上，只有一部分的壓力容器容易發生事故，而且事故的危害比較大，這部分壓力容器大多都是工業生產中承載壓力的容器。許多國家在工業化進程中飽受了這類容器引發的災難，吸取了血的教訓。經過不斷總結經驗，最終把這類容器劃歸為一種特殊設備進行管理，設立專門機構對其進行監督，建立健全了各類規章制度，并要求嚴格按規定的規范進行選材、設計、制造、安裝、使用管理與維修改造和定期檢驗。目前，我國的這一專門的監督檢驗機構是國家質量監督檢驗檢疫總局。習慣上，所說的壓力容器就是指這一類作為特殊設備的壓力容器。

　　既然壓力容器是指那些比較容易發生事故、特別是事故危害比較大的特殊設備，那么其界定就應從事故發生的可能性和事故危害的嚴重性來考慮。一般來說，這種可能性和危害的嚴重程度與壓力容器的工作介質、工作壓力及容積等密切相關。

　　壓力容器的工作介質是指容器所盛裝的，或在容器中參與反應的物質。工作介質是液體的壓力容器，由于液體的壓縮性很小，因此在卸壓時介質的膨脹很小，容器爆炸時所釋放的能量也很小。而工作介質是氣體的壓力容器，因為氣體有很大的壓縮性，因此在容器爆破時氣體瞬時卸壓膨脹所釋放的能量也就很大。承載壓力和容積相同的壓力容器，工作介質為氣體的要比介質為液體的爆破能量大數百倍至數萬倍。例如，一個容積為10m3、工作壓力為1．1MPa(絕對)的容器，如果介質是空氣，它爆破時所釋放的能量(氣體絕熱膨脹所做的功)約為1．36×103J；如果介質是水，則其爆炸時所釋放的能量僅為2．2×103J。前者為后者的6200倍。由此可見，容器內的介質若為液體，即使容器爆破，其破壞性也是較小的。不過應該注意的是，這里所說的液體，是指常溫下的液體，而不包括高于其標準沸點(在標準大氣壓下的沸點)的飽和液體(如鍋爐中汽包的高溫飽和水)和沸點低于常溫(包括有可能達到的最高使用溫度或周圍環境溫度)的液化氣體。因為這些介質在容器內只是由于壓力較高才呈現液態(實際在容器內是氣液并存的飽和狀態)，如果容器破裂，容器內的壓力下降，這些飽和液體即呈現過熱狀態，并立即蒸發氣化，體積急劇膨脹，發生“蒸氣爆炸”(暴沸)，其所釋放的能量要比同體積、同壓力的飽和蒸汽大得多(相當于瞬間不斷地產生飽和蒸汽)。所以從物質的集性狀態方面考慮，壓力容器的工作介質應該包括壓縮氣體、水蒸氣、液化氣體和工作溫度高于其標準沸點的飽和液體。

　　壓力容器的工作壓力是指容器在正常使用過程中，所承受的最高壓力載荷。一般來說工作壓力越高，或者容器的容積越大，則容器爆炸時氣體膨脹所釋放的能量也越大，事故的危害性越嚴重。但是壓力和容積范圍的劃分，并不像工作介質那樣有一個比較明顯的界限，一般都是人為地規定一個比較適當的下限。

　　二、應用

　　在工業生產中，壓力容器的主要作用是儲存、運輸有壓力的氣體或液化氣體，或者是為這些流體的傳熱、傳質反應提供一個密閉的空間。壓力容器具有各式各樣的形狀結構，從小至容積只有幾升的瓶或罐，到大至上萬立方米的球形容器或高達上百米的塔式容器。

　　壓縮空氣是一種使用得較為普遍的動力源，被廣泛用于機械制造、交通運輸、建筑、裝修、采礦、化工、冶金及國防工業等各個領域各個部門。而壓縮空氣的主要來源是空氣壓縮機，壓縮機的附屬設備如氣體冷卻器、油水分離器、儲氣罐、干燥過濾裝置等都是壓力容器。

　　此外，在工業生產中還經常使用各種氣體作為原料或輔助材料。如制造消毒水和農藥要用氯氣，金屬焊接和氣割需要氫氣、乙炔氣、氧氣、氬氣，食品飲料行業要用到的二氧化碳氣體等。這些氣體往往都經過增壓使其成為壓縮氣體(如氧、氮等)、液化氣體(如液氯、液氨等)或溶解氣體(如乙炔)，而儲運這些壓縮氣體、液化氣體或溶解氣體的容器，如氣瓶、液化氣體儲罐及槽(罐)車等，都是壓力容器。

　　制冷裝置是食品工業、化學工業和醫療衛生等部門用以制造“人造冷”的一種通用設備。它是利用制冷壓縮機將氣態的冷凍劑(最常用的是氨和氟里昂)進行壓縮，然后在冷凝器中用水將其冷凝為液體，再把這些液化了的冷凍劑通過調節閥節流降壓進入蒸發器。由于壓力降低，液化冷凍劑在蒸發器內不斷地蒸發，并吸收大量的熱，使其周圍的介質和環境溫度降低。蒸發后的冷凍劑再回到壓縮機，如此繼續循環，在蒸發器中便可以連續獲得“人造冷”。而制冷裝置中的多數設備，如冷凝器、蒸發器、液體冷凍劑儲罐等都是壓力容器。

　　有些工業產品的制備需要在較高的溫度下進行，因此在生產工藝過程中常常需要將物料加熱。加熱往往使用水蒸氣，因為它是一種較易獲得的熱源。水蒸氣必須是有壓力的氣體才能方便地輸送和使用。用它來對物料進行加熱的設備，無論是間接式換熱裝置(如蒸汽夾套、蒸汽列管加熱器等)，或者直接式加熱設備(如蒸煮鍋、蒸汽消毒器等)都是一種壓力容器。

　　化工生產中所使用的反應設備大部分也是壓力容器。因為有許多化學反應需要在加壓的條件下進行，或者在比較高的壓力下加速其反應，提高設備效率。例如，用乙烯和水(高壓過熱蒸汽)制造乙醇(酒精)，就需要在7MPa的壓力下進行；用氫和氮來制造合成氨，要在10～100MPa的壓力下才能較好地反應。因此，不但這些反應器本身是壓力容器，而且參加反應的介質也要先經過加壓、精制、加熱或冷卻等處理，這些工藝過程所用的設備，都是壓力容器。

　　隨著石油化學工業的迅速發展，高分子聚合物的生產不斷擴大，高分子聚合物是由單體分子經過聚合反應而得到的，而大部分聚合反應都需要在較高的壓力下進行。例如，用乙烯氣體聚合成聚乙烯，低壓法需要的壓力為3．5～10MPa，高壓法則需要100～250MPa。因此，制取高分子聚合物的設備不僅聚合釜(進行聚合反應的設備)是壓力容器，而且這些單體分子在聚合前的一系列工藝處置過程(如儲存、精制、加熱等)，也都需要壓力容器。

　　由此可見，壓力容器在工業生產中的應用是極為普遍的，尤其是在化學工業中，幾乎每一個工藝過程都離不開壓力容器，而且壓力容器還常常是生產中的主要設備。

　　三、我國壓力容器的管理和監察

　　在我國眾多使用壓力容器的企業中，國有企業和大型外資、合資企業對壓力容器的使用和管理較為規范，特別是石油、化工行業中的大中型企業，他們有優良的傳統和較為豐富的使用管理經驗，加之有一批專業和職能較為齊全、技術較為全面、經驗較為豐富的壓力容器技術管理人員，使我國在壓力容器的使用和管理方面，從總體上來說比較規范和成功。

　　但是隨著社會的發展，科學技術的進步，壓力容器的使用日益廣泛，數量日益增長，逐漸趨向容量大型化、結構復雜化、適用性廣泛化，并且正從主要用于第一、第二產業的傳統，迅速走向第三產業。特別是民營經濟等非公有經濟的蓬勃發展，中小型壓力容器用戶(使用壓力容器的企業)正如雨后春筍般地大量涌現。這些企業充滿活力又較為靈活，具有較強的競爭意識和風險意識，并且很多是跨行業、新興行業或邊界行業，如保健醫藥品、食品、副食品、深加工、化妝品、日用品、各類添加劑、洗滌漂染、消毒殺蟲、涂料黏膠的生產，家具和裝飾材料生產、林產品加工及各類精細化工企業，他們生產規模較小，并受經濟利益的驅使和心存僥幸等因素的影響，在生產上往往只注重配方、工藝而忽視對壓力容器這類特殊的危險設備的管理，企業中甚至沒有專門的或相關專業的技術管理人員和持證上崗的操作人員。從容器的訂購到安裝使用和管理等均未經過法定程序和有效的監察，為壓力容器的使用埋下了安全隱患。

　　2002年11月1日起施行的《中華人民共和國安全生產法》，對壓力容器這類特種設備的使用作了強制性的規定。其中第三十條規定，生產經營單位使用涉及生命安全、危險性較大的特種設備，以及危險物品的容器運輸工具必須按照國家有關規定，由專業生產單位生產，并經取得專業資質的檢測、檢驗機構檢測、檢驗合格，取得安全使用證或者安全標志，方可投入使用。檢測、檢驗機構對檢測、檢驗結果負責。涉及生命安全、危險性較大的特種設備的目錄由國務院負責特種設備廠安全監督管理的部門制定，報國務院批準后執行。

　　壓力容器屬于此類特種設備。目前，我國對壓力容器這類特種設備，在安全監察管理方面相應的法規、制度是比較成熟和健全的，只是在具體執行中還有未到位、未覆蓋到的地方。目前，各級的技術監督管理部門正聯同各有關的行政職能部門和行政執法部門，加大對壓力容器的制造和使用等各個環節的安全監察和依法管理的力度，壓力容器的全過程管理正逐步適應市場經濟的發展。

　　各類企業必須依法使用壓力容器，從選購、安裝、使用、管理與修理改造等都必須按相應的法規要求進行(詳見本書第七章)，使用單位必須向有制造許可證的制造單位選購壓力容器，并滿足適用性、安全性和經濟性。訂購前須要求制造單位出示有當地安全監察機構(質量技術監督局)簽發蓋印的《壓力容器制造許可證》或要求提供復印件。訂購收貨時要求提供如下文件(也稱壓力容器隨機技術資料)。

　　具備以上條件的壓力容器還不能擅自安裝使用，必須委托已取得相應制造資格的單位或者是經安裝單位所在地的省級安全監督機構批準的安裝單位，也就是說必須由具有壓力容器制造或安裝資質的單位進行壓力容器的安裝。若還有與容器關聯的壓力管道(如蒸汽、壓縮空氣等)的，還必須請有設計資質的單位進行壓力管道設計、出圖后一并安裝。簽訂已取得當地安全監察機構簽發的《壓力容器使用證》作為最終的安裝合同。在本單位經辦人員不大熟悉相關程序時，可將前面所列的壓力容器隨機技術資料保留復印件后原件交安裝單位去協助辦理壓力容器報裝手續，向當地技術監督部門填報壓力容器安裝申報表，獲得批準后，安裝單位方可進場施工。安裝竣工后，要求安裝單位提交包括壓力容器安裝申報表、壓力管道安裝安全質量監督證書、壓力管道安裝一覽表、設備檢驗記錄，安全閥、壓力表等安全附件檢驗報告書或檢驗使用證和安裝記錄，閥門、管材等的合格證或材質證明書等，及安裝過程中的其他有關登記、記錄圖表等合訂的《壓力容器安裝交工技術文件》，并向施工單位收回壓力容器隨機資料。將這些資料全數帶到當地質量技術監督局辦理壓力容器注冊登記，領取《壓力容器使用證》。此時的壓力容器才具備了合法使用的前提。

　　壓力容器使用單位還必須配備經地、市級安全監察機構認可的經培訓考核的壓力容器操作人員并持證上崗，才可以合法使用壓力容器。

　　此外，壓力容器使用單位還必須指定具有壓力容器專業知識，熟悉國家相關法規標準的工程技術人員負責壓力容器的安全管理工作，并按相應的要求管理好本企業的壓力容器以及操作人員。

轉載請注明：http://m.prucebear.com   尚科空壓機配件網