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1、化工设备基础知识化工设备基础知识焊接技术及自动化焊接技术及自动化第一页，编辑于星期六：十八点 三十八分。化工设备基础知识化工设备基础知识v绪论绪论v第一章第一章 化工设备化工设备常用材料常用材料 v第二章第二章 内压容器内压容器和外压容器和外压容器v第三章第三章 化工设备化工设备主要零部件主要零部件v第四章第四章 换热设备换热设备v第五章第五章 塔设备塔设备v第六章第六章 反应设备反应设备v第七章第七章 加热炉和废热锅炉加热炉和废热锅炉 v第八章第八章 油油 罐罐 v第九章第九章 压力容器检验与修理压力容器检验与修理第二页，编辑于星期六：十八点 三十八分。第八章第八章 油油 罐罐v油罐的分类油
2、罐的分类v拱顶油罐拱顶油罐 v浮顶油罐和内浮顶油罐浮顶油罐和内浮顶油罐 v球球 罐罐v小结小结v作业作业 第三页，编辑于星期六：十八点 三十八分。油罐的油罐的分类分类v按形状分按形状分 立式圆柱形、立式圆柱形、卧式圆柱形、特殊形状卧式圆柱形、特殊形状 特殊形状特殊形状球形、水滴形球形、水滴形v按压力分按压力分v常压储罐常压储罐 气相侧压力大气压气相侧压力大气压 0P0.03MPa或或1/3大气压（表压）大气压（表压）v低压储罐低压储罐0.03MPaP0.1MPa 立式或卧式圆柱形储罐立式或卧式圆柱形储罐 20R、16MnR 盛装挥发性很强的介质盛装挥发性很强的介质汽油、轻质石脑油汽油、轻质石脑
3、油 及各种蒸发性能很强的化学品及各种蒸发性能很强的化学品第四页，编辑于星期六：十八点 三十八分。按形状分按形状分第五页，编辑于星期六：十八点 三十八分。常压储罐常压储罐 储存原油、汽油、煤油、石脑油及各种不具有挥发性储存原油、汽油、煤油、石脑油及各种不具有挥发性的化学品的化学品 一般为立式一般为立式 Q235第六页，编辑于星期六：十八点 三十八分。拱顶油罐拱顶油罐 罐顶为球缺形，球缺半径一般为油罐直径的罐顶为球缺形，球缺半径一般为油罐直径的1.2倍。倍。拱顶本身是承重构件，有较大的刚性，能承受较高的内拱顶本身是承重构件，有较大的刚性，能承受较高的内压，有利于降低蒸发损耗。压，有利于降低蒸发损耗
4、。v基本结构基本结构v罐顶、罐底罐顶、罐底 与罐壁焊接要求与罐壁焊接要求 第七页，编辑于星期六：十八点 三十八分。基本结构基本结构v罐壁罐壁v罐顶（拱顶）罐顶（拱顶）v球形拱顶：球形拱顶：截面呈圆弧拱截面呈圆弧拱 结构简单、施工方便结构简单、施工方便 油库油库中中v准球形拱顶准球形拱顶：拱顶与罐壁间用小圆弧过渡连接拱顶与罐壁间用小圆弧过渡连接 承压能力高、施工困难承压能力高、施工困难 少见少见 v罐底罐底 v油罐附件：油罐附件：人孔、透光孔、量油孔、放水管等人孔、透光孔、量油孔、放水管等 第八页，编辑于星期六：十八点 三十八分。罐罐 壁壁 由若干层的圈板组装而成，每层圈板上由若干层的圈板组装而
5、成，每层圈板上的竖直（纵向）焊缝一般为的竖直（纵向）焊缝一般为对接对接式，环向焊式，环向焊缝根据使用要求可对接，亦可搭接。缝根据使用要求可对接，亦可搭接。一般：一般：中、小容量中、小容量 搭接、套筒式搭接、套筒式 大容量大容量 混合式混合式 要求：要求：足够的强度足够的强度 稳定性稳定性 第九页，编辑于星期六：十八点 三十八分。罐罐 底底 D12.5m 一般用矩形中幅板和边缘板组成一般用矩形中幅板和边缘板组成 D12.5m 周边为弓形边缘板周边为弓形边缘板 第十页，编辑于星期六：十八点 三十八分。罐顶、罐底与罐壁焊接要求罐顶、罐底与罐壁焊接要求v罐底与罐壁之间罐底与罐壁之间 重要焊缝重要焊缝
6、“T”形焊接接头形焊接接头 v罐顶与罐壁之间罐顶与罐壁之间 为防止油罐一旦发生事故扩大受灾面积，一般将为防止油罐一旦发生事故扩大受灾面积，一般将此处做成此处做成“弱顶结构弱顶结构”，一旦油罐发生事故可将罐顶先，一旦油罐发生事故可将罐顶先揭掉。揭掉。弱顶结构弱顶结构 外侧连续焊，焊角高度为罐顶厚的外侧连续焊，焊角高度为罐顶厚的 3/4，内侧不予焊接。，内侧不予焊接。第十一页，编辑于星期六：十八点 三十八分。浮顶油罐和内浮顶油罐浮顶油罐和内浮顶油罐v浮顶油罐（外浮顶）浮顶油罐（外浮顶）v内浮顶油罐内浮顶油罐 与浮顶油罐比，多了一个固定顶。与浮顶油罐比，多了一个固定顶。浮盘上不会积聚雨水，可避免尘埃
7、、风沙对油品的浮盘上不会积聚雨水，可避免尘埃、风沙对油品的污染。污染。具有拱顶油罐和浮顶油罐的优点。具有拱顶油罐和浮顶油罐的优点。储存汽油、煤油、溶剂汽油、航空汽油、航空煤油等。储存汽油、煤油、溶剂汽油、航空汽油、航空煤油等。第十二页，编辑于星期六：十八点 三十八分。浮顶油罐（外浮顶）浮顶油罐（外浮顶）v结构结构 容积小容积小时，浮顶做成双层式，由上、下两层圆形钢板以及中间时，浮顶做成双层式，由上、下两层圆形钢板以及中间用隔板隔成若干个沿圆周形排列的单个用隔板隔成若干个沿圆周形排列的单个封闭舱封闭舱组成。组成。像船一像船一样浮于油面上样浮于油面上 容积大容积大时，为了节省钢材，在保证足够浮力的
8、条件下，浮顶时，为了节省钢材，在保证足够浮力的条件下，浮顶一般为单层浮顶，其周边为双层浮舱（中间为单层钢板）。一般为单层浮顶，其周边为双层浮舱（中间为单层钢板）。v特点特点（有一个浮盘覆盖在油面上，并随着油面的升（有一个浮盘覆盖在油面上，并随着油面的升 降而升降）降而升降）浮盘与油面间无气体空间浮盘与油面间无气体空间油品蒸发损耗油品蒸发损耗 储油的安全性储油的安全性 易集尘埃、雨水、甚至污染油品易集尘埃、雨水、甚至污染油品 常用以常用以储存原油储存原油第十三页，编辑于星期六：十八点 三十八分。浮顶油罐（外浮顶）结构浮顶油罐（外浮顶）结构第十四页，编辑于星期六：十八点 三十八分。浮顶油罐（外浮顶
9、）结构浮顶油罐（外浮顶）结构第十五页，编辑于星期六：十八点 三十八分。浮顶油罐（外浮顶）结构浮顶油罐（外浮顶）结构第十六页，编辑于星期六：十八点 三十八分。球球 罐罐v球罐的分类球罐的分类v球罐的特点球罐的特点 v纯球形储罐结构纯球形储罐结构 v足球形足球形v瓜瓣形瓜瓣形v双重球罐双重球罐 第十七页，编辑于星期六：十八点 三十八分。球罐的分类球罐的分类v按用途分按用途分v高压常温中使用高压常温中使用 2.04MPa 储存储存液化石油气、氨、氧液化石油气、氨、氧 v中压低温中使用中压低温中使用 1.82.0MPa 20100 储存储存乙烯等液化气乙烯等液化气 v低压深冷中使用低压深冷中使用 T1
10、00的的液化气液化气 v按结构形状分按结构形状分v圆球形圆球形：足球形、瓜瓣形足球形、瓜瓣形球壳的划分球壳的划分 单层、多层、双金属层、双重壳单层、多层、双金属层、双重壳壳体层数壳体层数 v椭球形椭球形：纯椭球、有节的椭球形纯椭球、有节的椭球形 第十八页，编辑于星期六：十八点 三十八分。椭椭 球球 形形 纯椭球纯椭球 有节的椭球有节的椭球第十九页，编辑于星期六：十八点 三十八分。球罐的特点球罐的特点v主要优点主要优点v容积相当时，表面积最小，板面积小。容积相当时，表面积最小，板面积小。v受力均匀，且薄膜应力是圆筒受力均匀，且薄膜应力是圆筒的一半，板厚薄，重的一半，板厚薄，重量轻。量轻。v抗风能
11、力强（风压系数抗风能力强（风压系数0.3，圆筒：，圆筒：0.7）。）。v基础简单。基础简单。v主要缺点主要缺点v制造安装较困难。制造安装较困难。v焊接较困难，技术要求高。焊接较困难，技术要求高。v焊缝长，检验要求高，工作量大。焊缝长，检验要求高，工作量大。第二十页，编辑于星期六：十八点 三十八分。足足 球球 形形 均分法：各瓣片大小相同均分法：各瓣片大小相同 v容量容量 V100m3v直径直径 D5760mmv支柱支柱 支撑球罐支撑球罐v拉杆拉杆 承受地震力、承受地震力、风力等的水风力等的水 平力平力 第二十一页，编辑于星期六：十八点 三十八分。瓜瓜 瓣瓣 形形vV1005000 m3 vD5
12、760 21220mm 焊缝长度焊缝长度 缩短焊接和检验工时缩短焊接和检验工时 便于施焊便于施焊 便于压片便于压片 第二十二页，编辑于星期六：十八点 三十八分。双重球罐双重球罐 绝热保冷绝热保冷 储存液氨储存液氨 液氯、液氯、液氧液氧 用于低温、用于低温、1atm或或接近接近1atm低压下的低压下的液化气体液化气体 第二十三页，编辑于星期六：十八点 三十八分。作作 业业v外浮顶油罐的浮顶有哪几种形式？外浮顶油罐的浮顶有哪几种形式？v内浮顶油罐与外浮顶油罐相比有什么优点？内浮顶油罐与外浮顶油罐相比有什么优点？其应用如何？其应用如何？v球罐结构中的拉杆有什么作用？球罐结构中的拉杆有什么作用？第二十
13、四页，编辑于星期六：十八点 三十八分。第九章第九章 压力容器检验与修理压力容器检验与修理v在用压力容器的在用压力容器的定期检验定期检验v定期检验的重要性定期检验的重要性v压力容器的压力容器的定期检验定期检验v进入容器内部检验的进入容器内部检验的注意事项注意事项 v在用压力容器常见缺陷及检验方法在用压力容器常见缺陷及检验方法 第二十五页，编辑于星期六：十八点 三十八分。在用压力容器的定期检验指压力容器从办理使用登记在用压力容器的定期检验指压力容器从办理使用登记开始到报废为止（即整个使用期间）进行的各种检验。开始到报废为止（即整个使用期间）进行的各种检验。v压力容器压力容器工作条件特征工作条件特征
14、一、定期检验的重要性一、定期检验的重要性 由于以上种种因素，使用一段时间后，原有的允许缺由于以上种种因素，使用一段时间后，原有的允许缺陷将发展，或产生新的缺陷。陷将发展，或产生新的缺陷。通过定期检验，及早发现并消除缺陷，预防事故通过定期检验，及早发现并消除缺陷，预防事故发生，保证压力容器运行安全。发生，保证压力容器运行安全。第二十六页，编辑于星期六：十八点 三十八分。压力容器工作条件特征压力容器工作条件特征v使用温度和压力波动大，频繁加、卸载，一些部位使用温度和压力波动大，频繁加、卸载，一些部位易产生疲劳裂纹。易产生疲劳裂纹。v某些介质对器壁的腐蚀作用，使壁厚减薄、材料劣化。某些介质对器壁的腐
15、蚀作用，使壁厚减薄、材料劣化。v高温容器器壁长期承受高温产生蠕变。高温容器器壁长期承受高温产生蠕变。v碳素钢、普通低合金钢制造的低温容器使用时存在脆性碳素钢、普通低合金钢制造的低温容器使用时存在脆性断裂的可能。断裂的可能。v支座、管道及附属设施安装不当，产生的附加应力和震动，支座、管道及附属设施安装不当，产生的附加应力和震动，对容器影响。对容器影响。v压力容器停用时封存不好，维护保养不当。压力容器停用时封存不好，维护保养不当。第二十七页，编辑于星期六：十八点 三十八分。二、压力容器的定期检验二、压力容器的定期检验v定期检验的定期检验的期限期限（容规规定）（容规规定）压力容器定期检验规则压力容器
16、定期检验规则2004年年v内外部检验周期适当内外部检验周期适当缩短的情况缩短的情况v内外部检验周期适当内外部检验周期适当延长的情况延长的情况v内外部检验合格后应进行内外部检验合格后应进行耐压试验的情况耐压试验的情况v定期检验的基本要求定期检验的基本要求第二十八页，编辑于星期六：十八点 三十八分。定期检验的期限（一）定期检验的期限（一）v外部检查：（外部检查：（年度检查年度检查）在用压力容器运行中的定期在线检查。在用压力容器运行中的定期在线检查。检查周期：检查周期：每年每年至少至少一一次次v内外部检验：（内外部检验：（全面检验全面检验）在用压力容器停机时的检验。在用压力容器停机时的检验。检验周期
17、：检验周期：安全状况等级为安全状况等级为1、2级的，每级的，每6年至少年至少一一次；次；安全状况等级为安全状况等级为3级的，每级的，每36年至少年至少一一次。次。安全状况等级为安全状况等级为4级的，由检验机构确定。级的，由检验机构确定。第二十九页，编辑于星期六：十八点 三十八分。定期检验的期限（二）定期检验的期限（二）v耐压试验：耐压试验：压力容器停机检验时，所进行压力容器停机检验时，所进行的的 超过最高工作压力的超过最高工作压力的液压试验液压试验或或 气压试验气压试验。检验周期：检验周期：v固定式：固定式：每每两次两次内外部检验期间内，至少进行内外部检验期间内，至少进行一一次。次。v移动式：
18、移动式：每每6年至少进行年至少进行一一次。次。注：注：压力容器投用后压力容器投用后首次首次内外部检验周期一内外部检验周期一 般为般为3年。年。第三十页，编辑于星期六：十八点 三十八分。压力容器有下列情况之一的，内外部检验压力容器有下列情况之一的，内外部检验周期应适当周期应适当缩短缩短v介质对压力容器材料的腐蚀情况不明或介质对材料的腐蚀速率大于介质对压力容器材料的腐蚀情况不明或介质对材料的腐蚀速率大于0.25mm年年，以及设计者所确定的腐蚀数据与实际不符的；，以及设计者所确定的腐蚀数据与实际不符的；v材料表面质量差或内部有缺陷、材料焊接性能不好、制造时曾材料表面质量差或内部有缺陷、材料焊接性能不
19、好、制造时曾多次返修的；多次返修的；v使用条件恶劣或介质中使用条件恶劣或介质中硫化氢硫化氢及及硫硫元素含量较高的；元素含量较高的；v使用已使用已超过超过20年，经技术鉴定后或由检验员确认按正常检验周年，经技术鉴定后或由检验员确认按正常检验周期不能保证安全使用的；期不能保证安全使用的；v停止使用时间停止使用时间超过两年超过两年的；的；v经缺陷安全评定合格后继续使用的；经缺陷安全评定合格后继续使用的；v经常改变使用介质的；经常改变使用介质的；v玻璃没备；球形储罐等。玻璃没备；球形储罐等。介质为液化石油介质为液化石油气且有氢鼓包等应力气且有氢鼓包等应力腐蚀倾向的，腐蚀倾向的，每年每年或或根据需要根据
20、需要进行内外部进行内外部检验。检验。第三十一页，编辑于星期六：十八点 三十八分。安全状况等级为安全状况等级为l、2级的压力容器有下列情级的压力容器有下列情况之一时，内外部检验周期可适当况之一时，内外部检验周期可适当延长延长v非金属衬里层完好的，其检验周期可延长，但不超过非金属衬里层完好的，其检验周期可延长，但不超过9年；年；v介质对材料腐蚀速率低于介质对材料腐蚀速率低于0.1mm年、有可靠的耐腐年、有可靠的耐腐蚀金属衬里或热喷涂金属涂层的压力容器，通过一至蚀金属衬里或热喷涂金属涂层的压力容器，通过一至二次内外部检验确认腐蚀轻微或衬里完好的，检验周二次内外部检验确认腐蚀轻微或衬里完好的，检验周期
21、可延长，但不期可延长，但不 超过超过12年；年；v装有触媒的反应容器以及装有充填物的大型压力容器，其装有触媒的反应容器以及装有充填物的大型压力容器，其检验周期根据设计图样和实际使用情况由使用单位、设计检验周期根据设计图样和实际使用情况由使用单位、设计单位和检验单位协商确定，报当地安全监察机构备案。单位和检验单位协商确定，报当地安全监察机构备案。第三十二页，编辑于星期六：十八点 三十八分。有下列情况之一的压力容器，内外部检验合有下列情况之一的压力容器，内外部检验合格后应进行格后应进行耐压试验耐压试验v用焊接方法修理改造，更换主要受压元件的；用焊接方法修理改造，更换主要受压元件的；v改变使用条件，
22、且超过原设计参数并经强度校核合格改变使用条件，且超过原设计参数并经强度校核合格的；的；v需要更换衬里的（重新更换衬里前）；需要更换衬里的（重新更换衬里前）；v停止使用两年后重新复用的；停止使用两年后重新复用的；v使用单位从外单位拆来新安装的或本单位内部移装的；使用单位从外单位拆来新安装的或本单位内部移装的；v使用单位对压力容器的安全性能有怀疑的。使用单位对压力容器的安全性能有怀疑的。注：注：因因情况特殊情况特殊不能按期进行内外部检验或不能按期进行内外部检验或 耐压试验的，耐压试验的，可延长可延长，但一般不应超过，但一般不应超过 12个月。个月。第三十三页，编辑于星期六：十八点 三十八分。定期检
23、验的基本要求定期检验的基本要求v外部检查：外部检查：（年度检查）（年度检查）宏观检查为主，必要时可进行测厚、壁宏观检查为主，必要时可进行测厚、壁温检查和腐蚀介质含量测定等。温检查和腐蚀介质含量测定等。v内外部检验：内外部检验：（全面检验（全面检验）宏观检查、壁厚测定为主，必要时可以宏观检查、壁厚测定为主，必要时可以采用无损探伤等方法。采用无损探伤等方法。在用压力容器检验规程在用压力容器检验规程规定了基本的检查内容规定了基本的检查内容 第三十四页，编辑于星期六：十八点 三十八分。三、进入容器内部检验的注意事项三、进入容器内部检验的注意事项 v对所进入容器要切实做好工艺处理对所进入容器要切实做好工
24、艺处理 管线、阀门必须加盲板断开，并对容器进行吹扫、蒸煮、管线、阀门必须加盲板断开，并对容器进行吹扫、蒸煮、置换合格。置换合格。不得以关闭阀门代替安装盲板。不得以关闭阀门代替安装盲板。v取样分析要有代表性、全面性。取样分析要有代表性、全面性。v能够转动的或其中有可动部件的压力容器，必须切能够转动的或其中有可动部件的压力容器，必须切断与容器相关的电源，挂标示牌，设专人监护。断与容器相关的电源，挂标示牌，设专人监护。v需要进行检验的容器表面应彻底清扫干净。需要进行检验的容器表面应彻底清扫干净。v检验用灯、工具的电源电压，应符合规定。检验用灯、工具的电源电压，应符合规定。v内部检验时，应有专人监护，
25、并有可靠的联络措施内部检验时，应有专人监护，并有可靠的联络措施v为保证容器内人员安全，可采取自然通风，必要时可采为保证容器内人员安全，可采取自然通风，必要时可采取强制通风（取强制通风（不允许通氧气不允许通氧气）。）。v进入容器作业必须遵守有关安全规定。进入容器作业必须遵守有关安全规定。第三十五页，编辑于星期六：十八点 三十八分。在用压力容器常见缺陷及检验方法在用压力容器常见缺陷及检验方法 v压力容器的常见缺陷压力容器的常见缺陷v腐蚀腐蚀 金属腐蚀金属腐蚀：金属由于环境介质的化学或电化学作用而引起金属由于环境介质的化学或电化学作用而引起 的破坏。的破坏。v裂纹裂纹v变形变形v材质劣化材质劣化v常
26、用的常用的检验方法检验方法 第三十六页，编辑于星期六：十八点 三十八分。金属腐蚀金属腐蚀v均匀腐蚀均匀腐蚀v电偶腐蚀电偶腐蚀 电解质溶液中电解质溶液中 v孔蚀孔蚀 （大）（大）v缝隙腐蚀缝隙腐蚀 浸在腐蚀介质中浸在腐蚀介质中v选择性腐蚀选择性腐蚀 v晶间腐蚀晶间腐蚀 奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢 （大）（大）v磨损腐蚀磨损腐蚀v应力腐蚀应力腐蚀 拉应力、材料、特定介质拉应力、材料、特定介质 （大）（大）v腐蚀疲劳腐蚀疲劳 腐蚀介质、交变应力腐蚀介质、交变应力 v氢损伤氢损伤 氢脆、氢鼓包、脱碳和氢腐蚀氢脆、氢鼓包、脱碳和氢腐蚀 （大）（大）第三十七页，编辑于星期六：十八点 三十八分。压力容器的常见
27、缺陷压力容器的常见缺陷v裂纹裂纹 在用压力容器使用过程中常见的缺陷，也是在用压力容器使用过程中常见的缺陷，也是最危险最危险的一种缺陷，是导致压力容器发生的一种缺陷，是导致压力容器发生脆性破坏脆性破坏的主要因的主要因素。素。主要：主要：腐蚀裂纹、疲劳裂纹腐蚀裂纹、疲劳裂纹v变形变形 形式：形式：凹陷、鼓包，整体膨胀和整体扁瘪等凹陷、鼓包，整体膨胀和整体扁瘪等v材质劣化材质劣化 表面：表面：脱碳、增碳、氮化、氧化等脱碳、增碳、氮化、氧化等 内部：内部：时效、珠光体球化、石墨化、过热下的组织粗化、时效、珠光体球化、石墨化、过热下的组织粗化、更高温度下的过烧等更高温度下的过烧等第三十八页，编辑于星期六
28、：十八点 三十八分。常用的检验方法常用的检验方法 v直观检查和量具检查（宏观检查）直观检查和量具检查（宏观检查）直接发现和检验容器内、外表面比较明显的缺陷。直接发现和检验容器内、外表面比较明显的缺陷。v无损探伤无损探伤 检查内部是否存在缺陷的方法检查内部是否存在缺陷的方法 方法：方法：射线探伤，超声波探伤、渗透探伤、磁粉探伤、射线探伤，超声波探伤、渗透探伤、磁粉探伤、涡流检测、声发射检测等涡流检测、声发射检测等 v耐压试验耐压试验 液压试验（水压试验）和气压试验液压试验（水压试验）和气压试验 v力学性能试验力学性能试验 拉力试验、弯曲试验、冲击试验、拉力试验、弯曲试验、冲击试验、焊接接头的机械性能试验等焊接接头的机械性能试验等 v化学分析，金相检验化学分析，金相检验 材质的标准、组织结构材质的标准、组织结构 v应力应变测试应力应变测试 电阻应变测量法电阻应变测量法 v断口分析断口分析 判断各种典型缺陷的性质、检查一些严重缺陷判断各种典型缺陷的性质、检查一些严重缺陷 在容器使用过程中的行为在容器使用过程中的行为第三十九页，编辑于星期六：十八点 三十八分。