压力容器储罐的结构组成介绍

一、核心承压部件：储罐的 “主体骨架"

1. 壳体（罐身）

• 作用：储存介质的主要空间，同时承受内压或外压（如真空储罐）。

• 结构形式：多数为圆柱形（制造难度低、受力均匀，适合大规模生产），少数特殊工况用球形（如高压天然气储罐，受力更优但成本高）或方形（少见，仅适用于低压、小容积场景）。

• 材质：根据介质特性选择，常见的有 Q345R（低合金高强度钢，适用于中低压化工介质）、304/316L 不锈钢（耐酸碱腐蚀，用于食品、制药或腐蚀性介质）、钛合金（高腐蚀、高温高压特殊场景，成本较高）。

• 关键设计：壳体壁厚需按压力、介质温度计算确定，且需设置焊缝探伤检测（如射线探伤、超声探伤），避免焊缝缺陷导致泄漏。

2. 封头（罐顶 / 罐底）

• 作用：封闭壳体两端，形成完整的承压空间，同时优化壳体受力（减少应力集中）。

• 常见类型：

• 椭圆形封头：受力均匀，加工难度适中，适用于中低压储罐（如化工原料储罐）。

• 碟形封头：曲率半径小，顶部平整，适合顶部需安装较多附件的场景（如带搅拌装置的储罐），但受力略逊于椭圆形封头。

• 平板封头（少见）：仅适用于低压、小容积储罐（如小型缓冲罐），因平板中心易产生应力集中，不适合高压工况。

• 连接方式：与壳体通过焊接连接，且焊缝需做圆角过渡，避免应力集中点。

3. 支座

• 作用：支撑整个储罐，将重量传递到基础，同时适应储罐因温度变化产生的热胀冷缩。

• 常见类型：

• 鞍式支座：适用于圆柱形储罐，通常 2-4 个对称分布，结构简单、承载稳定，底部可预留滑动间隙，方便储罐热胀冷缩时位移。

• 裙式支座：适用于高大储罐（如高度超过 10 米的储罐）或底部需加热 / 保温的场景（如带夹套的储罐），支座像 “裙子" 包裹罐底，增强稳定性。

• 耳式支座（少见）：仅适用于小容积、轻重量的储罐（如小型计量罐），通过耳部与支架螺栓连接，安装灵活。

二、密封与连接部件：防止介质泄漏的 “屏障"

1. 法兰与密封垫片

• 作用：连接储罐的接管（如进料管、出料管）与外部管道，或连接可拆卸部件（如人孔盖），通过垫片密封间隙。

• 法兰类型：按压力等级分，有常压法兰（PN≤0.6MPa）、中压法兰（PN1.0-4.0MPa）、高压法兰（PN≥6.4MPa）；按密封面形式分，有平面法兰（适用于低压、非腐蚀性介质）、凹凸面法兰（密封性更好，适用于中压介质）、榫槽面法兰

• 密封垫片：材质需与介质兼容，常见的有石棉垫片（低压、非腐蚀性介质，逐步被淘汰）、丁腈橡胶垫片（耐油，适用于石油类介质）、四氟乙烯垫片（耐酸碱，适用于腐蚀性介质）、金属缠绕垫片（高压、高温场景，如蒸汽储罐）。

2. 人孔 / 手孔

• 作用：供人员进入储罐内部检修、清洁（人孔，直径通常≥500mm），或供手部伸入检查 / 取样（手孔，直径通常≤300mm）。

• 结构特点：均带盖体，盖体与法兰通过螺栓连接，盖体内侧需安装密封垫片；人孔通常设置在储罐侧面或顶部，底部需预留检修平台；手孔多设置在储罐下部，方便取样或小型检修。

三、接管与工艺附件：介质进出与操作的 “通道"

1. 工艺接管

• 作用：实现介质的输入、输出、排气、排液等功能，每个接管均需与壳体焊接，且焊接处需做加强（如加劲肋），避免接管根部因受力断裂。

• 常见类型：

• 进料管：通常从储罐顶部或侧面上部接入，避免介质冲击罐底导致磨损。

• 出料管：从储罐底部或侧面下部接入，确保介质能排出。

• 排气管：顶部设置，排出储罐内的气相介质（如进料时排出空气），避免罐内压力过高。

• 排净管：底部设置，用于储罐清空时排净残留介质，方便清洁或检修。

• 取样管：侧面中部设置，用于抽取罐内介质样品，检测品质或成分。

2. 内部附件（按需配置）

• 液位计接口：焊接在储罐侧面，用于安装液位计（如玻璃管液位计、雷达液位计），实时监测介质液位。

• 搅拌装置接口：若储罐需混合介质（如反应型储罐），顶部或侧面会预留接口，用于安装搅拌轴和搅拌桨。

• 加热 / 冷却附件接口：如带夹套的储罐，会预留蒸汽进口、冷凝水出口（加热用）或冷却水进出口（冷却用），夹套与罐身之间形成密闭空间，通入热 / 冷介质实现温度控制。

四、安全保护装置：避免超压、超温的 “安全阀"

1. 安全阀（核心安全装置）

• 作用：当罐内压力超过设定值（通常为设计压力的 1.05-1.1 倍）时，自动开启泄压，压力降至安全值后自动关闭，避免储罐超压爆炸。

• 类型：弹簧式安全阀先导式安全阀（适用于高压、大流量场景，如大型天然气储罐，动作更灵敏）。

• 要求：需定期校验（通常每半年 1 次），确保开启压力准确，且出口需接泄压管，将泄压介质引至安全区域（如有毒介质需引至废气处理系统，易燃易爆介质需引至室外空旷处）。

2. 压力表

• 作用：实时显示罐内压力，方便操作人员监控。

• 要求：量程需为罐内最高工作压力的 1.5-3 倍（避免量程过小导致损坏或过大导致读数不准）；需定期校验（通常每半年 1 次），且表盘需有红色警戒线，标注最高工作压力。

3. 液位计与温度仪表

• 液位计：防止介质超装导致罐内压力升高，或空罐运行导致泵抽空，常见的有玻璃管液位计（直观但适用于低压、透明介质）、浮球液位计（适用于中低压、非腐蚀性介质）、雷达液位计（适用于高压、腐蚀性或有毒介质，无接触测量更安全）。

• 温度仪表：监测罐内介质温度，避免温度过高导致介质汽化压力升高，或温度过低导致介质凝固堵塞管道，通常采用热电偶或热电阻温度计，信号可远传至控制室

压力容器储罐使用过程中为什么会出现碎裂现象呢?