压力容器

压力容器设计成容纳气体或液体在容器压力从基本上不同环境压力。

可以选择适合压力应用的构造方法和材料，这取决于容器的尺寸、内容物、工作压力、质量限制和所需物品的数量。

压力容器可能是危险的，在其开发和运行的历史上曾发生过致命的事故。因此，压力容器的设计、制造和操作均受立法支持的工程机构监管。由于这些原因，压力容器的定义因国家而异。

设计涉及诸如xxx安全操作压力和温度、安全系数、腐蚀裕量和最低设计温度（用于脆性断裂）等参数。使用无损检测对结构进行检测，例如超声波检测、射线照相。，和压力测试。静水压力测试通常使用水，但气动测试使用空气或其他气体。流体静力测试是首选，因为它是一种更安全的方法，因为如果在测试过程中发生破裂，释放的能量会少得多（当快速减压发生时，水的体积不会大幅增加，不像气体会爆炸性膨胀）。批量或批量生产的产品通常会在受控条件下对具有代表性的样品进行销毁测试，以保证质量。如果系统的整体安全性得到充分提高，则可以安装泄压装置。

在大多数国家，超过一定尺寸和压力的船舶必须按照正式规范建造。在美国，该代码是ASME锅炉和压力容器代码(BPVC)。在欧洲，代码是压力设备指令。

压力容器理论上几乎可以是任何形状，但通常采用由球体、圆柱体和圆锥体组成的形状。一种常见的设计是带有称为头部的端盖的圆柱体。头部形状通常是半球形或碟形（圆球形）。从历史上看，更复杂的形状更难以分析以确保安全操作，并且通常更难构建。

从理论上讲，球形压力容器的强度大约是壁厚相同的圆柱形压力容器的两倍，，是保持内部压力的理想形状。但是，球形的制造难度较大，因此成本较高，因此大多数压力容器为圆柱形，两端为2:1的半椭圆形封头或端盖。较小的压力容器由一根管子和两个盖子组装而成。对于直径xxx为600毫米（NPS为24英寸）的圆柱形容器，可以使用无缝管作为外壳，从而避免许多检查和测试问题，主要是需要时对长焊缝进行射线照相的无损检查。这些容器的一个缺点是更大的直径更昂贵，因此例如最经济的形状是1,000升（35立方英尺）、250巴（3,600psi)压力容器的直径可能为91.44厘米（36英寸），长度为1.7018米（67英寸），包括2:1半椭圆形圆顶端盖。

许多压力容器由钢制成。为了制造圆柱形或球形压力容器，必须将轧制部件和可能的锻造部件焊接在一起。除非采取特殊预防措施，否则通过轧制或锻造获得的钢的某些机械性能可能会受到焊接的不利影响。除了足够的机械强度外，现行标准还规定使用具有高抗冲击性的钢，特别是对于在低温下使用的容器。在碳钢会受到腐蚀的应用中，还应使用特殊的耐腐蚀材料。

一些压力容器由复合材料制成，例如使用聚合物固定在适当位置的碳纤维的纤维缠绕复合材料。由于碳纤维的拉伸强度非常高，这些容器可以很轻，但制造起来要困难得多。复合材料可缠绕在金属衬里周围，形成复合外包装压力容器。

其他非常常见的材料包括聚合物，例如碳酸饮料容器中的PET和管道中的铜。

压力容器可能衬有各种金属、陶瓷或聚合物，以防止泄漏并保护容器结构免受所含介质的影响。该衬里还可以承载很大一部分压力负载。

压力容器也可以由混凝土(PCV)或其他抗拉力较弱的材料制成。缠绕在容器周围或壁内或容器本身内的电缆提供必要的张力以抵抗内部压力。“防漏钢薄膜”排列在容器的内壁上。这种容器可以由模块化部件组装而成，因此“没有固有的尺寸限制”。由于大量单独的电缆抵抗内部压力，因此也存在高阶冗余。

压力容器用于工业和私营部门的各种应用。它们作为工业压缩空气接收器、锅炉和家用热水储罐出现在这些行业中。压力容器的其他例子是潜水气瓶、再压缩室、蒸馏塔、压力反应器、高压釜以及采矿作业、炼油厂和石化厂、核反应堆容器、潜艇和太空船中的许多其他容器。栖息地、大气潜水服、气动储罐、受压液压储罐、轨道车辆空气制动储罐、公路车辆空气制动储罐，以及高压xxx性气体和液化气体如氨、氯和LPG（丙烷、丁烷）的储存容器。