自工业革命以来,薄壁压力容器的应用前景一直很广阔。目前,国内外已将压力容器应用于各个行业,有大型薄壁压力容器和小型薄壁压力容器,如:大型工业锅炉,家用液化气钢瓶,消防灭火器,工业氧气瓶等等。压力容器,是指盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备。为了与一般容器(常压容器)相区别,只有同时满足下列三个条件的容器,才称之为压力容器:(1)工作压力大于或者等于0.1Mpa(工作压力是指压力容器在正常工作情况下,其顶部可能达到的最高压力(表压力));(2)工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa-L(容积,是指压力容器的几何容积);(3)盛装介质为气体、液化气体。
压力容器的分类方法很多,从使用、制造和监检的角度分类,有以下几种:
(1)按承受压力的等级分为:低压容器、中压容器、高压容器和超高压容器。
(2)按盛装介质分为:非易燃、无毒;易燃或有毒;剧毒。
(3)按工艺过程中的作用不同分为:①反应容器:用于完成介质的物理、化学反应的容器。②换热容器:用于完成介质的热量交换的容器。③分离容器:用于完成介质的质量交换、气体净化、固、液、气分离的容器。④贮运容器:用于盛装液体或气体物料、贮运介质或对压力起平衡缓冲作用的容器。
(4)为了更有效地实施科学管理和安全监检,我国《压力容器安全监察规程》中根据工作压力、介质危害性及其在生产中的作用将压力容器分为三类。并对每个类别的压力容器在设计、制造过程,以及检验项目、内容和方式做出了不同的规定。压力容器已实施进口商品安全质量许可制度,未取得进口安全质量许可证书的商品不准进口。
压力容器的用途十分广泛。它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。此外,还配有安全装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。
压力容器由于密封、承压及介质等原因,容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。目前,世界各国均将其列为重要的监检产品,由国家指定的专门机构,按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验,而氧气瓶的问题显得更为突出,因此我们就以氧气瓶为例来进行研究。