1绪论 1
1.1 压力容器概述 1
1.1.1 特种设备与压力容器 1
1.1.2 压力容器分类 1
1.1.3 压力容器典型结构 6
1.2 压力容器安全的重要性 7
1.2.1 压力容器应用的广泛性 7
1.2.2 压力容器事故的易发性 7
1.2.3 压力容器事故后果的严重性 8
1.3 压力容器事故类型 9
习题 9
2压力容器安全监察与法规标准体系 11
2.1 压力容器安全监察 11
2.1.1 压力容器安全监察概念 11
2.1.2 压力容器安全监察的作用 11
2.2 压力容器法规标准体系 12
2.2.1 法律 12
2.2.2 行政法规 12
2.2.3 部门规章 12
2.2.4 安全技术规范 13
2.2.5 标准 13
习题 15
3压力容器材料 17
3.1 金属材料性能 17
3.1.1 力学性能 17
3.1.2 物理性能 22
3.1.3 化学性能 23
3.1.4 加工工艺性能 23
3.2 元素对钢材性能的影响 24
3.2.1 杂质元素的影响 24
3.2.2 合金元素的影响 24
3.3 压力容器用钢材 25
3.3.1 材料分类 25
3.3.2 碳素钢 26
3.3.3 低合金钢 26
3.3.4 碳素钢和低合金钢用于压力容器的特殊规定 27
3.3.5 高合金钢 27
3.4 压力容器选材原则 29
习题 31
4内压容器强度安全设计（一）——回转薄壳的应力分析理论 33
4.1 回转薄壳的薄膜应力理论 33
4.1.1 基本假设及概念 33
4.1.2 回转薄壳应力特点 34
4.1.3 经向应力计算——区域平衡方程式 35
4.1.4 环向应力计算——微体平衡方程式 36
4.1.5 轴对称回转壳体薄膜理论的适用范围 37
4.2 典型回转薄壳结构应力分析 38
4.2.1 受气体内压作用的筒形薄壳 38
4.2.2 受气体内压作用的球形薄壳 39
4.2.3 受气体内压作用的椭球薄壳 40
4.2.4 实际应用举例 42
4.3 内压筒体边缘应力 44
4.3.1 边缘应力的概念 44
4.3.2 边缘应力的特点 45
4.3.3 对边缘应力的处理 45
习题 46
5内压容器强度安全设计（二）——常规设计 48
5.1 压力容器强度设计基础 48
5.1.1 强度理论及强度条件 48
5.1.2 强度理论在压力容器中的应用 48
5.2 内压薄壁圆筒及球壳的强度设计 49
5.2.1 内压薄壁圆筒强度设计 49
5.2.2 内压薄壁球壳强度设计 50
5.2.3 设计参数概念及确定方法 50
5.3 内压封头强度设计 57
5.3.1 半球形封头 57
5.3.2 椭圆形封头 57
5.3.3 封头类型选择原则 58
5.4 内压容器压力试验及强度校核 59
5.4.1 耐压试验 59
5.4.2 泄漏试验 60
5.5 内压容器设计例题 60
习题 61
6外压容器稳定性安全设计 64
6.1 临界压力 64
6.1.1 概念 64
6.1.2 影响临界压力的因素 65
6.1.3 长圆筒、短圆筒及刚性圆筒 65
6.1.4 临界压力的理论计算公式 66
6.1.5 临界长度 67
6.2 外压圆筒的工程设计方法 67
6.2.1 设计准则 67
6.2.2 外压容器的图算法 68
6.3 外压球壳及凸形封头设计 75
6.3.1 球壳及半球形封头 75
6.3.2 凸面受压封头的设计 76
6.4 加强圈设计 76
6.4.1 加强圈作用 76
6.4.2 加强圈尺寸设计 77
6.4.3 加强圈间距设计 77
6.4.4 加强圈与圆筒的连接 77
6.5 外压容器压力试验 78
6.6 外压容器设计例题 79
习题 81
7压力容器零部件安全设计 83
7.1 法兰连接 83
7.1.1 法兰连接结构及原理 83
7.1.2 法兰分类及结构 84
7.1.3 影响法兰密封的因素 86
7.1.4 法兰标准及选用 88
7.1.5 螺栓载荷的施加方式 92
7.2 压力容器开孔与开孔补强 94
7.2.1 容器开孔应力 94
7.2.2 开孔补强结构及形式 94
7.2.3 等面积补强设计准则 95
习题 98
8压力容器超压泄放技术 100
8.1 超压分类 100
8.1.1 物理超压 100
8.1.2 化学超压 101
8.2 超压泄放原理 102
8.3 超压泄放装置 103
8.3.1 爆破片装置 104
8.3.2 安全阀 106
8.3.3 易熔塞 108
8.3.4 选型方法 108
8.4 物理超压泄放设计 109
8.4.1 安全泄放量Ws计算 110
8.4.2 泄放装置泄放量及泄放面积计算 112
8.5 超压泄放装置设计例题 116
习题 118
9压力容器制造、使用及监检 120
9.1 压力容器制造 120
9.1.1 板焊结构容器制造工艺 120
9.1.2 锻焊结构容器制造工艺 121
9.2 压力容器焊接 121
9.2.1 常用焊接方法 121
9.2.2 焊接坡口 123
9.2.3 焊接接头 123
9.2.4 焊缝形式 124
9.3 压力容器热处理 125
9.3.1 恢复力学性能的热处理 125
9.3.2 焊后热处理 126
9.3.3 消氢处理 126
9.3.4 改善材料力学性能热处理 126
9.4 压力容器无损检测 128
9.4.1 射线检测 128
9.4.2 超声检测 128
9.4.3 磁粉检测 129
9.4.4 渗透检测 129
9.4.5 声发射检测 129
9.5 压力容器制造监督检验 129
9.5.1 监检程序 130
9.5.2 监检内容 130
9.6 压力容器的使用管理 133
9.6.1 使用单位主体责任和主要义务 133
9.6.2 压力容器安全与节能技术档案 133
9.6.3 压力容器安全管理制度和操作规程 134
9.6.4 压力容器的维护保养、年度检查 134
9.6.5 异常情况处理 134
9.6.6 达到设计年限的压力容器 135
9.6.7 应急预案与事故处理 135
9.6.8 压力容器使用登记 135
9.7 压力容器定期检验 135
9.7.1 定期检验目的及检验周期 135
9.7.2 定期检验内容 135
9.7.3 金属压力容器安全状况等级评定 138
9.7.4 定期检验方案制定 139
习题 139
10基于风险的检验（RBI）技术 140
10.1 RBI技术概述 140
10.1.1 RBI产生背景 140
10.1.2 RBI技术思路及使用范围 140
10.1.3 RBI技术相比传统检验技术的优势 141
10.1.4 国内RBI发展情况 141
10.2 RBI技术实施流程 142
10.2.1 制定评估方案 142
10.2.2 数据和信息收集 142
10.2.3 RBI技术筛选的评估 143
10.2.4 RBI技术详细评估及检验策略的制定 143
10.2.5 RBI技术的再评估 143
10.3 RBI分析方法 143
10.3.1 定性分析 143
10.3.2 定量分析 144
10.3.3 半定量分析 144
习题 145
11含缺陷压力容器的安全评定 146
11.1 压力容器缺陷形式 146
11.1.1 板材缺陷 146
11.1.2 锻件缺陷 147
11.1.3 焊接缺陷 147
11.2 含缺陷压力容器的“合乎使用”原则 148
11.3 安全评定的理论基础——断裂力学基本理论 149
11.3.1 线弹性断裂力学基本理论 149
11.3.2 弹塑性断裂力学基本理论 150
11.3.3 材料断裂韧性的测试 152
11.4 压力容器安全评定标准发展 152
11.4.1 国外压力容器安全评定标准发展 152
11.4.2 国内压力容器安全评定标准发展 153
11.5 基于GB 19624的压力容器安全评定方法简介 154
11.5.1 缺陷的表征 154
11.5.2 平面缺陷评定所需的应力的确定 155
11.5.3 平面缺陷的简化评定 157
11.5.4 平面缺陷的常规评定 157
习题 158
12压力容器失效形式及爆炸灾害 160
12.1 压力容器失效形式 160
12.1.1 强度失效 160
12.1.2 刚度失效 163
12.1.3 失稳失效 163
12.1.4 泄漏失效 163
12.2 压力容器爆炸灾害 164
12.2.1 承装压缩气体或水蒸气的压力容器的爆炸能量 164
12.2.2 承装液体的压力容器的爆炸能量 164
12.2.3 承装液化气体与高温饱和水的容器的爆炸能量 164
12.2.4 爆炸威力计算 165
12.3 压力容器事故案例 165
12.3.1 某公司煤气储罐爆炸事故 165
12.3.2 某公司液化气球罐爆炸事故 166
12.3.3 某厂反应釜爆炸事故 166
习题 167
参考文献 168